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在树莓派3B上用Python编程完成流水灯实验

news 2025/6/4 19:00:39

1. 准备工作与步骤：

步骤 1：安装Python和RPi.GPIO库

目的： 准备Python环境和控制GPIO的库。
操作：
1. 确保树莓派已连接网络，更新系统：sudo apt update && sudo apt upgrade -y
2. 安装Python 3和pip：sudo apt install python3 python3-pip
3. 安装RPi.GPIO库：sudo pip3 install RPi.GPIO
解释：
- RPi.GPIO是Python中常用的树莓派GPIO控制库。
- pip3是Python 3的包管理器。
  步骤 2：连接LED灯
目的： 将LED灯正确连接到树莓派的GPIO引脚。
操作：
1. 准备材料：树莓派3B、几个LED灯、电阻（220Ω左右）、杜邦线、面包板。
2. 连接：
  - 将每个LED的正极（长脚）通过一个电阻连接到树莓派的GPIO引脚（例如GPIO 17, 18, 22, 23）。
  - 将每个LED的负极（短脚）连接到树莓派的GND引脚。
- 注意： 不要将LED直接连接到GPIO，必须串联电阻，防止电流过大烧毁GPIO或LED。
解释： GPIO引脚输出高电平时，电流从GPIO流经电阻和LED到GND，LED点亮；输出低电平时，LED熄灭。
步骤 3：编写Python脚本
目的： 编写控制LED依次点亮和熄灭的Python程序。

操作：

使用任何文本编辑器（如nano、vim或树莓派的文本编辑器）创建一个新文件，例如流水灯.py。

编写代码：

import RPi.GPIO as GPIO
import time
# 设置GPIO模式
GPIO.setmode(GPIO.BCM) # 使用BCM编号方式
# 定义LED连接的GPIO引脚
led_pins = [17, 18, 22, 23] # 根据实际连接修改
# 设置引脚为输出模式
for pin in led_pins:GPIO.setup(pin, GPIO.OUT)
try:while True: # 无限循环# 依次点亮每个LEDfor pin in led_pins:GPIO.output(pin, GPIO.HIGH) # 点亮time.sleep(0.5) # 延时0.5秒GPIO.output(pin, GPIO.LOW) # 熄灭# 依次熄灭每个LED（反向）for pin in reversed(led_pins):GPIO.output(pin, GPIO.HIGH) # 点亮time.sleep(0.5) # 延时0.5秒GPIO.output(pin, GPIO.LOW) # 熄灭
except KeyboardInterrupt: # 捕获Ctrl+C，优雅退出# 清理GPIO设置GPIO.cleanup()print("程序已停止")

保存文件。

解释：
- GPIO.setmode(GPIO.BCM)：设置使用树莓派芯片的引脚编号方式（BCM）。
- GPIO.setup(pin, GPIO.OUT)：设置指定引脚为输出模式。
- GPIO.output(pin, GPIO.HIGH)：将引脚输出高电平（3.3V），点亮LED。
- GPIO.output(pin, GPIO.LOW)：将引脚输出低电平（0V），熄灭LED。
- time.sleep(0.5)：程序暂停0.5秒。
- try...except KeyboardInterrupt...：捕获用户按下Ctrl+C的信号，执行GPIO.cleanup()清理GPIO设置，防止引脚状态异常。
  步骤 4：运行脚本
目的： 执行Python脚本，观察LED效果。
操作：
1. 打开终端（在树莓派上）。
2. 导航到脚本所在目录。
3. 运行脚本：python3 流水灯.py
解释：
- 脚本会开始运行，LED灯会按照顺序依次点亮和熄灭，形成一个“流水”效果。
- 按下Ctrl+C可以停止脚本。
  步骤 5：故障解决办法
问题1：运行脚本报错，提示`ImportError：没有安装RPi.GPIO库。
- 解决：pip3 install RPi.GPIO
错误2：LED灯不亮或行为异常。
- 解决：检查GPIO引脚连接是否正确，电阻是否接入，代码中的引脚号是否与实际连接的引脚号一致，脚本是否有权限访问GPIO（可能需要sudo python3 led_blink.py）。