單片機(jī)教案20 課題7 汽車數(shù)碼管的控制編程

教案課題課題7汽車數(shù)碼管的控制編程課程單片機(jī)授課教師專業(yè)汽車課型新授教案序號(hào)20授課時(shí)間第十周教學(xué)方法講授教學(xué)目標(biāo)1.掌握軟件程序的含義2.掌握實(shí)現(xiàn)目標(biāo)功能的辦法教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)及解決辦法掌握實(shí)現(xiàn)目標(biāo)功能的辦法通過PPT以及視頻演示的方法展示每條命令的具體含義，以及命令呈現(xiàn)的效果。作業(yè)布置抄寫軟件程序以及各個(gè)命令的含義教學(xué)后記學(xué)生聽課情況學(xué)生掌握情況存在的問題審查簽字年月日教學(xué)過程教師活動(dòng)教學(xué)內(nèi)容學(xué)生活動(dòng)組織教學(xué)詢問上節(jié)課掌握情況復(fù)習(xí)提問講授本節(jié)內(nèi)容總結(jié)布置作業(yè)清點(diǎn)人數(shù)記錄詢問上節(jié)課掌握情況汽車轉(zhuǎn)速是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的參數(shù)之一，跟汽車的速度是一樣的。而汽車轉(zhuǎn)速表和汽車速度表就成為了汽車儀表盤中最重要的兩個(gè)儀表。汽車轉(zhuǎn)速表分為指針式的和數(shù)字式的。而本次的主要任務(wù)就是利用四位八段數(shù)碼管編程模擬汽車數(shù)字式轉(zhuǎn)速表。但是在這之前，我們先來完成一個(gè)簡單的的任務(wù)：讓四位數(shù)碼管顯示指定四位數(shù)。一、實(shí)驗(yàn)用器件ArduinoUNO板及配套USB數(shù)據(jù)線：1套四位八段數(shù)碼管：1個(gè)220歐的電阻：8個(gè)面包板：1個(gè)跳線：若干二、硬件連接由于硬件接線比較復(fù)雜，取出本實(shí)驗(yàn)用到的所有元件后，按照上圖在老師指導(dǎo)下分步連接。完成連接后，給Arduino接上USB數(shù)據(jù)線，供電，準(zhǔn)備下載程序。三、輸入代碼打開ArduinoIDE，在編輯框中輸入下面的樣例代碼。//四位八段數(shù)碼管顯示確定的數(shù)字1234intt=2;//定義時(shí)間t為2inta=2;//定義數(shù)字接口2intb=3;//定義數(shù)字接口3intc=4;//定義數(shù)字接口4intd=5;//定義數(shù)字接口5inte=6;//定義數(shù)字接口6intf=7;//定義數(shù)字接口7intg=8;//定義數(shù)字接口8intdp=9;//定義數(shù)字接口9intcom1=10;//定義數(shù)字接口10intcom2=11;//定義數(shù)字接口11intcom3=12;//定義數(shù)字接口12intcom4=13;//定義數(shù)字接口13voidsetup(){for(intn=2;n<=13;n++)//依次設(shè)置數(shù)字2口到數(shù)字13口為輸出接口{pinMode(n,OUTPUT);//設(shè)置數(shù)字n口為輸出接口}}voidloop(){//給第一位數(shù)碼管供電，讓第一位數(shù)碼工作digitalWrite(com1,HIGH);digitalWrite(com2,LOW);digitalWrite(com3,LOW);digitalWrite(com4,LOW);//讓第一位數(shù)碼管顯示1digitalWrite(a,HIGH);digitalWrite(b,LOW);digitalWrite(c,LOW);digitalWrite(d,HIGH);digitalWrite(e,HIGH);digitalWrite(f,HIGH);digitalWrite(g,HIGH);digitalWrite(dp,HIGH);delay(t);//給第二位數(shù)碼管供電，讓第二位數(shù)碼工作digitalWrite(com1,LOW);digitalWrite(com2,HIGH);digitalWrite(com3,LOW);digitalWrite(com4,LOW);//讓第二位數(shù)碼管顯示2digitalWrite(a,LOW);digitalWrite(b,LOW);digitalWrite(c,HIGH);digitalWrite(d,LOW);digitalWrite(e,LOW);digitalWrite(f,HIGH);digitalWrite(g,LOW);digitalWrite(dp,HIGH);