通过 GPIO 和 Python 对 Raspberry Pi 的 LED 控制

Question

我正在使用连接到 Raspberry Pi 上的 GPIO 引脚的瞬时开关来控制 4 个 LED。我连接了五个按钮。按下前 4 个按钮可根据当前状态将连接的 LED 的状态从打开切换为关闭或关闭切换为打开。第五个按钮根据 GPIO 18 的 on/off 状态打开所有 4 个 LED 或关闭所有 4 个 LED。我还有一个额外的 LED 连接到 GPIO 引脚 18，这只是根据引脚 18 的状态打开或关闭。这个项目的想法是能够独立控制 LED 并有一个主控按钮。连接到引脚 18 的 LED 是一个监控 LED，如果 4 个 LED 中的任何一个亮起，它应该亮起，只有当所有 4 个 LED 同时熄灭时，它才应该熄灭。这一切都基于 python 监控按钮按下并采取相应行动的脚本。

我编写的一次控制所有 LED 的代码如下所示：

import RPi.GPIO as GPIO
import time

GPIO.setwarnings(False)

GPIO.setmode(GPIO.BCM)

GPIO.setup(26, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_UP)

chan_list = (4,17,22,27)

GPIO.setup(chan_list,GPIO.OUT)

GPIO.output(chan_list,0)

GPIO.setup(18,GPIO.OUT)

GPIO.output(18,0)

while True:
    input_state = GPIO.input(26)
    if input_state == False:
         chan_list = (4,17,22,27)
         GPIO.output(18, not GPIO.input(18))
         time.sleep(0.1)
         GPIO.output(chan_list, GPIO.input(18))
         time.sleep(0.4)

此代码似乎可以完美运行。如您所见，它会切换引脚 18 的当前状态，然后将该状态应用于引脚 4、17、22 和 27，这些引脚是 LED 连接到的引脚。

我编写的用于控制各个 LED 的代码有点复杂，看起来像这样：

import RPi.GPIO as GPIO
import time

GPIO.setwarnings(False)

GPIO.setmode(GPIO.BCM)

GPIO.setup(5, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_UP)

GPIO.setup(4,GPIO.OUT)
GPIO.output(4,0)

GPIO.setup(17,GPIO.OUT)

GPIO.setup(22,GPIO.OUT)

GPIO.setup(27,GPIO.OUT)

GPIO.setup(18,GPIO.OUT)

while True:
    input_state = GPIO.input(5)
    if input_state == False:
        if GPIO.output(17,0) == False:
            GPIO.output(4, not GPIO.input(4))
        elif GPIO.output(22,0) == False:
            GPIO.output(4, not GPIO.input(4))
        elif GPIO.output(27,0) == False:
            GPIO.output(4, not GPIO.input(4))
        else:
            GPIO.output(4, not GPIO.input(4))
            time.sleep(0.1)
            GPIO.output(18, GPIO.input(4))
            time.sleep(0.4)

有 4 个版本，引脚已调整，每个 LED 一个版本，此版本使用引脚 5 作为输入来检测按钮按下，使用引脚 4 作为输出来激活 LED。我想要做的是：

按下时（如果 LED1 熄灭）

- Toggle LED1 on, also toggle pin 18 on to activate the indicator light.
- Take no further action.

按下时（如果 LED1 亮起）

- Check if pin 17 is on or off; 
    - If pin 17 is on toggle LED1 off and take no further action. 
    - If pin 17 is off check if pin 22 is on or off; 
        - If pin 22 is on toggle LED1 off and take no further action. 
        - If pin 22 is off check if pin 27 is on or off; 
            - If pin 27 is on toggle LED1 off and take no further action. 
            - If pin 27 is off toggle LED1 off then set pin 18 to the current status of pin 4 (LED1).

然而，实际情况是这样的：

按下时（如果 LED1 熄灭）

- Turns off all of the other 3 LEDs then toggles LED1 on and toggles pin 18 on.

按下时（如果 LED1 熄灭）

- Turns off all LEDs and toggles pin 18 off.

