高中信息技术（必修1）RJ02-ZT1编程控灯利出行知识点

高中信息技术（必修1）RJ02-ZT1编程控灯利出行知识点整理一、课程学习主要内容概述本课程以“编程控灯利出行”为核心主题，立足生活场景中交通信号灯、楼道感应灯等与出行相关的灯光控制需求，融合信息技术与实际应用。课程重点讲解编程控灯的基本原理、核心编程语法、硬件连接逻辑（虚拟/实物），以及简单的逻辑算法设计。通过理论学习与实践操作结合，让学生掌握利用编程实现灯光的基础控制（亮灭、闪烁、颜色切换），理解编程与硬件交互的基本流程，培养运用信息技术解决生活中实际出行相关问题的能力，树立技术服务生活、提升出行安全性与便利性的理念。二、核心知识点梳理及配套练习知识点1：编程控灯基础原理核心内容：理解编程控灯的本质是通过程序指令控制硬件（灯光模块、控制器）的工作状态；掌握“控制器-灯光模块”的基本连接逻辑（输入/输出接口对应）；明确程序指令与灯光状态（亮、灭、闪烁频率、颜色）的对应关系；了解常见控灯场景（交通信号灯、感应灯、警示灯）的工作逻辑。练习题下列关于编程控灯原理的说法，正确的是（）

A.编程控灯无需控制器，可直接通过程序控制灯光

B.程序指令通过控制控制器的输出电流/电压，实现灯光状态切换

C.灯光的颜色切换仅由灯光模块决定，与程序无关

D.交通信号灯的红黄绿交替，仅需硬件连接，无需编程逻辑

编程控灯中，控制器的核心作用是（）

A.直接发光，实现灯光功能

B.接收程序指令，转换为控制灯光的信号

C.提供电源，为灯光供电

D.检测环境光线，自动控制灯光

简述楼道感应灯（编程控制）的工作流程，说明其中“程序指令”“控制器”“灯光模块”“感应模块”的作用。下列控灯场景中，需要结合逻辑判断编程的是（）

A.让一盏LED灯持续常亮

B.让LED灯按1秒间隔闪烁

C.楼道灯检测到有人经过时亮，无人时灭

D.让一盏红灯保持常亮

答案及解析答案：B

解析：A错误，编程控灯必须通过控制器（如Arduino、micro:bit）连接灯光模块，程序无法直接控制灯光；B正确，控制器接收程序指令后，通过调节输出接口的电流或电压，控制灯光的亮灭、亮度等状态；C错误，彩色灯光模块的颜色切换需通过程序指令控制不同引脚的信号，实现颜色组合；D错误，交通信号灯的红黄绿交替需编程实现时间间隔控制和灯光切换逻辑。答案：B

解析：A是灯光模块的作用；B是控制器的核心作用，作为程序与硬件的中间桥梁；C是电源模块的作用；D是感应模块的作用，控制器需结合感应模块的信号和程序逻辑控制灯光。答案：工作流程：感应模块检测环境（如人体红外信号）→感应模块将检测信号传输给控制器→控制器执行预设程序，判断是否满足亮灯条件（如检测到人体信号）→控制器向灯光模块发送指令→灯光模块亮灯（延时后自动熄灭）。

各组件作用：①程序指令：预设判断逻辑（如“检测到人体信号则亮灯，延时5秒后灭”）和控制指令；②控制器：接收感应模块信号，执行程序逻辑，向灯光模块发送控制信号；③灯光模块：接收控制器指令，实现亮灭；④感应模块：采集环境信息（人体活动），将物理信号转换为控制器可识别的电信号。答案：C

解析：A、D仅需简单的“设置灯光引脚为高电平”指令，无需逻辑判断；B仅需“高电平-延时-低电平-延时”的循环指令，无判断；C需编程实现“检测感应模块信号→判断是否有人经过→控制灯光亮灭”的逻辑，属于条件判断编程。知识点2：控灯编程核心语法（以Python/micro:bit为例）核心内容：掌握引脚定义（指定控制灯光的输入/输出引脚）；掌握基本控制指令（设置引脚电平：高电平=亮，低电平=灭）；掌握延时函数（控制灯光闪烁间隔）；掌握循环结构（实现灯光持续工作或重复动作）；掌握条件判断结构（结合感应信号控制灯光）。练习题使用micro:bit编程控制P0引脚连接的LED灯常亮，下列代码片段正确的是（）

A.frommicrobitimport*;pin0.write_digital(1)

B.frommicrobitimport*;pin0.write_digital(0)

C.frommicrobitimport*;whileTrue:pin0.write_digital(0)

D.frommicrobitimport*;pin1.write_digital(1)

下列代码的功能是（）

frommicrobitimport*

whileTrue:

pin0.write_digital(1)

sleep(1000)

pin0.write_digital(0)

sleep(1000)

