# Arduino 当我们拿到Arduino开发板时，首先我们要安装Arduino IDE和驱动，相关文件我们可以在官网上找到，以下链接是包含各种系统、各种版本的Arduino IDE和驱动任你选择。 下面我们介绍下Arduino-1.5.6 版本IDE在Windows系统的安装方法。 下载下来的文件是一个arduino-1.5.6-r2-windows.zip的压缩文件夹，解压出来到硬盘。 双击Arduino-1.5.6 .exe文件 ![](media/fa71c56663f756e7fb7ec2ad2514a865.png) 然后 ![](media/bc56b067fdcc39f37308104166be5bfb.png) 然后 ![](media/7765ebba748d098ae1805f048a7f212b.png) 等待安装完成.点击close，安装完成。 ![](media/395497018845b1dd50695e66966104fb.png) 1.5.6版本安装后的样子。 ![](media/af93a6fc21845eb546398e38e8c70d20.png) 接下来是开发板驱动的安装，这次我们安装的是Keyes UNO R3开发板的驱动，Keyes 2560 R3开发板安装驱动方法和这个类似，驱动文件可以用同一个文件。 不同的系统，安装驱动的方法也有一些细小的区别，下面我们介绍在WIN 7系统安装驱动的方法。 第一次Keyes UNO R3开发板连接电脑时，点击计算机--属性--设备管理器，显示如下图。 ![](media/994912547c9fd3db1ded9082e3e9055a.png) 点击 Unknown device 安装驱动，如下图。 ![](media/385e7e462164e18617ffb64e2639eef9.png) 进入下图，选择 ![](media/4ac540068115dc72ad8b18664da2e968.png) 找到Arduino安装位置的drivers文件夹 ![](media/bc3d1f7561d2a4f4ca4ec415bcfad426.png) 点击“Next”，今天下图选择，开始安装驱动 ![](media/884877f8017764e0caf124af3d90261b.png) 安装驱动完成，出现下图点击Close。 ![](media/e50c6960af08edb0b4833bad2d77e085.png) 这样驱动就装好了。点击计算机--属性--设备管理器，我们可看见如下图。 ![](media/43cc43168705bb10bb3154d6cc18999e.png) ## Arduino IDE的使用方法 Keyes UNO R3 开发板的USB驱动安装成功之后，我们可以在Windows设备管理器中找到相应的串口。 下面示范第一个程序的烧写，串口监视器中显示“Hello World！”。 测试代码为： ``` int val; // 定义一个整型变量val，用于存储串口读取的值 int ledpin = 13; // 定义LED引脚为数字口13 void setup() // 初始化函数 { Serial.begin(9600); // 初始化串口通信，波特率9600 pinMode(ledpin, OUTPUT); // 设置LED引脚为输出模式 } void loop() // 主循环函数 { val = Serial.read(); // 读取串口数据并赋值给val if (val == 'R') // 如果接收到字符'R' { digitalWrite(ledpin, HIGH); // 点亮LED delay(500); // 延时500ms digitalWrite(ledpin, LOW); // 熄灭LED delay(500); // 延时500ms Serial.println("Hello World!"); // 串口打印"Hello World!" } } ``` 我们打开Arduino 的软件，编写一段程序让Keyes UNO R3开发板接受到我们发的指令就显示“Hello World！”字符串；我们再借用一下Keyes UNO R3 开发板上的 D13的指示灯，让Keyes UNO R3开发板接受到指令时指示灯闪烁一下，再显示“Hello World！”。 打开Arduino 的软件，设置板，如下。 ![](media/43d9c16b238cfa52845c3a1b553cc630.png) 设置COM端口，如下 ![](media/025e24eacb26620c8831c8a3571412f6.png) 点击![](media/eb385c638a1aa0b63971a8871b1bb907.png)编译程序，检查程序是否错误；点击![](media/027da150683195e85b2f0dcdd879e0c1.png)上传程序；Keyes UNO R3 开发板设置OK后右下脚显示如下图，和设备管理器中显示一致。 ![](media/add2f4f32678fe555861ae1763488afd.png) 上传成功，输入R，点击发送，Keyes UNO R3 开发板上的 D13的指示灯闪烁一次，串口监视器中显示 Hello World! 如下图 ![](media/fa8f2de13c41710b9dbbfde0833eca74.png) 那么恭喜你，你的第一个程序已经成功了！！！ ## 实验课程 ### 实验一 LED 闪烁实验 实验说明 LED 闪烁实验是比较基础的实验之一，上一个“ Hello World！”实验里已经利用到了Arduino 自带的LED，这次我们利用其他I/O口和外接直插LED 灯来完成这个实验。 实验器材 开发板\*1 USB线\*1 LED\*1 220Ω 电阻\*1 面包板\*1 正标线若干 接线图 连接Keyes UNO R3 ![](media/624dcc2b2969142b1996316d8d3e1c6e.jpeg) 连接Keyes 2560 R3 ![](media/62db77daee892e9d8fea02436fc10625.jpeg) 测试代码 ``` int led = 2; // 定义数字口2为LED控制引脚 void setup() // 初始化函数 { pinMode(led, OUTPUT); // 设置LED引脚为输出模式 } void loop() // 主循环函数 { digitalWrite(led, HIGH); // 点亮LED delay(2000); // 延时2000ms（2秒） digitalWrite(led, LOW); // 熄灭LED delay(2000); // 延时2000ms（2秒） } ``` 测试结果 下载完程序就可以看到我们的IO口外接小灯在闪烁了，这样我们的实验现象为LED不停闪烁，间隔大约为两秒。 ### 实验二 呼吸灯实验 实验说明 上一课程中我们只是控制LED的亮和灭，那么我们可以怎么控制LED的亮度呢？本课程中我们把LED接到PWM口中，然后通过改变PWM数值，调节LED亮度，使LED逐渐变亮，和逐渐变暗，从而达到呼吸灯的效果。 实验器材 开发板\*1 USB线\*1 LED\*1 220Ω 电阻\*1 面包板\*1 正标线若干 接线图 连接Keyes UNO R3 ![](media/bcf09fd19775fcb089d265f0da3e8b87.jpeg) 连接Keyes 2560 R3 ![](media/817a98a86960c00a0bef5271d5dfdd75.jpeg) 测试代码 ``` int ledPin = 3; // 定义数字口3为LED控制引脚（支持PWM调光） void setup() // 初始化函数 { pinMode(ledPin, OUTPUT); // 设置LED引脚为输出模式 } void loop() // 主循环函数 { // LED逐渐变亮（0 → 255） for (int a = 0; a <= 255; a++) { analogWrite(ledPin, a); // PWM输出亮度值（0最暗，255最亮） delay(10); // 延时10ms，控制渐变速度 } // LED逐渐变暗（255 → 0） for (int a = 255; a >= 0; a--) { analogWrite(ledPin, a); // PWM输出亮度值 delay(10); // 延时10ms，控制渐变速度 } delay(1000); // 循环间隔1秒 } ``` 测试结果 下载完程序就可以看到我们的IO口外接小灯显示出呼吸灯的效果，小灯先逐渐变亮，后逐渐变暗，循环交替。 ### 实验三 广告灯实验 实验说明 在生活中我们经常会看到一些由各种颜色的led灯组成的广告牌，广告牌上各个位置上癿led灯不断的变话,形成各种效果。本节实验就是利用led灯编程模拟广告灯效果。 实验器材 开发板\*1 USB线\*1 LED\*5 220Ω 电阻\*5 面包板\*1 正标线若干 接线图 连接Keyes UNO R3 ![](media/99d924bde4bc07721a23e6bbe0bfeba3.jpeg) 连接Keyes 2560 R3 ![](media/38a14526f475e0bdf8c29d6cf82063bf.jpeg) 测试代码 ``` int BASE = 2; //第一个 LED 接的 I/O 口 int NUM = 5; //LED 的总数 void setup() { for (int i = BASE; i < BASE + NUM; i ++) { pinMode(i, OUTPUT); //设定数字I/O口为输出 } } void loop() { for (int i = BASE; i < BASE + NUM; i ++) { digitalWrite(i, HIGH); //设定数字I/O口输出为"高"，即逐渐开灯 delay(200); //延迟 } for (int i = BASE; i < BASE + NUM; i ++) { digitalWrite(i, LOW); //设定数字I/O口输出为"低"，即逐渐关灯 delay(200); //延迟 } } ``` 测试结果 下载完程序就可以看到我们的IO口外接小灯先逐渐变亮，然后逐渐变暗，循环交替。 ### 实验四 按键控制LED实验 实验说明 I/O 口的意思即为INPUT 接口和OUTPUT接口，到目前为止我们设计的小灯实验都还只是应用到Arduino 的I/O口的输出功能，这个实验我们来尝试一下使用Arduino的I/O口的输入功能即为读取外接设备的输出值，我们用一个按键和一个LED小灯完成一个输入输出结合使用的实验，让大家能简单了解I/O 的作用。 实验器材 开发板 \*1 USB线\*1 LED\*1 轻触按键\*1 220Ω 电阻\*1 10KΩ 电阻\*1 面包板\*1 正标线若干 接线图 连接Keyes UNO R3 ![](media/24e0c6835efc64707cff8d092d6e417e.jpeg) 连接Keyes 2560 R3 ![](media/94fe40846870703c39c0fbf4b0ccce87.jpeg) 测试代码 ``` int ledPin = 11; //定义数字口11 int inputPin = 3; //定义数字口3 void setup() { pinMode(ledPin, OUTPUT); //将ledPin设置为输出 pinMode(inputPin, INPUT); //将inputPin设置为输入 } void loop() { int val = digitalRead(inputPin); //设置数字变量val，读取到数字口3的数值，并赋值给 val if (val == LOW) //当val为低电平时，LED变暗 { digitalWrite(ledPin, LOW); // LED变暗 } else { digitalWrite(ledPin, HIGH); // LED亮起 } } ``` 测试结果 下载完程序，上电后，当按键按下时小灯亮起，否则小灯不亮。 ### 实验五 抢答器实验 实验说明 完成上面的实验以后相信已经有很多朋友可以独立完成这个实验了，我们可以模拟抢答器实验。实验中我们利用4个按键控制3个小灯，一个按键用做复位按键；另外3个按键对应3个小灯，用于抢答。 实验器材 开发板\*1 USB线\*1 keyes 插件RGB模块\*1 轻触按键\*4 10KΩ 电阻\*4 面包板\*1 正标线若干 接线图 连接Keyes UNO R3 ![](media/d290eec0bf31feebd56f1d9875b2ad22.jpeg) 连接Keyes 2560 R3 ![](media/00d7ef3d185b442c4868a0bafa761453.jpeg) 测试代码 ``` int redled = 8; //红色LED 输出 int yellowled = 7; //黄色LED输出 int greenled = 6; //绿色LED输出 int redpin = 5; //红色按键引脚 int yellowpin = 4; //黄色按键引脚 int greenpin = 3; //绿色按键引脚 int restpin = 2; //复位按键引脚定义 int red; int yellow; int green; void setup() { pinMode(redled, OUTPUT); pinMode(yellowled, OUTPUT); pinMode(greenled, OUTPUT); pinMode(redpin, INPUT); pinMode(yellowpin, INPUT); pinMode(greenpin, INPUT); } void loop() //按键循环扫描。 { red = digitalRead(redpin); yellow = digitalRead(yellowpin); green = digitalRead(greenpin); if(red == LOW) RED_YES(); if(yellow == LOW) YELLOW_YES(); if(green == LOW) GREEN_YES(); } void RED_YES() //一直执行红灯亮，直到复位键按下，结束循环 { while(digitalRead(restpin) == 1) { digitalWrite(redled, HIGH); digitalWrite(greenled, LOW); digitalWrite(yellowled, LOW); } clear_led(); } void YELLOW_YES() //一直执行黄灯亮，直到复位键按下，结束循环 { while(digitalRead(restpin) == 1) { digitalWrite(redled, LOW); digitalWrite(greenled, LOW); digitalWrite(yellowled, HIGH); } clear_led(); } void GREEN_YES() //一直执行绿灯亮，直到复位键按下，结束循环 { while(digitalRead(restpin) == 1) { digitalWrite(redled, LOW); digitalWrite(greenled, HIGH); digitalWrite(yellowled, LOW); } clear_led(); } void clear_led() //清除LED { digitalWrite(redled, LOW); digitalWrite(greenled, LOW); digitalWrite(yellowled, LOW); } ``` 测试结果 下载完程序，上电后，一个简单的抢答器就做好了。 ### 实验六 电位器调控灯光亮度实验 实验说明 在第二课程中我们直接通过PWM口控制灯的亮度，从而达到呼吸灯的效果。在这课程中我们通过一个电位器，利用电位器调节PWM值，从而控制灯的亮度。 实验器材 开发板\*1 USB线\*1 LED\*1 220Ω 电阻\*1 可调电位器\*1 面包板\*1 正标线若干 接线图 连接Keyes UNO R3 ![](media/64d9aff067dd321147ff853657a16806.jpeg) 连接Keyes 2560 R3 ![](media/425382a4cb985b88e699413bbce8e65a.jpeg) 测试代码 ``` int ledpin = 11; //定义数字接口11（PWM 输出） void setup() { pinMode(ledpin, OUTPUT); //定义数字接口11 为输出 Serial.begin(9600); //设置波特率为9600 } void loop() { int val = analogRead(0); //读取模拟口A0口的值 val = map(val, 0, 1023, 0, 255); //从0-1023映射到0-255 Serial.println(val); //显示val 变量 analogWrite(ledpin, val); // 打开LED 并设置亮度 delay(100); //延时0.1 秒 } ``` 测试结果 下载完程序后。我们可以通过旋转可调电位器控制小灯的亮度，打开串口监视器，设置波特率为9600，就可看到调节LED亮度的PWM值。 ### 实验七 感光灯实验 实验说明 完成以上的各种实验后，我们对Arduino的应用也应该有一些认识和了解了，在基本的数字量输入输出和模拟量输入以及PWM的产生都掌握以后，我们就可以开始进行一些传感器的应用了。 本次实验我们先进行一个较为简单的光敏电阻的使用实验。光敏电阻既然是可以根据光强改变阻值的元件，自然也需要模拟口读取模拟值了，本实验可以借鉴电位器调控灯光亮度实验，将电位计换做光敏电阻实现当光强不同时LED小灯的亮度也会有相应的变化。 实验器材 开发板\*1 USB线\*1 LED\* 220Ω 电阻\*1 10KΩ 电阻\*1 光敏电阻\*1 面包板\*1 正标线若干 接线图 连接Keyes UNO R3 ![](media/0a23d778060815ad2a49255d509e125e.jpeg) 连接Keyes 2560 R3 ![](media/7bf5ddf21e26908abb79a3443ecfed62.jpeg) 测试代码 ``` int ledpin = 11; //定义数字接口11（PWM 输出） void setup() { pinMode(ledpin, OUTPUT); //定义数字接口11 为输出 Serial.begin(9600); //设置波特率为9600 } void loop() { int val = analogRead(0); //读取模拟口A0口的值 Serial.println(val); //显示val 变量 val = map(val, 0, 1023, 0, 255); //从0-1023映射到0-255 analogWrite(ledpin, 255 - val); // 打开LED 并设置亮度 delay(10); //延时0.01 秒 } ``` 测试结果 下载完程序后，光敏电阻感应到灯光越亮，小灯越暗；光敏电阻感应到灯光越暗，小灯越亮。打开串口监视器，设置波特率为9600，就可看到光敏电阻感应到外界光强所得的模拟值。 ### 实验八 有源蜂鸣器实验 实验说明 蜂鸣器可分为有源蜂鸣器和无源蜂鸣器两种。本课程中主要用到了有源蜂鸣器，有源蜂鸣器内部有一简单的振荡电路，能将恒定的直流电转化成一定频率的脉冲信号。实验中中我们只需要给蜂鸣器输入一个高电平信号，蜂鸣器响起。 实验器材 开发板\*1 USB线\*1 有源蜂鸣器\*1 面包板\*1 正标线若干 接线图 连接Keyes UNO R3 ![](media/b9c82991ba660244213212640071fe35.jpeg) 连接Keyes 2560 R3 ![](media/c9b654f6b5b473d52af6a8410bf0a736.jpeg) 测试代码 ``` int buzzer = 2; //定义数字口2 void setup() { pinMode(buzzer, OUTPUT); //设置buzzer为输出 } void loop() { digitalWrite(buzzer, HIGH); //开启buzzer delay(1000); //延迟1S digitalWrite(buzzer, LOW); //关闭buzzer delay(1000); //延迟1S } ``` 测试结果 下载完程序后，我们可以听到蜂鸣器响1秒，停止响起1秒，循环交替。 ### 实验九 无源蜂鸣器实验 实验说明 蜂鸣器可分为有源蜂鸣器和无源蜂鸣器两种。本课程中主要用到了无源蜂鸣器，无源蜂鸣器内部不带振荡源，直流信号无法令其鸣叫，须用方波驱动。 实验器材 开发板 \*1 USB线\*1 无源蜂鸣器\*1 面包板\*1 正标线若干 接线图 连接Keyes UNO R3 ![](media/433d781ed9b9e8df18cb7eae170699df.jpeg) 连接Keyes 2560 R3 ![](media/ee920cdef474104e679d12da6535dfbc.jpeg) 测试代码 code 1: ``` int buzzer = 3; //定义数字口3 void setup() { pinMode(buzzer, OUTPUT); //将buzzer设置为输出 } void loop() { unsigned char i, j; //定义变量i，j while(1) { for(i = 0; i < 80; i++) // 输出一个频率的声音 { digitalWrite(buzzer, HIGH); delay(1); //延迟1ms digitalWrite(buzzer, LOW); delay(1); //延迟1ms } for(i = 0; i < 100; i++) // 输出另一个频率的声音 { digitalWrite(buzzer, HIGH); delay(2); //延迟2ms digitalWrite(buzzer, LOW); delay(2); //延迟2ms } } } ``` code 2: ``` #define D0 -1 #define D1 262 #define D2 293 #define D3 329 #define D4 349 #define D5 392 #define D6 440 #define D7 494 #define M1 523 #define M2 586 #define M3 658 #define M4 697 #define M5 783 #define M6 879 #define M7 987 #define H1 1045 #define H2 1171 #define H3 1316 #define H4 1393 #define H5 1563 #define H6 1755 #define H7 1971 // 列出全部D调的频率 #define WHOLE 1 #define HALF 0.5 #define QUARTER 0.25 #define EIGHTH 0.25 #define SIXTEENTH 0.625 // 列出所有节拍 int tune[] = // 根据简谱列出各频率 { M3,M3,M4,M5, M5,M4,M3,M2, M1,M1,M2,M3, M3,M2,M2, M3,M3,M4,M5, M5,M4,M3,M2, M1,M1,M2,M3, M2,M1,M1, M2,M2,M3,M1, M2,M3,M4,M3,M1, M2,M3,M4,M3,M2, M1,M2,D5,D0, M3,M3,M4,M5, M5,M4,M3,M4,M2, M1,M1,M2,M3, M2,M1,M1 }; float durt[] = // 根据简谱列出各节拍 { 1,1,1,1, 1,1,1,1, 1,1,1,1, 1+0.5,0.5,1+1, 1,1,1,1, 1,1,1,1, 1,1,1,1, 1+0.5,0.5,1+1, 1,1,1,1, 1,0.5,0.5,1,1, 1,0.5,0.5,1,1, 1,1,1,1, 1,1,1,1, 1,1,1,0.5,0.5, 1,1,1,1, 1+0.5,0.5,1+1, }; int length; int tonepin = 3; // 使用3号接口 void setup() { pinMode(tonepin, OUTPUT); length = sizeof(tune) / sizeof(tune[0]); // 计算长度 } void loop() { for(int x = 0; x < length; x++) { tone(tonepin, tune[x]); delay(500 * durt[x]); // 根据节拍调节延时 noTone(tonepin); } delay(2000); // 每遍播放完后暂停2秒 } ``` 测试结果 实验中我们提供了两个例程，上传例程1代码后，蜂鸣器会发出两种不同的声音，实验中，两种声音循环交替。上传例程2中代码后，蜂鸣器会想响起《欢乐颂》的曲子。 ### 实验十 火焰报警实验 实验说明 火焰传感器是机器人专门用来搜寻火源的传感器，本传感器对火焰特别灵敏。火焰传感器利用红外线对火焰非常敏感的特点，使用特制的红外线接收管来检测火焰，然后把火焰的亮度转化为高低变化的电平信号。 实验中，我们把火焰的亮度转化为高低变化的电平信号输入到UNO板中，然后控制蜂鸣器的响起。 实验器材 开发板\*1 USB线\*1 有源蜂鸣器\*1 火焰传感器\*1 10KΩ 电阻\*1 面包板\*1 正标线若干 接线图 连接Keyes UNO R3 ![](media/39bab4acf4f7a981e7e4a6d596318f5b.jpeg) 连接Keyes 2560 R3 ![](media/1f10c7f8353ce8c40e3b7d130908b332.jpeg) 测试代码 ``` int flame = 7; // 定义火焰传感器接口为数字7接口 int Beep = 9; // 定义蜂鸣器接口为数字9接口 void setup() { pinMode(Beep, OUTPUT); // 定义Beep为输出接口 pinMode(flame, INPUT); // 定义flame为输入接口 } void loop() { int val = digitalRead(flame); // 读取火焰传感器 if(val == HIGH) // 当检测到火焰时（数字口7为高电平） { digitalWrite(Beep, HIGH); // 蜂鸣器鸣响 } else { digitalWrite(Beep, LOW); // 关闭蜂鸣器 } delay(500); // 检测间隔500ms } ``` 测试结果 下载完程序后，我们可以模拟在有火焰时报警的情况，在没有火焰时一切正常，当有火焰时立刻报警做出提示。 ### 实验十一 温馨水杯实验 实验说明 LM35 是很常用且易用的温度传感器元件，将LM35温度传感器接到开发板上，通过算法可将读取的模拟值转换为实际的温度。 本实验中我们还外接了3个指示灯，在代码中我没设置在不同的温度范围，亮起不同颜色的指示灯。根据这个，我们完全可以做个温馨水杯，通过指示灯，我们就可以知道杯子里的水的冷热情况。 实验器材 开发板 \*1 USB线\*1 LM35DZ\*1 LED\*3 220Ω 电阻\*3 面包板\*1 正标线若干 接线图 连接Keyes UNO R3 ![](media/5cd6a10517ac3f4907ed064b95cb0c7b.jpeg) 连接Keyes 2560 R3 ![](media/a22dfcbc6dee7d51c6acd687e76df8e7.jpeg) 测试代码 ``` void setup() { Serial.begin(9600); // 初始化串口通信，波特率9600 pinMode(12, OUTPUT); // 设置12号引脚为输出模式 pinMode(11, OUTPUT); // 设置11号引脚为输出模式 pinMode(10, OUTPUT); // 设置10号引脚为输出模式 } void loop() { int vol = analogRead(A0) * (5.0 / 1023.0*100); // 读取A0模拟值并转换为温度值 Serial.print("Tep:"); // 串口打印温度标签（注意原代码拼写为"Tep"） Serial.print(vol); // 输出温度数值 Serial.println("C"); // 输出温度单位（摄氏度） // 温度状态判断 if (vol<28) // 当温度低于28度时 { digitalWrite(12, HIGH); // 开启12号引脚（低温指示灯） digitalWrite(11, LOW); // 关闭11号引脚 digitalWrite(10, LOW); // 关闭10号引脚 } else if (vol>=28 && vol<=30) // 当温度在28-30度之间时 { digitalWrite(12, LOW); // 关闭12号引脚 digitalWrite(11, HIGH); // 开启11号引脚（正常温度指示灯） digitalWrite(10, LOW); // 关闭10号引脚 } else if (vol>30) // 当温度高于30度时 { digitalWrite(12, LOW); // 关闭12号引脚 digitalWrite(11, LOW); // 关闭11号引脚 digitalWrite(10, HIGH); // 开启10号引脚（高温指示灯） } } ``` 测试结果 下载完程序后，打开串口监视器，设置波特率为9600，就可看到当前的温度。当温度大于30摄氏度时，红色指示灯亮起，其他指示灯熄灭；当温度大于等于28摄氏度且小于等于30摄氏度时，红色指示灯熄灭，黄色指示灯亮起；当温度小于28摄氏度时，黄色指示灯熄灭，蓝色指示灯亮起。 ### 实验十二 魔术光杯实验 实验说明 倾斜开关的工作原理是当开关一端低于水平位置倾斜，开关寻通；当另一端低于水平位置倾斜，开关停止。魔术光杯实验原理是利用 PWM调光的原理，两个LED的亮度发生变化。 这个实验中倾斜开关提供数字信号，触发 PWM的调节，通过程序的设计，我们就能看到类似于两组装满光的杯子倒来倒去的效果了。 实验器材 开发板\*1 USB线\*1 LED\*2 倾斜开关\*2 220Ω 电阻\*2 10KΩ 电阻\*2 面包板\*1 正标线若干 接线图 连接Keyes UNO R3 ![](media/fb3ca0c279b9333896ade41f26a36941.jpeg) 连接Keyes 2560 R3 ![](media/c3444798cdb4d79bb906264e42565616.jpeg) 测试代码 ``` int LedPinA = 5; // 定义数字口5（PWM输出控制LED） int LedPinB = 6; // 定义数字口6（PWM输出控制LED） int ButtonPinA = 7; // 定义数字口7（按钮A输入） int ButtonPinB = 4; // 定义数字口4（按钮B输入） int buttonStateA = 0; // 存储按钮A的状态 int buttonStateB = 0; // 存储按钮B的状态 int brightnessA = 0; // LEDA亮度初始值（0-255） int brightnessB = 255; // LEDB亮度初始值（0-255） void setup() // 初始化函数 { Serial.begin(9600); // 初始化串口通信（波特率9600） pinMode(LedPinA, OUTPUT); // 设置数字口5为输出模式 pinMode(LedPinB, OUTPUT); // 设置数字口6为输出模式 pinMode(ButtonPinA, INPUT); // 设置数字口7为输入模式 pinMode(ButtonPinB, INPUT); // 设置数字口4为输入模式 } void loop() // 主循环函数 { // 按钮A控制LEDB亮度 buttonStateA = digitalRead(ButtonPinA); // 读取按钮A状态 if (buttonStateA == HIGH && brightnessA != 255) // 按下按钮A且亮度未达最大值 { brightnessA++; // 亮度增加 delay(10); // 延时10ms（防抖+渐变效果） } if (buttonStateA == LOW && brightnessA != 0) // 松开按钮A且亮度未达最小值 { brightnessA--; // 亮度减少 delay(10); // 延时10ms } analogWrite(LedPinB, brightnessA); // 输出PWM信号控制LEDB亮度 Serial.print(brightnessA); // 串口打印LEDB亮度值 Serial.print(" "); // 打印空格分隔数据 // 按钮B控制LEDA亮度 buttonStateB = digitalRead(ButtonPinB); // 读取按钮B状态 if (buttonStateB == HIGH && brightnessB != 0) // 按下按钮B且亮度未达最小值 { brightnessB--; // 亮度减少 delay(10); // 延时10ms } if (buttonStateB == LOW && brightnessB != 255) // 松开按钮B且亮度未达最大值 { brightnessB++; // 亮度增加 delay(10); // 延时10ms } analogWrite(LedPinA, brightnessB); // 输出PWM信号控制LEDA亮度 Serial.println(brightnessB); // 串口打印LEDA亮度值并换行 delay(5); // 主循环延时5ms（降低CPU占用） ``` 测试结果 按照上图接好线，烧录好代码，上电后，将两个倾斜开关同时倾斜一边，一个LED逐渐变暗，同时另一个逐渐变亮，最终一个LED完全熄灭，一个LED最亮；在串口监视器中看到对应具体数值变化，如下图。当倾斜另一边中，现象一样，方向相反。 ![](media/6608de7728812e94c0b8c112d09f2879.png) ### 实验十三 红外遥控解码实验 实验说明 通用红外遥控系统由发射和接收两大部分组成。本实验中发射部分就是遥控器，接收部分就是红外接收 VS1838B。红外接收 VS1838B是集接收、放大、解调一体的器件，它内部IC就已经完成了解调，输出的就是数字信号。 ![](media/fe1441e8140e067e2d67b03eef452565.png) 实验器材 开发板\*1 USB线\*1 红外遥控\*1 红外接收 VS1838B\*1 面包板\*1 正标线若干 接线图 连接Keyes UNO R3 ![](media/2bf4d7d28fca36cda7d5c197378ea920.jpeg) 连接Keyes 2560 R3 ![](media/de83e49d53cc09f7c493e3ca1591d836.jpeg) 测试代码 ``` #include // 引入红外遥控库 int RECV_PIN = 11; // 定义红外接收器连接的数字口11 IRrecv irrecv(RECV_PIN); // 创建红外接收对象 decode_results results; // 存储解码结果的结构体 void setup() // 初始化函数 { Serial.begin(9600); // 初始化串口通信（波特率9600） irrecv.enableIRIn(); // 启动红外接收功能 } void loop() // 主循环函数 { if (irrecv.decode(&results)) // 检测是否接收到红外信号 { Serial.println(results.value, HEX); // 以16进制格式输出红外编码 irrecv.resume(); // 准备接收下一个红外信号 } } ``` 测试结果 下载完程序，上电后，红外遥控对准红外接收传感器发送信号，我们可以在串口监视器总看到相应按键的编码，如下图。 ![](media/6e224d6fbf7a702f322424b19ae3a985.png) ![](media/a958f197b17d1b147340419615e0e40c.png) ### 实验十四 一位数码管显示实验 实验说明 数码管是一种半导体发光器件，其基本单元是发光二极管。数码管按段数分为七段数码管和八段数码管，八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元（多一个小数点显示），本实验所使用的是八段数码管。数码管共有七段显示数字的段，还有一个显示小数点的段。当让数码管显示数字时，只要将相应的段点亮即可。 实验器材 开发板 \*1 USB线\*1 一位数码管\*1 220Ω 电阻\*8 面包板\*1 正标线若干 接线图 连接Keyes UNO R3 ![](media/e8ada6e0c1fda411c08c666ca7c9ccd6.jpeg) 连接Keyes 2560 R3 ![](media/29ae65fe5c7eda6809ac597efb59d487.jpeg) 测试代码 ``` //设置控制各段的数字IO 脚 int a=7;//定义数字接口7 连接a 段数码管 int b=6;// 定义数字接口6 连接b 段数码管 int c=5;// 定义数字接口5 连接c 段数码管 int d=10;// 定义数字接口11 连接d 段数码管 int e=11;// 定义数字接口10 连接e 段数码管 int f=8;// 定义数字接口8 连接f 段数码管 int g=9;// 定义数字接口9 连接g 段数码管 int dp=4;// 定义数字接口4 连接dp 段数码管 void digital_1(void) //显示数字1 { unsigned char j; digitalWrite(c,HIGH);//给数字接口5 引脚高电平，点亮c 段 digitalWrite(b,HIGH);//点亮b 段 for(j=7;j<=11;j++)//熄灭其余段 digitalWrite(j,LOW); digitalWrite(dp,LOW);//熄灭小数点DP 段 } void digital_2(void) //显示数字2 { unsigned char j; digitalWrite(b,HIGH); digitalWrite(a,HIGH); for(j=9;j<=11;j++) digitalWrite(j,HIGH); digitalWrite(dp,LOW); digitalWrite(c,LOW); digitalWrite(f,LOW); } void digital_3(void) //显示数字3 { unsigned char j; digitalWrite(g,HIGH); digitalWrite(d,HIGH); for(j=5;j<=7;j++) digitalWrite(j,HIGH); digitalWrite(dp,LOW); digitalWrite(f,LOW); digitalWrite(e,LOW); } void digital_4(void) //显示数字4 { digitalWrite(c,HIGH); digitalWrite(b,HIGH); digitalWrite(f,HIGH); digitalWrite(g,HIGH); digitalWrite(dp,LOW); digitalWrite(a,LOW); digitalWrite(e,LOW); digitalWrite(d,LOW); } void digital_5(void) //显示数字5 { unsigned char j; for(j=7;j<=9;j++) digitalWrite(j,HIGH); digitalWrite(c,HIGH); digitalWrite(d,HIGH); digitalWrite(dp,LOW); digitalWrite(b,LOW); digitalWrite(e,LOW); } void digital_6(void) //显示数字6 { unsigned char j; for(j=7;j<=11;j++) digitalWrite(j,HIGH); digitalWrite(c,HIGH); digitalWrite(dp,LOW); digitalWrite(b,LOW); } void digital_7(void) //显示数字7 { unsigned char j; for(j=5;j<=7;j++) digitalWrite(j,HIGH); digitalWrite(dp,LOW); for(j=8;j<=11;j++) digitalWrite(j,LOW); } void digital_8(void) //显示数字8 { unsigned char j; for(j=5;j<=11;j++) digitalWrite(j,HIGH); digitalWrite(dp,LOW); } void setup() { int i;//定义变量 for(i=4;i<=11;i++) pinMode(i,OUTPUT);//设置4～11 引脚为输出模式 } void loop() { while(1) { digital_1();//显示数字1 delay(2000);//延时2s digital_2();//显示数字2 delay(1000); //延时1s digital_3();//显示数字3 delay(1000); //延时1s digital_4();//显示数字4 delay(1000); //延时1s digital_5();//显示数字5 delay(1000); //延时1s digital_6();//显示数字6 delay(1000); //延时1s digital_7();//显示数字7 delay(1000); //延时1s digital_8();//显示数字8 delay(1000); //延时1s } } ``` 测试结果 下载完程序后，数码管循环显示1～8 数字。 ### 实验十五 74HC595驱动一位数码管实验 实验说明 上一个实验中我们直接把用开发板控制一位数码管，需要占用了较多的数字口，本实验中我们添加了一个74HC595芯片控制一位数码管，只需要用3个数字口就可以控制8个LED灯，具体设置方法可以参照以下表格。 ||Q7|Q6|Q5|Q4|Q3|Q2|Q1|Q0|| |-|-|-|-|-|-|-|-|-|-| ||a|b|c|d|e|f|g|dp|| |0|1|1|1|1|1|1|0|0|252| |1|0|1|1|0|0|0|0|0|96| |2|1|1|0|1|1|0|1|0|218| |3|1|1|1|1|0|0|1|0|242| |4|0|1|1|0|0|1|1|0|102| |5|1|0|1|1|0|1|1|0|182| |6|1|0|1|1|1|1|1|0|190| |7|1|1|1|0|0|0|0|0|224| |8|1|1|1|1|1|1|1|0|254| |9|1|1|1|1|0|1|1|0|246| 实验器材 开发板\*1 USB线\*1 74HC595\*1 一位数码管\*1 220Ω 电阻\*8 面包板\*1 正标接线若干 接线图 连接Keyes UNO R3 ![](media/af348aa0d2de9a605c00413265e92663.jpeg) 连接Keyes 2560 R3 ![](media/da8dce755fb531be7e00100d53f7ac04.jpeg) 测试代码 ``` int latchPin = 4; int clockPin = 5; int dataPin = 2; //这里定义了那三个脚 void setup () { pinMode(latchPin,OUTPUT); pinMode(clockPin,OUTPUT); pinMode(dataPin,OUTPUT); //让三个脚都是输出状态 } void loop() { int a[10]={ 246,254,224,190,182,102,242,218,96,252}; //定义功能数组，数组依次为数码管得定义 for(int x=9; x>-1 ;x-- ) //倒数功能循环 { digitalWrite(latchPin,LOW); shiftOut(dataPin,clockPin,MSBFIRST,a[x]); //显示数组a[x] digitalWrite(latchPin,HIGH); delay(1000); } } ``` 测试结果 下载完程序后，数码管循环显示0～9 数字。 ### 实验十六 舵机控制实验 实验说明 舵机是一种位置伺服的驱动器，主要是由外壳、电路板、无核心马达、齿轮与位置检测 器所构成。舵机有很多规格，但所有的舵机都有外接三根线，分别用棕、红、橙三种颜 色进行区分，由于舵机品牌不同，颜色也会有所差异，棕色为接地线，红色为电源正极 线，橙色为信号线。 ![](media/4b15604cd8a82aeb39497c7544b39f93.emf) 舵机的转动的角度是通过调节PWM（脉冲宽度调制）信号的占空比来实现的，标准PWM （脉冲宽度调制）信号的周期固定为20ms（50Hz），理论上脉宽分布应在1ms到2ms 之间，但是，事实上脉宽可由0.5ms 到2.5ms 之间，脉宽和舵机的转角0°～180°相 对应。有一点值得注意的地方，由于舵机牌子不同，对于同一信号，不同牌子的舵机旋 转的角度也会有所不同。 ![](media/c29c393165eaf0cba523e46d53d1b958.emf) 实验器材 开发板\*1 USB线\*1 舵机\*1 正标线若干 接线图 连接Keyes UNO R3 ![](media/dd0a6f36d61f07a112ff6f3d9a659946.jpeg) 连接Keyes 2560 R3 ![](media/227313ebcf705c614ef9ceaa5b634197.jpeg) 测试代码 程序A： ``` int servopin=9; //定义数字接口9 连接伺服舵机信号线 int myangle; //定义角度变量 int pulsewidth; //定义脉宽变量 int val; void servopulse(int servopin,int myangle) //定义一个脉冲函数 { pulsewidth=(myangle*11)+500; //将角度转化为500-2480 的脉宽值 digitalWrite(servopin,HIGH); //将舵机接口电平至高 delayMicroseconds(pulsewidth); //延时脉宽值的微秒数 digitalWrite(servopin,LOW); //将舵机接口电平至低 delay(20-pulsewidth/1000); } void setup() { pinMode(servopin,OUTPUT); //设定舵机接口为输出接口 Serial.begin(9600); //连接到串行端口，波特率为9600 Serial.println("servo=o_seral_simple ready"); } void loop() //将0 到9 的数转化为0 到180 角度，并让LED 闪烁相应数的次数 { val=Serial.read(); //读取串行端口的值 if(val>='0'&&val<='9') { val=val-'0'; //将特征量转化为数值变量 val=val*(180/9); //将数字转化为角度 Serial.print("moving servo to "); Serial.print(val,DEC); Serial.println(); for(int i=0;i<=50;i++) //给予舵机足够的时间让它转到指定角度 { servopulse(servopin,val); //引用脉冲函数 } } } ``` 程序B： ``` #include Servo myservo; //定义舵机变量名 void setup() { myservo.attach(9); //定义舵机接口（9、10 都可以，缺点只能控制2 个） } void loop() { myservo.write(90); //设置舵机旋转的角度 } ``` 测试结果 程序A 结果： 在串口监视器中输入数字点击发送，舵机转动到所对应的角度数的位置，并将角度打印显示到屏幕上。 程序B结果： 舵机自己转动到90度位置。 ### 实验十七 四位数码管显示数字实验 实验说明 在实验十五中我们使用开发板驱动一个一位数码管，本实验我们使用开发板驱动一个共阴四位数码管。驱动数码管限流电阻肯定是必不可少的，限流电阻有两种接法，一种是在d1-d4阴极接，总共接4颗。这种接法好处是需求电阻比较少，但是会产生每一位上显示不同数字亮度会不一样，1最亮，8最暗。另外一种接法就是在其他8个引脚上接，这种接法亮度显示均匀，但是用电阻较多。本次实验使用8颗220Ω电阻。 四位数码管总共有12个引脚，小数点朝下正放在面前时，左下角为1,其他管脚顺序为逆时针旋转。左上角为最大的12号管脚。 ![](media/2d04173569ee9e6c055296916c1748be.jpg) 四位数码管原理图如下 ![](media/9d2a9bfdac6e2a6a3956de68b11e62b0.jpg) 实验器材 开发板\*1 USB线\*1 四位数码管\*1 220Ω 电阻\*8 面包板\*1 正标线若干 接线图 连接Keyes UNO R3 ![](media/47b9f26e49f7adb9b46652ec823a98a2.jpeg) 连接Keyes 2560 R3 ![](media/38011e914609fffd909b4e6dfd36fbee.jpeg) 测试代码 ``` // 数码管段选引脚定义（a-g, dp） int a = 1; int b = 2; int c = 3; int d = 4; int e = 5; int f = 6; int g = 7; int dp = 8; // 数码管位选引脚定义（4位数码管） int d4 = 9; int d3 = 10; int d2 = 11; int d1 = 12; // 全局变量定义 long n = 1230; // 初始显示值（未使用） int x = 100; // 变量（未使用） int del = 55; // 时钟微调参数（未使用） void setup() { // 初始化所有引脚为输出模式 pinMode(d1, OUTPUT); pinMode(d2, OUTPUT); pinMode(d3, OUTPUT); pinMode(d4, OUTPUT); pinMode(a, OUTPUT); pinMode(b, OUTPUT); pinMode(c, OUTPUT); pinMode(d, OUTPUT); pinMode(e, OUTPUT); pinMode(f, OUTPUT); pinMode(g, OUTPUT); pinMode(dp, OUTPUT); } ///////////////////////////////////////////////////////////// void loop() { // 计数器变量初始化 int a=0; // 千位 int b=0; // 百位 int c=0; // 十位 int d=0; // 个位 unsigned long currentMillis = millis(); // 主计数循环 while(d>=0) { // 每秒更新一次显示 while(millis()-currentMillis<1000) { // 动态扫描显示4位数码管 Display(1,a); // 显示千位 Display(2,b); // 显示百位 Display(3,c); // 显示十位 Display(4,d); // 显示个位 } currentMillis = millis(); // 数字递增逻辑 d++; if (d>9) // 个位进位 { c++; d=0; } if (c>9) // 十位进位 { b++; c=0; } if (b>9) // 百位进位 { a++; b=0; } if (a>9) // 千位归零 { a=0; b=0; c=0; d=0; } } } /////////////////////////////////////////////////////////////// // 位选函数（选择要显示的数码管位） void WeiXuan(unsigned char n) { switch (n) { case 1: // 选择第1位 digitalWrite(d1, LOW); digitalWrite(d2, HIGH); digitalWrite(d3, HIGH); digitalWrite(d4, HIGH); break; case 2: // 选择第2位 digitalWrite(d1, HIGH); digitalWrite(d2, LOW); digitalWrite(d3, HIGH); digitalWrite(d4, HIGH); break; case 3: // 选择第3位 digitalWrite(d1, HIGH); digitalWrite(d2, HIGH); digitalWrite(d3, LOW); digitalWrite(d4, HIGH); break; case 4: // 选择第4位 digitalWrite(d1, HIGH); digitalWrite(d2, HIGH); digitalWrite(d3, HIGH); digitalWrite(d4, LOW); break; default: // 