Тема-3.-Индикация. Урок Сегментный светодиодный индикатор

• Название: Урок Сегментный светодиодный индикатор
• Дата: 07.11.2018
• Размер: 1.89 Mb.
• Имя файла: Тема-3.-Индикация.pdf
• Тип: Урок; #55723

Тема 3. Индикация
Урок 3.1. Сегментный светодиодный индикатор
3.1.1. Устройство сегментного индикатора
Мы уже познакомились со светодиодом ­ одним из наиболее часто используемых индикаторов. Обычным светодиодом легко информировать пользователя о включении или выключении какого­либо устройства, о превышении пороговых значений и т.п. Но что, если требуется информировать пользователя количественно? Другими словами, что если прибор должен сообщать измеряемые значения явно, в виде чисел?
Для этих целей, в электронике часто используется сегментный светодиодный индикатор. Этот прибор представляет собой набор обычных светодиодов,
расположенных таким образом, что все они вместе создают контуры цифр.
Конструктивно, светодиодные индикаторы подразделяются на приборы с общим катодом, и с общим анодом. Общий катод, к примеру, означает что все светодиоды внутри индикатора соединены вместе катодами, а их аноды разведены по отдельным контактам. Именно такой тип индикатора используется в наших заданиях.
Схема подключения сегментного индикатора представлена на рисунке слева.
Все сегменты промаркированы буквами латинского алфавита, начиная с
a и заканчивая g. Как правило, счет ведут с самого верхнего сегмента по часовой стрелке. Точка маркируется отдельно, словом dot (точка).
Кроме контактов, соединенных с сегментами, на схеме видны два контакта com и один dot. Как уже было написано ранее, слово dot
используется для обозначения точки, а com ­ тот самый общий катод
(или анод).

Задания
Задание 1. Вывод цифры
Результат работы
После запуска программы, на индикаторе должна появиться любая цифра.
Используемые компоненты
Сегментный индикатор ­ 1шт
Резистор 200Ом ­
7шт
Схема установки

Программа
int seg_a = 3;
int seg_b = 2;
int seg_c = 6;
int seg_d = 7;
int seg_e = 8;
int seg_f = 4;
int seg_g = 5;
void setup(){
pinMode( seg_a, OUTPUT );
pinMode( seg_b, OUTPUT );
pinMode( seg_c, OUTPUT );
pinMode( seg_d, OUTPUT );
pinMode( seg_e, OUTPUT );
pinMode( seg_f, OUTPUT );
pinMode( seg_g, OUTPUT );
digitalWrite( seg_a, HIGH );
digitalWrite( seg_d, HIGH );
digitalWrite( seg_e, HIGH );
digitalWrite( seg_f, HIGH );
digitalWrite( seg_g, HIGH );
}
void loop(){
}
Задание 2. Обратный отсчет
Результат работы
После запуска программы, на индикаторе высвечивается цифра 9. С каждой секундой, цифра уменьшается на единицу.
Задание 3. Счетчик с кнопкой (самостоятельно)
Результат работы
Схема содержит кнопку и сегментный индикатор. После запуска, программа переходит в режим ожидания. После каждого нажатия кнопки, цифра на индикаторе увеличивается на единиц, и

сбрасывается, при достижении цифры 9.
Задание 4. Анимация сегментов (самостоятельно)
Результат работы
Схема содержит только сегментный индикатор. После запуска программы, начинают по­очереди зажигаться и гаснуть все крайние сегменты. Последовательность: нижний левый, верхний левый,
верхний, верхний правый, нижний правый, нижний.

Урок 4.1. Жидкокристаллический дисплей
4.1.1. Устройство ЖК дисплея
Самый информативный, и вместе с тем самый сложный вид индикаторов ­ это дисплеи. В нашем курсе мы будем работать с жидкокристаллическим индикатором, представителей которого можно встретить во многих электронных устройствах.
Электронные часы, калькуляторы, экраны старых сотовых телефонов, все они используют аналогичные ЖК индикаторы.
Выводы ЖК дисплея 1602
GND ­ земля (минус питания);
Vcc ­ питание +5В;
VEE ­ регулятор контраста дисплея;
RS ­ выбор регистра;
R/W ­ направление передачи данных (запись/чтение);
EN ­ синхронизация;
DB0­DB7 ­ шина данных;
Led­, Led+ ­ катод и анод подсветки (+5В);
4.1.2. Библиотека для работы с ЖК дисплеем
Для работы с ЖК дисплеями различных размеров и типов, в редакторе Arduino IDE имеется специальная библиотека LiquidCrystal. Для того, чтобы воспользоваться этой библиотекой в программе, необходимо в начале кода указать следующую директиву:
#include

