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[漂移驴车项目] 【漂移驴车-进阶】添加尾灯part --- 1 树莓派驱动LED灯板

本帖最后由极凹甫于 2022-4-8 10:20 编辑

1、接口功能
接口就是你想要这个模块提供哪些功能，有了这个接口，后面的工作就慢慢来实现吧。

主要有on，off, flash, show 4个接口提供给用户使用。

class LedMatrix():

    '''
    # 初始化ledMartix的引脚
    '''
    def __init__(self):
        pass

    '''
    #led 全亮
    '''
    def on(self):
        pass

    '''
    #led 全灭
    '''
    def off(self):
        pass

    '''
    # led 闪烁
    '''
    def flash(self):
        pass

    """
    用来显示一个字符的编码，你可以自己定义一个编码来显示
    自定义工具地址：https://www.smilefrog.net/tools/DotMatrix/
    自己画个图，可以得到一串如下code
    [0x38, 0x78, 0x18, 0x18, 0x18, 0x18, 0x7E, 0x7E]
    将此列表传入show，即可显示。
    """
    def show(self, code):
        pass

    '''
    尾灯显示一个数字
    '''
    def show_num(self, num=0):
        pass
    
    '''
    释放引脚和相关资源
    '''
    def destory(self):
        pass
复制代码

2、实现LedMatrix代码

class LedMatrix(object):

    '''
    # 初始化
    '''
    def __init__(self, SDI=24, RCLK=25, SRCLK=9):
        self.SDI = SDI
        self.RCLK = RCLK
        self.SRCLK = SRCLK
        self.mxled_enable = False
        self.mxled_thread = None
        self.reset_count = 0
        self.setup()

    '''
    ledMartix的引脚初始化
    '''
    def setup(self):
        GPIO.setmode(GPIO.BCM)  # Number GPIOs by its BCM location
        GPIO.setup(self.SDI, GPIO.OUT)
        GPIO.setup(self.RCLK, GPIO.OUT)
        GPIO.setup(self.SRCLK, GPIO.OUT)
        GPIO.output(self.SDI, GPIO.LOW)
        GPIO.output(self.RCLK, GPIO.LOW)
        GPIO.output(self.SRCLK, GPIO.LOW)

    '''
    595的驱动原理是移位，8*8的led点阵需要横向8位，竖向8位来点亮响应的led
    本函数就是为了移动一个8位2进制到响应的控制引脚。
    '''

    def hc595_shift(self, data):
        for bit in range(0, 8):
            GPIO.output(self.SDI, 0x80 & (data << bit))
            GPIO.output(self.SRCLK, GPIO.HIGH)
            #time.sleep(0.0001)
            GPIO.output(self.SRCLK, GPIO.LOW)
        GPIO.output(self.RCLK, GPIO.HIGH)
        #time.sleep(0.0001)
        GPIO.output(self.RCLK, GPIO.LOW)

    '''
    595如果闪烁或者显示一个图形，需要一个线程在一直刷新
    reset的目的在于切换不同的显示模式的时候，停止正在运行的线程。
    全亮和全灭不需要使用线程刷新可以一直保持。
    '''
    def reset(self):
        if self.mxled_enable:
            self.mxled_enable = False
            self.reset_count += 1
            time.sleep(0.01)

    '''
    #led 全亮
    '''
    def on(self):
        self.reset()
        self.hc595_shift(0xFF)  # 11111111
        self.hc595_shift(0xFF)
        self.mxled_enable = True

    '''
    #led 全灭
    '''
    def off(self):
        self.reset()
        self.hc595_shift(0x00)  # 00000000
        self.hc595_shift(0x00)

    """
    用来显示一个字符的编码，你可以自己定义一个编码来显示
    自定义工具地址：https://www.smilefrog.net/tools/DotMatrix/
    自己画个图，可以得到一串如下code
    [0x38, 0x78, 0x18, 0x18, 0x18, 0x18, 0x7E, 0x7E]
    将此列表传入show，即可显示。
    并启动一个线程，来保持这个刷新的频率
    """
    def show(self, code, is_flash=False):
        self.reset()
        self.mxled_enable = True
        self.mxled_thread = threading.Thread(target=self._show, args=[code, is_flash])
        self.mxled_thread.start()