默认关闭所有位选 digitalWrite(d1, HIGH); digitalWrite(d2, HIGH); digitalWrite(d3, HIGH); digitalWrite(d4, HIGH); break; } } // 数字0-9的显示函数（共阴极数码管） void Num_0() // 显示数字0 { digitalWrite(a, HIGH); digitalWrite(b, HIGH); digitalWrite(c, HIGH); digitalWrite(d, HIGH); digitalWrite(e, HIGH); digitalWrite(f, HIGH); digitalWrite(g, LOW); digitalWrite(dp, LOW); } void Num_1() // 显示数字1 { digitalWrite(a, LOW); digitalWrite(b, HIGH); digitalWrite(c, HIGH); digitalWrite(d, LOW); digitalWrite(e, LOW); digitalWrite(f, LOW); digitalWrite(g, LOW); digitalWrite(dp, LOW); } void Num_2() // 显示数字2 { digitalWrite(a, HIGH); digitalWrite(b, HIGH); digitalWrite(c, LOW); digitalWrite(d, HIGH); digitalWrite(e, HIGH); digitalWrite(f, LOW); digitalWrite(g, HIGH); digitalWrite(dp, LOW); } void Num_3() // 显示数字3 { digitalWrite(a, HIGH); digitalWrite(b, HIGH); digitalWrite(c, HIGH); digitalWrite(d, HIGH); digitalWrite(e, LOW); digitalWrite(f, LOW); digitalWrite(g, HIGH); digitalWrite(dp, LOW); } void Num_4() // 显示数字4 { digitalWrite(a, LOW); digitalWrite(b, HIGH); digitalWrite(c, HIGH); digitalWrite(d, LOW); digitalWrite(e, LOW); digitalWrite(f, HIGH); digitalWrite(g, HIGH); digitalWrite(dp, LOW); } void Num_5() // 显示数字5 { digitalWrite(a, HIGH); digitalWrite(b, LOW); digitalWrite(c, HIGH); digitalWrite(d, HIGH); digitalWrite(e, LOW); digitalWrite(f, HIGH); digitalWrite(g, HIGH); digitalWrite(dp, LOW); } void Num_6() // 显示数字6 { digitalWrite(a, HIGH); digitalWrite(b, LOW); digitalWrite(c, HIGH); digitalWrite(d, HIGH); digitalWrite(e, HIGH); digitalWrite(f, HIGH); digitalWrite(g, HIGH); digitalWrite(dp, LOW); } void Num_7() // 显示数字7 { digitalWrite(a, HIGH); digitalWrite(b, HIGH); digitalWrite(c, HIGH); digitalWrite(d, LOW); digitalWrite(e, LOW); digitalWrite(f, LOW); digitalWrite(g, LOW); digitalWrite(dp, LOW); } void Num_8() // 显示数字8 { digitalWrite(a, HIGH); digitalWrite(b, HIGH); digitalWrite(c, HIGH); digitalWrite(d, HIGH); digitalWrite(e, HIGH); digitalWrite(f, HIGH); digitalWrite(g, HIGH); digitalWrite(dp, LOW); } void Num_9() // 显示数字9 { digitalWrite(a, HIGH); digitalWrite(b, HIGH); digitalWrite(c, HIGH); digitalWrite(d, HIGH); digitalWrite(e, LOW); digitalWrite(f, HIGH); digitalWrite(g, HIGH); digitalWrite(dp, LOW); } void Clear() // 清空数码管显示 { digitalWrite(a, LOW); digitalWrite(b, LOW); digitalWrite(c, LOW); digitalWrite(d, LOW); digitalWrite(e, LOW); digitalWrite(f, LOW); digitalWrite(g, LOW); digitalWrite(dp, LOW); } // 数字选择函数 void pickNumber(unsigned char n) { switch (n) { case 0: Num_0(); break; case 1: Num_1(); break; case 2: Num_2(); break; case 3: Num_3(); break; case 4: Num_4(); break; case 5: Num_5(); break; case 6: Num_6(); break; case 7: Num_7(); break; case 8: Num_8(); break; case 9: Num_9(); break; default: Clear(); break; } } // 数码管显示函数 void Display(unsigned char x, unsigned char Number) { WeiXuan(x); // 选择显示位 pickNumber(Number); // 显示数字 delay(1); // 短暂延时 Clear(); // 清除显示（消隐） } ``` 测试结果 下载完程序后，数码管首先显示“0000”数值，显示跳动，每跳动一下数码管显示数值加1。当显示数值为超过“9999”后，显示数值再次变为“0000”，循环显示。 ### 实验十八 1602液晶显示实验 实验说明 本次试验使用keyes UNO R3 直接驱动1602液晶显示文字。1602液晶在应用中非常广泛，它的显示容量为16×2个字符，芯片工作电压为4.5～5.5V。1602液晶在接keyes UNO R3 控制板显示文字时有两种接线法，分别为4位接法和8位接法，本实验中都会有相关说明介绍。 实验器材 开发板\*1 USB线\*1 1602 LCD\*1 可调电位器\*1 面包板\*1 正标线若干 接线图 连接Keyes UNO R3 四位接法 ![](media/705ffaa005ddcd6b2552ca07e91a7a0d.jpeg) 八位接法 ![](media/c58f8bc4e9103a3d44c67c32b0544f0c.jpg) 连接Keyes 2560 R3 四位接法 ![](media/2746513e4d3eca53c5eed70ab2f9e9c2.jpeg) 八位接法 ![](media/c58f8bc4e9103a3d44c67c32b0544f0c.jpg) 测试代码 四位接法 ``` /* LiquidCrystal Library - Hello World 演示16x2 LCD显示器的使用。LiquidCrystal库适用于所有兼容 Hitachi HD44780驱动器的LCD显示器。这类显示器通常具有16针接口 本示例在LCD上显示"Hello World!"和"Hello keyes!" 电路连接： * LCD RS引脚 -> 数字引脚2 * LCD Enable引脚 -> 数字引脚3 * LCD D4引脚 -> 数字引脚4 * LCD D5引脚 -> 数字引脚5 * LCD D6引脚 -> 数字引脚6 * LCD D7引脚 -> 数字引脚7 * LCD R/W引脚 -> 接地 * LCD VSS引脚 -> 接地 * LCD VCC引脚 -> 5V * 10K电位器： - 两端分别接+5V和地 - 中间引脚接LCD VO引脚 */ // 包含LCD库 #include // 初始化库，指定接口引脚 LiquidCrystal lcd(2, 3, 4, 5, 6, 7); void setup() { // 设置LCD的列数和行数（16列2行） lcd.begin(16, 2); // 在LCD上打印消息 lcd.setCursor(2,0); // 设置光标位置(列,行) lcd.print("Hello, world!"); lcd.setCursor(2,1); lcd.print("Hello, keyes!"); } void loop() { // 空循环 } /* 以下是八位接法的实现代码 */ // 定义引脚（八位并行接口） int DI = 12; // 数据/指令选择 int RW = 11; // 读/写选择 int DB[] = {3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10}; // 使用数组定义数据总线引脚 int Enable = 2; // 使能引脚 // 写命令函数 void LcdCommandWrite(int value) { int i = 0; digitalWrite(DI, LOW); // 写命令模式 digitalWrite(RW, LOW); // 写模式 // 向数据总线写入值（注意信号顺序反转） for (i=DB[0]; i <= DI; i++) { digitalWrite(i,value & 0x01); value >>= 1; } // 产生使能脉冲 digitalWrite(Enable,LOW); delayMicroseconds(1); digitalWrite(Enable,HIGH); delayMicroseconds(1); digitalWrite(Enable,LOW); delayMicroseconds(1); } // 写数据函数 void LcdDataWrite(int value) { int i = 0; digitalWrite(DI, HIGH); // 写数据模式 digitalWrite(RW, LOW); for (i=DB[0]; i <= DB[7]; i++) { digitalWrite(i,value & 0x01); value >>= 1; } // 产生使能脉冲 digitalWrite(Enable,LOW); delayMicroseconds(1); digitalWrite(Enable,HIGH); delayMicroseconds(1); digitalWrite(Enable,LOW); delayMicroseconds(1); } // 初始化函数（八位接口） void setup(void) { int i = 0; // 设置所有引脚为输出模式 for (i=Enable; i <= DI; i++) { pinMode(i,OUTPUT); } delay(100); // 短暂延时等待LCD上电 // LCD初始化序列 LcdCommandWrite(0x38); // 8位接口，2行显示，5x7点阵 delay(64); LcdCommandWrite(0x38); delay(50); LcdCommandWrite(0x38); delay(20); LcdCommandWrite(0x06); // 输入模式设置：增量，不移位 delay(20); LcdCommandWrite(0x0E); // 显示控制：开显示，显示光标，不闪烁 delay(20); LcdCommandWrite(0x01); // 清屏，光标归位 delay(100); LcdCommandWrite(0x80); // 设置DDRAM地址 delay(20); } // 主循环（八位接口） void loop(void) { LcdCommandWrite(0x01); // 清屏 delay(10); LcdCommandWrite(0x80+2); // 设置光标位置第一行第3列 delay(10); // 逐字符写入"Hello, world!" LcdDataWrite('H'); LcdDataWrite('e'); LcdDataWrite('l'); LcdDataWrite('l'); LcdDataWrite('o'); LcdDataWrite(','); LcdDataWrite(' '); LcdDataWrite('w'); LcdDataWrite('o'); LcdDataWrite('r'); LcdDataWrite('l'); LcdDataWrite('d'); LcdDataWrite('!'); delay(10); LcdCommandWrite(0xc0+2); // 设置光标位置第二行第3列 delay(10); // 逐字符写入"Hello, keyes!" LcdDataWrite('H'); LcdDataWrite('e'); LcdDataWrite('l'); LcdDataWrite('l'); LcdDataWrite('o'); LcdDataWrite(','); LcdDataWrite(' '); LcdDataWrite('k'); LcdDataWrite('e'); LcdDataWrite('y'); LcdDataWrite('e'); LcdDataWrite('s'); LcdDataWrite('!'); LcdDataWrite(' '); delay(5000); // 显示5秒 } ``` 测试结果 无论是四位接法还是八位接法，接好线，烧录程序上电后，通过旋转电位器调节背光，即可在1602 LCD上看到设置的显示字符。