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DFR0100 Arduino教程 17--数码管显示

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该教程实验平台:Arduino入门套件
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Arduino教程 Lesson 16--遥控灯


数码管,常见的用来显示数字的,比如像计算器。这回我们就要来好好研究一下数码管,看看它是如何工作的。数码管,其实也算是LED中的一种。数码管的每一段,都是一个独立的LED,通过数字引脚来控制相应段的亮灭就能达到显示数字的效果。这个项目要实现的是循环显示数字0~9。

所需材料
  • 1×  八段数码管
  • 8×  220欧电阻

STEP 1: 硬件连接
按下图连线图连接,注意数码管各段所对应的引脚。右边引脚说明图上为什么画这么几个箭头呢?个人觉得,这样看起来更方便。可以给你作为参考。我们从上面一排看,红色箭头的方向,从右往左,b  a  f  g的顺序正好对应,下面红色箭头逆时针顺序b --> a --> f --> g。蓝色箭头也是表达的同样的意思。

我还特意在连接图上,对数码管所连接的引脚做了标示。这样就能更清楚的知道哪个引脚控制哪一段了。这8个电阻同样是起限流的作用。
1.jpg

STEP 2: 输入代码
  1. void setup(){
  2.   for(int pin = 2 ; pin <= 9 ; pin++){       // 设置数字引脚2~9为输出模式
  3.       pinMode(pin, OUTPUT);
  4.       digitalWrite(pin, HIGH);
  5.   }
  6. }

  7. void loop() {
  8.      // 显示数字0         
  9. int n0[8]={0,0,0,1,0,0,0,1};
  10. //数字引脚2~9依次按数组n0[8]中的数据显示  
  11. for(int pin = 2; pin <= 9 ; pin++){
  12.    digitalWrite(pin,n0[pin-2]);
  13.     }
  14.     delay(500);
  15.    
  16.     // 显示数字1
  17. int n1[8]={0,1,1,1,1,1,0,1};
  18. // 数字引脚2~9依次按数组n1[8]中的数据显示
  19.     for(int pin = 2; pin <= 9 ; pin++){
  20.        digitalWrite(pin,n1[pin-2]);
  21.     }
  22.     delay(500);
  23.    
  24.     // 显示数字2
  25. int n2[8]={0,0,1,0,0,0,1,1};
  26. // 数字引脚2~9依次按数组n2[8]中的数据显示
  27.     for(int pin = 2; pin <= 9 ; pin++){
  28.        digitalWrite(pin,n2[pin-2]);
  29.     }
  30. delay(500);  

  31.     // 显示数字3
  32. int n3[8]={0,0,1,0,1,0,0,1};
  33. // 数字引脚2~9依次按数组n3[8]中的数据显示
  34.     for(int pin = 2; pin <= 9 ; pin++){
  35.        digitalWrite(pin,n3[pin-2]);
  36.     }
  37.     delay(500);  
  38.    
  39.     // 显示数字4
  40. int n4[8]={0,1,0,0,1,1,0,1};
  41. // 数字引脚2~9依次按数组n4[8]中的数据显示
  42.     for(int pin = 2; pin <= 9 ; pin++){
  43.        digitalWrite(pin,n4[pin-2]);
  44.     }
  45.     delay(500);  
  46.    
  47. // 显示数字5
  48. int n5[8]={1,0,0,0,1,0,0,1};
  49. // 数字引脚2~9依次按数组n5[8]中的数据显示
  50.     for(int pin = 2; pin <= 9 ; pin++){
  51.        digitalWrite(pin,n5[pin-2]);
  52.     }
  53.     delay(500);
  54.    
  55. // 显示数字6
  56. int n6[8]={1,0,0,0,0,0,0,1};
  57. // 数字引脚2~9依次按数组n6[8]中的数据显示
  58.     for(int pin = 2; pin <= 9 ; pin++){
  59.        digitalWrite(pin,n6[pin-2]);
  60.     }
  61.     delay(500);
  62.    
  63. // 显示数字7
  64. int n7[8]={0,0,1,1,1,1,0,1};
  65. // 数字引脚2~9依次按数组n7[8]中的数据显示
  66.     for(int pin = 2; pin <= 9 ; pin++){
  67.        digitalWrite(pin,n7[pin-2]);
  68.     }
  69.     delay(500);
  70.    
  71.     // 显示数字8
  72. int n8[8]={0,0,0,0,0,0,0,1};
  73. // 数字引脚2~9依次按数组n8[8]中的数据显示
  74.     for(int pin = 2; pin <= 9 ; pin++){
  75.        digitalWrite(pin,n8[pin-2]);
  76.     }
  77.     delay(500);
  78.    
  79.     // 显示数字9
  80. int n9[8]={0,0,0,0,1,1,0,1};
  81. // 数字引脚2~9依次按数组n9[8]中的数据显示
  82.     for(int pin = 2; pin <= 9 ; pin++){
  83.        digitalWrite(pin,n9[pin-2]);
  84.     }
  85.     delay(500);
  86. }  
复制代码
完成下载后,数码管就会循环显示0~9的数字。由于要看懂代码的话,首先需要了解数码管的构造,所以我们这回先说硬件部分。



