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。

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：

实物连接图如下图所示：

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[] 

= 

{2, 

3, 

12, 

13  };

 

//数码管公共极连接Arduino的引脚
15byte 

segmentPins[] 

= 

{7, 

6, 

5, 

10, 

11, 

8, 

9, 

4  };

 

//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。

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。

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。