用树莓派打造倒计时神器：用JavaScript点亮数码管

人工智能

2024-02-05 05:08:36

在物联网时代风起云涌的当下，JavaScript与微控制器联袂登场，擦出耀眼的火花。就如同2006年Ajax横空出世，带来前端开发的革命，这番协奏曲也预示着一场技术新浪潮的到来。

本文将带领你踏上用树莓派和数码管打造倒计时的神奇之旅。还记得大学时代用汇编语言编写单片机秒表的艰辛吗？这一次，我们将用现代化的编程语言JavaScript来实现同样的功能，让这段旅程更加轻松便捷。

对于那些热衷于硬件探索的小伙伴，这或许是一个打造跳一跳物理外挂的契机哦！

硬件准备

踏上数码管倒计时之旅的第一步，我们需要准备以下硬件：

树莓派（任意版本）
8 段数码管（共阴极）
74HC595 移位寄存器
面包板
杜邦线

电路连接

电路连接是实现倒计时的关键。按照以下步骤进行连接：

将树莓派GPIO 18连接到 74HC595 的DS（数据）端
将树莓派GPIO 23连接到 74HC595 的STCP（存储时钟脉冲）端
将树莓派GPIO 24连接到 74HC595 的RCLK（移位时钟脉冲）端
将 74HC595 的Q0端连接到数码管的a端
将 74HC595 的Q1端连接到数码管的b端
将 74HC595 的Q2端连接到数码管的c端
将 74HC595 的Q3端连接到数码管的d端
将 74HC595 的Q4端连接到数码管的e端
将 74HC595 的Q5端连接到数码管的f端
将 74HC595 的Q6端连接到数码管的g端
将数码管的正极（通常为较长的一端）连接到电源的5V端
将数码管的负极（通常为较短的一端）连接到地线

JavaScript编程

万事俱备，只欠东风！让我们用JavaScript来让数码管动起来吧：

// 引入必要的库
const Gpio = require('onoff').Gpio;

// 定义 GPIO 引脚
const dataPin = new Gpio(18, 'out');
const latchPin = new Gpio(23, 'out');
const clockPin = new Gpio(24, 'out');

// 数码管数字对应的二进制值
const numCodes = [
  0b11000000, // 0
  0b11111001, // 1
  0b10100100, // 2
  0b10110000, // 3
  0b10011001, // 4
  0b10010010, // 5
  0b10000010, // 6
  0b11111000, // 7
  0b10000000, // 8
  0b10010000  // 9
];

// 设置倒计时时间（单位：秒）
const targetTime = 10;

// 当前倒计时时间
let currentTime = targetTime;

// 定时器句柄
let timer;

// 设置 GPIO 引脚为低电平
dataPin.writeSync(0);
latchPin.writeSync(0);
clockPin.writeSync(0);

// 主循环
while (currentTime >= 0) {
  // 将当前时间转换为二进制数组
  const binaryArray = [];
  for (let i = 0; i < 8; i++) {
    binaryArray[i] = currentTime % 2;
    currentTime = Math.floor(currentTime / 2);
  }

  // 逐位写入二进制数组
  for (let i = 7; i >= 0; i--) {
    dataPin.writeSync(binaryArray[i]);

    // 时钟脉冲
    clockPin.writeSync(1);
    clockPin.writeSync(0);
  }

  // 存储时钟脉冲
  latchPin.writeSync(1);
  latchPin.writeSync(0);

  // 延时 1 秒
  timer = setTimeout(() => {
    currentTime--;
  }, 1000);
}

// 清理定时器句柄
clearTimeout(timer);

// 释放 GPIO 资源
dataPin.unexport();
latchPin.unexport();
clockPin.unexport();