Arduino基础入门篇18—数字时钟

Arduino不但有外部中断，还有定时器中断，不同Arduino开发板其定时器数量及性能也各不相同，这取决于开发板主控制器。Uno R3开发板有三个定时器，本篇通过使用定时器库「TimerOne」来更新数码管显示，制作一个数字时钟。

Arduino提供了丰富的库，关于定时器的库包括「TimerOne」、「MsTimer2」等，更多的支持库的信息可从官网获取Libraries for Arduino。

1. 定时器库安装

在IDE中点击「项目」—「加载库」—「管理库」，查找「TimerOne」进行安装。

2. 实验材料

• Uno R3开发板
• 配套USB数据线
• 面包板及配套连接线
• 四位共阴极数码管
• 4个220Ω限流电阻

3. 实验步骤

1. 根据原理图搭建电路。

根据四位数码管的引脚图，a,b,c,d,e,f,g,dp引脚分别连接开发板的数字引脚7，6，5，10，11，8，9，4。数码管的1，2，3，4引脚分别串联220Ω限流电阻，电阻另一端分别连接开发板的数字引脚2，3，12，13。

实验原理图如下图所示：

实物连接图如下图所示：

2. 新建sketch，拷贝如下代码替换自动生成的代码并进行保存。

/*
   SevTimer
   使用定时器驱动四位数码管实现数字时钟显示
*/
#include "TimerOne.h"
#include "SevSeg.h"

SevSeg sevseg;

int Fen = 0;
int Miao = 0;

byte numDigits = 4; //数码管位数
byte digitPins[] = {2, 3, 12, 13}; //数码管公共极连接Arduino的引脚
byte segmentPins[] = {7, 6, 5, 10, 11, 8, 9, 4}; //数码管a,b,c,d,e,f,g,dp对应引脚
byte hardwareConfig = COMMON_CATHODE ; // 共阴极数码管

void setup() {
  sevseg.begin(hardwareConfig, numDigits, digitPins, segmentPins); //初始化数码管

  Timer1.initialize(1000000);//初始化定时器为1s
  Timer1.attachInterrupt( timerIsr );//设置中断回调函数
}

void loop() {
  sevseg.setNumber(Fen * 100 + Miao, -1); //设置要显示的数据，不显示小数点
  sevseg.refreshDisplay(); // 必须重复运行刷新数码管显示
}

void timerIsr()//定时器中断处理函数
{
  Miao++;
  if (Miao > 59)
  {
    Miao = 0;
    Fen++;
    if (Fen > 59)
      Fen = 0;
  }
}

3. 连接开发板，设置好对应端口号和开发板类型，进行程序下载。

4. 实验现象

数码管1秒计数一次，满60秒分钟加一，实现数字时钟效果。

5. 实验分析

数码管驱动依旧使用「SevSeg」，具体使用方法在前面文章有所介绍。在setup()中使用 Timer1.initialize(1000000)来初始化定时器，括号内为定时周期，以微妙为单位，所以这里的1000000为1秒。然后使用Timer1.attachInterrupt( timerIsr )来设置中断回调函数。我们在程序中要实现timerIsr()函数，在里面实现分钟和秒数的控制。

有了定时器，有了数码管，我们可以很方便的实现一些跟时钟有关的制作，你可以结合数码管和蜂鸣器，来实现倒计时提示的制作。