    '''
    code_row_refresh 逐行扫描的row值，一共8行，从下到上逐渐是1
    0x01    0000 0001
    0x02    0000 0010
    0x04    0000 0100
    0x08    0000 1000
    0x10    0001 0000
    0x20    0010 0000
    0x40    0100 0000
    0x80    1000 0000
    '''
    code_row_refresh = [0x01, 0x02, 0x04, 0x08, 0x10, 0x20, 0x40, 0x80]

    '''
    code: 要显示图形的编码
    逐行扫描，显示一个code，该code的长度必须是8
    类似[0x38, 0x78, 0x18, 0x18, 0x18, 0x18, 0x7E, 0x7E]
    共8行，每一行显示点亮 为1的led小灯。
    
    is_flash: 显示的图形 你是否需要闪烁效果。默认是False
    '''

    def _show(self, code, is_flash=False):
        reset_flag = self.reset_count
        while self.mxled_enable:
            for i in range(len(code) - 1, -1, -1):
                self.hc595_shift(LedMatrix.code_row_refresh[7 - i])
                self.hc595_shift(code[i])
                if is_flash:
                    time.sleep(0.01)
                else:
                    time.sleep(0.002)

            if self.reset_count < reset_flag: break

    '''
    # led 闪烁
    '''

    def flash(self, rate_hz=2):
        self.reset()
        self.mxled_enable = True
        self.mxled_thread = threading.Thread(target=self._flash, args=[rate_hz])
        self.mxled_thread.start()

    def _flash(self, rate_hz=2):
        reset_flag = self.reset_count
        while self.mxled_enable:
            self.hc595_shift(0xFF)  # 11111111
            self.hc595_shift(0xFF)
            time.sleep(1/rate_hz)
            self.hc595_shift(0x00)  # 00000000
            self.hc595_shift(0x00)
            time.sleep(1/rate_hz)
            if self.reset_count < reset_flag: break


    '''  数字0～9的code'''
    code_0 = [0x7E, 0x7E, 0x42, 0x42, 0x42, 0x42, 0x7E, 0x7E]
    code_1 = [0x38, 0x78, 0x18, 0x18, 0x18, 0x18, 0x7E, 0x7E]
    code_2 = [0x7E, 0x06, 0x06, 0x7E, 0x7E, 0x60, 0x60, 0x7E]
    code_3 = [0x3E, 0x3E, 0x02, 0x3E, 0x3E, 0x02, 0x3E, 0x3E]
    code_4 = [0x0C, 0x1C, 0x34, 0x64, 0x44, 0x7E, 0x7E, 0x04]
    code_5 = [0x7E, 0x60, 0x60, 0x7E, 0x7E, 0x06, 0x06, 0x7E]
    code_6 = [0x7E, 0x60, 0x60, 0x7E, 0x7E, 0x66, 0x66, 0x7E]
    code_7 = [0x7E, 0x7E, 0x06, 0x0C, 0x0C, 0x18, 0x30, 0x30]
    code_8 = [0x7E, 0x7E, 0x42, 0x7E, 0x7E, 0x42, 0x7E, 0x7E]
    code_9 = [0x7E, 0x7E, 0x42, 0x7E, 0x7E, 0x02, 0x02, 0x7E]

    code_num = [code_0, code_1, code_2, code_3, code_4,
                code_5, code_6, code_7, code_8, code_9]

    '''
    尾灯显示一个数字
    '''

    def show_num(self, num=0, is_flash=False):
        self.show(LedMatrix.code_num[num % 10], is_flash)

    '''
    释放引脚和相关资源
    '''

    def destory(self):
        self.off()
        GPIO.cleanup()
复制代码

3、测试
将ledmatrix.py 上传到树莓派任意目录，然后启动python 交互环境来运行试试吧。

>>> import ledmatrix as mx
>>> led = mx.LedMatrix()
>>> led.off()
>>> led.flash()
>>> led.flash(5)
>>> led.flash()
>>> led.show_num(9)
>>> led.show_num(9, 2)
>>> led.off()
>>> led.destory()
>>> 
>>> exit()
复制代码