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树莓派综合项目3:AI视觉机械臂小车(二)轻触按键
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树莓派综合项目3:AI视觉机械臂小车(二)轻触按键
树莓派项目
小车
AI视觉
张国平
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发布时间: 2021-05-12
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阅读: 948
## 一、介绍 [树莓派综合项目3:AI视觉机械臂小车(一)蜂鸣器](https://www.icxbk.com/article/detail?aid=2130) [树莓派基础实验](https://www.jianshu.com/nb/41246217) 本实验也是一个简单的轻触按键实验,在基础实验系列中讲过类似的一篇,[树莓派基础实验6:轻触开关按键实验](https://www.jianshu.com/p/0dcdfe06d1e8),当中使用了 interrupt( 中断 )式( edge detection 边缘检测 ),GPIO.add_event_detect()方法。本实验中直接使用While循环检测按键输入的电平为高还是低,同时介绍一个Python控制GPIO的库“gpiozero”,gpiozero库的操作更加人性化,而且简单好用、易于上手,树莓派镜像默认安装了gpiozero库,无需额外安装。 ## 二、组件 ![](https://upload-images.jianshu.io/upload_images/12472291-1a071d22eaa9587a.jpg?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240) ## 三、实验原理 #####什么是GPIO Zero? GPIO Zero库是树莓派官方目前推荐的用于操作树莓派上GPIO口的Python库,该库最早是在RPi.GPIO库之上开发而来的,现在默认情况下也有许多功能是基于RPi.GPIO库实现的,不过用户可以自行设置其它库用在底层。 GPIO Zero库将常用的功能进行封装(LED、Button、Motor……),使一般用户和软件开发者更加容易实现需要用到GPIO口的功能,而不需要像RPi.GPIO库一样去了解GPIO口的输入输出、上下拉电阻等底层硬件相关的参数。 结合简单的命名实践和描述性功能,GPIO Zero更易于初学者理解。即使RPi.GPIO库的经验丰富的用户可能更喜欢它 - 并且为了理解原因,让我们来看看RPi.GPIO与GPIO Zero的比较。 #####RPi.GPIO有什么不对? 没有。什么都没有。RPi.GPIO于2012年初由开发者Ben Croston发布。它是一个强大的库,允许用户从代码中控制GPIO引脚。它几乎涵盖了我们所涵盖的每个初学者项目。 尽管RPi.GPIO广泛使用,但它从未为最终用户设计。RPi.GPIO的优秀设计证明了这么多初学者仍然使用它。 #####GPIO Zero有什么好处? 在学习Python代码时,您会了解到它应该易于阅读并且尽可能短。GPIO Zero旨在涵盖这两点。它构建在RPi.GPIO之上,作为前端语言包装器,简化了GPIO的设置和使用。 请考虑以下示例,设置和打开LED: ```python import RPi.GPIO as GPIO ledPin=10 GPIO.setmode(GPIO.BCM) GPIO.setup(ledPin, GPIO.OUT) GPIO.output(ledPin, GPIO.HIGH) ``` 对于使用Pi来控制LED的人来说,上面的代码应该非常熟悉。导入RPi.GPIO库,并声明LED的引脚。引脚布局类型已设置,引脚设置为输出。然后,引脚打开。 这种方法很有意义,但GPIO Zero方式更简单: ```python from gpiozero import LED led=LED(10) led.on() ``` GPIO Zero有一个LED模块,在开始时导入。这意味着您可以声明引脚号,并调用led.on()方法。 #####为什么GPIO Zero的方法更好? 这种工作方法是对RPi.GPIO的改进。 首先,它符合“易读,尽可能短”的要求。虽然RPi.GPIO设置语句很容易理解,但它们并不是必需的。LED始终是输出,因此GPIO Zero会在幕后设置引脚。结果只需要设置三行代码,然后点亮一个LED。 您可能会注意到GPIO Zero示例中没有设置板模式。该库仅对引脚使用Broadcom(BCM)编号。库设计师Ben Nuttall在2015年RasPi.tv采访中解释了原因: >这样,使用BCM数字绝对有意义。鉴于GPIO Zero将成为未来Raspberry Pi文档的标准配置,值得学习! 其它模式也是可以使用的,以下几行都是等效的: ```python >>> led = LED(17) >>> led = LED("GPIO17") >>> led = LED("BCM17") >>> led = LED("BOARD11") >>> led = LED("WPI0") >>> led = LED("J8:11") ``` #####GPIO Zero实际上更好吗? 虽然表面看起来更直接,但新库有什么问题吗?与任何新的编码库一样,这是一个意见问题。