PinLab Docs

Научившись подключать и управлять светодиодным индикатором попробуем использовать его для отображения данных. Сконструируем простейший секундомер, который отсчитывает и отображает секунды от 0 до 9.

Оставим схему, собранную на прошлом эксперименте. Рисунок 1. Электрическая принципиальная схема эксперимента

Рисунок 2. Монтажная схема эксперимента

Exp26.ino

int segments[7] = {14, 13, 4, 5, 12, 16, 15}; // ABCDEFG
 
int digits[10][7] = {
    {1, 1, 1, 1, 1, 1, 0}, // 0
    {0, 1, 1, 0, 0, 0, 0}, // 1
    {1, 1, 0, 1, 1, 0, 1}, // 2
    {1, 1, 1, 1, 0, 0, 1}, // 3
    {0, 1, 1, 0, 0, 1, 1}, // 4
    {1, 0, 1, 1, 0, 1, 1}, // 5
    {1, 0, 1, 1, 1, 1, 1}, // 6
    {1, 1, 1, 0, 0, 0, 0}, // 7
    {1, 1, 1, 1, 1, 1, 1}, // 8
    {1, 1, 1, 1, 0, 1, 1}, // 9
};
 
void draw_time(int digit) {
  for (int i = 0; i < 7; i++) {
    if (digits[digit][i]) digitalWrite(segments[i], HIGH);
    else digitalWrite(segments[i], LOW); 
  } 
}
 
void setup() {
  for (int i = 0; i < 7; i++){
    pinMode(segments[i], OUTPUT); 
  } 
}
 
void loop() {
  for (int i = 0; i < 7; i++) {
    draw_time(i);
    delay(1000); 
  }  
}

В этой программе мы записали номера выводов микроконтроллера, к которым подключены сегменты индикатора, в массив segments. Порядок перечисления сегментов указан в комментарии в этой строке.

В строке 3 объявляем массив, в котором описываем цифры от 0 до 9 и какие сегменты должны светиться на индикаторе, чтобы эту цифру отобразить, а какие должны быть потушены. Для описания этого мы использовали двумерный массив. Это массив, у которого каждый из элементов является тоже массивом. Посмотрим внимательнее: элементом под индексом 0 у массива digits является массив {1, 1, 1, 1, 1, 1, 0}. Это перечисление состояний сегментов для отображения цифры 0. Порядок перечисления соответствует порядку в массиве segments. Это важно и потребуется нам для отображения цифр.

В основном цикле программы мы перебираем все элементы цифры от 0 до 9 включительно. Обрати внимание на оператор меньше или равно ⇐ в цикле for.

void loop() {
  for (int i = 0; i <= 9; i++) {
    draw_time(i);
    delay(1000); 
  }  
}

Рассмотрим код функции draw_time, которая предназначена для отображения цифры, передаваемой ей в качестве параметра.

void draw_time(int digit) {
  for (int i = 0; i < 7; i++) {
    if (digits[digit][i]) digitalWrite(segments[i], HIGH);
    else digitalWrite(segments[i], LOW); 
  } 
}

Получается, что функция получила данные о том какие сегменты ей нужно включить, а какие выключить. Соответственно она должна это исполнить. Для этого она проходит по всем элементам массива сегментов, как обычно, с помощью оператора in, но в этот раз мы использовали еще оператор enumerate. Обычно оператор in перебирая элементы массива записывает в переменную содержимое элемента массива, его значение, а enumerate(digit) создает последовательность кортежей, состоящих из индексов и значений. В кортеже el в элементе 0 оказывается индекс, а в элементе 1 значение.

Номер индекса нам нужен, чтобы обратиться по нему к нужному сегменту, а его значение, чтобы знать что с ним делать – — зажигать или тушить.

        if (el[1]):
            Pin(segments[el[0]]).on()
        else:
            Pin(segments[el[0]]).off()

Если сегмент должен быть включен (el[1] истинно), то нужно его зажечь. Номер пина, который нужно включить записан в переменной segments в элементе с индексом, который мы берем из el[0]. Именно поэтому мы сделали так, что последовательность пинов в массиве segments соответствует им в массиве digits, чтобы у них были одинаковые индексы.

Не совсем обычным является и то, как мы зажигаем сегменты. Pin(segments[el[0]]).on(). Обычно мы создавали объект Pin, записывали его в переменную и оперировали с ней. Сейчас мы сделали тоже самое, только не создавали отдельную переменную, а сделали все сразу. Просто нам не нужна эта переменная в будущем, поэтому мы ее не создавали и для краткости записи сделали так.