四位接法和八位接法显示一样，第一行显示 "Hello, world!"字符，第二行显示"Hello, keyes!"字符。 ### 实验十九 超声波测距显示实验 实验说明 本实验中我们主要用到了超声波传感器和1602 LCD。实验中我们通过超声波测到超声波与前方障碍物的距离，然后在1602 LCD上显示测试结果。 实验器材 开发板 \*1 USB线\*1 1602 LCD\*1 可调电位器\*1 超声波传感器\*1 面包板\*1 正标线若干 杜邦线若干 接线图 连接Keyes UNO R3 ![](media/a3aa6c3f2b62104bc65c88ccf71b18eb.jpeg) 连接Keyes 2560 R3 ![](media/256d52c2b4a2086548a12e252ffde9db.jpeg) 测试代码 ``` #include // 超声波传感器引脚定义 #define echoPin 3 // 回声信号接收引脚 #define trigPin 2 // 触发信号输出引脚 #define LEDPin 13 // 板载LED指示灯引脚 // 初始化LCD对象（RS, E, D4, D5, D6, D7） LiquidCrystal lcd(4, 5, 6, 7, 8, 9); // 距离测量范围设置 int maximumRange = 200; // 最大测量距离（厘米） int minimumRange = 0; // 最小测量距离（厘米） // 测量变量 long duration, distance; // 持续时间和计算得到的距离 void setup() { // 初始化各引脚模式 pinMode(trigPin, OUTPUT); pinMode(echoPin, INPUT); pinMode(LEDPin, OUTPUT); // 用于距离超出范围指示 // LCD显示屏初始化 lcd.begin(16, 2); lcd.setCursor(0,0); lcd.print("The distance is:"); } void loop() { /* 超声波测距过程 */ // 发送10μs的触发脉冲 digitalWrite(trigPin, LOW); delayMicroseconds(2); digitalWrite(trigPin, HIGH); delayMicroseconds(10); digitalWrite(trigPin, LOW); // 测量回声脉冲宽度 duration = pulseIn(echoPin, HIGH); // 计算距离（声速340m/s，换算为58.2μs/cm） distance = duration/58.2; // 距离有效性判断 if (distance >= maximumRange || distance <= minimumRange) { /* 超出有效范围时的处理 */ lcd.setCursor(0,1); lcd.print("-1 "); // 显示-1表示超出范围 digitalWrite(LEDPin, HIGH); // 点亮LED指示异常 } else { /* 正常距离显示处理 */ Serial.println(distance); // 串口输出距离值 // 根据距离值位数调整LCD显示格式 if(distance<10) { lcd.setCursor(0,1); lcd.print(distance); lcd.setCursor(1,1); lcd.print(" "); // 清空后两位 } if((distance >=10)&&(distance<100)) { lcd.setCursor(0,1); lcd.print(distance); lcd.setCursor(2,1); lcd.print(" "); // 清空最后一位 } if(distance>100) { lcd.setCursor(0,1); lcd.print(distance); // 三位数完整显示 } digitalWrite(LEDPin, LOW); // 关闭LED指示 } // 每次测量间隔50ms delay(50); } ``` 测试结果 按照上图接好线，烧录好代码，旋转电位器调节好背光后，1602 LCD显示"The distance is:"字符；测试超声波与前方障碍物的距离，测试到数据，则在1602 LCD上显示该数据，若没测试到数据，那么就在1602 LCD上显示”-1”字符。 ### 实验二十 1302时钟显示实验 实验说明 上一实验中我们在1602 LCD上显示超声波距离，这一实验程也是将1602 LCD做显示器。这个实验相当于我们自制一个时钟，时钟上包含年、月、日、星期、小时、分钟、秒。初始时间在代码中设置，时钟自动行走，在1602 LCD显示。 实验器材 开发板\*1 USB线\*1 1602 LCD\*1 可调电位器\*1 1302时钟传感器\*1 面包板\*1 正标线若干 杜邦线若干 接线图 连接Keyes UNO R3 ![](media/6f2c276066d55e5cb20c7d53f34594da.jpeg) 连接Keyes 2560 R3 ![](media/c91c6fbb0b67121713bac6955b616666.jpeg) 测试代码 ``` #include // 标准输入输出头文件 #include // 字符串操作头文件 #include // DS1302实时时钟库 #include // I2C通信库 #include // LCD液晶显示屏库 LiquidCrystal lcd(5, 6, 7, 8, 9, 10); // 初始化LCD引脚(RS,EN,D4,D5,D6,D7) /* 设置数字I/O引脚连接 */ uint8_t CE_PIN = 4; // RST复位引脚 uint8_t IO_PIN = 3; // DAT数据引脚 uint8_t SCLK_PIN = 2; // CLK时钟引脚 /* 创建缓冲区 */ char buf[50]; // 完整日期时间缓冲区 char bf[50]; // 星期和年份缓冲区 char bu[50]; // 时间缓冲区 char uf[50]; // 月份和日期缓冲区 char day[10]; // 星期名称缓冲区 /* 创建DS1302对象 */ DS1302 rtc(CE_PIN, IO_PIN, SCLK_PIN); // 实例化DS1302对象 void print_time() { /* 从芯片获取当前时间和日期 */ Time t = rtc.time(); // 获取当前时间结构体 /* 设置星期名称 */ memset(day, 0, sizeof(day)); // 清空星期缓冲区 switch (t.day) { case 1: strcpy(day, "Sunday "); // 星期日 break; case 2: strcpy(day, "Monday "); // 星期一 break; case 3: strcpy(day, "Tuesday "); // 星期二 break; case 4: strcpy(day, "Wednesday"); // 星期三 break; case 5: strcpy(day, "Thursday "); // 星期四 break; case 6: strcpy(day, "Friday "); // 星期五 break; case 7: strcpy(day, "Saturday "); // 星期六 break; } /* 格式化日期时间并存入缓冲区 */ snprintf(buf, sizeof(buf), "%s %04d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d", day, t.yr, t.mon, t.date, t.hr, t.min, t.sec); snprintf(bf, sizeof(bf), "%s %04d", day, t.yr); lcd.setCursor(0,0); // 设置光标位置(第一行开头) lcd.print(bf); // 显示星期和年份 snprintf(bu, sizeof(bu), "%02d:%02d:%02d", t.hr, t.min, t.sec); lcd.setCursor(0,1); // 设置光标位置(第二行开头) lcd.print(bu); // 显示时分秒 snprintf(uf, sizeof(uf), "%02d-%02d", t.mon, t.date); lcd.setCursor(11,1); // 设置光标位置(第二行第11列) lcd.print(uf); // 显示月-日 } void setup() { lcd.begin(16, 2); // 初始化16x2 LCD显示屏 /* 通过关闭写保护和清除时钟停止标志初始化芯片 */ rtc.write_protect(false); // 禁用写保护 rtc.halt(false); // 清除时钟停止标志 /* 创建时间对象设置日期时间 */ Time t(2017,7,24,10,12,22,2); // 创建时间对象(年,月,日,时,分,秒,星期) /* 设置芯片日期时间 */ rtc.time(t); // 写入RTC时间 } /* 循环每秒打印时间 */ void loop() { print_time(); // 调用时间显示函数 delay(1000); // 延时1秒 } ``` 测试结果 按照上图接好线，烧录好代码，旋转电位器调节好背光后，1602 LCD显示当前初始时间，然后时钟开始走动。 ### 实验二十一 人体红外感应实验 实验说明 和上面两个实验一样，这个实验也是用1602 LCD做显示器。实验中，我们用到了人体红外热释电传感器，当检测到有人有附近移动时，在1602 LCD显示对应字符，当没有检测到人体在附件移动时，1602 LCD显示另一对应字符。 实验器材 开发板\*1 USB线\*1 1602 LCD\*1 可调电位器\*1 人台红外热释电传感器\*1 面包板\*1 正标线若干 杜邦线若干 接线图 连接Keyes UNO R3 ![](media/38933e8434f68fc7a85cf6fe08d4c1d1.jpeg) 连接Keyes 2560 R3 ![](media/47f2e716fee2ddaaee4ffb7449c52a63.jpeg) 测试代码 ``` #include LiquidCrystal lcd(3, 4, 5, 6, 7, 8); byte sensorPin = 2; //定义数字口2 byte indicator = 13; //定义数字口13 void setup() { pinMode(sensorPin, INPUT); //设置数字口2位输入 pinMode(indicator, OUTPUT); //设置数字口13为输出 lcd.begin(16, 2); } void loop() { byte state = digitalRead(sensorPin); //读取到数字口2的数值赋值给state digitalWrite(indicator, state); //控制数值口13的状态 if(state == 1) //当数值口2位高电平时，串口监视器输出对应字符，并自动换行 { lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("Somebody is "); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("in this area! "); } else if(state == 0) { lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("No one! "); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("No one! "); } } ``` 按照上图接好线，烧录好代码，旋转电位器调节好背光后，当检测到有人有附近移动时，在1602 LCD第一行显示显示"Somebody is "字符，第二行显示"in this area!"字符；当没有检测到人体在附件移动时，1602 LCD两行都显示"No one!"字符。 ### 实验二十二 温湿度显示实验 实验说明 和上面实验一样，这个实验也是用1602 LCD做显示器。