《硬件趣學Python編程》 5、LED與跑馬燈

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一閃一閃亮晶晶從LED閃爍到跑馬燈牛艾科技目錄ContentsSuccessWords2第一部分認識循環(huán)結構第二部分什么是LED第三部分Skids的LED與控制接口第四部分程序的順序結構與LED閃爍第五部分程序的循環(huán)結構與跑馬燈目錄ContentsSuccessWords3第一部分認識循環(huán)結構4認識循環(huán)結構根據循環(huán)執(zhí)行次數的確定性，分為確定次數循環(huán)和非確定次數循環(huán)確定次數循環(huán)指循環(huán)體對循環(huán)次數有明確的定義，這類循環(huán)在Python中被稱為“遍歷循環(huán)”，其中，循環(huán)次數采用遍歷結構中元素個數來體現，具體采用for語句實現。非確定次數循環(huán)指程序不確定循環(huán)體可能的執(zhí)行次數，而通過條件判斷是否繼續(xù)執(zhí)行循環(huán)體，Python提供了根據判斷條件執(zhí)行程序的無限循環(huán)，具體采用while語句實現。5認識循環(huán)結構Python通過保留字for實現“遍歷循環(huán)”，基本使用方法如下：for<循環(huán)變量>in<遍歷結構>:<語句塊>之所以稱為“遍歷循環(huán)”，是因為for語句的循環(huán)執(zhí)行次數是根據遍歷結構中元素個數確定的。遍歷循環(huán)可以理解為從遍歷結構中逐一提取元素，放在循環(huán)變量中，對于每個所提取的元素執(zhí)行一次語句塊。6認識循環(huán)結構遍歷結構可以是字符串、文件、組合數據類型或range()函數，常用的使用方式如下循環(huán)N次foriinrange(N):<語句塊>遍歷文件fi的每一行forlineinfi:<語句塊>遍歷字符串sforcins:<語句塊>7認識循環(huán)結構遍歷循環(huán)還有一種擴展模式，使用方法如下：

for<循環(huán)變量>in<遍歷結構>:

<語句塊1>

else:

<語句塊2>8認識循環(huán)結構Python通過保留字while實現無限循環(huán)，基本使用方法如下：

while<條件>:

<語句塊>其中<條件>與if語句中的判斷條件一樣，結果為True和False9認識循環(huán)結構循環(huán)結構有兩個輔助保留字：break和continue，它們用來輔助控制循環(huán)執(zhí)行。break用來跳出最內層for或while循環(huán)，脫離該循環(huán)后續(xù)執(zhí)行，例如其中，break語句跳出了最內層for循環(huán)，但仍然繼續(xù)執(zhí)行外層循環(huán)。每個break語句只有能力跳出當前層次循環(huán)。兩個程序執(zhí)行后的效果分別為:>>>

>>>

PYHONPY10認識循環(huán)結構continue用來結束當前當次循環(huán)，即跳出循環(huán)體中下面尚未執(zhí)行的語句，但不跳出當前循環(huán)。對于while循環(huán)，繼續(xù)求解循環(huán)條件。而對于for循環(huán)，程序流程接著遍歷循環(huán)列表。對比continue和break語句，如下：目錄ContentsSuccessWords11第二部分什么是LED12什么是LEDLED（LightEmittingDiode），又稱為發(fā)光二極管，是一種能夠將電能轉化為可見光的半導體器件，由一個PN結組成，具有單向導電性。LED一端是電源的負極，另一端連接電源的正極，接通后LE放光LED的體積極小并且很脆弱，不便于直接使用。通常用一個保護外殼并將它封存在內，這樣就構成了易于使用的LED燈珠。13LED的發(fā)光原理當電流通過時，N型半導體內的電子與P型半導體內的空穴在發(fā)光層劇烈地碰撞復合產生光子，以光子的形式發(fā)出能量（即大家看見的光）14LED的特點LED具有如下優(yōu)點：寬電壓安全低能耗環(huán)保長壽命15無處不在的LED目錄ContentsSuccessWords16第三部分Skids的LED與控制接口17Skids的LEDSkids集成了4個LED，在設備的頂部（屏幕上方），其顏色分別為紅、黃、藍、綠18Skids的LED控制引腳LED控制使能引腳：PIN2LED1控制引腳：PIN14（紅色）LED2控制引腳：PIN32（黃色）LED3控制引腳：PIN33（藍色）LED4控制引腳：PIN27（綠色）19LED的Python控制代碼#導入用于引腳控制的Python庫frommachineimportPin#獲取引腳led_en=Pin(2,Pin.OUT)led1=Pin(14,Pin.OUT)led2=Pin(27,Pin.OUT)led3=Pin(33,Pin.OUT)led4=Pin(32,Pin.OUT)#使能LED控制，設置后4個LED全亮led_en.value(1)#關閉LED1led1.value(1)#開啟LED1led1.value(0)目錄ContentsSuccessWords20第四部分程序的順序結構與LED閃爍21程序的順序結構程序的基本結構包括順序結構、選擇結構和循環(huán)結構三種順序結構是最基本的程序結構，代碼按照從上到下的順序，一條語句一條語句的執(zhí)行，也是程序的默認執(zhí)行方式開始語句1語句2語句3結束22順序結構的案例

