Arduino基础入门篇18—数字时钟

 

 

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Arduino不但有外部中断,还有定时器中断,不同Arduino开发板其定时器数量及性能也各不相同,这取决于开发板主控制器。Uno R3开发板有三个定时器,本篇通过使用定时器库「TimerOne」来更新数码管显示,制作一个数字时钟。

Arduino提供了丰富的库,关于定时器的库包括「TimerOne」、「MsTimer2」等,更多的支持库的信息可从官网获取Libraries for Arduino(https://playground.arduino.cc/Main/LibraryList)。

1. 定时器库安装

在IDE中点击「项目」—「加载库」—「管理库」,查找「TimerOne」进行安装。

Arduino基础入门篇18—数字时钟
安装库

2. 实验材料

  • Uno R3开发板

  • 配套USB数据线

  • 面包板及配套连接线

  • 四位共阴极数码管

  • 4个220Ω限流电阻

3. 实验步骤

1. 根据原理图搭建电路。

根据四位数码管的引脚图,a,b,c,d,e,f,g,dp引脚分别连接开发板的数字引脚7,6,5,10,11,8,9,4。数码管的1,2,3,4引脚分别串联220Ω限流电阻,电阻另一端分别连接开发板的数字引脚2,3,12,13。

实验原理图如下图所示:

Arduino基础入门篇18—数字时钟
实验原理图

实物连接图如下图所示:

Arduino基础入门篇18—数字时钟
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。

 1/*
2      SevTimer
3      使用定时器驱动四位数码管实现数字时钟显示
4*/

5#include  "TimerOne.h"
6#include  "SevSeg.h"
7
8SevSeg  sevseg;
9
10int  Fen  =  0;
11int  Miao  =  0;
12
13byte  numDigits  =  4;   //数码管位数
14byte  digitPins[]  =  {231213 };   //数码管公共极连接Arduino的引脚
15byte  segmentPins[]  =  {7651011894 };   //数码管a,b,c,d,e,f,g,dp对应引脚
16byte  hardwareConfig  =  COMMON_CATHODE  ;   //  共阴极数码管
17
18void  setup()  {
19    sevseg.begin(hardwareConfig,  numDigits,  digitPins,  segmentPins);   //初始化数码管
20
21    Timer1.initialize(1000000); //初始化定时器为1s
22    Timer1.attachInterrupt(  timerIsr  ); //设置中断回调函数
23 }
24
25void  loop()  {
26    sevseg.setNumber(Fen  *  100  +  Miao,  -1);   //设置要显示的数据,不显示小数点
27    sevseg.refreshDisplay();   //  必须重复运行刷新数码管显示
28 }
29
30void  timerIsr()//定时器中断处理函数
31
{
32    Miao++;
33    if  (Miao  >  59)
34    {
35        Miao  =  0;
36        Fen++;
37        if  (Fen  >  59)
38            Fen  =  0;
39    }
40 }

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。

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程序下载

4. 实验现象

数码管1秒计数一次,满60秒分钟加一,实现数字时钟效果。

Arduino基础入门篇18—数字时钟
实验现象

5. 实验分析

数码管驱动依旧使用「SevSeg」,具体使用方法在前面文章有所介绍。在setup()中使用 Timer1.initialize(1000000)来初始化定时器,括号内为定时周期,以微妙为单位,所以这里的1000000为1秒。然后使用Timer1.attachInterrupt( timerIsr )来设置中断回调函数。我们在程序中要实现timerIsr()函数,在里面实现分钟和秒数的控制。

有了定时器,有了数码管,我们可以很方便的实现一些跟时钟有关的制作,你可以结合数码管和蜂鸣器,来实现倒计时提示的制作。

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