步驟1：4位7段顯示

明顯的出發(fā)點(diǎn)是熟悉4位7段顯示器。這些單元來(lái)自我們?yōu)榻淌沂褂枚?gòu)買(mǎi)的一些Elegoo stater套件，但最有可能與您在上圖中看到的部件一起購(gòu)買(mǎi)。除了上面的物理設(shè)備圖像，您還可以看到該設(shè)備的引腳和原理圖。將Arduino編程為單獨(dú)的顯示字符非常簡(jiǎn)單，但是要同時(shí)顯示整個(gè)單詞或數(shù)字是有趣的。與任何7段顯示一樣，可以通過(guò)打開(kāi)字母段的不同組合來(lái)顯示數(shù)字和一些字符;使用4位7段單元的扭曲是每個(gè)數(shù)字的所有單個(gè)段都連接在一起，每個(gè)數(shù)字只有它自己的共用陰極或陽(yáng)極單獨(dú)控制。實(shí)際上，使這些單元顯示單詞或數(shù)字的唯一方法仍然是一次一位數(shù);然而，數(shù)字的開(kāi)啟和關(guān)閉速度都很快，以至于人眼看起來(lái)一直都在。

第2步：理解（和使用）Arduino端口

為了避免使用數(shù)以千計(jì)的“digitalWrite”命令打開(kāi)和關(guān)閉我需要的所有組合，我決定熟悉Arduino上端口的使用平臺(tái)。使用此命令（例如：PORTA = B01110101;）可以同時(shí)打開(kāi)和關(guān)閉8個(gè)數(shù)字I/O引腳，其中1表示等于向該引腳寫(xiě)入“高電平”，0表示與寫(xiě)入“低電平”相同到針。每個(gè)端口對(duì)應(yīng)Arduino上的8個(gè)引腳，可以用二進(jìn)制（我使用的）或十六進(jìn)制寫(xiě)入。一個(gè)簡(jiǎn)單的例子是上面的引腳輸出中顯示的Arduino Mega上的端口F和K，PORTF對(duì)應(yīng)于模擬引腳A0-A7和PORTK，對(duì)應(yīng)于模擬引腳A8-A15。非常感謝Adafruit社區(qū)在這個(gè)壯觀的引腳上的工作！

第3步：全力以赴

雖然上面的圖片很難看，但我決定未來(lái)編程的最合理布局是將每個(gè)4位7段分成上半部分和下半部分，然后將每一半分配給特定端口。這將允許我輕松查看我需要的數(shù)字，然后使用二進(jìn)制輸出打開(kāi)相應(yīng)的段到相關(guān)端口。使用port命令的十六進(jìn)制版本會(huì)使每個(gè)命令（實(shí)際上是命令調(diào)用的2D數(shù)組）更短但在布局代碼時(shí)看起來(lái)更容易看到高/低組合而不是必須以十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換那些相同的組合，即使代碼從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看會(huì)更緊湊。為了幫助完成這個(gè)過(guò)程，我創(chuàng)建了一個(gè)圖表來(lái)顯示哪些數(shù)字/段與哪個(gè)端口分配相關(guān)聯(lián)。您還可以在上圖中看到，通過(guò)每個(gè)數(shù)字的共陰極引腳實(shí)現(xiàn)限流，而不是限制每個(gè)單獨(dú)的電流。

步驟4：代碼 - CountUpDownTimer

在幾次嘗試運(yùn)行一系列嵌套for循環(huán)以控制時(shí)序和顯示失敗后，我開(kāi)始研究適用于Arduino的并行處理。最后我遇到了一個(gè)名為“CountUpDownTimer”的預(yù)先存在的庫(kù)，可以在這里找到Arduino Playgound。該庫(kù)在后臺(tái)為您執(zhí)行計(jì)時(shí)，允許您在需要時(shí)撥打小時(shí)，分鐘和秒。然后將這些值作為參數(shù)傳遞給一個(gè)數(shù)組，該數(shù)組打開(kāi)適當(dāng)?shù)亩我燥@示相應(yīng)的數(shù)字。唯一的復(fù)雜因素（除了創(chuàng)建數(shù)組 - 下一步更多）是我必須修改庫(kù)以添加“ShowDays”方法，該方法不是原始代碼的一部分。

#include

CountUpDownTimer T（DOWN， HIGH）; //Create the timer object void setup（）{

//Setting all digital pins as outputs

for （int i=3; i《=53; i++）

pinMode（i， OUTPUT）;

//Setting all analog pins as outputs

for （int a=A0; a《=A15; a++）

pinMode（a， OUTPUT）;

T.SetTimer（52，07，17，00）; // （days， hours， minutes， seconds）

T.StartTimer（）;

} void loop（） {

T.Timer（）;

int stepDelay = 50;

long sm = T.ShowMinutes（）;

long sh = T.ShowHours（）;

long sd = T.ShowDays（）;

for（int c = 0; c 《 4; c++）{

PORTB = upperArray［sm］［c］;

PORTL = lowerArray［sm］［c］;

PORTA = upperArray［sh］［c］;

PORTC = lowerArray［sh］［c］;

PORTF = upperArray［sd］［c］;

PORTK = lowerArray［sd］［c］;

delayMicroseconds（stepDelay）;

