使用Arduino UNO構(gòu)建4位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器

描述

在這個(gè)項(xiàng)目中，我們使用 Arduino UNO 構(gòu)建一個(gè) 4 位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器。我們一生都在處理十進(jìn)制數(shù)，在我們高中/大學(xué)時(shí)代突然變成二進(jìn)制可能會(huì)推遲一些學(xué)生特別是數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)、開關(guān)理論和布爾代數(shù)等科目，以便在這些科目中獲得清晰度人們可以構(gòu)建這個(gè)有趣的項(xiàng)目來了解理論。

它有什么作用？

顧名思義，這個(gè)項(xiàng)目是一個(gè)計(jì)數(shù)器，它僅從零計(jì)數(shù)到十五，同時(shí)以8-4-2-1 代碼或二進(jìn)制代碼表示它們。每個(gè) LED 都會(huì)發(fā)光以顯示位置值，通過將發(fā)光 LED 的所有單個(gè)數(shù)字相加，可以找出等效的十進(jìn)制數(shù)。還是不清楚？查看此表以更加清晰。

因此，最左邊的 LED（綠色）代表數(shù)字 1，紅色 LED 代表數(shù)字 2，黃色代表 4，藍(lán)色代表 8。因此，為了代表數(shù)字 5，我們必須打開綠色和黃色 LED（ 1 + 4 = 5）。現(xiàn)在你掌握了竅門！

代表數(shù)字 5 的綠色和黃色 LED 發(fā)光。

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如何開始？

對(duì)于這個(gè)項(xiàng)目，我們首先要開發(fā)代碼，然后在TinkerCAD （可選）上對(duì)其進(jìn)行模擬，以確保一切正常，然后我們從硬件開始。

代碼

對(duì)于這個(gè)項(xiàng)目，代碼非常簡單。我們首先聲明我們將在項(xiàng)目中使用的引腳的變量。現(xiàn)在為了控制四個(gè) LED，我們將需要 4 個(gè)引腳，聲明如下。還聲明了一個(gè) timr 變量用于設(shè)置延遲。計(jì)數(shù)器被初始化。

int pin1=11;
int pin2=10;
int pin3=9;
int pin4=8;
int i=0;
int timr=1000;

所有這些引腳現(xiàn)在都在 setup() 中聲明為輸出引腳，因?yàn)槲覀儗⑹褂盟鼈兺ㄟ^ Arduino 提供輸出來點(diǎn)亮 LED。

void setup() {
// put your setup code here, to run once:

pinMode(pin1,OUTPUT);
pinMode(pin2,OUTPUT);pinMode(pin3,OUTPUT);pinMode(pin4,OUTPUT);
}

現(xiàn)在對(duì)于計(jì)數(shù)算法，最初我們將所有 LED 設(shè)置為低電平以表示小數(shù)點(diǎn)零。然后我們開始增加代碼中前面聲明的計(jì)數(shù)器。該計(jì)數(shù)器的工作原理如下：

count % 2 = 0 表示偶數(shù)，1 表示奇數(shù)。

count % 4 = 2 或 3 當(dāng) count 是 2 或 3 的倍數(shù)時(shí)。

當(dāng) count 是 4、5、6 或 7 的倍數(shù)時(shí)，count % 8 = 4、5、6 或 7。

count % 16 = 15, 14, 13, 12, 10, 9, 8 對(duì)于 8 到 15 之間的數(shù)字。

void loop() {
// put your main code here, to run repeatedly:
digitalWrite(pin4,LOW);digitalWrite(pin3,LOW);digitalWrite(pin2,LOW);digitalWrite(pin1,LOW);
delay(timr);
i++;
if((i % 2) > 0) { digitalWrite(pin1, HIGH); } else { digitalWrite(pin1, LOW); }
if((i % 4) > 1) { digitalWrite(pin2, HIGH); } else { digitalWrite(pin2, LOW); }
if((i % 8) > 3) { digitalWrite(pin3, HIGH); } else { digitalWrite(pin3, LOW); }
if((i % 16) > 7) { digitalWrite(pin4, HIGH); } else { digitalWrite(pin4, LOW); }
delay(timr);
}

現(xiàn)在我們已準(zhǔn)備好上傳此代碼，但在此之前我們需要進(jìn)行硬件設(shè)置。

硬件

首先，我們需要在面包板上設(shè)置四個(gè) LED（綠色、紅色、黃色、藍(lán)色）及其各自在面包板上的限流電阻。可以按照規(guī)定遵循 LED 的順序以進(jìn)行后續(xù)操作。

這里 LEDS 的負(fù)極端子與電阻器相連。

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現(xiàn)在我們需要連接 Arduino 來為電路板供電并控制 LED。如源代碼中所述，我們將使用引腳 11、10、9 和 8 作為輸出引腳。引腳 11 連接到綠色 LED，引腳 10 連接到紅色 LED，依此類推。這里的 8-4-2-1 代碼將如下所示，

值 1 - 綠色 LED

值 2 - 紅色 LED

值 4 - 黃色 LED

值 8 - 藍(lán)色 LED

Arduino 的 GND 引腳連接到面包板以創(chuàng)建一個(gè)公共接地，可用于使用小型跳線完成電路。

紅色小跳線用于完成各個(gè) LED 的電路。

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代碼編譯和硬件設(shè)置完成后，我們就可以將 Arduino 連接到 PC 以啟動(dòng)項(xiàng)目。我已經(jīng)使用我的 PC 為 Arduino 供電，但 9V 電池也可以很容易地用于相同的目的。

無線電電池可用于為 Arduino 供電。

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現(xiàn)在剩下要做的就是將所有這些組件放入一個(gè)箱子中。

我真的希望你喜歡這個(gè)有趣的小項(xiàng)目，它可以作為你進(jìn)一步學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。干杯！