一奴饮、介紹
?? 帶有金屬球的球形傾斜開(kāi)關(guān)薄坏。它用于檢測(cè)小角度的傾斜燕偶。
二侵浸、組件
★Raspberry Pi 3主板*1
★樹(shù)莓派電源*1
★40P軟排線(xiàn)*1
★傾斜傳感器模塊*1
★雙色LED模塊*1
★面包板*1
★跳線(xiàn)若干
三旺韭、實(shí)驗(yàn)原理
??在傾斜開(kāi)關(guān)中球以不同的傾斜角度移動(dòng)，以制造觸發(fā)電路掏觉。傾斜開(kāi)關(guān)模塊使用雙向傳導(dǎo)的球形傾斜開(kāi)關(guān)区端。當(dāng)它向一側(cè)傾斜時(shí)，只要傾斜度和力滿(mǎn)足條件開(kāi)關(guān)就會(huì)通電澳腹，從而輸出低電平信號(hào)织盼。
四杨何、實(shí)驗(yàn)步驟
??第1步：連接電路，該實(shí)驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)6（輕觸開(kāi)關(guān)按鍵實(shí)驗(yàn)）相同沥邻。這里激光模塊的實(shí)物與模塊原理圖的端口名稱(chēng)不一致危虱，我們按照實(shí)物的端口名稱(chēng)來(lái)連接。
| 樹(shù)莓派 | T型轉(zhuǎn)接板 | 傾斜開(kāi)關(guān) |
|---|---|---|
| GPIO 0（序號(hào)11） | GPIO 17 | SIG（DO） |
| 5V | 5V | VCC |
| GND | GND | GND |
| 樹(shù)莓派 | T型轉(zhuǎn)接板 | 雙色LED |
|---|---|---|
| GPIO 1（序號(hào)12） | GPIO 18 | R（紅色端口） |
| GND | GND | GND |
| GPIO 2（序號(hào)13） | GPIO 27 | G（綠色端口） |
??第2步：這次編程有兩個(gè)函數(shù)要注意唐全，是關(guān)于輸入的高級(jí)應(yīng)用埃跷。
??有多種方式將GPIO的輸入導(dǎo)入到程序中，polling( 輪詢(xún) )式 和 interrupt( 中斷 )式( edge detection 邊緣檢測(cè) )芦瘾，“輪詢(xún)”式如果程序在錯(cuò)誤的時(shí)間讀取值捌蚊，可能會(huì)錯(cuò)過(guò)輸入。我們這里采用中斷式近弟。
??如果您沒(méi)有將輸入引腳連接到任何東西缅糟，它將“浮動(dòng)”。換句話(huà)說(shuō)祷愉，讀取的值是未定義的窗宦，因?yàn)樗鼪](méi)有連接到任何東西，直到你按下按鈕或開(kāi)關(guān)二鳄。它可能會(huì)由于接收電源干擾而改變很大的值赴涵。
??為了解決這個(gè)問(wèn)題，我們使用一個(gè)向上拉或向下拉電阻器订讼。這樣髓窜，就可以設(shè)置輸入的默認(rèn)值∑鄣睿可以使用硬件或者軟件實(shí)現(xiàn)上下拉電阻寄纵。在硬件方式中，常常在輸入通道與3.3V（上拉）或0V（下拉）之間使用10K電阻脖苏。GPIO模塊允許您在編程中這樣配置：
GPIO.setup(channel, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_UP)
# or
GPIO.setup(channel, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_DOWN)
??我們很多時(shí)候并不關(guān)心電平值, 而關(guān)心電平從低到高程拭，或從高到低的變化(如編碼器測(cè)速/按鍵按下彈開(kāi)等), 為避免主程序忙于其它事情錯(cuò)過(guò)引腳的電平改變, 有兩種方式:
??wait_for_edge() 函數(shù)
?? event_detected() 函數(shù)
?? wait_for_edge（）函數(shù)是為了阻止程序的執(zhí)行，直到檢測(cè)到邊緣為止棍潘。換句話(huà)說(shuō)恃鞋，等待按鈕按下的示例可以改寫(xiě)成：
GPIO.wait_for_edge(channel, GPIO.RISING)
?? 注意檢測(cè)的邊緣參數(shù)有 GPIO.RISING， GPIO.FALLING 亦歉， GPIO.BOTH (上升沿, 下降沿 或 升降沿)恤浪， 這樣用幾乎不占用CPU，如果你只希望在確定的時(shí)間段內(nèi)查詢(xún)鳍徽，可以使用 timeout 參數(shù):
# wait for up to 5 seconds for a rising edge (timeout is in milliseconds)
channel = GPIO.wait_for_edge(channel, GPIO_RISING, timeout=5000)