这个实验中我们主要用到了DHT11温湿度传感器和1602 LCD。DHT11温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器，它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性和卓越的长期稳定性。 实验中我们DHT11温湿度传感器测试出当前环境中的温度和湿度，然后在1602 LCD 显示测试结果。 实验器材 开发板\*1 USB线\*1 1602 LCD\*1 可调电位器\*1 DHT11温湿度传感器\*1 面包板\*1 正标线若干 杜邦线若干 接线图 连接Keyes UNO R3 ![](media/86d74cbccfe29339e7abbe91b48a72ac.jpeg) 连接Keyes 2560 R3 ![](media/4fe2a1786ab6147d484945ba6f174ab5.jpeg) 测试代码 ``` #include // DHT11温湿度传感器库 #include // LCD液晶显示屏库 // 初始化LCD引脚(RS,EN,D4,D5,D6,D7) LiquidCrystal lcd(3, 4, 5, 6, 7, 8); dht11 DHT; // 创建DHT11对象 #define DHT11_PIN 2 // DHT11数据引脚定义 void setup() { lcd.begin(16, 2); // 初始化16x2 LCD显示屏 // 在LCD上打印固定信息 lcd.setCursor(0,0); // 设置光标位置(第一行开头) lcd.print("Humidity (%):"); // 显示"湿度(%)" lcd.setCursor(0,1); // 设置光标位置(第二行开头) lcd.print("Temp (C):"); // 显示"温度(℃)" } void loop() { int chk; // 传感器状态检查变量 chk = DHT.read(DHT11_PIN); // 读取DHT11传感器数据 // 检查传感器状态 switch (chk) { case DHTLIB_OK: // 读取成功 break; case DHTLIB_ERROR_CHECKSUM: // 校验和错误 break; case DHTLIB_ERROR_TIMEOUT: // 读取超时 break; default: // 其他错误 break; } // 显示传感器数据 lcd.setCursor(13,0); // 设置湿度显示位置(第一行第13列) lcd.print(DHT.humidity); // 显示湿度值 lcd.setCursor(9,1); // 设置温度显示位置(第二行第9列) lcd.print(DHT.temperature); // 显示温度值 delay(1000); // 延时1秒 } ``` 测试结果 按照上图接好线，烧录好代码，旋转电位器调节好背光后，1602 LCD显示当前环境中的温度和湿度值。 ### 实验二十三 摇杆模块数据显示实验 实验说明 和上面实验一样，这个实验也是用1602 LCD做显示器。这个实验中我们主要用到了摇杆模块和1602 LCD。摇杆模块5V供电，信号端X,Y接模拟口，原始状态下读出电压为2.5V左右，当随箭头方向按下，读出电压值随着增加，最大到5V，箭头相反方向按下，读出电压值减少，最小为0V；信号端B接数字口，原始状态下输出0，按下输出1。 实验中我们读取摇杆模块X、Y、B三个接口数值，然后在1602 LCD显示测试结果。 实验器材 开发板\*1 USB线\*1 1602 LCD\*1 可调电位器\*1 摇杆模块\*1 面包板\*1 正标线若干 杜邦线若干 接线图 连接Keyes UNO R3 ![](media/fe6859b9e397a7979a807ed8a407d7bb.jpeg) 连接Keyes 2560 R3 ![](media/16010d9d33d585f147c4c9f0418a7059.jpeg) 测试代码 ``` #include // LCD液晶显示屏库 // 初始化LCD引脚(RS,EN,D4,D5,D6,D7) LiquidCrystal lcd(3, 4, 5, 6, 7, 8); int JoyStick_X = 1; // 定义摇杆X轴模拟口A1 int JoyStick_Y = 0; // 定义摇杆Y轴模拟口A0 int JoyStick_Z = 2; // 定义摇杆Z轴数字口2 void setup() { pinMode(JoyStick_Z, INPUT); // 将JoyStick_Z设置为输入模式 lcd.begin(16, 2); // 初始化16x2 LCD显示屏 // 在LCD上打印固定标签 lcd.setCursor(0,0); // 设置光标位置(第一行开头) lcd.print("X:"); // 显示X轴标签 lcd.setCursor(8,0); // 设置光标位置(第一行第8列) lcd.print("Y:"); // 显示Y轴标签 lcd.setCursor(0,1); // 设置光标位置(第二行开头) lcd.print("Z:"); // 显示Z轴标签 } void loop() { int x,y,z; // 定义摇杆值变量 // 读取并显示X轴数值 x = analogRead(JoyStick_X); // 读取A1模拟口数值 if(x < 10) { lcd.setCursor(2,0); // 设置光标位置(第一行第2列) lcd.print(x); // 显示个位数 lcd.setCursor(3,0); // 设置光标清除位置 lcd.print(" "); // 清除多余数字 } else if((x >= 10) && (x < 100)) { lcd.setCursor(2,0); lcd.print(x); // 显示两位数 lcd.setCursor(4,0); lcd.print(" "); } else if((x >= 100) && (x < 1000)) { lcd.setCursor(2,0); lcd.print(x); // 显示三位数 lcd.setCursor(5,0); lcd.print(" "); } else if(x >= 1000) { lcd.setCursor(2,0); lcd.print(x); // 显示四位数 } delay(100); // 延时100ms // 读取并显示Y轴数值 y = analogRead(JoyStick_Y); // 读取A0模拟口数值 if(y < 10) { lcd.setCursor(10,0); // 设置光标位置(第一行第10列) lcd.print(y); lcd.setCursor(11,0); lcd.print(" "); } else if((y >= 10) && (y < 100)) { lcd.setCursor(10,0); lcd.print(y); lcd.setCursor(12,0); lcd.print(" "); } else if((y >= 100) && (y < 1000)) { lcd.setCursor(10,0); lcd.print(y); lcd.setCursor(13,0); lcd.print(" "); } else if(y >= 1000) { lcd.setCursor(2,0); lcd.print(y); } delay(100); // 读取并显示Z轴数值 z = digitalRead(JoyStick_Z); // 读取数字口2数值 lcd.setCursor(2,1); // 设置光标位置(第二行第2列) lcd.print(z); // 显示开关状态(0/1) delay(100); // 延时100ms } ``` 测试结果 下载完程序后，上电后，通过电位器调节1602 LCD背光后，我们可以在1602 LCD上看、 到摇杆模块X、Y、Z方向对应的的数值。 ### 实验二十四 继电器控灯实验 实验说明 继电器模块是一种用于低电控制高电，保护电路的模块。本实验用到的5V单路继电器模块高电平有效，它有控制指示灯，吸合亮，断开不亮。实验中我们通过控制继电器从而控制一个LED的亮灭。 实验器材 开发板\*1 USB线\*1 5V 单路继电器模块\*1 LED\*1 220Ω 电阻\*1 面包板\*1 正标线若干 杜邦线若干 接线图 连接Keyes UNO R3 ![](media/c09612dd3e0dbf0700aba6dbfcb5a595.jpeg) 连接Keyes 2560 R3 ![](media/46d12c11c177ead23cf49a4f92c1d3b6.jpeg) 测试代码 ``` int Relay = 3; //定义数字口3 void setup() { pinMode(Relay, OUTPUT); //将Relay设置为输出 } void loop() { digitalWrite(Relay, HIGH); //打开继电器 delay(2000); //延时2S digitalWrite(Relay, LOW); //关闭继电器 delay(2000); //延时2S } ``` ### 实验二十五 水蒸气检测显示实验 实验说明 和上面实验一样，这个实验也是用1602 LCD做显示器。这个实验中我们主要用到了水滴水蒸气传感器和1602 LCD。水滴水蒸气传感器是一个模拟传感器，可以制作简单的雨水探测器与液位开关。当传感器表面的湿度上升，输出电压将增大。 实验中我们读取水滴水蒸气传感器信号端的模拟值，然后在1602 LCD显示测试结果。 实验器材 开发板\*1 USB线\*1 1602 LCD\*1 可调电位器\*1 水滴水蒸气传感器\*1 面包板\*1 正标线若干 杜邦线若干 接线图 连接Keyes UNO R3 ![](media/2a6ff2e869c6332cdb991b6791e40a97.jpeg) 连接Keyes 2560 R3 ![](media/3ac66ec29b2fd4799493c55d0556ebaf.jpeg) 测试代码 ``` #include // LCD液晶显示屏库头文件 // 初始化LCD引脚(RS,EN,D4,D5,D6,D7) LiquidCrystal lcd(3, 4, 5, 6, 7, 8); void setup() { lcd.begin(16, 2); // 初始化16列2行的LCD显示屏 // 在LCD第一行打印标题 lcd.setCursor(0,0); // 设置光标位置(第一行开头) lcd.print("Sensor value:"); // 显示"传感器值:" } void loop() { int value = analogRead(A0); // 读取A0模拟口的数值 // 根据数值位数调整显示位置 if(value < 10) // 数值小于10的情况 { lcd.setCursor(0,1); // 设置光标位置(第二行开头) lcd.print(value); // 显示数值 lcd.setCursor(1,1); // 设置清除位置 lcd.print(" "); // 清除多余数字 } if((value >= 10) && (value < 100)) // 数值在10-99之间 { lcd.setCursor(0,1); lcd.print(value); lcd.setCursor(2,1); lcd.print(" "); } if((value >= 100) && (value < 1000)) // 数值在100-999之间 { lcd.setCursor(0,1); lcd.print(value); lcd.setCursor(3,1); lcd.print(" "); } if(value >= 1000) // 数值大于等于1000 { lcd.setCursor(2,0); // 注意：这里显示在第一行第2列 lcd.print(value); } delay(100); // 延时100毫秒 } ``` 测试结果 下载完程序后，上电后，通过电位器调节1602 LCD背光后，我们可以在1602 LCD上看 到水滴水蒸气传感器信号端的模拟值。 ### 实验二十六 声控灯实验 实验说明 麦克风声音传感器是专门用来检测声音的传感器。传感器有S端是模拟输出，是麦克风的电压信号实时输出，通过电位器可调节信号增益。实验中，我通过传感器检测声音大小，从而控制一个LED亮灭。 实验器材 开发板\*1 USB线\*1 麦克风声音传感器\*1 LED\*1 220Ω 电阻\*1 面包板\*1 正标线若干 杜邦线若干 接线图 连接Keyes UNO R3 ![](media/14643d220c05590eb11e45d74c40a503.jpeg) 连接Keyes 2560 R3 ![](media/22717e9792b9462ff6d2ea5345132b30.jpeg) 测试代码 ``` int MIC = 0; //定义声音传感器为模拟0 接口 int LED = 9; //定义LED接口为数字9 接口 int val = 0; //定义数字变量 void setup() { pinMode(LED, OUTPUT); //定义LED 为输出接口 pinMode(MIC, INPUT); //定义声音传感器为输入接口 Serial.begin(9600); //设定波特率为9600 } void loop() { val = analogRead(MIC); //读取声音传感器的模拟值 Serial.println(val); //输出模拟值，并将其打印出来 if(val >= 300) //当模拟值大于300 时LED亮起 { digitalWrite(LED, HIGH); } else { digitalWrite(LED, LOW); } delay(500); } ``` 测试结果 下载完程序后，我们可以检测声音大小，输出模拟值，声音越大，输出越大。