–LED閃爍功能要求：點亮LED11秒后關閉LED11秒后重啟點亮LED11秒后再次關閉LED123對應的實現代碼#導入所需的Python庫frommachineimportPinimporttime#獲取引腳led_en=Pin(2,Pin.OUT)led1=Pin(14,Pin.OUT)led2=Pin(27,Pin.OUT)led3=Pin(33,Pin.OUT)led4=Pin(32,Pin.OUT)#使能LED控制，同時將4個LED全部關閉led_en.value(1)led1.value(1)led2.value(1)led3.value(1)led4.value(1)#開啟LED1led1.value(0)#延時1秒time.sleep(1)#關閉LED1led1.value(1)#延時1秒time.sleep(1)#重新開啟LED1led1.value(0)#延時1秒time.sleep(1)#關閉LED1led1.value(1)24代碼說明time庫用來獲取時間和日期、測量時間間隔、延時時間等machine庫提供了與硬件設備相關的操作接口和類，其中Pin類定義了MCU引腳相關的配置程序的主要步驟依次為：初始化變量

設置LED狀態(tài)

開啟LED1延時后關閉LED1延時后開啟LED1延時后關閉LED1程序代碼嚴格按照順序從第一行執(zhí)行到最后一行，最后一行代碼執(zhí)行完畢后，程序結束目錄ContentsSuccessWords25第五部分程序的循環(huán)結構與跑馬燈26思考上面的程序只要求LED開啟和關閉兩次，如果要開啟和關閉LED一百次呢，代碼如何書寫？難道上面的語句要重復100遍？如果要求程序不停的開啟和關閉LED，永遠不停止，代碼該如何書寫？？？27程序的循環(huán)結構在分析實際問題時，我們經常遇到一些具有規(guī)律性的重復操作。當用程序來解決問題時，通過重復執(zhí)行某些代碼塊來到達目的。被重復執(zhí)行的代碼塊叫作循環(huán)體，能否繼續(xù)重復執(zhí)行取決于循環(huán)的終止條件。循環(huán)結構由循環(huán)體和循環(huán)終止條件兩部分組成。28循環(huán)結構示意圖29程序的循環(huán)結構循環(huán)程序需要注意循環(huán)變量的初值，循環(huán)條件和循環(huán)變量的增量，三者稱為循環(huán)三要素Python循環(huán)結構的分類：while循環(huán)語句for循環(huán)語句30while循環(huán)結構#循環(huán)變量count=0#循環(huán)條件whilecount<5:

#輸出0,1,2,3,4,

print(count)#循環(huán)變量的增量，對循環(huán)變量進行修改

count=count+131for循環(huán)結構#定義循環(huán)范圍words=["and","or","not"]#循環(huán)條件forwordinwords:

#輸出

and,or,not

print(word)

32用循環(huán)結構實現LED燈開啟關閉100次的操作count=0whilecount<100:

led1.value(0)time.sleep(5)led1.value(1)

time.sleep(3)

count=count+133用循環(huán)結構實現不停的LED燈開啟關閉操作#設置循環(huán)條件為True，則循環(huán)始終執(zhí)行whileTrue:led1.value(0)time.sleep(5)led1.value(1)time.sleep(3)

34LED跑馬燈的實現#開始循環(huán)whileTrue:

#將所有LED關閉forlinleds:l.value(1)

#開啟特定的LEDleds[i].value(0)

#計算下一個需要開啟的LED編號

i=(i+1)%4#延時1秒

time.sleep(1)frommachineimportPinimporttime#獲取引腳led_en=Pin(2,Pin.OUT)led1=Pin(14,Pin.OUT)led2=Pin(27,Pin.OUT)led3=Pin(33,Pin.OUT)led4=Pin(32,Pin.OUT)#定義LED數組，以便于后續(xù)操作leds=[led1,led2,led3,led4]#使能LED控