

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
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文檔簡介
Arduino編程控制與應(yīng)用能力模塊四掌握Arduino編程語言的進階應(yīng)用任務(wù)二完成數(shù)字秒表的實現(xiàn)導(dǎo)入每當(dāng)有重大節(jié)日的時候,都會啟動倒計時牌啟動儀式,例如2009年5月1日上午,在北京天安門廣場東側(cè)中國國家博物館前,舉行中國2010年上海世博會倒計時一周年暨計時牌啟動儀式,其中倒計時的功能,我們也可以利用Arduino開發(fā)板來實現(xiàn),本次任務(wù)我們將利用Arduino編程來實現(xiàn)數(shù)字秒表的功能。新授Newteaching1目錄一、一維數(shù)組二、二維數(shù)組一、一維數(shù)組(一)數(shù)組的定義及作用數(shù)組的定義數(shù)組由若干個類型相同的元素組成,每個元素就是一個變量,每個數(shù)組都有一個名稱,稱為數(shù)組名。數(shù)組的作用數(shù)組在大數(shù)量處理和字符串處理中得到廣泛使用。在程序中合理地使用數(shù)組,會使程序的結(jié)構(gòu)比較整齊,而且可以把較為復(fù)雜的運算,轉(zhuǎn)化成簡單的數(shù)組來表示。一、一維數(shù)組(二)一維數(shù)組的定義一維數(shù)組是最簡單的數(shù)組,其邏輯結(jié)構(gòu)是線性表。一維數(shù)組的數(shù)組元素只有一個下標。在C語言程序中使用數(shù)組必須先進行定義。定義一維數(shù)組的一般形式為:數(shù)據(jù)類型數(shù)組名[整型常量表達式]其中:數(shù)據(jù)類型是任一種基本數(shù)據(jù)類型或構(gòu)造數(shù)據(jù)類型。數(shù)組名是用戶定義的數(shù)組標識符(數(shù)組名稱)。方括號中的整型常量表達式表示數(shù)據(jù)元素的個數(shù),也稱為數(shù)組的長度。一、一維數(shù)組(三)一維數(shù)組的初始化數(shù)組的初始化是用來實現(xiàn)對數(shù)組的每個元素賦初值的。雖然有的編譯器會自動對數(shù)組賦初值,但為了安全起見,建議用戶自己對數(shù)組賦初值。對一維數(shù)組初始化的一般形式為:數(shù)據(jù)類型數(shù)組名[長度]={數(shù)值1,數(shù)值2,……,數(shù)值n}。一、一維數(shù)組(四)一維數(shù)組的引用維數(shù)組的引用就是對一維數(shù)組元素的使用,數(shù)組定義好并初始化后就可以使用(或稱為調(diào)用)。引用一維數(shù)組的一般形式為:數(shù)組名[下標]二、二維數(shù)組(一)二維數(shù)組的定義
二維數(shù)組本質(zhì)上是以數(shù)組作為數(shù)組元素的數(shù)組,即“數(shù)組的數(shù)組”。二維數(shù)組又稱為矩陣,通常有兩個下標(第一個下標表示行,第二個下表表示列),行列數(shù)相等的矩陣稱為方陣。引用二維數(shù)組的一般形式為:數(shù)據(jù)類型數(shù)組名[整型常量表達式][整型常量表達式]二、二維數(shù)組(二)二維數(shù)組的初始化
二維數(shù)組的初始化是用來實現(xiàn)對二維數(shù)組的每個元素賦初值,其賦值方式有多種,這里介紹常用的兩種賦值方式——分段賦值和連續(xù)賦值。二、二維數(shù)組(三)二維數(shù)組的引用
二維數(shù)組的引用就是對二維數(shù)組元素的使用,數(shù)組定義好并初始化后就可以使用(或稱為調(diào)用)。引用二維數(shù)組的一般形式為:數(shù)組名[下標1][下標2]任務(wù)實施2TaskImplementation一、任務(wù)準備(一)軟件及硬件準備序號軟件及硬件名稱數(shù)量1ArduinoIDE/2聯(lián)網(wǎng)的電腦1臺/人3鍵盤1個/人4鼠標1個/人5ArduinoUNO開發(fā)板1塊/人6四位數(shù)碼管擴展板1塊/人7USB串口線1根/人一、任務(wù)準備(二)場地設(shè)備準備(三)安全防護準備任務(wù)實施前需要做好場地防護準備以及檢查實訓(xùn)場地和設(shè)備設(shè)施是否及存在安全隱患,如不正常請匯報老師并進行處理方可實施任務(wù)。11.注意Arduino開發(fā)板與電腦的連接是否可靠;22.注意Arduino開發(fā)板與電腦連接端口的匹配;
33.注意輸出電壓,避免開發(fā)板被燒壞;
44.注意Arduino開發(fā)板與四位數(shù)碼管擴展板連接時,針腳要對孔,插入時要小心,避免陣腳變歪或折斷。
二、實施步驟(一)控制電路連接
步驟1:連接線的方頭端接口連接ArduinoUNO控制板,另一端USB接口連接電腦。
二、實施步驟(一)控制電路連接
步驟2:四位數(shù)碼管擴展板安裝在Arduino開發(fā)板上。
二、實施步驟(二)控制程序編寫與上傳
步驟1:打開ArduinoIDE軟件,進入界面。
二、實施步驟(二)控制程序編寫與上傳
步驟2:在工具-端口-選擇對應(yīng)的端口。若分不清端口,先把開發(fā)板連接上,查看端口,有COM1、COM3、COM4、COM5、COM6;斷開開發(fā)板連接,查看端口,有COM3、COM4、COM5、COM6;少了一個COM10端口,那么COM10就是對應(yīng)的端口。