Для инициализации дисплея, необходимо указать какие именно контакты, используются для подключения к Arduino:
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);
где первый аргумент ­ контакт RS
второй ­ EN
а с третьего по шестой ­ D4..D7
Вывод текста на дисплей осуществляется с помощью функции print, имеющей формат:
lcd.print( текст_или_переменная );
в качестве аргумента функции допускается указывать текст, обособленный двойными кавычками,
либо переменные любых типов.
Поскольку дисплей представляет собой набор символов, сгруппированных в две строки по 16
знакомест в каждом, в библиотеке предусмотрена функция для явного указания позиции вывода:
lcd.setCursor( номер_колонки, номер строки );
Так, для вывода символа во вторую строку потребуется вызвать setCursor со следующими аргументами:
lcd.setCursor( 0, 1 ); // колонка с индексом 0, строка с индексом 1
Пример использования библиотеки.
#include
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2); // инициализация дисплея void setup() {
lcd.begin(16, 2); // параметры дисплея 16­символов, 2­строки lcd.print("hello, world!"); // вывод на дисплей текста
}
void loop() {
}
Задания
Задание 1. Вывод произвольного текста и счетчика
Результат работы
После запуска программы, в первой строке ЖК дисплея появляется надпись, а во второй строке начинается счет.
Используемые компоненты:

ЖК дисплей ­ 1шт
Потенциометр 10КОм
­ 1шт

Задание 2. Счетчик с кнопкой (самостоятельно)
Результат работы
После запуска программы, в первой строке ЖК дисплея появляется надпись. При нажатии кнопки,
счетчик во второй строке программы прибавляется на единицу.
Задание 3. Бегущая строка (самостоятельно)
Результат работы
После запуска программы, по первой строке ЖК дисплея начинает перемещаться текст.

Урок 3.3. Передача сообщений на персональный компьютер
3.3.1. Функция записи в последовательный порт ПК
Arduino может передавать текстовые сообщения на персональный компьютер. Для отображения этих сообщений, в редакторе Arduino IDE предусмотрено специально окно “Монитор порта”.
Для того чтобы воспользоваться функцией передачи, необходимо в разделе setup инициализировать последовательный порт устройства:
Serial.begin(9600);
Непосредственно для передачи короткого сообщения используется функция print:
Serial.print(“text”);
Пример программы void setup() {
Serial.begin(9600);
Serial.println(“Hello world!”);
}
void loop() {
}
Задания
Задание 1. Передача произвольного текста в последовательный порт ПК (самостоятельно)
Результат работы
После запуска программы, в мониторе порта появляется произвольная надпись на английском языке.
Задание 2. Текущее время (самостоятельно)
Результат работы
После запуска программы, в мониторе порта каждую секунду появляется текущие время и дата.
Задание 3. Отображение срабатываний кнопки (дребезг контактов) (самостоятельно)
Результат работы
Схема содержит одну кнопку. После запуска, программа переходит в режим ожидания. Во время нажатия кнопки, в мониторе порта отображается слово “push”.

Урок 3.4. Индикация времени
3.4.1. Библиотека для работы со временем и датой
В отличие от обычного персонального компьютера, в Arduino нет встроенных часов реального времени. Вследствие этого, Arduino не может постоянно хранить в себе текущее время, а только способен отсчитывать его после запуска с некоторой позиции.
Для работы с временем предусмотрена библиотека Time. Для подключения библиотеки, в начале кода программы необходимо добавить инструкцию:
#include
Затем в разделе setup следует установить текущие дату и время:
setTime( часы, минуты, секунды, месяц, число, год );
Например, так:
setTime( 12, 0, 0, 1, 1, 13 ); // 01.01.2013 12:00:00
Для получения компонентов даты и времени используются следующие функции:
year() ­ год month() ­ месяц day() ­ день hour() ­ час minute() ­ минута second() ­ секунда
Пример программы
#include
void setup(){
Serial.begin(9600);
setTime(12,0,0,1,1,13);
}
void loop(){
Serial.print(hour());
Serial.print(":");
Serial.print(minute());
Serial.print(":");
Serial.print(second());
Serial.print(" ");
Serial.print(day());
Serial.print(" ");
Serial.print(month());
Serial.print(" ");
Serial.print(year());
Serial.println();

delay(1000);
}
Задания
Задание 1. Электронные часы
Результат работы
После запуска программы, на ЖК дисплее отображается текущее время, которое обновляется каждую секунду.
Задание 2. Электронные часы с будильником (самостоятельно)
Результат работы
После запуска программы, на ЖК дисплее отображается текущее время. С помощью одной кнопки пользователь может указать минуту (во второй строчке дисплея), по достижении которой должен включиться зуммер.