if channel is None:
print('Timeout occurred')
else:
print('Edge detected on channel', channel)
??event_detected()函數(shù)被設(shè)計(jì)用來(lái)與其他事物一起在循環(huán)中使用资锰， 不同于polling輪詢(xún)， 它不會(huì)在CPU忙于處理其他事物時(shí)錯(cuò)過(guò)輸入狀態(tài)的變化阶祭。 這使得使用Pygame 或 PyQt 時(shí)非常有用绷杜，因?yàn)槠渲杏幸粋€(gè)主循環(huán)監(jiān)聽(tīng)和及時(shí)響應(yīng)GUI事件的基礎(chǔ)直秆。
??只要檢測(cè)到指定參數(shù)的邊緣事件(上升沿, 下降沿 或 升降沿)發(fā)生時(shí)，調(diào)用GPIO.event_detected(channel)的值就為"ture"(真)鞭盟。
#Note that you can detect events for GPIO.RISING, GPIO.FALLING or GPIO.BOTH.
GPIO.add_event_detect(channel, GPIO.RISING) # add rising edge detection on a channel
do_something()
if GPIO.event_detected(channel):
print('Button pressed')
??不過(guò)需要自己新建一個(gè)線(xiàn)程去循環(huán)檢測(cè)event_detected()的值圾结，還算是比較麻煩的。
??可采用另一種辦法輕松檢測(cè)狀態(tài)齿诉，這種方式是直接傳入一個(gè)回調(diào)函數(shù)：GPIO通過(guò)在add_event_detect()函數(shù)中添加callback參數(shù)筝野，RPI.GPIO為回調(diào)函數(shù)運(yùn)行第二個(gè)線(xiàn)程。這意味著回調(diào)函數(shù)可以與主程序同時(shí)運(yùn)行粤剧，以立即響應(yīng)邊緣歇竟。
??For example:
def my_callback(channel):
print('This is a edge event callback function!')
print('Edge detected on channel %s'%channel)
print('This is run in a different thread to your main program')
GPIO.add_event_detect(channel, GPIO.RISING, callback=my_callback)
# 這里添加了回調(diào)函數(shù)callback這個(gè)參數(shù)，就不需要GPIO.event_detected(channel)函數(shù)了
??如果你想要不止一個(gè)回調(diào)函數(shù):
def my_callback_one(channel):
print('Callback one')
def my_callback_two(channel):
print('Callback two')
GPIO.add_event_detect(channel, GPIO.RISING)
GPIO.add_event_callback(channel, my_callback_one)
GPIO.add_event_callback(channel, my_callback_two)
??請(qǐng)注意抵恋，在這種情況下焕议，回調(diào)函數(shù)是按順序運(yùn)行的，而不是并發(fā)的弧关。這是因?yàn)橹挥幸粋€(gè)線(xiàn)程用于回調(diào)盅安，其中每個(gè)回調(diào)都按照它們被定義的順序運(yùn)行。
??由于存在開(kāi)關(guān)抖動(dòng)(用示波器可以看到)世囊，每次按下開(kāi)關(guān)會(huì)調(diào)用多次回調(diào)函數(shù)别瞭，這不是我們希望的，有兩種方式處理開(kāi)關(guān)抖動(dòng)：
??①在開(kāi)關(guān)兩個(gè)引腳之間添加一個(gè)0.1uF的電容
??②軟件消抖
??③二者結(jié)合使用
??使用軟件消抖時(shí), 給回調(diào)函數(shù)添加一個(gè)彈跳時(shí)間的參數(shù)( bouncetime= ), 彈跳時(shí)間(參照單片機(jī)可以為10~20ms)在ms級(jí)別, 下面的程序用200ms來(lái)消抖:
