设计一个具有4路开关量（按键）输入，4路开关量（LED灯）输出的测控系统，要求：（1）分析系统功能；（2）模拟系统功能；（3）画出电路原理图；（4）利用库函数编程实现功能。

设计一个具有四路开关量输入和四路开关量输出的测控系统是为了实现用户对四个独立设备（如LED灯）的控制，每个开关对应一个灯泡，用户按下相应的开关可以点亮或关闭对应的LED灯。

**1. 系统功能分析：**
- 输入部分：四个独立的开关（一般为机械式或电子式），用户通过操作开关来发送指令。
- 输出部分：四个LED灯，每接收到一个开关信号，对应的一盏灯就会响应操作（亮或灭）。
- 控制逻辑：系统需要能识别并处理来自每个开关的信号，并转换为相应灯的控制命令。

**2. 模拟系统功能：**
- 使用简单的逻辑门（如AND、OR等）模拟开关输入，用户按下的开关相当于输入的高电平信号。
- LED灯模拟为继电器或晶体管驱动的发光二极管，接收到高电平信号则点亮，低电平则熄灭。

**3. 电路原理图：**
- 开关连接到数字输入端口（如微控制器的IO口）。
- LED灯串联接到电源和开关输入之后，可能会通过一个集电极开路（OC）驱动器或直接连接到IO口的拉低输出（取决于微控制器是否支持）。
- 为了保护LED，通常会在IO口和LED之间添加限流电阻。

**4. 库函数编程实现：**
- 使用编程语言（如Python的RPi.GPIO库，C/C++的Arduino API，或Microcontroller的汇编语言），编写控制程序。
- 对于每个开关，设置一个中断或轮询机制监听输入变化。
- 当检测到某个开关被按下时，改变相应LED的状态（点亮或熄灭）。

# 示例代码（Python+RPi.GPIO）
import RPi.GPIO as GPIO

GPIO.setmode(GPIO.BCM)
switch_pins = [7, 8, 9, 10]  # 假设这是四个开关的GPIO编号
led_pins = [11, 12, 13, 15]  # 假设这是四个LED的GPIO编号

def switch_callback(channel):
    if GPIO.input(channel):  # 判断开关状态
        GPIO.output(led_pins[channel - 7], GPIO.HIGH)  # 打开对应LED
    else:
        GPIO.output(led_pins[channel - 7], GPIO.LOW)