STEM教育 · Bluno Beetle蓝牙番茄钟制作教程

首先，感谢DFRobot能给我这次的试用机会（感谢Ashley），很荣幸自己被抽中试用Bluno Beetle。当我被抽中的那一刻，简直不敢相信自己的眼睛，我高兴得三天没睡觉，然后又恶睡了三天。在这里我很抱歉拖了这么久才上交这个教程，这主要是因为我去参加了学校的比赛而耽误了一个多月的时间。

这次我要做的是番茄钟Pomodoro Timer v1.0，它利用了由弗朗西斯科·西里洛于1992年创立的一种相对于GTD更微观的时间管理方法——番茄工作法，目的是帮助人们提高效率。

[已完结]人气涨上来 Bluno Beetle免费试用-交作业-蓝牙番茄钟PT1图9

番茄工作法的用法如下：

1、每天开始的时候规划今天要完成的几项任务，将任务逐项写在列表里（或记在软件的清单里），并设定你的番茄钟（定时器、软件、闹钟等），时间是25分钟。
2、开始完成第一项任务，直到番茄钟响铃或提醒（25分钟到）。
3、停止工作，并在列表里该项任务后画个X。休息3~5分钟，活动、喝水、方便等等。
4、开始下一个番茄钟，继续该任务。一直循环下去，直到完成该任务，并在列表里将该任务划掉。
5、每四个番茄钟后，休息25分钟。
在某个番茄钟的过程里，如果突然想起要做什么事情——
a.非得马上做不可的话，停止这个番茄钟并宣告它作废（哪怕还剩5分钟就结束了），去完成这件事情，之后再重新开始同一个番茄钟；
b.不是必须马上去做的话，在列表里该项任务后面标记一个逗号（表示打扰），并将这件事记在另一个列表里（比如叫“计划外事件”），然后接着完成这个番茄钟。

[已完结]人气涨上来 Bluno Beetle免费试用-交作业-蓝牙番茄钟PT1图3

图片仅供参考

我原先的设计是Pomodoro Timer通过LCD显示屏显示时间，每次定时结束后由喇叭发出提示音，自带一路继电器开关。不过后来发现Bluno Beetle接LCD引脚不够用，而且违背了番茄工作法的初衷，即排除一切干扰，专心工作，如果你总是在意计时器的时间，工作时难免就要分神，所以我将LCD换成了12个LED，这样就可以大致地显示出时间，而减少对工作的影响了。可能有同学就会问：Bluno Beetle只有8个IO口，怎么接12个LED呢？

我想起了译码器，译码器在单片机系统中一般起扩展io的作用，当外设比较多，单片机的引脚不够用的时候，就可以由74LS154把4个单片机io口扩展为16个。增强了单片机控制外设的能力。但它有一个缺陷，就是当Arduino控制74LS154时，依次控制4个引脚时，会意外地点亮其他LED，不过这并没有什么关系，因为这里74LS154是用于控制显示电路，开关速度很快，加上人的视觉暂留，根本看不出其他LED会被点亮。

材料清单：

Bluno Beetle * 1
Bluno Beetle Shield v1.0 * 1
万用电路板 * 1
LED * 12
100Ω电阻 * 13
47Ω电阻 * 1
74HC154 * 1（这是74LS154的CMOS版，功能一样，功耗更小）
7.4V锂电池 * 1
4Ω1W喇叭 * 1
B772P三极管 * 2
插线板 * 1（我用的是2500W的公牛插线板，10元一个，带指示灯）
5V继电器 * 1
IN4148二极管 * 1
一个盒子
导线若干

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[已完结]人气涨上来 Bluno Beetle免费试用-交作业-蓝牙番茄钟PT1图5

工具：

十字螺丝刀
焊台
万用表
裁纸刀
镊子
尖嘴钳

等等

过程：

首先把Bluno Beetle和Bluno Beetle Shield盾板焊好，接上电池，千万要注意Bluno Beetle的正反面。

[已完结]人气涨上来 Bluno Beetle免费试用-交作业-蓝牙番茄钟PT1图15

其次就是最重要的显示模块，它的核心就是74HC154译码器。

下图是74LS154的功能表，它的功能与74HC154没有什么区别。

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从图中可以看出A、B、C、D四个引脚与这16个输出端之间有着二进制转换为十进制的关系。

比如说二进制中的0010对应的就是十进制中的2，把0看作是低电平，1看作是高电平，输入信号到D、C、B、A四个引脚中，74LS154的2号就会被拉成低电平，于是我就写了这样一个控制函数。

