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.. _3.1.6_c_pi5:

3.1.6 Feu de signalisation
===========================

Introduction
---------------

Dans ce projet, nous allons utiliser des LED de trois couleurs pour simuler le changement des
 feux de signalisation et un afficheur à sept segments à quatre chiffres sera utilisé pour 
 afficher le compte à rebours de chaque état de signalisation.

Composants nécessaires
----------------------------

Pour ce projet, nous avons besoin des composants suivants :

.. image:: ../img/list_Traffic_Light.png
    :align: center

Il est définitivement pratique d'acheter un kit complet, voici le lien :

.. list-table::
    :widths: 20 20 20
    :header-rows: 1

    *   - Nom	
        - ÉLÉMENTS DANS CE KIT
        - LIEN
    *   - Kit Raphael
        - 337
        - |link_Raphael_kit|

Vous pouvez également les acheter séparément aux liens ci-dessous.

.. list-table::
    :widths: 30 20
    :header-rows: 1

    *   - INTRODUCTION DU COMPOSANT
        - LIEN D'ACHAT

    *   - :ref:`cpn_gpio_extension_board`
        - |link_gpio_board_buy|
    *   - :ref:`cpn_breadboard`
        - |link_breadboard_buy|
    *   - :ref:`cpn_wires`
        - |link_wires_buy|
    *   - :ref:`cpn_resistor`
        - |link_resistor_buy|
    *   - :ref:`cpn_led`
        - |link_led_buy|
    *   - :ref:`cpn_4_digit`
        - \-
    *   - :ref:`cpn_74hc595`
        - |link_74hc595_buy|

Schéma de câblage
---------------------

============ ======== ======== ===
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
GPIO25       Pin 22   6        25
SPICE0       Pin 24   10       8
SPICE1       Pin 26   11       7
============ ======== ======== ===

.. image:: ../img/Schematic_three_one7.png
   :align: center

Procédures expérimentales
----------------------------

**Étape 1 :** Construisez le circuit.

.. image:: ../img/image254.png

**Étape 2 :** Changez de répertoire.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block:: 

    cd ~/raphael-kit/c/3.1.6/

**Étape 3 :** Compilez le code.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block:: 

    gcc 3.1.6_TrafficLight.c -lwiringPi

**Étape 4 :** Exécutez le fichier compilé.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block:: 

    sudo ./a.out

Lorsque le code s'exécute, les LED simuleront le changement de couleur des feux de circulation.
D'abord, la LED rouge s'allume pendant 60 secondes, puis la LED verte s'allume pendant 30 secondes ;
ensuite, la LED jaune s'allume pendant 5 secondes. Après cela, la LED rouge s'allume de nouveau pendant 
60 secondes. Cette série d'actions sera répétée en boucle.

.. note::

    Si cela ne fonctionne pas après l'exécution ou si un message d'erreur apparaît : "wiringPi.h: No such file or directory", veuillez vous référer à :ref:`install_wiringpi_pi5`.

Code
---------

.. code-block:: c

    #include <wiringPi.h>
    #include <stdio.h>
    #include <wiringShift.h>
    #include <signal.h>
    #include <unistd.h>
    #define     SDI     5 
    #define     RCLK    4  
    #define     SRCLK    1   

    const int ledPin[]={6,10,11};  
    const int placePin[] = {12, 3, 2, 0};
    unsigned char number[] = {0xc0, 0xf9, 0xa4, 0xb0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xf8, 0x80, 0x90};

    int greenLight = 30;
    int yellowLight = 5;
    int redLight = 60;
    int colorState = 0;
    char *lightColor[]={"Red","Green","Yellow"};
    int counter = 60;

    void lightup()
    {
        for(int i=0;i<3;i++){
            digitalWrite(ledPin[i],HIGH);
        }
        digitalWrite(ledPin[colorState],LOW);    
    }

    void pickDigit(int digit)
    {
        for (int i = 0; i < 4; i++)
        {
            digitalWrite(placePin[i], 0);
        }
        digitalWrite(placePin[digit], 1);
    }

    void hc595_shift(int8_t data)
    {
        int i;
        for (i = 0; i < 8; i++)
        {
            digitalWrite(SDI, 0x80 & (data << i));
            digitalWrite(SRCLK, 1);
            delayMicroseconds(1);
            digitalWrite(SRCLK, 0);
        }
        digitalWrite(RCLK, 1);
        delayMicroseconds(1);
        digitalWrite(RCLK, 0);
    }

    void clearDisplay()
    {
        int i;
        for (i = 0; i < 8; i++)
        {
            digitalWrite(SDI, 1);
            digitalWrite(SRCLK, 1);
            delayMicroseconds(1);
            digitalWrite(SRCLK, 0);
        }
        digitalWrite(RCLK, 1);
        delayMicroseconds(1);
        digitalWrite(RCLK, 0);
    }