delay(t);//給第三位數(shù)碼管供電，讓第三位數(shù)碼工作digitalWrite(com1,LOW);digitalWrite(com2,LOW);digitalWrite(com3,HIGH);digitalWrite(com4,LOW);//讓第三位數(shù)碼管顯示3digitalWrite(a,LOW);digitalWrite(b,LOW);digitalWrite(c,LOW);digitalWrite(d,LOW);digitalWrite(e,HIGH);digitalWrite(f,HIGH);digitalWrite(g,LOW);digitalWrite(dp,HIGH);delay(t);//給第四位數(shù)碼管供電，讓第四位數(shù)碼工作digitalWrite(com1,LOW);digitalWrite(com2,LOW);digitalWrite(com3,LOW);digitalWrite(com4,HIGH);//讓第四位數(shù)碼管顯示4digitalWrite(a,HIGH);digitalWrite(b,LOW);digitalWrite(c,LOW);digitalWrite(d,HIGH);digitalWrite(e,HIGH);digitalWrite(f,LOW);digitalWrite(g,LOW);digitalWrite(dp,HIGH);delay(t);}輸入完畢后，點(diǎn)擊IDE的“校驗(yàn)（Verify）”，查看輸入代碼是否通過編譯。如果顯示沒有錯(cuò)誤，單擊“下載（UpLoad）”，給Arduino下載代碼。之后我們就可以看到四位八段數(shù)碼管同時(shí)顯示出1234四位數(shù)字。四、硬件學(xué)習(xí)1.四位八段數(shù)碼管在上一個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)中，我們學(xué)習(xí)了一位八段數(shù)碼管的原理以及結(jié)構(gòu)，而本任務(wù)中用到的四位八段數(shù)碼管與一位八段數(shù)碼管原理是類似的，下面我們來看看二者差異的部分，首先來看一下四位八段數(shù)碼管的內(nèi)部原理結(jié)構(gòu)圖：從上圖中我們可以看到，四位八段數(shù)碼管是將所有數(shù)碼管的8個(gè)顯示筆劃"A,B,C,D,E,F,G,D，P"的同名端連在一起，另外又為每一個(gè)數(shù)碼管分別增加了位選通控制引腳，即com1、com2、com3、com4。位選通由各自獨(dú)立的I/O線控制，當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時(shí)，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個(gè)數(shù)碼管會(huì)顯示出字形，取決于單片機(jī)對(duì)位選通com端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，該位就顯示出字形，沒有選通的數(shù)碼管就不會(huì)亮。同時(shí)分時(shí)輪流的控制各個(gè)數(shù)碼管的的com端，就使得各個(gè)數(shù)碼管輪流受控顯示。而在輪流顯示的過程中，每位數(shù)碼管設(shè)置的點(diǎn)亮?xí)r間為1～2ms，由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實(shí)際上各位數(shù)碼管并非同時(shí)點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會(huì)有閃爍感，因此我們可以看到數(shù)碼管穩(wěn)定的顯示1234四位數(shù)字。而本實(shí)驗(yàn)中用到的數(shù)碼管為共陽極數(shù)碼管。也即當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。當(dāng)某一字段的陰極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。跟上一個(gè)實(shí)驗(yàn)中的控制方式正好相反。下圖為四位八段數(shù)碼管的外部引腳分布圖，每位數(shù)碼管對(duì)應(yīng)的LED控制區(qū)域A-DP與一位八段數(shù)碼管的分布是一樣的（DP即為h），而下圖的1-12引腳號(hào)與上圖四位八段數(shù)碼管的內(nèi)部原理結(jié)構(gòu)圖的1-12引腳號(hào)是一一對(duì)應(yīng)的。連接硬件前對(duì)照著下圖與四位八