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3.1.13 GIOCO - 10 Secondi

Introduzione

Prosegui con me per costruire un dispositivo di gioco che metta alla prova la tua concentrazione. Lega un interruttore a inclinazione a un bastoncino per creare una bacchetta magica. Agita la bacchetta per avviare il conteggio sul display a 4 cifre e agitala di nuovo per fermarlo. Se riesci a mantenere il conteggio visualizzato su 10,00, hai vinto! Puoi giocare con i tuoi amici per vedere chi è il mago del tempo.

Componenti Necessari

Per questo progetto, abbiamo bisogno dei seguenti componenti.

Schema Elettrico

T-Board Name	physical	wiringPi	BCM
GPIO17	Pin 11	0	17
GPIO27	Pin 13	2	27
GPIO22	Pin 15	3	22
SPIMOSI	Pin 19	12	10
GPIO18	Pin 12	1	18
GPIO23	Pin 16	4	23
GPIO24	Pin 18	5	24
GPIO26	Pin 37	25	26

Procedura Sperimentale

Step 1: Assembla il circuito.

Step 2: Vai nella cartella del codice.

cd ~/davinci-kit-for-raspberry-pi/python-pi5

Step 3: Esegui il file eseguibile.

sudo python3 3.1.13_GAME_10Second.py

Agita la bacchetta, il display a 4 cifre inizierà a contare; agitala di nuovo per fermare il conteggio. Se riesci a mantenere il conteggio visualizzato su 10.00, hai vinto. Agitala un’altra volta per avviare un nuovo round di gioco.

Avvertimento

Se viene visualizzato un errore con il messaggio RuntimeError: Cannot determine SOC peripheral base address, fai riferimento a Se gpiozero non funziona.

Codice

Nota

Puoi Modificare/Reimpostare/Copiare/Eseguire/Fermare il codice qui sotto. Tuttavia, prima di procedere, devi navigare al percorso del codice sorgente come davinci-kit-for-raspberry-pi/python-pi5. Dopo aver modificato il codice, puoi eseguirlo direttamente per vedere l’effetto.

#!/usr/bin/env python3

from gpiozero import OutputDevice, Button
import time
import threading

# Inizializza il pulsante connesso al GPIO 26
sensorPin = Button(26)

# Definisci i pin GPIO collegati al registro di scorrimento 74HC595
SDI = OutputDevice(24)   # Ingresso dati seriale
RCLK = OutputDevice(23)  # Orologio del registro
SRCLK = OutputDevice(18) # Orologio del registro a scorrimento

# Definisci i pin GPIO per la selezione delle cifre sul display a 7 segmenti
placePin = [OutputDevice(pin) for pin in (10, 22, 27, 17)]

# Codici dei segmenti per i numeri da 0 a 9 sul display a 7 segmenti
number = (0xc0, 0xf9, 0xa4, 0xb0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xf8, 0x80, 0x90)

# Variabili del contatore e del timer
counter = 0
timer1 = None
gameState = 0

def clearDisplay():
    """ Clear all segments on the 7-segment display. """
    for _ in range(8):
        SDI.on()
        SRCLK.on()
        SRCLK.off()
    RCLK.on()
    RCLK.off()

def hc595_shift(data):
    """ Shift data to the 74HC595 shift register to display a digit. """
    for i in range(8):
        SDI.value = 0x80 & (data << i)
        SRCLK.on()
        SRCLK.off()
    RCLK.on()
    RCLK.off()

def pickDigit(digit):
    """ Select which digit to display on the 7-segment display. """
    for pin in placePin:
        pin.off()
    placePin[digit].on()

def display():
    """ Display the current counter value on the 7-segment display. """
    global counter
    clearDisplay()
    pickDigit(0)
    hc595_shift(number[counter % 10])

    clearDisplay()
    pickDigit(1)
    hc595_shift(number[counter % 100 // 10])

    clearDisplay()
    pickDigit(2)
    hc595_shift(number[counter % 1000 // 100] - 0x80)

    clearDisplay()
    pickDigit(3)
    hc595_shift(number[counter % 10000 // 1000])

def stateChange():
    """ Handle state changes for the counter based on button presses. """
    global gameState, counter, timer1
    if gameState == 0:
        counter = 0
        time.sleep(1)
        timer()
    elif gameState == 1 and timer1 is not None:
        timer1.cancel()
        time.sleep(1)
    gameState = (gameState + 1) % 2

def loop():
    """ Main loop to check for button presses and update the display. """
    global counter
    currentState = 0
    lastState = 0
    while True:
        display()
        currentState = sensorPin.value
        if (currentState == 0) and (lastState == 1):
            stateChange()
        lastState = currentState

def timer():
    """ Timer function that increments the counter every 0.01 second. """
    global counter, timer1
    timer1 = threading.Timer(0.01, timer)
    timer1.start()
    counter += 1

try:
    loop()
except KeyboardInterrupt:
    if timer1:
        timer1.cancel()

Spiegazione del Codice

1. Lo script inizia importando i moduli necessari. La libreria gpiozero viene utilizzata per interfacciarsi con dispositivi GPIO come pulsanti, mentre i moduli time e threading sono utili per gestire le operazioni temporali o le attività concorrenti.