一方面,删除设置代码非常适合初学者和经验丰富的编码人员。编写代码更简单,更快捷。 另一方面,确切知道发生了什么对学习很重要。以GPIO Zero文档中的设置按钮为例: ```python from gpiozero import Button button = Button(10) while True: if button.is_pressed: print("Button is pressed") else: print("Button is not pressed") ``` 按钮模块简化了按钮设置。它知道按钮是输入,因此使用声明的引脚号进行设置。检查按钮按下也更容易,使用.is_pressed检测按钮按下。 我们在Raspberry Pi按钮教程中使用了这个确切的功能,这是熟悉库中差异的好方法。 RPi.GPIO库的用户会注意到Pi的内部上拉/下拉电阻未在代码中设置。这提出了一个有趣的问题。初学者了解上拉/下拉电阻是否必不可少?Ben Nuttall再次回答了这个问题: >总的来说,GPIO Zero的简单方法对于初学者和退伍军人来说都是一件好事。此外,RPi.GPIO不会去任何地方。如果需要,它将始终切换回。 GPIO Zero是最新的库,可以为Pi带来好处,并且有充分的理由。对于大多数用户来说,它使GPIO引脚的编码更易于阅读和更快速的写入。 鉴于Raspberry Pi在教育中的应用,任何使学习更自然的东西都是好事。虽然RPi.GPIO到目前为止一直是完美的,但GPIO Zero采用了一个好主意并使其更好。 这里只是抛砖引玉,请学习官方网站,虽是外文网站,但浏览器翻译一下就好了: https://gpiozero.readthedocs.io/en/stable/index.html ## 四、实验步骤 **第1步:** 该树莓派转接板上已经集成了功能按键和红绿LED灯,其中功能按键连接树莓派的Broadcom(BCM)引脚编号19号针脚,红灯连接板载6号针脚,绿灯连接板载5号针脚。 **第2步:** 编写程序。这里使用While循环,interrupt( 中断 )式请参考[树莓派基础实验6:轻触开关按键实验](https://www.jianshu.com/p/0dcdfe06d1e8)。 ```python #!/usr/bin/env python import RPi.GPIO as GPIO import time BtnPin = 19 Gpin = 5 Rpin = 6 def setup(): GPIO.setwarnings(False) GPIO.setmode(GPIO.BCM) # 设置GPIO为BCM模式 GPIO.setup(Gpin, GPIO.OUT) # 设置绿灯针脚为输出 GPIO.setup(Rpin, GPIO.OUT) # 设置红灯针脚为输出 GPIO.setup(BtnPin, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_UP) # 设置按键针脚为输入,并且为上拉模式 if __name__ == '__main__': # 程序开始 setup() try: while True: if GPIO.input(BtnPin) == True: time.sl
eep(0.01) if GPIO.input(BtnPin)==True: # 两次判断防止抖动影响 GPIO.output(Rpin,1) GPIO.output(Gpin,0) elif GPIO.input(BtnPin) == False: time.sl
eep(0.01) if GPIO.input(BtnPin) == False: GPIO.output(Rpin,0) GPIO.output(Gpin,1) except KeyboardInterrupt: # When 'Ctrl+C' is pressed, the child program destroy() will be executed. GPIO.cleanup() ``` **第3步:** 使用GPIO Zero库的LED、Button方法来编写,更简洁,更直观。 ```python #!/usr/bin/env python from gpiozero import LED, Button from signal import pause button = Button(19) led_Red = LED(6) led_Green = LED(5) def pressed(): led_Red.off() led_Green.on() def released(): led_Green.off() led_Red.on() button.when_pressed = pressed button.when_released = released pause() # 令当前的进程暂停(进入睡眠状态),直到被信号(signal)所中断 ``` ![](https://upload-images.jianshu.io/upload_images/12472291-356c1b070e49c3c0.jpg?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240)
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张国平
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