A.P0引脚LED灯持续常亮

B.P0引脚LED灯按1秒间隔闪烁

C.P0引脚LED灯按2秒间隔闪烁

D.P1引脚LED灯按1秒间隔闪烁

编写代码：使用micro:bit控制P0引脚红灯、P1引脚绿灯，实现“红灯亮2秒→绿灯亮2秒→重复循环”的交通信号灯基础功能（需导入microbit模块，使用sleep函数）。下列代码中，能实现“当micro:bit检测到按键A按下时，P0引脚LED灯亮；按键A松开时，灯灭”的是（）

A.frommicrobitimport*;whileTrue:ifbutton_a.is_pressed():pin0.write_digital(1)else:pin0.write_digital(0)

B.frommicrobitimport*;ifbutton_a.is_pressed():pin0.write_digital(1)

C.frommicrobitimport*;whileTrue:pin0.write_digital(1)ifbutton_a.is_pressed()

D.frommicrobitimport*;whileTrue:pin0.write_digital(button_a.is_pressed())

简述sleep(500)函数的作用，若将其改为sleep(2000)，对灯光闪烁效果有何影响？答案及解析答案：A

解析：micro:bit中，write_digital(1)表示设置引脚为高电平（LED灯亮），write_digital(0)为低电平（灭）；A中指定P0引脚，写入高电平，实现常亮；B写入低电平，灯灭；C循环写入低电平，灯持续灭；D指定P1引脚，与题目要求不符。答案：B

解析：代码逻辑为“P0引脚高电平（亮）→延时1000毫秒（1秒）→低电平（灭）→延时1000毫秒（1秒）→循环”，即亮1秒、灭1秒，按1秒间隔闪烁；总周期2秒，闪烁间隔为1秒。答案：

frommicrobitimport*

whileTrue:

#红灯亮，绿灯灭

pin0.write_digital(1)

pin1.write_digital(0)

sleep(2000)#红灯亮2秒

#绿灯亮，红灯灭

pin0.write_digital(0)

pin1.write_digital(1)

sleep(2000)#绿灯亮2秒

解析：核心逻辑为“循环结构+引脚电平控制+延时”，通过whileTrue实现无限循环，依次控制红灯、绿灯的亮灭状态，每个状态保持2秒（sleep(2000)，单位为毫秒）。答案：A

解析：A通过whileTrue循环持续检测按键状态，if-else条件判断实现“按下亮、松开灭”，逻辑完整；B无循环，仅检测一次按键状态，无法持续响应；C语法错误，if语句格式不完整；D中button_a.is_pressed()返回布尔值，write_digital()需传入整数（1/0），语法不匹配（部分版本可兼容，但逻辑表述不规范）。答案：sleep(500)函数的作用是让程序暂停500毫秒（0.5秒），再执行后续代码。若改为sleep(2000)，则暂停时间变为2秒，灯光闪烁间隔会变大：若原代码是“亮0.5秒→灭0.5秒”，修改后变为“亮2秒→灭2秒”，闪烁频率降低，灯光亮、灭的持续时间延长。知识点3：交通信号灯编程实现（综合应用）核心内容：掌握多灯光模块（红、黄、绿）的引脚分配与连接；掌握基于时间顺序的灯光切换编程（循环+延时）；理解交通信号灯的基本工作逻辑（红→黄→绿→重复，或红→绿→黄→红→重复）；能结合简单条件修改灯光切换规则（如延长绿灯时间）。练习题交通信号灯的标准工作流程之一是“红灯亮3秒→绿灯亮3秒→黄灯亮1秒→重复”，下列代码片段（micro:bit）能实现该流程的是（）（红=P0，绿=P1，黄=P2）

A.frommicrobitimport*;whileTrue:pin0.write_digital(1);sleep(3000);pin1.write_digital(1);sleep(3000);pin2.write_digital(1);sleep(1000)

B.frommicrobitimport*;whileTrue:pin0(1);sleep(3000);pin0(0);pin1(1);sleep(3000);pin1(0);pin2(1);sleep(1000);pin2(0)

C.frommicrobitimport*;whileTrue:pin0.write_digital(1);sleep(3000);pin0.write_digital(0);pin1.write_digital(1);sleep(3000);pin1.write_digital(0);pin2.write_digital(1);sleep(1000);pin2.write_digital(0)

D.frommicrobitimport*;whileTrue:pin0.write_digital(1);pin1(0);pin2(0);sleep(3000);pin0(0);pin1(1);pin2(0);sleep(3000);pin0(0);pin1(0);pin2(1);sleep(1000)