我这辈子都想不通。非常感谢您的帮助。

P.S。请原谅我的无知，我昨天开始学习 python 并且之前没有任何编程经验。我确定这很简单，但我似乎无法解决它。

Answer 1

听起来你有 3 个逻辑块：

独立的 LED 控制
主 LED 控制
Monitor-LED指示灯控制

将代码解耦为函数，让我们将它们命名为 checkIndividualButton、checkMasterButton 和 updateMonitorLed，每个逻辑块一个，并从主循环中调用它们

import RPi.GPIO as GPIO
import time

# our 3 functions will go here, yet to be written

# setup pins here
all_leds = [???,???,???,???]

GPIO.setup blah blah blah

while True:
    checkIndividualButton(button_pin=17, led_pin=4)  # assuming button wired to pin 17 controls LED on pin 4
    checkIndividualButton(????, ????) # fill this in
    checkIndividualButton(????, ????) # fill this in
    checkIndividualButton(????, ????) # fill this in

    checkMasterButton(master_button_pin=26, monitor_led_pin=18, all_leds) # notice reference to all_leds which we setup above

    updateMonitorLed(all_leds, monitor_led_pin=18)

现在您所要做的就是实现单独的功能，每个功能只做一个 Job(TM)：

def checkIndividualButton(button_pin, led_pin):
    is_pressed = GPIO.input(button_pin)
    if is_pressed:
        GPIO.output(led_pin, not GPIO.input(led_pin))

def checkMasterButton(master_button_pin, monitor_led_pin, all_led_pins):
    is_pressed = GPIO.input(master_button_pin)
    if is_pressed:
        GPIO.output(monitor_led_pin, not GPIO.input(monitor_led_pin))
        time.sleep(0.1)
        GPIO.output(all_led_pins, GPIO.input(monitor_led_pin))
        time.sleep(0.4)

def updateMonitorLed(all_leds_pins, monitor_led_pin):
    is_any_led_on = False
    for led_pin in all_leds_pins:
        if GPIO.input(led_pin):
            is_any_led_on = True
    GPIO.output(monitor_led_pin, is_any_led_on)
    time.sleep(0.1)

将此函数块粘贴到主程序中的正确位置。

免责声明：我没有对此进行测试。有一些方法可以进一步优化和清理代码，如果您愿意，我们很乐意在评论中为您提供指导。

Answer 2

感谢@pbkhrv 提供了非常有帮助的答案。我从中学到了很多东西，并设法获得了一段完美满足我需求的代码。

最后我有 2 个 python 脚本运行，其中一个可以在按下按钮时更改引脚状态：

import RPi.GPIO as GPIO
import webiopi
import time

GPIO.setwarnings(False)

GPIO.setmode(GPIO.BCM)

chan_list = (4,17,22,27)

GPIO.setup(5, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_UP)

GPIO.setup(6, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_UP)

GPIO.setup(19, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_UP)

GPIO.setup(13, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_UP)

GPIO.setup(26, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_UP)

GPIO.setup(4,GPIO.OUT)
GPIO.output(4,0)

GPIO.setup(17,GPIO.OUT)
GPIO.output(17,0)

GPIO.setup(22,GPIO.OUT)
GPIO.output(22,0)

GPIO.setup(27,GPIO.OUT)
GPIO.output(27,0)

GPIO.setup(18,GPIO.OUT)
GPIO.output(18,0)

while True:
#This portion is pin 4 control from physical switches
    if GPIO.input(5) == False:
        GPIO.output(4, not GPIO.input(4))
        time.sleep(0.3)

#This portion is pin 17 control from physical switches
    if GPIO.input(6) == False:
        GPIO.output(17, not GPIO.input(17))
        time.sleep(0.3)

#This portion is pin 22 control from physical switches
    if GPIO.input(19) == False:
        GPIO.output(22, not GPIO.input(22))
        time.sleep(0.3)

#This portion is pin 27 control from physical switches
    if GPIO.input(13) == False:
        GPIO.output(27, not GPIO.input(27))
        time.sleep(0.3)

#This portion is pins 4,17,22,27 as one control from physical switches. Toggles all on/off
# based on the current state of pin 18.
    if GPIO.input(26) == False:
        chan_list = (4,17,22,27)
        GPIO.output(18, not GPIO.input(18))
       # time.sleep(0.01)
        GPIO.output(chan_list, GPIO.input(18))
        time.sleep(0.3)

