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一、实验目的

1、 了解树莓派处理中断的方式 2、 了解树莓派是如何通过事件来代替传统中断的 3、 掌握利用C++语言，通过树莓派的 GPIO 口读取3按钮模块的按下状态 4、 利用QT编写一个窗口界面，在界面中显示按钮被按下的状态

二、实验原理

本实验以树莓派作为控制器，以 C++ 作为开发工具，利用树莓派的 GPIO，读取一 个 3 按钮模块的状态，使用一个全局变量 X，当按下绿色按钮，X 加 1；当按下黄色按钮， X 清零；当按下红色按钮，X 减 1。并在 LED 模块中显示 X；利用 QT 编写一个窗口界面， 将X的数据实时显示出来，并显示按钮状态

三、使用仪器、材料

1.树莓派的GPIO模块 (General Purpose Input/Output通用型输入输出) 2.4位LED显示模块 3.按钮模块 4.直流电源 5.电源模块 6.开发工具：基于QT上的C++开发树莓派

四、实验步骤

1. 连接：用杜邦线，将树莓派、电源模块、1个LED模块、按键模块的相应引脚连起来；
2. 编制LED模块显示程序，能显示给定数字；
3. 用按键对全局变量分别进行加、减、清零操作，并在LED 中显示；
4. 编制QT的窗口界面，在显示器上显示全局变量的值、显示各个按键输出的值（0还是 1？）。5. 实验完成后，反向上述步骤断电、拆线并整理收拾好

五、实验过程原始记录(计算机源代码)

#ifndef THREAD1_H#define THREAD1_H#include "wiringPi.h"//#include 
   
    //class Thread1 : public QThread//{
       Q_OBJECTpublic:    Thread1();//protected:    void run();//signals:// 用于发送的信号函数    void send(int a, int b, int c, int d);};#endif#ifndef THREAD2_H#define THREAD2_H#include "wiringPi.h"//#include 
    
     //static unsigned char LED_f[] ={
    // 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F    0xc0, 0xf9, 0xa4, 0xb0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xf8, 0x80,    0x90, 0x8c, 0xbf, 0xc6, 0xa1, 0x8e, 0xbf, 0xff, 0x7f, 0xbf};class Thread2 : public QThread//{
       Q_OBJECTpublic:    Thread2();//    int SCLK = 0, RCLK = 2, DIO = 3;//LED的SCLK(串行时钟)，RCLK(接收时钟)，DIO(数据)，分别连接GPIO的三个数字引脚    void LED_init(){
   //        wiringPiSetup();        pinMode(SCLK, OUTPUT);        pinMode(RCLK, OUTPUT);        pinMode(DIO, OUTPUT);    }    //在SCLK上输出脉冲信号    void LED_out(char data){
           for (int i = 8; i >= 1; i--) // 循环8次为1字节        {
               if (data & 0x80)                digitalWrite(DIO, HIGH);            else                digitalWrite(DIO, LOW);            delayMicroseconds(1);            data <<= 1;            digitalWrite(SCLK, LOW);            delayMicroseconds(1);            digitalWrite(SCLK, HIGH);            delayMicroseconds(1);        }    }    // 在RCLK上输出脉冲信号    void LED_display(unsigned char p, int v){
           unsigned char* led_table;        unsigned char i;        led_table = LED_f + v;//        i = *led_table;        LED_out(i);        LED_out(p);        digitalWrite(RCLK, LOW);//        delayMicroseconds(1);        digitalWrite(RCLK, HIGH);        delayMicroseconds(1);    }    //在4位的LED上显示一个4位数据    void LED_loop(int data)    {
           LED_display(0x08, data / 1000 % 10);        delayMicroseconds(10);        LED_display(0x04, data / 100 % 10);        delayMicroseconds(10);        LED_display(0x02, data / 10 % 10);        delayMicroseconds(10);        LED_display(0x01, data % 10);        delayMicroseconds(10);    }protected://    void run();};#endif#ifndef MAINWINDOW_H#define MAINWINDOW_H#include "thread1.h"#include "thread2.h"//#include 
     
      //namespace Ui {
   class MainWindow;}class MainWindow : public QMainWindow{
   //    Q_OBJECTpublic:    explicit MainWindow(QWidget *parent = nullptr);    ~MainWindow();    Thread1 *th_1;    Thread2 *th_2;private://    Ui::MainWindow *ui;public slots:// 用于接收的槽函数    void receive(int a, int b, int c, int d);};#endif#include "mainwindow.h"#include "ui_mainwindow.h"MainWindow::MainWindow(QWidget *parent) :    QMainWindow(parent),    ui(new Ui::MainWindow){
       ui->setupUi(this);    th_1 = new Thread1();// 创建线程和开启线程    th_2 = new Thread2();    th_1 -> start();//    th_2 -> start();    connect(th_1,SIGNAL(send(int, int, int, int)),this,SLOT(receive(int, int, int, int))); // 连接信号与槽}MainWindow::~MainWindow(){
       delete ui;}void MainWindow::receive(int a, int b, int c, int d){
    // 将数据显示到Qt界面    ui -> label_5 -> setText(QString::fromStdString(std::to_string(a)));    ui -> label_6 -> setText(QString::fromStdString(std::to_string(b)));    ui -> label_7 -> setText(QString::fromStdString(std::to_string(c)));    ui -> label_8 -> setText(QString::fromStdString(std::to_string(d)));}#include "thread1.h"#include "thread2.h"//#include "wiringPi.h"//static int data1 = 0,data2 = 0,data3 = 0;//static int value = 10;static int nums[3] = {
   12,13,14};//定义数组，代表按键模块k1\k2\k3连接的GPIO数字引脚编号void key_interrupt_service_1() // 中断函数{
       delay(20); // 按键消抖    if (digitalRead(12) == 0){
           data1 = 1;        data2 = 0;        data3 = 0;        value++;    }    if (digitalRead(14) == 0){
           data1 = 0;        data2 = 1;        data3 = 0;        if(value > 0){
               value--;        }    }    if (digitalRead(13) == 0){
           data1 = 0;        data2 = 0;        data3 = 1;        value=0;    }}void key_init() {
   //    wiringPiSetup();// 初始化wiringPi    for(int i = 0;i<3;i++){
           pinMode(nums[i], INPUT);        pullUpDnControl(nums[i], PUD_UP); // 设置上拉电阻        wiringPiISR(nums[i], INT_EDGE_FALLING, &key_interrupt_service_1); // 注册中断程序    }}Thread1::Thread1(){
   }void Thread1::run(){
   //    key_init(); // 初始化按键    while (1){
           delay(10);        emit send(value, data1, data2, data3);        delay(1000);    }}Thread2::Thread2(){
   }void Thread2::run(){
   //    LED_init(); // 初始化LED    while(1){
           LED_loop(value); //    }}
     
    
   

实验结果

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