如何解决七段显示屏指定时间段内显示四位数字的问题？

python

2024-04-10 10:13:52

七段显示屏指定时间段内显示四位数字的问题与解决方法

各位技术爱好者们，大家好！欢迎来到我的技术分享博客。今天，我将与大家深入探讨一个有趣的技术难题，并分享我所找到的解决方案。

问题：指定时间段内显示四位数字

最近，我遇到一个难题，需要在我的七段显示屏上指定时间段内显示四位数字。乍一看，这似乎是一项简单的任务。然而，在实际实现过程中，我遇到了几个问题。

数字写出时间过短： 最初，我将每个数字的显示时间设置为极短，以快速切换数字。但这样一来，数字无法被清晰识别。
未对七段显示屏进行正确配置： 由于七段显示屏有不同的工作模式（共同阳极或共同阴极），因此我需要根据所使用的显示屏类型进行正确配置。

解决方案：优化显示时间和配置

为了解决这些问题，我采取了以下优化措施：

1. 调整数字写出时间： 我将每个数字的显示时间调整到 0.01 秒，这提供了足够的显示时间，确保数字可以清晰识别。

2. 配置七段显示屏模式： 我仔细检查了所使用的七段显示屏类型，并将其配置为正确的模式，确保我可以正确控制段位。

优化建议：提升性能和可读性

除了解决上述问题外，我还实施了一些优化建议，以提高代码的性能和可读性：

使用字符串格式化： 我使用了 str.format() 来生成数字，这比逐个字符拼接更简洁。
使用 itertools.cycle()： 我将 trafficLightMapping 转换为生成器，并使用 itertools.cycle() 循环遍历，从而避免在循环中重复获取键。
使用 time.perf_counter()： 我使用了 time.perf_counter() 来获取高精度的时间戳，以更准确地控制显示时间。

修改后的代码：简洁高效

以下是修改后的代码，它结合了所有优化：

from pymata4 import pymata4
import time
import itertools

# 七段显示屏引脚
segPins = [3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

# 数字引脚
digPins = [10, 11, 12, 13]

# 数字到七段映射表
lookupDictionary = {
    "0": "1111110",
    "1": "0110000",
    "2": "1101101",
    "3": "1111001",
    "4": "0110011",
    "5": "1011011",
    "6": "1011111",
    "7": "1110000",
    "8": "1111111",
    "9": "1111011",
    "A": "1110111",
    "B": "0011111",
    "C": "1001110",
    "D": "0111101",
    "E": "1001111",
    "F": "1000111"
}

# 红绿灯数字映射
trafficLightMapping = {
    1: "A001",
    2: "B002",
    3: "C003",
    4: "D004",
    5: "E005",
    6: "F006"
}

# 阶段持续时间
stage_durations = {
    1: 5,
    2: 3,
    3: 3,
    4: 5,
    5: 3,
    6: 3
}

def pin_setup(board):
    for pin in segPins + digPins:
        board.set_pin_mode_digital_output(pin)

def write_digit(board, message):
    for digit_index, digit in enumerate(message):
        for d in digPins:
            board.digital_write(d, 1)
        for segment_index, segmentPin in enumerate(segPins):
            board.digital_write(segmentPin, lookupDictionary[digit][segment_index])

        board.digital_write(digPins[digit_index], 0)
        time.sleep(0.01)
    for d in digPins:
        board.digital_write(d, 1)
    for segment_pin in segPins:
        board.digital_write(segment_pin, 1)

def main():
    board = pymata4.Pymata4()
    pin_setup(board)

    for stage in itertools.cycle(trafficLightMapping):
        message = f"{stage}{trafficLightMapping[stage]}"
        start_time = time.perf_counter()

        while time.perf_counter() - start_time < stage_durations[stage]:
            write_digit(board, message)

if __name__ == "__main__":
    main()