STEP 3: 硬件回顾
数码管
数码管其实就是一个前面介绍的led的组合体,这个组合体包含8个led,所以也称之为八段数码管。说白了就八个灯。哪八段?不用多说了吧!a到g以及小数点DP。其实用法和前面说的LED也是一样的,每段都是一个发光二极管,分别用8个数字口来控制它们的亮灭,通过不同段的显示,就能组成0~9的数字。比如,我们让b,a,f,e,d,c亮起的话,就能显示一个数字“0”了。

下图是个引脚说明图,不陌生了吧!在前面硬件连接的时候,已经看到过一次了。
这里,b --> a --> f --> g --> e --> d --> c --> DP分别连接到Arduino数字引脚2~9。

2.jpg
数码管一共有10个引脚。a~DP 这8个引脚接到数字口,那还有两个引脚呢?这是公共端,LED只有一端是不能被点亮的。我们在RGB灯那章讲到过共阴共阳的问题,数码管也存在共阴共阳问题。所谓共阳就是公共端接+5V,共阴则是公共端接GND。

数码管的共阴共阳在使用上有什么区别

共阳数码管,它们公共端接5V,那在代码中,控制另一端的数字引脚为LOW,这样才能让数码管点亮。如果是共阴数码管,公共端接GND,在代码中中,控制另一端数字引脚为HIGH,才让数码管点亮。

所以,共阴共阳只是在代码上要稍作修改。我们这里选用的是共阳数码管。硬件有了了解,我们来看看软件部分。


STEP 4: 代码回顾
硬件部分我们已经说过,数码管需要接到8个数字引脚,所以在一开始,需要定义8个数字引脚作为输出。这次我们用一个for循环来完成这8个数字引脚的设置。数码管b,a,f,g,e,d,c,DP分别和Arduino数字引脚2~9对应。
  1. for(int pin = 2 ; pin <= 9 ; pin++){      
  2.     pinMode(pin, OUTPUT);
  3.     digitalWrite(pin, HIGH);
  4. }
复制代码
从引脚2开始,一直循环到引脚9,都设为OUTPUT模式,初始化为HIGH。前面说过,共阳的话,设置HIGH,不被点亮,所以开始先不点亮数码管。(当然,你一个一个引脚分开设置输出模式也是不会错的,只是会让代码显得很冗长。)


好了,到了主函数,要分别显示0~9的数字。是不是觉得代码大部分都是相似的。所以,我们只要看明白如何显示数字0,那整段代码就都迎刃而解了。
  1. <font face="微软雅黑" size="4">int n0[8]={0,0,0,1,0,0,0,1};</font>
复制代码
这里我们要引入一个数组的概念。数组是一个变量的集合,可以通过索引号来找到数组中的元素。在我们的程序中,声明了一个int型的数组。并取名为n0。之后用8个数值来初始化这个数组。那如何获得数组中的元素呢?你只需要简单的指出这个元素的索引号。数组是从0开始索引的,这意味着数组中的第一个元素的索引号为0而不是1,因此数组中的8个元素的索引号是0~7。在这里元素4,对应索引号为3(n0[3]),值为1。元素8(索引号7,n0[7])的值为1。

声明中n0[8]的方括号中的8代表有8个元素。

定义完数组后,进入又一个for循环。
  1. for(int pin = 2; pin <= 9 ; pin++){
  2.      digitalWrite(pin,n0[pin-2]);
  3. }
复制代码
这个for循环是给2~9引脚写入状态值,也就是HIGH还是LOW,digitalWrite函数中写入HIGH的另一种形式就是写入“1”,LOW则可以写为“0”。我们通过数组索引的方式给2~9引脚赋值。

比如当pin=2,代入n0[pin-2]中,对应为n0[0],n0[0]意思是获得数组的第一个元素,为0。完成了引脚2置低(LOW)。我们前面说了,共阳的数码管,置低(LOW)的话,是被点亮,所以,b端被点亮了。循环到pin=3,a段被点亮,。循环到pin=4,f段被点亮,依次类推……。

整个循环过程如下:
pin=2 --> n0[0] =0 --> digitalWrite(2,0) --> b段点亮
pin=3 --> n0[1] =0 --> digitalWrite(3,0) --> a段点亮
pin=4 --> n0[2] =0 --> digitalWrite(4,0) --> f 段点亮
pin=5 --> n0[3] =1 --> digitalWrite(5,1) --> g段不点亮
pin=6 --> n0[4] =0 --> digitalWrite(6,0) --> e段点亮
pin=7 --> n0[5] =0 --> digitalWrite(7,0) --> d段点亮
pin=8 --> n0[6] =0 --> digitalWrite(8,0) --> c段点亮
pin=9 --> n0[7] =1 --> digitalWrite(9,1) --> DP段不点亮

这样就完成了显示数字“0”了。同样用数组的方法显示数字1~9。自己动手画一下,哪几段亮,哪几段不亮就一目了然了。


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