当声音大小到达一定数值时，LED亮起，否则LED熄灭。 ### 实验二十七 步进电机实验 实验说明 步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。通俗一点讲：当步进驱动器接收到 一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（及步进角）。你 可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时你也可以通过 控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。 下面这个就是本次实验使用的步进电机 ![](media/ffd29f7fe6040ad38e1edebc8597be31.png) 减速步进电机 直径：28mm 电压：5V 步进角度：5.625 x 1/64 减速比：1/64 5线4相 可以用普通uln2003芯片驱动，也可以接成2相使用 该步进电机空载耗电在50mA以下，带64倍减速器，输出力矩比较大，可以驱动重负 载，极适合开发板使用。注意：此款步进电机带有64倍减速器，与不带减速器的步进 电机相比，转速显得较慢，为方便观察，可在输出轴处粘上一片小纸板。 ![](media/73bd016226e3e794a06c599a6e11cd2c.png) 步进电机(五线四相）驱动板(UL2003)试验板 ![](media/c16005aed5b06a748a5bd5bafd96cd46.jpg) 实验器材 开发板\*1 USB线\*1 减速步进电机\*1 UL2003\*1 杜邦线若干 接线图 连接Keyes UNO R3 ![](media/1e62403cec5848271792558fa0306471.jpeg) 连接Keyes 2560 R3 ![](media/8b38bdb611eb88cb18f0e41b9418ab8d.jpeg) 测试代码 ``` #include // 这里设置步进电机旋转一圈是多少步 #define STEPS 100 // 设置步进电机的步数和引脚 Stepper stepper(STEPS, 11, 10, 9, 8); // 定义变量用来存储历史读数 int previous = 0; void setup() { // 设置电机每分钟的转速为90步 stepper.setSpeed(90); } void loop() { // 获取传感器读数 int val = analogRead(0); // 移动步数为当前读数减去历史读数 stepper.step(val - previous); // 保存历史读数 previous = val; } ``` 测试结果 按照上图接好线，烧录好代码，上电后，5V步进电机转动，转动速度很慢。 ### 实验二十八 姿态传感器实验 实验说明 APDS-9930 在单个 8 引脚封装内提供 I2C 接口兼容的环境亮度传感器 (ALS, Ambient Light Sensor) 和带有红外 LED的接近传感器，其中环境亮度传感器使用双光二极管来近似 0.01 lux照度下低流明性能的人眼视觉反应，提供的高灵敏度使得器件可以在深色玻璃后运作。接近传感器经过完全调校可进行100毫米物体检测，免除终端设备和次组件的工厂校准需求。从明亮的阳光照射到黑暗的房间，接近检测功能都能运作良好。模块中加入微光学透镜提供红外能量的高效率传送和接收，可降低总体功耗。另外，内部状态机可使器件进入低功耗模式，带来极低的平均功耗。 本实验只是简单的测试下这个传感器的基本功能。 实验器材 开发板\*1 USB线\*1 keyes 9930 接近和非接触式手势检测RGB和姿态传感器\*1 杜邦线若干 接线图 连接Keyes UNO R3 ![](media/3d79aa9a0f05e9354f54f1b413eefd94.jpeg) 连接Keyes 2560 R3 ![](media/9aeb9d40b6f00649049b01a19f060a3f.jpeg) 测试代码 ``` #define DUMP_REGS // 定义寄存器调试模式 #include // I2C通信库 #include // APDS-9930传感器库 // 引脚定义 #define APDS9930_INT 2 // 中断引脚(必须使用中断引脚) #define LED_PIN 13 // LED指示灯引脚 // 常量定义 #define PROX_INT_HIGH 600 // 接近中断高阈值 #define PROX_INT_LOW 0 // 接近中断低阈值 // 全局变量 APDS9930 apds = APDS9930(); // 创建APDS-9930对象 float ambient_light = 0; // 环境光强度值 uint16_t ch0 = 0; // 通道0光强度 uint16_t ch1 = 1; // 通道1光强度 uint16_t proximity_data = 0; // 接近检测数据 volatile bool isr_flag = false; // 中断标志位 void setup() { // 初始化LED引脚 pinMode(LED_PIN, OUTPUT); // 设置LED为输出模式 pinMode(APDS9930_INT, INPUT); // 设置中断引脚为输入模式 // 初始化串口通信 Serial.begin(9600); // 设置串口波特率9600 Serial.println(); Serial.println(F("------------------------------")); Serial.println(F("APDS-9930 - ProximityInterrupt")); Serial.println(F("------------------------------")); // 初始化中断服务程序 attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(APDS9930_INT), interruptRoutine, FALLING); // 初始化APDS-9930传感器 if (apds.init()) { Serial.println(F("APDS-9930 initialization complete")); } else { Serial.println(F("Something went wrong during APDS-9930 init!")); } // 设置接近传感器增益 if (!apds.setProximityGain(PGAIN_2X)) { Serial.println(F("Something went wrong trying to set PGAIN")); } // 设置接近中断阈值 if (!apds.setProximityIntLowThreshold(PROX_INT_LOW)) { Serial.println(F("Error writing low threshold")); } if (!apds.setProximityIntHighThreshold(PROX_INT_HIGH)) { Serial.println(F("Error writing high threshold")); } // 启动接近传感器(启用中断) if (apds.enableProximitySensor(true)) { Serial.println(F("Proximity sensor is now running")); } else { Serial.println(F("Something went wrong during sensor init!")); } // 启动光传感器(不启用中断) if (apds.enableLightSensor(false)) { Serial.println(F("Light sensor is now running")); } else { Serial.println(F("Something went wrong during light sensor init!")); } #ifdef DUMP_REGS /* 寄存器调试输出 */ uint8_t reg; uint8_t val; for (reg = 0x00; reg <= 0x19; reg++) { if ((reg != 0x10) && (reg != 0x11)) { apds.wireReadDataByte(reg, val); Serial.print(reg, HEX); Serial.print(": 0x"); Serial.println(val, HEX); } } apds.wireReadDataByte(0x1E, val); Serial.print(0x1E, HEX); Serial.print(": 0x"); Serial.println(val, HEX); #endif } void loop() { // 检测中断标志 if (isr_flag) { // 读取接近值并输出 if (!apds.readProximity(proximity_data)) { Serial.println("Error reading proximity value"); } else { Serial.print("Proximity detected! Level: "); Serial.print(proximity_data); Serial.print(" "); } // 读取光强度值(环境光,通道0,通道1) if (!apds.readAmbientLightLux(ambient_light) || !apds.readCh0Light(ch0) || !apds.readCh1Light(ch1)) { Serial.println(F("Error reading light values")); } else { Serial.print(F("Ambient: ")); Serial.print(ambient_light); Serial.print(F(" Ch0: ")); Serial.print(ch0); Serial.print(F(" Ch1: ")); Serial.println(ch1); } // LED指示灯闪烁 digitalWrite(LED_PIN, HIGH); // 点亮LED delay(300); // 保持300ms digitalWrite(LED_PIN, LOW); // 关闭LED // 清除中断标志和中断状态 isr_flag = false; if (!apds.clearProximityInt()) { Serial.println("Error clearing interrupt"); } } } // 中断服务程序 void interruptRoutine() { isr_flag = true; // 设置中断标志 } ``` 测试结果 打开串口监视器，显示如下图。 ![](media/9d02169f800388120e1e9745e6f4995c.png) ### 实验二十九 震动检测传感器实验 实验说明 震动检测传感器是基于压电陶瓷片的模拟震动传感器，是利用压电陶瓷给电信号产生震动的反变换过程，当压电陶瓷片震动时就会产生电信号。它可与Arduino专用传感器扩展板结合使用，Arduino模拟口能感知微弱的震动电信号，可实现与震动有相关的互动作品，比如电子鼓互动作品。 这个实验中，我们将模拟电压陶瓷震动传感器依照程序接入Arduino UNO控制器模拟口A0，观察当震动程度不同时，串口的输出值。 实验器材 开发板\*1 USB线\*1 震动检测传感器\*1 杜邦线若干 接线图 连接Keyes UNO R3 ![](media/f93e1a1a601e6d819d75cfc9fae1eee9.jpeg) 连接Keyes 2560 R3 ![](media/24be91a9b7235e8655f55492055d85f0.jpeg) 测试代码 ``` void setup() { Serial.begin(9600); //打开串口，设置串口波特率为 9600bps } void loop() { int val; val = analogRead(0); //将模拟压电陶瓷震动传感器连接到模拟接口 0 Serial.print("Vibration is "); Serial.println(val, DEC); //通过串口打印读取到的模拟值 delay(100); } ``` 测试结果 当你检测到不同程度震动时，反馈回此时的测量值。如下图所示，此图是当将震动传 感器贴到 A4 纸中央上，绷直 A4 纸，敲击 A4一边，串口反馈回来的数据示意图。 ![](media/da8ceb016664a169fdedf038f3446075.png) ## 相关资料链接地址 [https://pan.baidu.com/s/1pKIxC2B](https://pan.baidu.com/s/1pKIxC2B)