任务2.1 LED二极管跑马灯控制_基于Proteus的Arduino可视化编程应用技术-QQ阅读女频古言网

书名：基于Proteus的Arduino可视化编程应用技术
作者名：石从刚宋剑英陈萌编著
本章字数：1945字
更新时间：2021-12-17 16:08:28

任务2.1 LED二极管跑马灯控制

任务目标

使用Arduino的数字IO0~IO7引脚分别控制LED发光二极管，实现8个LED发光二极管按照跑马灯花样显示，仿真硬件电路如图2-1所示。

图2-1 8个发光二极管显示电路

［任务重点］

● 用“决策块”图框编写分支结构

● 跑马灯花样显示特点

● 所有LED发光二极管亮或暗的结构流程图绘制

● 判断LED发光二极管从左到右显示了一遍

● 编译并运行、观察仿真结果

任务实施

2.1.1 硬件电路绘制

1）绘制好一个电阻和一个二极管的连接电路，方法如任务1.1所述，电路如图2-2所示。

图2-2 电路块的选择

2）采用块复制的方法可以快速完成其他电阻和二极管连接电路的绘制。选择要复制的电路块，在电路的左上角按住左键拖动到电路的右下角再松开左键，如图2-2所示。被选中的电路四周有黑色的虚线框，元器件呈红色。

3）单击“块复制”按钮，能复制出其他电阻和二极管连接电路，如图2-2所示。

4）完善其余连线。

5）放置I/O端口并双击编辑端口号。

6）放置电源地并连接到电路，完成图2-1电路绘制。

2.1.2 SETUP结构流程图绘制

SETUP结构流程图的绘制需要用到流程图框工具条中的“分配块”和“决策块”，如图2-3所示。

（1）放置“分配块”图框

1）拖动“分配块”到SETUP结构流程图中，如图2-4所示。

2）双击“分配块”，弹出“编辑分配块”对话框，如图2-5所示。

图2-3 流程图框工具条中的“分配块”和“决策块”图

图2-4 SETUP结构流程图

图2-5 “编辑分配块”对话框

3）单击左下角“新建”按钮，弹出“新建变量”对话框，如图2-6所示。在“命名”文本框中输入j（变量名可以任意），在“类型”下拉列表中选择“INTEGER（整型）”选项。

图2-6 “新建变量”对话框

4）单击“确定”按钮，回到“编辑分配块”对话框，整型变量j定义成功，如图2-7a所示。

5）在“分配”下拉列表框选择“j”，在右边文本框中输入0，具体如图2-7b所示。

图2-7 设置整型变量j

a）定义整型变量j b）设置“分配”属性

6）单击“确定”按钮，绘制的SETUP结构流程图如图2-8所示。

图2-8 SETUP结构流程图（添加分配块）

（2）放置“决策块”

拖动“决策块”图框到SETUP结构流程图，双击“决策块”，弹出“编辑条件块”对话框，如图2-9所示。在“条件”文本框中输入“j>7”，单击“确定”按钮，完成的SETUP结构流程图如图2-10所示。

图2-9 放置“决策块”图框设置

（3）完成“决策块”另一出口连线

具体连线操作示意图如图2-11所示。

图2-10 SETUP结构流程图（添加决策块）

图2-11 连线操作示意图

（4）继续完善SETUP结构流程图

如图2-12所示，继续完善SETUP结构流程图。

图2-12 完善SETUP流程图

2.1.3 LOOP结构流程图绘制

由于LOOP结构流程图中所有图框已经用过，具体绘制过程不再说明，按照图2-13所示绘制LOOP结构流程图。

图2-13 LOOP流程图

2.1.4 仿真运行

单击“仿真运行”按钮，观察仿真结果。

相关知识

2.1.5 “分配块”图框里变量的算术运算

可视化结构流程图绘制时，通过“分配块”实现对变量的算术运算，具体的运算符含加“+”、减“-”、乘“*”、除“/”、求余“%”等运算，比如j=j+1、j=j-1、j=j*10、j=j/10、j=j%10、j=i+10等都是合法的运算。

也可通过系统自带的函数对变量进行相应的计算，自带的函数列表如图2-14所示。

2.1 仿真动画

图2-14 自带的函数列表

2.1.6 “决策块”里的条件设置

“决策块”用来设定结构流程图的条件，根据条件满足和不满足时分别执行相应的分支流程（YES或NO分支），从而实现两分支和多分支程序设计，“决策块”里能设置的条件有大于“>”、小于“<”、大于或等于“>=”、小于或等于“<=”、等于“=”、不等于“!=”，比如j>7，j<3，j>=5，j<=10，j=3，j!=6等都是合法的分支条件。

2.1.7 结构流程图结构分类

结构流程图从结构上分为顺序结构、分支结构、循环结构3类。这里只介绍顺序结构和分支结构。

（1）顺序结构

顺序结构实现流程图中的图框按从上到下依次执行。任务1.3中的SETUP和LOOP结构流程图均为顺序结构流程图。

（2）分支结构

分支结构流程图中用到了“决策块”图框，“决策块”图框执行后下一步执行“YES”分支还是“NO”分支要根据“决策块”图框里条件是否满足。

任何结构流程图从总体上说都是顺序结构，因为流程图的执行总体上是按顺序从上往下依次执行，如果遇到“决策块”图框，可以选择不同路径继续执行，到最后都要结束流程图的执行（LOOP结构流程图总体上也是顺序结构，但不结束执行）。

2.1.8 SETUP结构流程图功能说明

SETUP结构流程图通过一个分支结构对IO0~IO7引脚的模式进行定义，均定义为输出模式，SETUP结构流程图功能说明如图2-15所示。

图2-15 SETUP结构流程图功能说明

2.1.9 LOOP结构流程图功能说明

LOOP结构流程图的上半部分，通过j变量控制引脚号，使IO0~IO7引脚分别输出高电平，并延时500ms，看到跑马灯的效果；LOOP结构流程图的下半部分，通过j变量控制引脚号，使IO0~IO7引脚分别输出为低电平，所有灯熄灭，并延时500ms，为下一次跑马灯的效果做准备。LOOP结构流程图功能说明如图2-16所示。

图2-16 LOOP结构流程图功能说明

任务拓展

1）硬件电路不变，实现从右往左的跑马灯效果。

2）修改硬件，用IO1、IO2、IO4、IO6、IO7、IO8、IO9、IO10数字引脚控制发光二极管，设计硬件电路和绘制结构流程图，实现跑马灯的效果。