}

}

步驟5：代碼 - 2D數(shù)組

驅(qū)動(dòng)端口的值被放置在一個(gè)單獨(dú)的2D陣列中，該陣列分成兩半，一個(gè)用于顯示器的上半部分，另一個(gè)用于下半部分。部分。端口分配基于顯示器的引腳，每列代表相應(yīng)的數(shù)字。這里的關(guān)鍵是將高點(diǎn)和低點(diǎn)的適當(dāng)組合應(yīng)用于每個(gè)連續(xù)數(shù)字的各個(gè)段和適當(dāng)?shù)墓碴帢O。 2D陣列長(zhǎng)270行，占整個(gè)學(xué)年，四列寬，每個(gè)顯示四位數(shù)。盡管小時(shí)和分鐘從不調(diào)用陣列的大多數(shù)，但使用相同的結(jié)構(gòu)來(lái)驅(qū)動(dòng)這些顯示器而不是每個(gè)部分的自定義陣列似乎更容易。上半部分和下半部分的前幾行如下所示。我還創(chuàng)建了您在上面看到的圖表，顯示哪些端口輸出與哪些段相對(duì)應(yīng)，以最大限度地減少錯(cuò)誤并保持理智。

byte upperArray［270］［4］

{B00011111，B00111011，B00111101，B00111111}， //00u

{B00011111，B00111011，B00111101，B00100111}， //01u

{B00011111，B00111011，B00111101，B00110111}， //02u

{B00011111，B00111011，B00111101，B00110111}， //03u

{B00011111，B00111011，B00111101，B00101111}， //04u

{B00011111，B00111011，B00111101，B00111110}， //05u

{B00011111，B00111011，B00111101，B00111110}， //06u

{B00011111，B00111011，B00111101，B00110111}， //07u

{B00011111，B00111011，B00111101，B00111111}， //08u

{B00011111，B00111011，B00111101，B00111111}， //09u

{B00011111，B00111011，B00100101，B00111111}， //10u byte lowerArray［270］［4］{

{B00110101，B00110101，B00110101，B00110100}， //00

{B00110101，B00110101，B00110101，B00000100}， //01

{B00110101，B00110101，B00110101，B00110010}， //02

{B00110101，B00110101，B00110101，B00010110}， //03

{B00110101，B00110101，B00110101，B00000110}， //04

{B00110101，B00110101，B00110101，B00010110}， //05

{B00110101，B00110101，B00110101，B00110110}， //06

{B00110101，B00110101，B00110101，B00000100}， //07

{B00110101，B00110101，B00110101，B00110110}， //08

{B00110101，B00110101，B00110101，B00010110}， //09

{B00110101，B00110101，B00000101，B00110100}， //10

步驟6：LCD屏幕 - 后想法

我最初并不想包括靜態(tài)顯示倒計(jì)時(shí)的日期/時(shí)間結(jié)束的LCD屏幕;然而，當(dāng)我為該項(xiàng)目購(gòu)買(mǎi)BASE時(shí)，有一個(gè)大小與小面包板大小相當(dāng)?shù)拈_(kāi)放空間，因此它似乎是該項(xiàng)目的合理添加。該顯示器是標(biāo)準(zhǔn)的16x2單色白色藍(lán)色顯示屏，也來(lái)自Elegoo套件。除了數(shù)據(jù)和控制線的附加布線外，代碼修改也很簡(jiǎn)單;我添加了預(yù)處理器功能，包括庫(kù)和定義用于每個(gè)所需連接的引腳，以及在void設(shè)置中顯示靜態(tài)消息的代碼，這樣只運(yùn)行一次而不影響時(shí)序計(jì)數(shù)器。兩種修改如下所示：

#include

const int rs = 17， en = 16， d4 = 21， d5 = 20， d6 = 19， d7 = 18;

LiquidCrystal lcd（rs， en， d4， d5， d6， d7）; lcd.begin（16， 2）;

lcd.setCursor（0， 0）;

lcd.print（“Countdown Ends：”）;

lcd.setCursor（0， 1）;

lcd.print（“5/30/19 @ 3:10pm”）;

第7步：結(jié)論 - 問(wèn)題和教訓(xùn)

這個(gè)項(xiàng)目中有問(wèn)題的部分是迄今為止繁瑣的部分。首先，在硬件方面，使得所需的40多條數(shù)據(jù)線的布線看起來(lái)很整潔;接下來(lái)是2D陣列的創(chuàng)建，它包含顯示正確數(shù)字所需的高低組合。我必須做的一個(gè)小的硬件修改是調(diào)整我在每個(gè)顯示器的第四個(gè)數(shù)字上使用的限流電阻的大小;由于時(shí)間（并假設(shè)視覺(jué)的持續(xù)性），數(shù)字總是比其他數(shù)字亮一點(diǎn)，所以我增加該值，直到所有四位數(shù)的外觀看起來(lái)均勻。我確信通過(guò)某種時(shí)間共享或多路復(fù)用可能有一種更優(yōu)雅的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，但我從經(jīng)驗(yàn)中學(xué)到了很多東西，并意識(shí)到我剛剛開(kāi)始劃清我們所說(shuō)的這個(gè)神奇工具的表面“ Arduino“能夠完成。