    void display()
    {
        int a,b,c;
        
        a = counter % 10000 / 1000 + counter % 1000 / 100;
        b = counter % 10000 / 1000 + counter % 1000 / 100 + counter % 100 / 10;
        c = counter % 10000 / 1000 + counter % 1000 / 100 + counter % 100 / 10 + counter % 10;

        if (counter % 10000 / 1000 == 0){
            clearDisplay();
        }
        else{
            clearDisplay();
            pickDigit(3);
            hc595_shift(number[counter % 10000 / 1000]);
        }
        if (a == 0){
            clearDisplay();
        }
        else{
            clearDisplay();
            pickDigit(2);
            hc595_shift(number[counter % 1000 / 100]);
        }
        if (b == 0){
            clearDisplay();
        }
        else{
            clearDisplay();
            pickDigit(1);
            hc595_shift(number[counter % 100 / 10]);
        }
        if(c == 0){
            clearDisplay();
        }

        else{
            clearDisplay();
            pickDigit(0);
            hc595_shift(number[counter % 10]);
        }
    }

    void loop()
    {
        while(1){
        display();
        lightup(); 
        }
    }


    void timer(int  timer1){       //Timer function
        if(timer1 == SIGALRM){   
            counter --;         
            alarm(1); 
            if(counter == 0){
                if(colorState == 0) counter = greenLight;
                if(colorState == 1) counter = yellowLight;
                if(colorState == 2) counter = redLight;
                colorState = (colorState+1)%3; 
            }
            printf("counter : %d \t light color: %s \n",counter,lightColor[colorState]);
        }
    }

    int main(void)
    {
        int i;
        if(wiringPiSetup() == -1){ 
            printf("setup wiringPi failed !");
            return 1; 
        }
        pinMode(SDI,OUTPUT);        
        pinMode(RCLK,OUTPUT);
        pinMode(SRCLK,OUTPUT);
        for(i=0;i<4;i++){       
            pinMode(placePin[i],OUTPUT);
            digitalWrite(placePin[i],HIGH);
        }
        for(i=0;i<3;i++){       
            pinMode(ledPin[i],OUTPUT);
            digitalWrite(ledPin[i],HIGH);
        }
        signal(SIGALRM,timer);  
        alarm(1); 
        loop();
        return 0;
    }


Explication du code
--------------------

.. code-block:: c

    #define     SDI     5 
    #define     RCLK    4  
    #define     SRCLK    1   

    const int placePin[] = {12, 3, 2, 0};
    unsigned char number[] = {0xc0, 0xf9, 0xa4, 0xb0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xf8, 0x80, 0x90};

    void pickDigit(int digit);
    void hc595_shift(int8_t data);
    void clearDisplay();
    void display();

Ces codes sont utilisés pour réaliser la fonction d'affichage des nombres sur les écrans à 4 chiffres 7 segments. 
Consultez le chapitre 1.1.5 du document pour plus de détails. Ici, nous utilisons les codes pour afficher le compte 
à rebours du temps des feux de circulation.

.. code-block:: c

    const int ledPin[]={6,10,11};  

    int colorState = 0;

    void lightup()
    {
        for(int i=0;i<3;i++){
            digitalWrite(ledPin[i],HIGH);
        }
        digitalWrite(ledPin[colorState],LOW);    
    }

Ces codes sont utilisés pour allumer et éteindre les LED.

.. code-block:: c

    int greenLight = 30;
    int yellowLight = 5;
    int redLight = 60;
    int colorState = 0;
    char *lightColor[]={"Red","Green","Yellow"};
    int counter = 60;

    void timer(int  timer1){       //Timer function
        if(timer1 == SIGALRM){   
            counter --;         
            alarm(1); 
            if(counter == 0){
                if(colorState == 0) counter = greenLight;
                if(colorState == 1) counter = yellowLight;
                if(colorState == 2) counter = redLight;
                colorState = (colorState+1)%3; 
            }
            printf("counter : %d \t light color: %s \n",counter,lightColor[colorState]);
        }
    }

Ces codes sont utilisés pour activer et désactiver la minuterie. Consultez le chapitre 1.1.5 
pour plus de détails. Ici, lorsque la minuterie revient à zéro, colorState sera changé pour 
basculer les LED, et la minuterie sera réassignée à une nouvelle valeur.

.. code-block:: c

    void loop()
    {
        while(1){
        display();
        lightup(); 
        }
    }

    int main(void)
    {
        //…
        signal(SIGALRM,timer);  
        alarm(1); 
        loop();
        return 0;
    }

La minuterie est démarrée dans la fonction main(). Dans la fonction loop(), 
utilisez la boucle **while(1)** et appelez les fonctions des écrans à 4 chiffres 7 segments et des LED.

Image du phénomène
-------------------

.. image:: ../img/IMG_8319.jpg
   :align: center