   #!/usr/bin/env python3
   
   from gpiozero import OutputDevice, Button
   import time
   import threading
   

2. Inizializza un oggetto Button dalla libreria GPIO Zero, collegandolo al pin GPIO 26. Questa configurazione consente di rilevare le pressioni del pulsante.

   # Inizializza il pulsante collegato al GPIO 26
   sensorPin = Button(26)
   

3. Inizializza i pin GPIO collegati agli ingressi del registro a scorrimento: ingresso seriale (SDI), ingresso di clock del registro (RCLK) e ingresso di clock del registro a scorrimento (SRCLK).

   # Definisce i pin GPIO collegati al registro di scorrimento 74HC595
   SDI = OutputDevice(24)   # Ingresso Dati Seriale
   RCLK = OutputDevice(23)  # Clock del Registro
   SRCLK = OutputDevice(18) # Clock del Registro a Scorrimento
   

4. Inizializza i pin per ciascuna cifra del display a 7 segmenti e definisce i codici binari per visualizzare i numeri da 0 a 9.

   # Definisce i pin GPIO per la selezione delle cifre sul display a 7 segmenti
   placePin = [OutputDevice(pin) for pin in (10, 22, 27, 17)]
   
   # Definisce i codici dei segmenti per i numeri da 0 a 9 sul display a 7 segmenti
   number = (0xc0, 0xf9, 0xa4, 0xb0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xf8, 0x80, 0x90)
   

5. Funzioni per il controllo del display a 7 segmenti. clearDisplay spegne tutti i segmenti, hc595_shift invia i dati al registro a scorrimento, e pickDigit attiva una cifra specifica sul display.

   def clearDisplay():
       """ Clear all segments on the 7-segment display. """
       for _ in range(8):
           SDI.on()
           SRCLK.on()
           SRCLK.off()
       RCLK.on()
       RCLK.off()
   
   def hc595_shift(data):
       """ Shift data to the 74HC595 shift register to display a digit. """
       for i in range(8):
           SDI.value = 0x80 & (data << i)
           SRCLK.on()
           SRCLK.off()
       RCLK.on()
       RCLK.off()
   
   def pickDigit(digit):
       """ Select which digit to display on the 7-segment display. """
       for pin in placePin:
           pin.off()
       placePin[digit].on()
   

6. Funzione per visualizzare il valore corrente del contatore sul display a 7 segmenti.

   def display():
       """ Display the current counter value on the 7-segment display. """
       global counter
       clearDisplay()
       pickDigit(0)
       hc595_shift(number[counter % 10])
   
       clearDisplay()
       pickDigit(1)
       hc595_shift(number[counter % 100 // 10])
   
       clearDisplay()
       pickDigit(2)
       hc595_shift(number[counter % 1000 // 100] - 0x80)
   
       clearDisplay()
       pickDigit(3)
       hc595_shift(number[counter % 10000 // 1000])
   

7. Funzione per gestire i cambiamenti di stato (avvio/stop) del contatore in base alle pressioni del pulsante.

   def stateChange():
       """ Handle state changes for the counter based on button presses. """
       global gameState, counter, timer1
       if gameState == 0:
           counter = 0
           time.sleep(1)
           timer()
       elif gameState == 1 and timer1 is not None:
           timer1.cancel()
           time.sleep(1)
       gameState = (gameState + 1) % 2
   

8. Ciclo principale che controlla continuamente lo stato del pulsante e aggiorna il display. Chiama stateChange quando cambia lo stato del pulsante.

   def loop():
       """ Main loop to check for button presses and update the display. """
       global counter
       currentState = 0
       lastState = 0
       while True:
           display()
           currentState = sensorPin.value
           if (currentState == 0) and (lastState == 1):
               stateChange()
           lastState = currentState
   

9. Funzione del timer che incrementa il contatore a intervalli regolari (ogni 0,01 secondi).

   def timer():
       """ Timer function that increments the counter every 0.01 second. """
       global counter, timer1
       timer1 = threading.Timer(0.01, timer)
       timer1.start()
       counter += 1
   

10. Esegue il ciclo principale e consente una chiusura pulita del programma utilizzando un’interruzione da tastiera (Ctrl+C).

    try:
        loop()
    except KeyboardInterrupt:
        if timer1:
            timer1.cancel()