2.编写代码
对于本实验来说，有涉及到UI开发，我们依然采用Python自带的Tkinter库，其有很好的移植性，并且其提供了Canvas画布，我们可以灵活的渲染所需要的图形。示例代码如下：
#coding:utf-8
# 导入UI模块
import tkinter as Tkinter
#SMBus (System Management Bus,系统管理总线)
import smbus #在程序中导入“smbus”模块
import RPi.GPIO as GPIO # 导入树莓派GPIO模块
import time # 导入定时器模块
import threading
# 主页面设置
top = Tkinter.Tk()
top.geometry('500x300')
top.title("操纵杆控制圆球")
# 当前圆球的坐标
currentX = 0
currentY = 0
# 当前圆球的颜色是否红色
currentColor = True
# 进行窗口的初始化
canvas = Tkinter.Canvas(top, width=500, height=300, borderwidth=0, highlightthickness=0)
canvas.grid()
# 进化画布的初始化
circle = canvas.create_oval(currentX, currentY, 100, 100, fill="red", outline="")
# 定义移动圆球的方法
def moveCircle(c, x, y):
global currentX, currentY
moveX = x
moveY = y
if x >= 0:
if x + currentX > 400:
moveX = 400 - currentX
currentX = 400
else:
currentX += x
else:
if x + currentX < 0:
moveX = -currentX
currentX = 0
else:
currentX += x
if y >= 0:
if y + currentY > 200:
moveY = 200 - currentY
currentY = 200
else:
currentY += y
else:
if y + currentY < 0:
moveY = -currentY
currentY = 0
else:
currentY += y
canvas.move(c, moveX, moveY)
# 定义改变圆球颜色的方法
def changeColor(c):
global currentColor
canvas.itemconfig(c, fill= 'red' if currentColor else 'blue')
currentColor = not currentColor
bus = smbus.SMBus(1) #创建一个smbus实例
# 通过PCF8591读取模拟信号
# 摇杆X引脚的模拟数据
def readX():
#发送一个控制字节到设备 表示要读取AIN0通道的数据
bus.write_byte(0x48,0x40)
bus.read_byte(0x48) # 空读一次，消费掉无效数据
return bus.read_byte(0x48) # 返回某通道输入的模拟值A/D转换后的数字值
# 摇杆Y引脚的模拟数据
def readY():
#发送一个控制字节到设备 表示要读取AIN1通道的数据
bus.write_byte(0x48,0x41)
bus.read_byte(0x48) # 空读一次，消费掉无效数据
return bus.read_byte(0x48) # 返回某通道输入的模拟值A/D转换后的数字值
# 通过GPIO读取数字信号
# 设置使用的引脚编码模式
GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
# 按键使用引脚 BCM 17
BTN = 11
# 引脚初始化 设置下拉高电平
GPIO.setup(BTN, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_UP)
# 创建定时器函数，用来检查摇杆动作
def fun_timer():
global timer
x = readX()
y = readY()
press = GPIO.input(BTN)
print('X：', x)
print('Y：', y)
print('按钮：', press)
if x <= 10:
moveCircle(circle, -10, 0)
if x >= 245:
moveCircle(circle, 10, 0)
if y <= 10:
moveCircle(circle, 0, -10)
if y >= 245:
moveCircle(circle, 0, 10)
timer = threading.Timer(0.2, fun_timer)
timer.start()
timer = threading.Timer(0.2, fun_timer)
timer.start()
# 定义GPIO输入端口的回调
def btnCallback(channel):
if not GPIO.input(channel):
changeColor(circle)
# 添加输入引脚电平变化的回调函数
GPIO.add_event_detect(BTN, GPIO.FALLING, callback=btnCallback, bouncetime=200)
top.mainloop()
上面的代码有些长，但是有详尽的注释，关于UI开发方面的内容不是我们本系列博客的重点，这里我们不做过多介绍。moveCircle函数是核心的圆球移动函数，内部通过边界判定逻辑可以确保圆球不会移动到视图界面外。changeColor方法用来修改圆球的颜色，这里我们让每次按键后在红绿颜色间进行切换。readX和readY函数我们无需做过多介绍了，其通过PCF8591的AIN0和AIN1来传输摇杆的横纵坐标信号。GPIO的相关操作我们也非常熟悉了，我们通过注册回调函数来监听操作杆按钮按下的行为。
在树莓派上运行上面的代码，尝试操作下，感受下使用操纵杆控制页面元素的喜悦吧。
3.一点扩展
观察上面的示例代码，你会发现，我们使用了一些临界值来作为触发方向动作的阈值，例如10，245这种，这是因为PCF8591是8位的数模转换模块，即其转换出的数字量在0-255之间（包括0和255），对于本实验来说，我们并没有让摇杆元件传输的模拟量发挥正真的作用，想一下，你是否能够根据操作杆的旋转程度来调整圆球移动的速度呢？动手试试吧！
