汽車單片機(jī)技術(shù)項(xiàng)目四

汽車信息反饋系統(tǒng)控制學(xué)習(xí)任務(wù)13

汽車LED數(shù)碼管的控制【任務(wù)描述】LED數(shù)碼管在一些汽車上應(yīng)用很多，它可以用來(lái)顯示車速、距離和時(shí)間等，但是這些數(shù)碼管是如何控制的呢？下面請(qǐng)同學(xué)們通過(guò)學(xué)習(xí)LED數(shù)碼管的基本原理、硬件連接、控制應(yīng)用等知識(shí)，練習(xí)編寫單片機(jī)編程指令來(lái)實(shí)現(xiàn)汽車LED數(shù)碼管的控制吧！【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

1.能夠識(shí)別LED數(shù)碼管的各個(gè)引腳。2.能夠完成單片機(jī)編程指令編寫。項(xiàng)目四

汽車信息反饋系統(tǒng)控制1.LED數(shù)碼管的基本原理

LED數(shù)碼管（LEDSegmentDisplays）是由多個(gè)發(fā)光二極管封裝在一起組成“8”字型的器件，引線已在內(nèi)部連接完成，只需引出它們的各個(gè)筆劃，公共電極。一位LED數(shù)碼管常用段數(shù)一般為7段有的另加一個(gè)小數(shù)點(diǎn)，LED數(shù)碼管常用的位數(shù)有1，2，3，4，5，6，8，10位等等，顏色有紅，綠，藍(lán)，黃等幾種。LED數(shù)碼管如圖4-1所示。

圖4-1

LED數(shù)碼管項(xiàng)目四

汽車信息反饋系統(tǒng)控制LED數(shù)碼管可以是共陽(yáng)極或共陰極的。在共陽(yáng)極數(shù)碼管中，所有的陽(yáng)極連接在一起，而在共陰極數(shù)碼管中，所有的陰極連接在一起。這意味著在驅(qū)動(dòng)它們時(shí)需要不同的電極極性。為了顯示數(shù)字或字符，LED數(shù)碼管需要一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路。這個(gè)電路通常包括數(shù)字信號(hào)輸入、極性控制（共陽(yáng)極或共陰極）、電流控制等元件。每個(gè)數(shù)字或字符的顯示需要設(shè)置相應(yīng)的LED段，通過(guò)控制相應(yīng)的極性和LED段，可以形成所需的數(shù)字或字符。通過(guò)調(diào)整電流的大小，可以控制LED數(shù)碼管的亮度。通常，亮度較高的電流會(huì)使LED更亮，而較低的電流則會(huì)使其變暗。LED數(shù)碼管基于LED技術(shù)，通過(guò)控制LED段的亮滅來(lái)顯示數(shù)字和字符。它們廣泛應(yīng)用于數(shù)字顯示器、計(jì)數(shù)器、時(shí)鐘、溫度計(jì)和各種儀表和設(shè)備中，以提供可視化的數(shù)字信息。項(xiàng)目四

汽車信息反饋系統(tǒng)控制2.LED數(shù)碼管的應(yīng)用LED數(shù)碼管廣泛用于儀表，時(shí)鐘，車站，家電等場(chǎng)合。選用時(shí)要注意產(chǎn)品尺寸顏色，功耗，亮度，波長(zhǎng)等。LED數(shù)碼管通過(guò)對(duì)其不同的管腳輸入相對(duì)的電流，會(huì)使其發(fā)亮，從而顯示出數(shù)字能夠顯示時(shí)間、日期、溫度等所有可用數(shù)字表示的參數(shù)。由于它的價(jià)格便宜，使用簡(jiǎn)單，在電器特別是家電領(lǐng)域應(yīng)用極為廣泛，空調(diào)、熱水器、冰箱等等。絕大多數(shù)熱水器用的都是數(shù)碼管，其他家電也用液晶屏與熒光屏，如圖4-2。

圖4-2

LED數(shù)碼管的應(yīng)用LED數(shù)碼管在汽車中提供了一種可靠且直觀的方式來(lái)顯示各種車輛信息，提供駕駛?cè)撕统丝陀嘘P(guān)車輛性能和狀態(tài)的重要信息，有助于提高駕駛?cè)说陌踩院捅憷?，同時(shí)提供了對(duì)車輛性能和狀態(tài)的實(shí)時(shí)了解。汽車的儀表板通常包括LED數(shù)碼管顯示車速和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、燃油油量、發(fā)動(dòng)機(jī)溫度和外部溫度或空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)定溫度、車輛的時(shí)間和日期等信息。項(xiàng)目四

汽車信息反饋系統(tǒng)控制3.LED數(shù)碼管的控制1）一位數(shù)碼管按發(fā)光二極管單元連接方式可分為共陽(yáng)極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管，如圖4-3所示。共陽(yáng)數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽(yáng)極接到一起形成公共陽(yáng)極（COM）的數(shù)碼管，共陽(yáng)數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極COM接到VCC上，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮，當(dāng)某一字段的陰極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極（COM）的數(shù)碼管，共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極COM接到地線GND上，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陽(yáng)極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮，當(dāng)某一字段的陽(yáng)極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。

本次實(shí)驗(yàn)用的是共陰極的數(shù)碼管，共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極接到GND，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陽(yáng)極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)熄滅。當(dāng)某一字段的陽(yáng)極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。介紹完原理，我們開始準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)用元器件見表4-1。表4-1