/********************************************
74LS154控制函数
函数名：pinLED
函数功能：控制74LS154从0到15一共16个引脚的电平情况
入口参数：number（范围0-15），控制引脚0-15中的一个输出高电平
 ********************************************/
void pinLED(int number) {
     //将十进制数number利用BCD码转换成二进制
     int pinA = number%2;
     int pinB = (number/2)%2;
     int pinC = (number/4)%2;
     int pinD = (number/8)%2;
     digitalWrite(A , pinA);
     digitalWrite(B , pinB);
     digitalWrite(C , pinC);
     digitalWrite(D , pinD);
}
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接线如下表所示：

Bluno Beetle 74HC154

5V Vin

2 D

3 C

4 B

5 A

A0 G1

GND GND

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[已完结]人气涨上来 Bluno Beetle免费试用-交作业-蓝牙番茄钟PT1图11

为了美观，我把LED焊在万用板的正面，把芯片的引脚用尖嘴钳掰弯，导线啥的都焊在背面。

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[已完结]人气涨上来 Bluno Beetle免费试用-交作业-蓝牙番茄钟PT1图4

电阻也焊在背面，这样在正面就看不到除LED以外的元件了。

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[已完结]人气涨上来 Bluno Beetle免费试用-交作业-蓝牙番茄钟PT1图19

接着是改装插线板以及功放了。

[已完结]人气涨上来 Bluno Beetle免费试用-交作业-蓝牙番茄钟PT1图7

改装插线板时，先焊继电器，在输入端之间焊上二极管，以避免继电器自感高电压对Bluno Beetle造成损坏，将四个引脚用导线引出来。

用螺丝刀把插线板的四个螺丝拧下，打开后按下图接线，其中最粗的黑色线是接插头，红黑两根较细的则是连在继电器的输入端。

[已完结]人气涨上来 Bluno Beetle免费试用-交作业-蓝牙番茄钟PT1图6

装好后就是这个样子。

[已完结]人气涨上来 Bluno Beetle免费试用-交作业-蓝牙番茄钟PT1图10

功放也很简单，我就直接放图了。

[已完结]人气涨上来 Bluno Beetle免费试用-交作业-蓝牙番茄钟PT1图20

不过要注意B772P是TO-126封装的，和普通的三极管的管脚定义不同，使用时要注意。

[已完结]人气涨上来 Bluno Beetle免费试用-交作业-蓝牙番茄钟PT1图13

东西做好了以后就开始组装，然后铛铛。。。。。

[已完结]人气涨上来 Bluno Beetle免费试用-交作业-蓝牙番茄钟PT1图8

程序及蓝牙：

P.S. 程序的完整版在文章的底部。

我发现Bluno Beetle的蓝牙功能很简单，连接完成后就像串口一样收发信息，也难怪被很多人说是蓝牙串口。

[已完结]人气涨上来 Bluno Beetle免费试用-交作业-蓝牙番茄钟PT1图23

[已完结]人气涨上来 Bluno Beetle免费试用-交作业-蓝牙番茄钟PT1图24

我先用手机app扫描，扫描到BLUNO后点击连接，就像上图这样。输入除1、2、3、4外的任何数字都会弹出菜单，1、2、3、4功能如下。

1.开始工作，进入计时器模式，定时25分钟后，发出提示音；之后开始休息，进入计时器模式，定时5分钟后，发出提示音。

2.输入分钟数，进入计时器模式，定时自定义时间，发出提示音。

3.控制继电器，打开台灯，打开状态下无效。

4.控制继电器，关闭台灯，关闭状态下无效。

这是另一段程序，开头这两句是timer1库里的，文件我会放在文章末尾，就是每秒钟中断一次来读取串口中的数据，如果程序处于计时器模式时，只要输入1，即可关闭计时器。

Timer1.initialize(1000000);
Timer1.attachInterrupt( com );

/********************************************
串口读取控制函数
函数名：com
函数功能：由timer1库每1s中断一，读取串口后操作二级菜单
入口参数：无
 ********************************************/

void com(){
  if(SecondGradeMenu){
     switch(mode){
     case 1:
         switch(Serial.read()){
         case '1':
             loopState = 0;//关闭定时器
             Serial.println("Alarm Off.");
             Serial.println();
             break;
         default:
             break;
         }
     default:
         break;
     }
  }
}
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