树莓派 SAKS 扩展板进阶例程之呼吸灯

吃瓜阿阳 2022-11-07 11:46:10

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本文所介绍的内容基于树莓派瑞士军刀扩展板（SAKS），由于 SAKS 基于树莓派通用的 GPIO 设计，文中的原理和代码也适用于其他情况。

本文由树莓派实验室创作，遵循CC协议（署名-非商业性使用-禁止演绎-相同方式共享），欢迎树莓派爱好者们遵循协议内容转载传播。谢绝不遵守协议的转载和抄袭。

本节将介绍如何基于 PWM 来实现呼吸灯。当检测到后台有下载进程（wget）正在运行的时候，呼吸灯闪烁，而进程如果运行结束，则停止闪烁保持常亮状态。

本例程中涉及到的 SAKS 扩展板引脚编号如下：

功能		注释	BOARD 编码	BCM 编码	wiringPi 编码
LED排灯	LED-D6	第5个LED（绿）	27	0	30

先实现一个不用监控进程的呼吸灯效果，程序代码如下：

import RPi.GPIO as GPIO
import time

GPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setup(0, GPIO.OUT)
pwm = GPIO.PWM(0, 50)
pwm.start(0)
pause_time = 0.01

try:
    while True:
        for i in xrange(0, 101, 1):
            pwm.ChangeDutyCycle(i)
            # off
            time.sleep(pause_time)

        time.sleep(1)

        for i in xrange(100, -1, -1):
            pwm.ChangeDutyCycle(i)
            # on
            time.sleep(pause_time)
            
except KeyboardInterrupt:
    # stop the white PWM output
    pwm.stop()
    # clean up GPIO on CTRL+C exit
    GPIO.cleanup()

保存为breathinglight.py，运行这段程序代码，将看到绿色的呼吸灯渐强渐弱，缓慢闪烁。其中 GPIO.PWM(0, 50) 表示在BCM编号为0的IO脚设置一个频率为50HZ的PWM实例。pwm.start(0)用来设定占空比，0表示没有波动。PWM的具体用法可以参考 https://shumeipai.nxez.com/2014/11/13/rpi-gpio-module-pwm-basic-function.html

sudo python breathinglight.py

下面将加入对下载进程的监控。首先要了解当系统进程中有 wget 命令在运行时，表示存在文件的下载。当然，任何进程都可能出现下载数据的可能，而我们只打算检测 wget 命令方式的下载。

读取系统进程列表，如果发现 wget 命令，则返回 TRUE。将这段逻辑加入上面呼吸灯的代码中。

import RPi.GPIO as GPIO
import time
import subprocess

GPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setup(0, GPIO.OUT)
# 默认点亮LED表示正在检测进程
GPIO.output(0, GPIO.LOW)
pwm = GPIO.PWM(0, 50)
pwm.start(0)
pause_time = 0.01

def process_exist():
    proc = subprocess.Popen("ps aux | grep wget", stdout = subprocess.PIPE, stderr = subprocess.PIPE, shell = True)
    stdout = proc.communicate()
    for line in stdout:
        if line.count('http') > 0:
            print(line)
            return True

    return False

try:
    while True:
        if process_exist():
            for i in xrange(0, 101, 1):
                pwm.ChangeDutyCycle(i)
                # off
                time.sleep(pause_time)

            time.sleep(1)

            for i in xrange(100, -1, -1):
                pwm.ChangeDutyCycle(i)
                # on
                time.sleep(pause_time)
        else:
            time.sleep(pause_time * 10)

except KeyboardInterrupt:
    # stop the white PWM output
    pwm.stop()
    # clean up GPIO on CTRL+C exit
    GPIO.cleanup()

运行之后，如果系统中没有尚未执行完的 wget 进程，绿色 LED 将常亮。