Arduino交通灯控制器项目教程

Arduino红绿灯是一个有趣的小项目，您可以在一个小时内完成构建。这是使用Arduino构建自己的方法，以及如何更改电路以实现高级变体。

如果您希望将其作为视频教程观看，我们将向您介绍：

构建Arduino交通灯控制器所需的条件

除了基本的Arduino，还需要：

1个10k欧姆电阻器

1个按钮开关

6个220欧姆电阻器

一块面包板

连接导线

红色，黄色和绿色LEDs

只要有足够的引脚，几乎任何Arduino都可以用于该项目。如果不确定所需的型号，请确保阅读我们的Arduino购买指南。您可能已经在Arduino入门套件中包含了这些零件。

Arduino交通灯：基础知识

让我们从小处入手。一个基本的单一交通信号灯是一个不错的起点。这是电路：

将每个LED的阳极（长脚）连接到数字引脚8、9和10（通过220欧姆电阻器） ）。将阴极（短腿）连接到Arduino的地面。

Arduino交通灯的代码

首先定义变量，以便您可以通过名称而不是数字来寻址灯。开始一个新的Arduino项目，并从以下几行开始：

int red = 10;

int yellow = 9;

int green = 8;

接下来，让我们添加设置功能，在其中将红色，黄色和绿色LED配置为输出。由于您已经创建了表示引脚号的变量，因此现在可以按名称引用引脚了：

void setup（）{

pinMode（red， OUTPUT）;

pinMode（yellow， OUTPUT）;

pinMode（green， OUTPUT）;

}

pinMode 函数可配置Arduino使用给定的引脚作为输出。您必须这样做才能使LED完全正常工作。现在了解交通信号灯的实际逻辑。这是您需要的代码。在您的变量定义和设置函数下面添加此代码：

void loop（）{

changeLights（）;

delay（15000）;

}

void changeLights（）{

// green off， yellow on for 3 seconds

digitalWrite（green， LOW）;

digitalWrite（yellow， HIGH）;

delay（3000）;

// turn off yellow， then turn red on for 5 seconds

digitalWrite（yellow， LOW）;

digitalWrite（red， HIGH）;

delay（5000）;

// red and yellow on for 2 seconds （red is already on though）

digitalWrite（yellow， HIGH）;

delay（2000）;

// turn off red and yellow， then turn on green

digitalWrite（yellow， LOW）;

digitalWrite（red， LOW）;

digitalWrite（green， HIGH）;

delay（3000）;

}

将此代码上传到Arduino，然后运行（确保从选择正确的板卡和端口工具》 面板和工具》 端口菜单）。您应该有一个每15秒更改一次的工作红绿灯，如下所示（加快）：

让我们分解一下此代码。 changeLights 功能执行所有艰苦的工作。这样会将交通信号灯旋转通过黄色和红色，然后又变回绿色。当在 loop 函数内部调用该代码时，Arduino将永久运行该代码，每次暂停15秒。

changeLights 函数由四个不同的步骤组成：

绿色点亮，黄色熄灭

黄色熄灭，红色点亮

黄色点亮，红色点亮

绿色点亮，红色熄灭，黄色熄灭

这四个步骤复制了实际交通信号灯中使用的过程。对于每个步骤，代码都非常相似。使用 digitalWrite 可以打开或关闭相应的LED。这是一个Arduino函数，用于将输出引脚设置为HIGH（高）（打开）或LOW（低）（关闭）。

启用或禁用所需的LED后，延迟使Arduino等待给定的时间。在这种情况下，需要三秒钟。

更深入：Arduino人行横道

现在您已经了解了基础知识，请对其进行改进。添加一个按钮，方便行人在需要时改变灯光：

注意交通信号灯与上一个示例完全相同。将按钮连接到数字引脚12。您会注意到该开关上连接了一个高阻10k欧姆电阻，您可能想知道为什么。这是一个下拉电阻。

一个开关允许电流流过或不让电流流过。这似乎很简单，但是在逻辑电路中，电流应始终以高或低状态（请记住，1或0，HIGH或LOW）流动。您可能会假设没有被真正按下的按钮开关处于LOW状态，但实际上，它被称为“浮动”状态，因为根本没有消耗电流。

