1. 实验材料
Uno R3开发板
配套USB数据线
面包板及配套连接线
共阴极数码管
1个220Ω限流电阻
2. 实验步骤
1. 根据原理图搭建电路。
数码管的A,B,C,D,E,F,G,DP引脚分别接入开发板的数字管脚7,6,5,10,11,8,9,4。数码管公共端接限流电阻,电阻另一端接GND。
实验原理图如下图所示:
实验原理图
实物连接图如下图所示:
实物连接图
2. 新建sketch,拷贝如下代码替换自动生成的代码并进行保存。
/*Random
通过Random随机显示0到9的数字
*///设置控制各段的数字IO脚,具体几号引脚对应哪一段,来源为数码管官方引脚图。int pin_a = 7int pin_b = 6int pin_c = 5int pin_d = 10int pin_e = 11int pin_f = 8int pin_g = 9int pin_p = 4int num//根据共阴极数码管段码表定义0~9显示的各段开关状态int numTable[10][8] = { //1为点亮,0为关闭
//a b c d e f g dp
{1, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0}, //0
{0, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0}, //1
{1, 1, 0, 1, 1, 0, 1, 0}, //2
{1, 1, 1, 1, 0, 0, 1, 0}, //3
{0, 1, 1, 0, 0, 1, 1, 0}, //4
{1, 0, 1, 1, 0, 1, 1, 0}, //5
{1, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 0}, //6
{1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0}, //7
{1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0}, //8
{1, 1, 1, 1, 0, 1, 1, 0}, //9}void setup(){ for (int i = 4i <= 11i++)
{
pinMode(i, OUTPUT)//设置4~11引脚为输出模式
}
randomSeed(analogRead(0))
}//根据索引显示数字void showNum(int index){
digitalWrite(pin_a, numTable[index][0])//设置a 引脚的电平
digitalWrite(pin_b, numTable[index][1])//设置b 引脚的电平
digitalWrite(pin_c, numTable[index][2])//设置c 引脚的电平
digitalWrite(pin_d, numTable[index][3])//设置d 引脚的电平
digitalWrite(pin_e, numTable[index][4])//设置e 引脚的电平
digitalWrite(pin_f, numTable[index][5])//设置f 引脚的电平
digitalWrite(pin_g, numTable[index][6])//设置g 引脚的电平
digitalWrite(pin_p, numTable[index][7])//设置dp引脚的电平}void loop(){
num = random(10)//产生随机数
showNum(num)//显示随机数
delay(500)
}
3. 连接开发板,设置好对应端口号和开发板类型,进行程序下载。
LED点阵是我们在电子设计制作中经常用到的一种显示元件。可以通过点亮不同的LED灯珠形成静态或动态的图形和文字。
今天的实验带大家在Proteus当中,通过Arduino来驱动和使用LED点阵,掌握基本的LED点阵的 *** 作方法。
关于LED点阵的工作原理,将在实验之后再进行一些解释和说明。现在还是首先动手,将LED点阵驱动起来,先知其然,再探究其所以然。
第一步,先将Proteus运行起来,同样新建一个Arduino 328的项目,自己为项目取个名字,此处取名为LEDMatrix。
第二步,要从元件库当中找到LED点阵,并添加到工作区。
点击左侧“Component Mode”按钮——点击“P”按钮——在输入框中输入 matrix——在下方的分类中选择 Optoelectronics,此时在右侧的结果(Results)窗口中将会出现搜索结果。
我们选择一个8×8规格的点阵,颜色可以选择自己喜欢的。
此处选择MATRIX-8×8-RED。
第三步,将LED点阵放置在原理图设计画布上。
此时我们可以观察到,放置完成的LED点阵一共有64个LED灯珠,共8行,8列;同时上下两侧各有8根管脚。
现在遇到的一个重要问题是如何判断这16根管脚的功能和连接方式。
最简单的办法是搜索、查阅LED点阵的相关数据手册。通过简单的研究我们可以了解到,LED点阵的两排管脚,一排代表“行”,一排代表“列”,通过某行某列的交叉来定位某一个灯珠,同时通过“行高电平、列低电平”或者相反的“行低电平、列高电平”来决定某灯珠是否被点亮。那我们选择的这一款LED点阵,究竟哪一排是“行”?哪一排是“列”?驱动模式是“行高列低”还是“行低列高”呢?
接下来就要用到一个简单的小办法,来自行测试、探索一下。
小技巧:如何来测试LED点阵的工作模式?
我们直接在LED点阵模块的不同管脚上,加上电源和接地,来观察LED点阵的点亮情况。
在Terminal模式下,选择Power,放置一个电源端子,并设置其属性为VCC。同样的方法,添加一个GROUND接地端子。
按照下图,完成最简单的连线,并点击仿真按钮,进行仿真,观察运行结果。
结果分析:
1、首先,左侧上排接高电平,下排接低电平的部分被点亮;而右侧上排接低电平、下派接高电平的部分未被点亮。
2、其次,观察左侧被点亮的部分,1,2列和1,3行被点亮,因此上排管脚为“列”,下排管脚为“行”。
3、结论:上排管脚为列,下排管脚为行,点亮模式为:列高行低。
第四步,将LED点阵模块的管脚与Arduino的IO管脚进行连接。如下图。
第五步,在Source Code模式下,编写Arduino程序。
程序中自定义了一个litup()的点亮函数。在主函数loop()循环中,将IO端口号作为参数传入litup()函数中,同时通过for循环的嵌套,完成了64个位置的遍历。
运行效果:
一个红色光点,从LED屏幕的左上角开始,沿着每一行从左到右移动,并自动换到下一行。
思考练习
1、如何在一个8×8 的点阵屏上显示数字3?
2、如何让点阵以一次递增一个的方式点亮全部灯珠?
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