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 19:57:34 浏览: 129
基于Arduino的一种电子显示屏控制系统设计.doc
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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