题目 请设计一个基于ArduinoUNO开发板的智能控制系统,系统包含带上拉电阻的按键模块、带上拉电阻的LED指示灯、数码管模块和舵机模块,具体功能要求如下。 1、 当按键按下LED指示灯常亮,舵机位于0度位置。(20分) 2、 当按键按下LED指示灯常亮,舵机位于0度位置,并且舵机从初始0度运行至175度。(20分) 3、 当按键按下LED指示灯常亮,舵机位于0度位置,并且舵机从初始0度运行至175度,然后从175度返回至0度,并循环摆动(30分) 4、 数码管同步显示舵机摆动次数,(0度~120度 ~0度)来回算一次,数码管计数器显示加一,最高9次。(30分) 2.设计要求: (1)程序设计基于Arduino IDE编译器进行,仿真基于WOKWI仿真平台。 (2)设计主题不限。 (3)允许查阅相关资料。 (4)设计出完整的技术方案和实施方案。 (5)设计报告应包含但不限于系统硬件设计方案、系统软件设计方案,并给出设计原理图和程序。

时间: 2024-02-19 14:57:34 浏览: 140
这是一个比较复杂的设计题目,需要涉及到硬件和软件的设计。以下是一个可能的方案: 硬件设计方案: 1. Arduino UNO开发板 2. 带上拉电阻的按键模块 3. 带上拉电阻的LED指示灯 4. 数码管模块 5. 舵机模块 软件设计方案: 1. 初始化GPIO口,包括按键、LED、数码管、舵机控制口。 2. 定义变量,包括舵机当前的位置、舵机运动次数。 3. 通过按键监测函数检测按键状态,当按键按下时,LED常亮,舵机回到0度位置,舵机运动次数清零。 4. 在按键按下的基础上,使用舵机PWM控制函数,将舵机从0度运行至175度,舵机运动次数加一。 5. 在第四步的基础上,通过增加一个判断语句和循环语句,实现舵机从175度返回至0度,并循环摆动,每次运动舵机运动次数加一。 6. 通过数码管显示函数,将舵机运动次数显示在数码管上,并在运动次数达到9次时停止运动。 设计原理图和程序: 见下方代码。 代码实现: ```C++ #include <Servo.h> //引用舵机库 Servo myservo; //定义舵机变量 int buttonPin = 2; //按键接口 int ledPin = 13; //LED接口 int digit1 = 3; //数码管第一位接口 int digit2 = 4; //数码管第二位接口 int digit3 = 5; //数码管第三位接口 int digit4 = 6; //数码管第四位接口 int servoPin = 9; //舵机接口 int angle = 0; //舵机初始位置 int count = 0; //舵机运动次数 int state = 0; //按键状态变量 void setup() { pinMode(buttonPin, INPUT_PULLUP); //按键上拉输入 pinMode(ledPin, OUTPUT); //LED输出 pinMode(digit1, OUTPUT); //数码管第一位输出 pinMode(digit2, OUTPUT); //数码管第二位输出 pinMode(digit3, OUTPUT); //数码管第三位输出 pinMode(digit4, OUTPUT); //数码管第四位输出 myservo.attach(servoPin); //舵机接口 myservo.write(angle); //舵机初始位置 Serial.begin(9600); //串口通信 } void loop() { state = digitalRead(buttonPin); //检测按键状态 if (state == LOW) { //如果按键按下 digitalWrite(ledPin, HIGH); //LED常亮 myservo.write(0); //舵机回到0度位置 count = 0; //舵机运动次数清零 for (int i = 0; i < 180; i++) { //舵机从0度运行至175度 myservo.write(i); //舵机PWM控制函数 delay(15); //延时等待 if (i == 175) { //如果运动到175度 for (int j = 0; j < 180; j++) { //舵机从175度返回至0度 myservo.write(175 - j); //舵机PWM控制函数 delay(15); //延时等待 } count++; //舵机运动次数加一 if (count >= 10) { //如果运动次数达到9次 digitalWrite(ledPin, LOW); //LED熄灭 while (1); //停止运行 } } } } digitalWrite(digit1, LOW); //数码管第一位为低电平 digitalWrite(digit2, HIGH); //数码管第二位为高电平 digitalWrite(digit3, HIGH); //数码管第三位为高电平 digitalWrite(digit4, HIGH); //数码管第四位为高电平 display(count); //数码管显示函数 } void display(int num) { //数码管显示函数 int digit[4]; //定义数组 for (int i = 0; i < 4; i++) { //将num的各个位数分解存入数组 digit[i] = num % 10; num /= 10; } int value[10][4] = { //定义数码管显示值 {1, 1, 1, 0}, //0 {0, 1, 0, 0}, //1 {1, 1, 0, 1}, //2 {1, 1, 0, 0}, //3 {0, 1, 1, 0}, //4 {1, 0, 1, 0}, //5 {1, 0, 1, 1}, //6 {1, 1, 1, 0}, //7 {1, 1, 1, 1}, //8 {1, 1, 0, 0} //9 }; for (int i = 0; i < 4; i++) { //循环显示各个位数 digitalWrite(digit1 + i, LOW); //当前位为低电平 for (int j = 0; j < 10; j++) { //查找显示值 if (j == digit[i]) { //如果找到了显示值 for (int k = 0; k < 4; k++) { //循环显示该数码管 digitalWrite(digit1 + k, value[j][k]); } break; } } delay(5); //延时等待 digitalWrite(digit1 + i, HIGH); //当前位为高电平 } } ``` 以上就是一个可能的解决方案,具体实现过程可能因为硬件设备的不同而有所不同。
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