以及负责指示器 LED 的这个：

import webiopi
import time

GPIO = webiopi.GPIO

GPIO.setup(4,GPIO.OUT)
GPIO.output(4,0)

GPIO.setup(17,GPIO.OUT)
GPIO.output(17,0)

GPIO.setup(22,GPIO.OUT)
GPIO.output(22,0)

GPIO.setup(27,GPIO.OUT)
GPIO.output(27,0)

GPIO.setup(18,GPIO.OUT)
GPIO.output(18,0)

# loop function is repeatedly called by WebIOPi 
while True:
#Block to control pin 18 state by pin 4 state
    if (GPIO.digitalRead(4) == GPIO.HIGH):
        #webiopi.sleep(0.1)
        GPIO.digitalWrite(18, GPIO.HIGH)

    if (GPIO.digitalRead(4) == GPIO.LOW):
        webiopi.sleep(0.01)
        if (GPIO.digitalRead(17) == GPIO.HIGH):
            webiopi.sleep(0.01)
        elif (GPIO.digitalRead(22) == GPIO.HIGH):
            webiopi.sleep(0.01)
        elif (GPIO.digitalRead(27) == GPIO.HIGH):
            webiopi.sleep(0.01)
        else: 
            GPIO.digitalWrite(18, GPIO.LOW)
            webiopi.sleep(0.01)

#Block to control pin 18 state by pin 17 state
    if (GPIO.digitalRead(17) == GPIO.HIGH):
        #webiopi.sleep(0.1)
        GPIO.digitalWrite(18, GPIO.HIGH)

    if (GPIO.digitalRead(17) == GPIO.LOW):
        webiopi.sleep(0.01)
        if (GPIO.digitalRead(4) == GPIO.HIGH):
            webiopi.sleep(0.01)
        elif (GPIO.digitalRead(22) == GPIO.HIGH):
            webiopi.sleep(0.01)
        elif (GPIO.digitalRead(27) == GPIO.HIGH):
            webiopi.sleep(0.01)
        else:
            GPIO.digitalWrite(18, GPIO.LOW)
            webiopi.sleep(0.01)

#Block to control pin 18 state by pin 22 state
    if (GPIO.digitalRead(22) == GPIO.HIGH):
        #webiopi.sleep(0.1)
        GPIO.digitalWrite(18, GPIO.HIGH)

    if (GPIO.digitalRead(22) == GPIO.LOW):
        webiopi.sleep(0.01)
        if (GPIO.digitalRead(4) == GPIO.HIGH):
            webiopi.sleep(0.01)
        elif (GPIO.digitalRead(17) == GPIO.HIGH):
            webiopi.sleep(0.01)
        elif (GPIO.digitalRead(27) == GPIO.HIGH):
            webiopi.sleep(0.01)
        else:
            GPIO.digitalWrite(18, GPIO.LOW)
            webiopi.sleep(0.01)

#Block to control pin 18 state by pin 27 state
    if (GPIO.digitalRead(27) == GPIO.HIGH):
        #webiopi.sleep(0.1)
        GPIO.digitalWrite(18, GPIO.HIGH)

    if (GPIO.digitalRead(27) == GPIO.LOW):
        webiopi.sleep(0.01)
        if (GPIO.digitalRead(4) == GPIO.HIGH):
            webiopi.sleep(0.01)
        elif (GPIO.digitalRead(17) == GPIO.HIGH):
            webiopi.sleep(0.01)
        elif (GPIO.digitalRead(22) == GPIO.HIGH):
            webiopi.sleep(0.01)
        else:
            GPIO.digitalWrite(18, GPIO.LOW)
            webiopi.sleep(0.01)

这两个 python 脚本在 raspberry pi 和 webiopi 启动时启动，它为我提供了一个可以控制 LED 的网络 UI。

这 3 件事加在一起让我得到了我想要的东西，并且一个 Web 界面可以根据每个 LED 的当前高或低状态实时更新按钮。

这是一个概念验证，LED 很快将被继电器取代，继电器将打开或关闭我家不同房间中连接的扬声器组，Raspberry Pi 多房间音频控制器。 raspberry pi 也将成为连接区域的音频源，带有 airplay 和蓝牙流。

通过 GPIO 和 Python 对 Raspberry Pi 的 LED 控制

LED control on Raspberry Pi by GPIO with Python

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