在这种浮动状态状态下，由于电干扰而波动时，可能会出现错误的读数。换句话说，浮动开关既不能提供可靠的HIGH读数，也不能提供LOW读数。下拉电阻器在开关闭合时保持少量电流流动，从而确保了准确的低态读数。

在其他逻辑电路中，您可能会找到一个上拉电阻器，而这

现在，在代码的循环部分中，而不是每隔15秒更改一次灯，您将按照相同的原理工作，但要相反，请确保特定的逻辑门默认为高。而是改为读取按钮开关的状态，并且仅在激活时更改灯光。

Arduino人行横道代码

首先添加一个新变量来存储按钮销：

int button = 12; // switch is on pin 12

现在，在设置功能中，添加新行以将开关声明为输入。添加一行以将交通灯设置为绿色舞台。如果没有此初始设置，它们将关闭，直到第一次 changeLights 运行。

pinMode（button， INPUT）;

digitalWrite（green， HIGH）;

将整个循环功能改为以下内容：

void loop（） {

if （digitalRead（button） == HIGH）{

delay（15）; // software debounce

if （digitalRead（button） == HIGH） {

// if the switch is HIGH， ie. pushed down - change the lights！

changeLights（）;

delay（15000）; // wait for 15 seconds

}

}

}

应该这样做。您可能想知道为什么按钮检查会发生两次（ digitalRead（button）），并间隔一小段时间。这在反跳。就像按钮的下拉电阻一样，这种简单的检查可以停止代码以检测按下按钮时是否受到干扰。

在 if 语句中等待15秒钟，红绿灯至少在这段时间内不能改变。 15秒后，循环将重新启动。每次循环重新启动时，它都会再次读取按钮的状态，但是如果不按下按钮， if 语句将永远不会激活，指示灯也不会改变，并且程序会再次重新启动。

这是它的外观（加速）：

带结的Arduino交通灯

让我们尝试更高级的模型。代替人行横道，将电路更改为具有两个交通信号灯：

将第二个交通信号灯连接到数字引脚11、12和13。

带有连接点的Arduino交通灯的代码

首先，将新的交通灯引脚分配给变量，并将其配置为输出，如第一个示例所示：

// light one

int red1 = 10;

int yellow1 = 9;

int green1 = 8;

// light two

int red2 = 13;

int yellow2 = 12;

int green2 = 11;

void setup（）{

// light one

pinMode（red1， OUTPUT）;

pinMode（yellow1， OUTPUT）;

pinMode（green1， OUTPUT）;

// light two

pinMode（red2， OUTPUT）;

pinMode（yellow2， OUTPUT）;

pinMode（green2， OUTPUT）;

}

现在，更新循环以使用第一个示例中的代码（而不是人行横道）：

void loop（）{

changeLights（）;

delay（15000）;

}

再次，所有工作都在 changeLights 功能中进行。该代码不会代替红色》 红色和黄色》 绿色，而是替换交通信号灯。当一个为绿色时，另一个为红色。这是代码：

void changeLights（）{

// turn both yellows on

digitalWrite（green1， LOW）;

digitalWrite（yellow1， HIGH）;

digitalWrite（yellow2， HIGH）;

delay（5000）;

// turn both yellows off， and opposite green and red

digitalWrite（yellow1， LOW）;

digitalWrite（red1， HIGH）;

digitalWrite（yellow2， LOW）;

digitalWrite（red2， LOW）;

digitalWrite（green2， HIGH）;

delay（5000）;

// both yellows on again

digitalWrite（yellow1， HIGH）;

digitalWrite（yellow2， HIGH）;

digitalWrite（green2， LOW）;

delay（3000）;

// turn both yellows off， and opposite green and red

digitalWrite（green1， HIGH）;

digitalWrite（yellow1， LOW）;

digitalWrite（red1， LOW）;

digitalWrite（yellow2， LOW）;

digitalWrite（red2， HIGH）;

delay（5000）;

}

这是（加速）外观：

Arduino红绿灯的后续步骤

今天就这些。您对Arduino LED和按钮的新了解适用于各种不同的项目。如果您想扩展这些交通信号灯，为什么不建一个四通（或更多）路口，并配备许多行人过路处和行人交通信号灯呢？

还是为什么不通过更大的扩展您的新技能DIY MIDI控制器或带有Xod的Arduino机器人之类的项目？您也可以看看使用VS Code和PlatformIO的Arduino编码。

责任编辑：wv