二、實施步驟(三)一維數(shù)組與“倒數(shù)”
步驟1:新建一個文檔,//后的代碼可刪除;在【代碼編寫區(qū)域】下方輸入如圖所示代碼。
二、實施步驟(三)一維數(shù)組與“倒數(shù)”
步驟2:在【代碼編寫區(qū)域】中的“voidsetup(){”下方輸入如圖所示代碼。
二、實施步驟(三)一維數(shù)組與“倒數(shù)”
步驟3:再在【代碼編寫區(qū)域】中的“voidloop(){”下方輸入如圖所示代碼。
二、實施步驟(三)一維數(shù)組與“倒數(shù)”
步驟4:如圖所示單擊“上傳”按鈕,通過USB轉(zhuǎn)串口芯片將程序燒寫到控制板的主控芯片中;
二、實施步驟(三)一維數(shù)組與“倒數(shù)”
步驟5:若操作順利,將出現(xiàn)“上傳成功”的提示,如圖所示,四位數(shù)碼管擴展板上的第4位數(shù)碼管會出現(xiàn)9-8-7-6-5-4-3-2-1-0的倒數(shù)循環(huán)。
二、實施步驟(三)一維數(shù)組與“倒數(shù)”
步驟6:控制程序解析:(1)首先使用宏定義#define定義數(shù)碼管的字段管腳與arduinoUNO板管腳的對應(yīng)關(guān)系,即a—11、b—9、c—7、d—5、e—4、f—10、g—8、h—6,并定義了數(shù)碼管公共端管腳與arduinoUNO板管腳的對應(yīng)關(guān)系,即DIG1—A0、DIG2—A1、DIG3—3、DIG4—2。(2)接著利用一維數(shù)組將字段對應(yīng)的arduinoUNO板管腳號定義為整型一維數(shù)組intpin[],同時將顯示0—9這10個數(shù)字對應(yīng)的管腳電平狀態(tài)定義成相對應(yīng)的整型一維數(shù)組,以方便調(diào)用。(3)利用初始化函數(shù)voidsetup將上述所有的管腳定義為輸出模式,并將DIG1、DIG2、DIG3設(shè)置為低電平,使數(shù)碼管前三位不激活顯示,將DIG4設(shè)置為高電平,激活第四位數(shù)碼管。(4)在loop函數(shù)中,利用動態(tài)顯示技術(shù)(采用for循環(huán)結(jié)構(gòu)),調(diào)用對應(yīng)的一維數(shù)組顯示數(shù)字“9”,延時1s后,接著調(diào)用對應(yīng)一位數(shù)組顯示“8”,延時1s……,直到顯示數(shù)字“0”并延時1s后,再重新進行l(wèi)oop循環(huán)。二、實施步驟(三)一維數(shù)組與“倒數(shù)”
二、實施步驟(三)一維數(shù)組與“倒數(shù)”
程序運行流程圖二、實施步驟(四)二維數(shù)組秒表
步驟1:新建一個文檔,//后的代碼可刪除;在【代碼編寫區(qū)域】輸入如圖所示代碼。
二、實施步驟(四)二維數(shù)組秒表
步驟2:在【代碼編寫區(qū)域】中的“voidsetup(){”下方輸入如圖所示代碼。
二、實施步驟(四)二維數(shù)組秒表
步驟3:在【代碼編寫區(qū)域】中的“voidloop(){”下方輸入如圖所示代碼。
二、實施步驟(四)二維數(shù)組秒表
步驟4:在【代碼編寫區(qū)域】下方輸入“voidRefresh(intDIG,intn){”,并在其下方輸入如圖所示代碼。
二、實施步驟(四)二維數(shù)組秒表
步驟5:如圖所示單擊“上傳”按鈕,通過USB轉(zhuǎn)串口芯片將程序燒寫到控制板的主控芯片中。
二、實施步驟(四)二維數(shù)組秒表
步驟6:若操作順利,將出現(xiàn)“上傳成功”的提示,如圖所示,四位數(shù)碼管擴展板上會出現(xiàn)0-9999的秒表功能,從第四位數(shù)碼管開始計數(shù),從1開始直到9999才歸零,歸零后又開始新的一輪循環(huán)。
二、實施步驟(四)二維數(shù)組秒表
步驟7:控制程序解析(1)首先使用宏定義#define定義數(shù)碼管的字段管腳與arduinoUNO板管腳的對應(yīng)關(guān)系,即a—11、b—9、c—7、d—5、e—4、f—10、g—8、h—6,并定義了數(shù)碼管公共端管腳與arduinoUNO板管腳的對應(yīng)關(guān)系,即DIG1—A0、DIG2—A1、DIG3—3、DIG4—2。(2)接著利用二維數(shù)組將顯示0—9這10個數(shù)字對應(yīng)的管腳電平狀態(tài)定義成相對應(yīng)的字符型二維數(shù)組(每一行對應(yīng)一個數(shù)字的電平狀態(tài),0為高電平,1為低電平),以方便調(diào)用。(3)利用初始化函數(shù)voidsetup將上述所有的管腳定義為輸出模式。(4)在loop函數(shù)中,利用動態(tài)顯示技術(shù)(采用嵌套的for循環(huán)結(jié)構(gòu),遍歷顯示數(shù)碼管的4位),調(diào)用自定義的子函數(shù)refresh顯示對應(yīng)的內(nèi)容。(5)定義子函數(shù)refresh點亮數(shù)碼管以顯示相應(yīng)內(nèi)容,該子函數(shù)帶兩個傳遞參數(shù),其中DIG為位選參數(shù)(即對應(yīng)四位數(shù)
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