# add rising edge detection on a channel, ignoring further edges for 200ms for switch bounce handling
GPIO.add_event_detect(channel, GPIO.RISING, callback=my_callback, bouncetime=200)
??由于某些原因株憾， 你的程序可能不希望用邊緣檢測(cè)了蝙寨，可以停止它們：
GPIO.remove_event_detect(channel)
??第3步：正式編程。定義針腳參數(shù)和初始化設(shè)置函數(shù)setup()嗤瞎，其中就用到了上面講解的GPIO輸入高級(jí)應(yīng)用籽慢，添加邊緣事件檢測(cè)函數(shù)GPIO.add_event_detect()。
#!/usr/bin/env python
import RPi.GPIO as GPIO
TiltPin = 11
Rpin = 12
Gpin = 13
def setup():
GPIO.setmode(GPIO.BOARD) # Numbers GPIOs by physical location
GPIO.setup(Gpin, GPIO.OUT) # Set Green Led Pin mode to output
GPIO.setup(Rpin, GPIO.OUT) # Set Red Led Pin mode to output
GPIO.setup(TiltPin, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_UP) # Set BtnPin's mode is input, and pull up to high level(3.3V)
GPIO.add_event_detect(TiltPin, GPIO.BOTH, callback=detect, bouncetime=200)
??第4步：當(dāng)模塊水平放置時(shí)猫胁，信號(hào)是高電平，GPIO.input(TiltPin)的值為1跛锌，即LED(x)中的ｘ＝＝１弃秆，綠燈亮，無(wú)打印信息髓帽；
??當(dāng)傾斜時(shí)菠赚，開(kāi)關(guān)通電，從而輸出低電平信號(hào)郑藏，GPIO.input(TiltPin)的值為０衡查，即LED(x)中的ｘ＝＝０，紅燈亮必盖，打印顯示“Tilt! ”拌牲。
def Led(x): #控制雙色LED燈閃爍的函數(shù)
if x == 0:
GPIO.output(Rpin, 1) #紅燈亮
GPIO.output(Gpin, 0) #綠燈滅
if x == 1:
GPIO.output(Rpin, 0)
GPIO.output(Gpin, 1)
def Print(x): #打印按鍵是否傾斜的提示消息
if x == 0:
print ' *************'
print ' * Tilt! *'
print ' *************'
def detect(chn):
Led(GPIO.input(TiltPin)) #控制雙色LED燈閃爍
Print(GPIO.input(TiltPin)) #打印按鍵是否傾斜的提示消息
??第5步：很多程序都提供了“空語(yǔ)句”支持俱饿，Python 也不例外，Python 的 pass 語(yǔ)句就是空語(yǔ)句塌忽。有時(shí)候程序需要占一個(gè)位拍埠、放一條語(yǔ)句，但又不希望這條語(yǔ)句做任何事情土居，此時(shí)就可通過(guò) pass 語(yǔ)句來(lái)實(shí)現(xiàn)枣购。通過(guò)使用 pass 語(yǔ)句，還可以讓程序更完整擦耀，因?yàn)槿绻x一個(gè)空函數(shù)程序會(huì)報(bào)錯(cuò)棉圈，當(dāng)你沒(méi)有想好函數(shù)的內(nèi)容時(shí)可以用 pass 填充，使程序可以正常運(yùn)行眷蜓。
def loop():
while True:
pass
def destroy():
GPIO.output(Gpin, GPIO.LOW) # Green led off
GPIO.output(Rpin, GPIO.LOW) # Red led off
GPIO.cleanup() # Release resource
if __name__ == '__main__': # Program start from here
setup()
try:
loop()
except KeyboardInterrupt: # When 'Ctrl+C' is pressed, the child program destroy() will be executed.
destroy()