基于上题的交通信号灯流程，若要将绿灯时间延长至5秒，需修改代码中的哪个部分？修改后对应的代码语句是什么？编写micro:bit代码，实现“红灯亮4秒→黄灯亮1秒→绿灯亮4秒→黄灯亮1秒→重复循环”的交通信号灯功能（红=P0，绿=P1，黄=P2），要求每次切换灯光时，前一个灯光先熄灭。若要实现“行人按下请求按钮后，绿灯提前熄灭，黄灯亮1秒后切换为红灯”，该功能需在原有交通信号灯代码基础上，增加哪些核心编程环节？答案及解析答案：D

解析：A错误，未关闭前一个灯光，会出现多灯同时亮的情况（如红灯亮3秒后，绿灯亮时红灯仍亮）；B错误，micro:bit控制引脚需使用write_digital()方法，直接pin0(1)语法错误；C逻辑基本正确，但未明确每次切换时关闭所有其他灯光（虽实际效果可实现，但逻辑不严谨）；D正确，每次状态切换时，明确设置所有灯光的电平（亮的灯光设为1，其他设为0），避免多灯同时亮，流程符合要求。答案：需修改绿灯对应的延时函数参数。原绿灯延时为sleep(3000)（3秒），修改后为sleep(5000)（5秒），对应的代码语句为：pin1.write_digital(1);sleep(5000)（需结合上下文，确保绿灯亮时其他灯熄灭）。答案：

frommicrobitimport*

whileTrue:

#红灯亮4秒，黄、绿灯灭

pin0.write_digital(1)

pin1.write_digital(0)

pin2.write_digital(0)

sleep(4000)

#黄灯亮1秒，红、绿灯灭

pin0.write_digital(0)

pin1.write_digital(0)

pin2.write_digital(1)

sleep(1000)

#绿灯亮4秒，红、黄灯灭

pin0.write_digital(0)

pin1.write_digital(1)

pin2.write_digital(0)

sleep(4000)

#黄灯亮1秒，红、绿灯灭

pin0.write_digital(0)

pin1.write_digital(0)

pin2.write_digital(1)

sleep(1000)

解析：核心是“明确每个阶段的灯光状态（亮/灭）+对应延时”，通过whileTrue循环实现重复，每次切换前关闭前一个灯光，确保信号灯工作规范。答案：需增加3个核心环节：①引脚定义：将行人请求按钮连接到microbit的输入引脚（如P3），并定义该引脚为输入模式；②状态检测：在原有灯光循环中，持续检测按钮引脚的信号（如是否为高电平，代表按下）；③条件分支：当检测到按钮按下时，中断当前绿灯延时，执行“绿灯灭→黄灯亮1秒→红灯亮”的逻辑，之后回到正常循环。知识点4：感应灯编程实现（条件控制应用）核心内容：掌握感应模块（如人体红外感应模块、光线感应模块）与控制器的连接；掌握感应信号的读取方法（输入引脚电平读取）；掌握“感应信号→条件判断→灯光控制”的编程逻辑；理解感应灯的节能原理与编程实现的关联。练习题使用人体红外感应模块（连接P3引脚）和LED灯（连接P0引脚）实现感应灯功能，当检测到人体信号时灯亮，5秒后自动熄灭，下列代码（micro:bit）正确的是（）

A.frommicrobitimport*;whileTrue:ifpin3.read_digital()==1:pin0.write_digital(1);sleep(5000);pin0.write_digital(0)

B.frommicrobitimport*;whileTrue:ifpin3.write_digital(1):pin0(1);sleep(5000);pin0(0)

C.frommicrobitimport*;ifpin3.read_digital()==1:pin0(1);sleep(5000);pin0(0)

D.frommicrobitimport*;whileTrue:pin3.read_digital();if1:pin0(1);sleep(5000);pin0(0)

光线感应模块的作用是检测环境光线强度，输出对应的模拟信号（或数字信号）。若要实现“光线暗时感应灯才工作，光线亮时即使有人经过也不亮”，需在原有人体感应灯代码中增加什么逻辑？编写代码：micro:bit连接人体红外模块（P3）、LED灯（P0）、光线感应模块（P4，数字信号：光线暗输出1，亮输出0），实现“光线暗且检测到人体信号时，LED灯亮3秒后灭；其他情况灯灭”。下列关于感应灯编程的说法，错误的是（）

A.感应模块的信号读取需使用输入引脚（read_digital()/read_analog()）

B.感应灯的“自动熄灭”功能通过延时函数实现

C.条件判断语句（if-else）是感应灯编程的核心

D.感应灯无需循环结构，仅需单次检测感应信号即可

答案及解析答案：A

解析：A正确，通过whileTrue循环持续检测P3引脚（感应模块）的数字信号（1表示检测到人体），满足条件则亮灯，延时5秒后灭灯；B错误，感应信号读取需用read_digital()，write_digital()是输出信号，且语法错误；C错误，无循环结构，仅检测一次信号，无法持续工作；D错误，条件判断逻辑错误，pin3.read_digital()的结果未赋值，直接判断“if1”恒成立，灯持续亮。答案：需增加“光线强度判断”的