基于STEP Pico制作交通灯控制器
一 项目介绍：制作一个交通灯控制器
任务描述：仿真马路上的交通灯的工作状态切换，利用板上的红、黄、绿三种颜色的LED显示道路状态的切换，行人按键时，具有优先功能
设计思路：利用板上的3个不同颜色的LED模拟交通灯，程序会轮流切换三个灯的状态，并根据按键的输入（中断或查询机制）调整交通灯的切换
我在本项目中，还增加了蜂鸣器，当绿灯亮时，蜂鸣器会发出声音。在现实生活中，我们会现代一些交通灯，灯绿灯亮时会发出滴滴滴滴让行人通过的声音。
硬件框图：
硬件设计思路上，通过核心芯片，控制红黄绿三灯的状态，并且设置了按键程序，本硬件有两个按键可供选择，我选择其中一个进行控制，对交通灯进行状态的切换和查询。同时还用到了硬件的蜂鸣器模块。
软件框图：
软件编程上主要分两部分，一部分为控制红绿黄三灯亮，以及另一部分为按键程序，在按键程序中，我增加了蜂鸣器的设置。
二、环境配置
1、thonny：
作为官方推荐的开发软件，thonny页面简洁，基础功能齐全，简单易上手，非常适合初学者（比如我）。安装的教程网上比较多，这里推荐一个硬禾的教学视频
thonny安装可以参考直播课程的学习（本次寒假有两次直播，直播1和直播2,直播1主要介绍了树莓派PICO，thonny如何安装，同时列举了例子，运用程序驱动12个WS2812B RGB三色灯以及播放音乐，直播2结合开发环境和实际要做得项目进行讲解）
thonny软件为硬件上的编程环境界面，在安装中，可以选择安装语言，tonny软件配备了多种语言。
2、硬禾学堂树莓派pico平台：
硬件为硬核学堂提供，在使用时，需要注意连接线（Type-C数据线）的使用，连接方法和移动U盘类似，连接上后，板子上的指示灯会亮，并且电脑会显示插入新硬件。
三、涉及硬件简单介绍
平台包含：树莓派Pico扩展板，硬禾版本树莓派Pico核心模块 - STEP Pico，Type-C 数据线，1个按键输入、3个单色LED 、1个蜂鸣器。图片为芯片管脚的介绍。芯片管脚在编程应用中至关重要。一开始要对电路模块进行识别，在本项目中，需要用到按键模块，可以选择Key1或者Key2,对应管脚要么分配为12或者13。因为交通灯涉及了红黄绿三个灯，所以我这里用到了管脚20,26,22.LED_B代表蓝灯，并没有用到。注意4个单色LED和12个RGB三色灯的区别，我一开始想用R-2R大灯来实现交通灯，后来我发现思路是错的。同时我还在绿灯亮时用了蜂鸣器，对应BUZZER模块，管脚18。
四、实现的功能及图片展示
实现的功能：
仿真马路上的交通灯的工作状态切换，利用板上的红、黄、绿三种颜色的LED显示道路状态的切换，行人按键时，具有优先功能，绿灯亮，并且蜂鸣器发出声音。
图片展示：
五、主要代码片段及说明
为了添加灯之间的延迟，并能够控制灯的关闭时间，还需要导入utime库:
import utime与使用Pico的GPIO引脚的任何程序一样，需要先配置每个管脚的属性:
这些代码设置引脚GP26、GP20、GP22作为输出，每个管脚都给了一个描述性的名称，以'led'开始，这样可读性更好，实际的交通灯不会一闪而过就停下来，即便没有交通堵塞，没有人通行，它们也会一直运行着。为了程序做同样的事情，需要建立一个无限循环:
while True:
led_red.value(1)
utime.sleep(5)这三段话的意思是红色灯亮5s,并且一直循环着。
led_red.value(1)
utime.sleep(30)
led_yellow.value（1）
utime.sleep(5)
led_red.value(0)
led_yellow.value(0)
led_green.value(1)
utime.sleep(15)
led_green.value(0)
led_yellow.value(1)
utime.sleep(5)
led_yellow.value(0)图片所示为红灯先亮30s,然后黄灯亮5s,之后绿灯亮15s,而后黄灯亮5s
2. 加入行人对灯的控制
真正的红绿灯并不仅仅是用于道路车辆的，也要考虑到行人的通行，让他们也有机会安全地通过繁忙的道路，交通灯控制系统可以根据行人的按键来决定交通灯的状态变化。
button=machine.Pin(12,machine.Pin.IN,machine.Pin.PULL_UP)
buzzer = machine.Pin(19, machine.Pin.OUT)程序需要能够记录按钮是否按下时不会干扰交通灯。要实现此功能，需要一个新的库: thread。回到程序中导入machine和utime库的部分，并导入thread库
import _thread虽然可以在红绿灯周期的任何时候按路口的按键，但它只在绿灯亮起、我们可以安全过马路时才生效。新线程需要做的就是在按键被按下时更改变量，当行人安全地过马路时，主线程会将其重置为False。
thread库启动前面定义的线程语句为：
_thread.start_new_thread(button_reader_thread, ())线程将开始运行并快速进入它的循环, 每秒检查按键数千次，看看它是否被按下。与此同时，主线程将继续执行程序的主要部分。
主要两段程序：
global button_pressed
button_pressed=False
def button_reader_thread():
global button_pressed
while True:
if button.value() == 0:
button_pressed = True
utime.sleep(0.01)
_thread.start_new_thread(button_reader_thread, ())while True:
if button_pressed == True:
led_green.value(1)
for i in range(10):
buzzer.value(1)
utime.sleep(0.2)
buzzer.value(0)
utime.sleep(0.2)
global button_pressed
button_pressed = False
led_red.value(1)
utime.sleep(30)
led_yellow.value(1)
utime.sleep(5)
led_red.value(0)
led_yellow.value(0)
led_green.value(1)
utime.sleep(15)
led_green.value(0)
led_yellow.value(1)
utime.sleep(5)
led_yellow.value(0)完整的程序详见软件中的traffic.py
六、遇到的主要难题及解决方法
1.我在tonny软件版本下载得比较慢。
2.在直播学习过程中，理论和实际还有些差异。 比如我发现自己开始的时候，电路板并没有链接上tonny软件，然后请教了工作人员后边试了得到解决。
3.本次实验可以选择的项目众多，比如有反应测试器、音乐播放器、音乐播放器总共7个项目。
我本来想做反应测试器或者播放声音。但是交通灯的参考资料比较直接容易。我根据直播学习找了网上程序很多，本来想改写，但是并没有成功，一开始熟悉硬件电路还是非常重要。我误以为12个三色灯中的三个充当交通灯。
4.在编程过程中，我出现了报错问题。不断修改，最终调试成功。比如标点符号都需要注意，以及我在程序编译成功的情况下，灯仍然不能亮。经过群友（本次寒假硬件学习，硬禾学堂还配备了学习者的交流群），是引脚分配出了问题，并且我查找资料，最终调试得当（如果有学友遇到灯不亮，大部分是没有分配对，我开始以为是开发板坏了）。
七、未来的计划
开发版虽然小但是功能丰富。未来如果用得到，我还会继续学习这个板子的功能。传感器模块等等调用起来。我还可以用这个板子制作简单的电压表。当然，学习MicroPython语言才是操控的关键。接下来，我会多练习MicroPython的编程案例，课程有配套的15节MicroPython案例还需要自己多学习。通过课程学习，更熟悉语句语法规则，从而能够灵活地让板卡实现功能。
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