第11课 电子时钟

11.电子时钟

星火课程团队

欢迎来到树莓派课堂。这节课我们尝试用数码管来制作电子时钟。

知识点：

认识数码管

取整取余数学运算

所需硬件：

树莓派主板  古德微扩展板  数码管

1.认识数码管

首先我们来认识一下今天的主角——数码管，它其实是显示屏中的一类，通过对其不同管脚输入相对的电流而发亮，从而用数字来显示时间、距离、日期、温度等所有可用数字表示的参数。因价格便宜、使用简单，在电器特别是家电领域广泛应用。

仔细观察数码管，我们发现它是由四个看起来像8的数字组成，而每个“8”字又是由七个LED构成，右下角用于显示小数点的DP也是一个发光二极管单元。

      

我们把数码管上的数字按从左向右的顺序依次称之为0号数码管、1号数码管、2号数码管和3号数码管。小数点也标注上序号。咦？第一个点怎么没有序号？是不是标错了？不是的，图中的标注完全正确。因为我们使用的四位数码管比较特殊，它与普通的四位数码管略有区别。

你看，这种型号的数码管，每个位数的右下角都有一个可以点亮的“点”。而我们用的数码管将最左边的“点”移动到了1号点位置。所以，最左边的点看看可以，但实际上是不能被点亮的。

刚刚我们说数码管是由LED组成，那么它的内部又是怎样的呢？一起来看一下数码管的电路图。

从图中我们可以看到，每一个号段的数码管都是由7段灯管和右下角的小LED灯组成。这样的数码管我们习惯称之为八段管。若有人把数码管叫成七段管，那必定是数码管中不包含右下角的LED灯。一个八段管8根正极加一根负极合起来需要9根杜邦线，像这样的四位数码管岂不需要36根？如果数码管真的留有这么多针脚那还真的是太麻烦了，因此经过后期电路设计，在保证显示效果的前提下，数码管只留有4个针脚。那么数码管的这四个针脚要怎么连接到扩展板上呢？

2.硬件连接

3.数码管显示数字

数码管连接好了，我们首先让数码管显示一组有意义的数字1573。你能猜到这组数字表示什么意思吗？对，一往情深。这里我希望你能对我们的树莓派课程一往情深，让树莓派的强大功能改变你我的生活。

打开古德微平台，在“智能硬件”模块中找到“数码管”。通过字面意思，我们可以猜到每块积木的作用。把鼠标指针放在积木上，还可以看到有关这个积木功能的详细介绍。

我们在使用数码管前，首先需要关闭所有的数码管，否则容易出错。将参数分别改为0、1、2、3.

接下来我们为数码管设置亮度，亮度值在1-7之间，数值越大亮度就越亮，这里我们使用默认值1就可以了。在这里有一个热别有意思的地方，由于我们使用的数码管的物理因素，即使我们将每一个编号的数码管都设置成不同的亮度，但所有编号的数码管最终也只会统一显示最后设置的亮度。

之后我们使用这块积木让数码管显示内容。

这块积木有三个参数，第一个表示数码管的代号，第二是是数码管显示的内容，第三个是否显示对应位数小数点，输入0 不显示小数点，输入1显示小数点。由于我们这里不需要显示小数点，输入0即可。我们把积木复制依次更改显示内容。

上传程序，看下效果。

4.数码管显示时间

数码管显示数字非常简单，那么若想让数码管显示时间，又该如何更改程序呢？前面我们提到冒号灯管的代号是1。所以，只需要1号数码管积木上的显示点的参数改为1就可以了。

我们已经初步掌握了数码管的使用方法，那么怎么可以让数码管能够即时显示当前时间，成为名副其实的电子时钟呢？

5.电子时钟

在使用数码管前一定要养成先关闭数码管再开启使用的好习惯。

然后，新建两个变量命名为时和分来储存小时和分钟。并且把“时间”模块里的“获取当前时”和“获取当前分”两块积木分别赋值给两个变量。

做好准备工作之后，我们就可以开启数码管了，把0号数码管的亮度设为1,其他的也数码管亮度也都是1了。

下面显示时间了。我们设定冒号左侧显示小时，右侧显示分钟，也就是0号和1号数码管显示的是小时，2号和3号数码管显示的是分钟。那我们应该怎样做呢？

我们以11:15为例，由于四位数码管是独立运行的，不能进行数位的换算，因此我们要依次设置四个数码管要显示的数字。

先来看小时的取法

11/10=1……1  获取整数部分放在0号位置

11/10=1……1  获取余数部分放在1号位置

再来看分钟的取法

15/10=1……5  获取整数部分，放在2号位置

15/10=1……5  获取余数部分，放在3号位置

程序如下图

由于1号点要在显示和不显示之间,也就是0与1之间来回循环,我们可以新建一个变量STEP,并在程序开始运行时赋值为0,然后赋值为1.我们可以用STEP+1来赋值，并且设定，当STEP的值大于2时，就把该变量重新赋值为0。那么这里我们就需要让1号数码管显示的点为变量step。加上重复执行。

生活中，通过观测，电子时钟显示时间时中间闪烁的冒号是以0.5秒的速度不停闪烁，那么我们在程序的尾端也添加上等待0.5秒的时间，让数码管电子时钟更接近生活。

视频展示

完整的脚本如下图：

非开放的，不能注册

shzrzxlee 发表于 2019-11-22 07:58
非开放的，不能注册

打开古德微平台，有联系方式，购买一个镜像SD卡，就拥有了帐号。