LED數(shù)碼管實(shí)驗(yàn)器件器件數(shù)量ArduinoUNO控制器1USB下載線1一位數(shù)碼管1220Ω直插電阻8面包板1面包線12圖4-3

共陰和共陽(yáng)LED數(shù)碼管器件數(shù)量ArduinoUNO控制器1USB下載線1一位數(shù)碼管1220Ω直插電阻8面包板1面包線12項(xiàng)目四

汽車信息反饋系統(tǒng)控制參考圖4-4連接好電路。數(shù)碼管共有七段顯示數(shù)字的段，還有一個(gè)顯示小數(shù)點(diǎn)的段。當(dāng)讓數(shù)碼管顯示數(shù)字時(shí)，只要將相應(yīng)的段點(diǎn)亮即可。例如：讓數(shù)碼管顯示數(shù)字1，則將b、c段點(diǎn)亮即可。將每個(gè)數(shù)字寫成一個(gè)子程序。在主程序中每隔1s顯示一個(gè)數(shù)字，讓數(shù)碼管循環(huán)顯示1～8數(shù)字。每一個(gè)數(shù)字顯示的時(shí)間由延時(shí)時(shí)間來(lái)決定，時(shí)間設(shè)置的大些，顯示的時(shí)間就長(zhǎng)些，時(shí)間設(shè)置的小些，顯示的時(shí)間就短?？刂瞥绦蛟趕etup（）前面定義了一系列的數(shù)字顯示子程序，這些子程序的定義可以方便在loop（）中使用，使用時(shí)只需將子程序的名寫上即可，程序定義參考如圖4-5所示。

圖4-4

一位數(shù)碼管共陰連線

圖4-5

程序定義圖項(xiàng)目四

汽車信息反饋系統(tǒng)控制參考程序：//設(shè)置控制各段的數(shù)字IO腳inta=7;//定義數(shù)字接口7連接a段數(shù)碼管intb=6;//定義數(shù)字接口6連接b段數(shù)碼管intc=5;//定義數(shù)字接口5連接c段數(shù)碼管intd=11;//定義數(shù)字接口11連接d段數(shù)碼管inte=10;//定義數(shù)字接口10連接e段數(shù)碼管intf=8;//定義數(shù)字接口8連接f段數(shù)碼管intg=9;//定義數(shù)字接口9連接g段數(shù)碼管inth=4;//定義數(shù)字接口4連接h段數(shù)碼管voiddigital_1（void）{

//顯示數(shù)字1digitalWrite（a,LOW）;digitalWrite（b,HIGH）;digitalWrite（c,HIGH）;digitalWrite（e,LOW）;digitalWrite（d,LOW）;digitalWrite（f,LOW）;digitalWrite（g,LOW）;digitalWrite（h,LOW）;}voiddigital_2（void）{

//顯示數(shù)字2digitalWrite（a,HIGH）;digitalWrite（b,HIGH）;digitalWrite（c,LOW）;digitalWrite（e,HIGH）;digitalWrite（d,HIGH）;digitalWrite（f,LOW）;digitalWrite（g,HIGH）;digitalWrite（h,LOW）;}voiddigital_3（void）{

//顯示數(shù)字3digitalWrite（a,HIGH）;digitalWrite（b,HIGH）;digitalWrite（c,HIGH）;digitalWrite（e,LOW）;digitalWrite（d,HIGH）;digitalWrite（f,LOW）;digitalWrite（g,HIGH）;digitalWrite（h,LOW）;}voiddigital_4（void）{

//顯示數(shù)字4digitalWrite（c,HIGH）;digitalWrite（b,HIGH）;digitalWrite（f,HIGH）;digitalWrite（g,HIGH）;digitalWrite（h,LOW）;digitalWrite（a,LOW）;digitalWrite（e,LOW）;digitalWrite（d,LOW）;}voiddigital_5（void）{

//顯示數(shù)字5digitalWrite（a,HIGH）;digitalWrite（b,LOW）;digitalWrite（c,HIGH）;digitalWrite（d,HIGH）;digitalWrite（e,LOW）;digitalWrite（f,HIGH）;digitalWrite（g,HIGH）;digitalWrite（h,LOW）;}voiddigital_6（void）{

//顯示數(shù)字6digitalWrite（a,HIGH）;digitalWrite（f,HIGH）;digitalWrite（g,HIGH）;digitalWrite（c,HIGH）;digitalWrite（d,HIGH）;digitalWrite（h,LOW）;digitalWrite（b,LOW）;digitalWrite（e,HIGH）;}voiddigital_7（void）{

//顯示數(shù)字7digitalWrite（a,HIGH）;digitalWrite（f,LOW）;digitalWrite（g,LOW）;digitalWrite（c,HIGH）;digitalWrite（d,LOW）;digitalWrite（h,LOW）;digitalWrite（b,HIGH）;digitalWrite（e,LOW）;}voiddigital_8（void）{

//顯示數(shù)字8digitalWrite（a,HIGH）;digitalWrite（f,HIGH）;digitalWrite（g,HIGH）;digitalWrite（c,HIGH）;digitalWrite（d,HIGH）;digitalWrite（h,LOW）;digitalWrite（b,HIGH）;digitalWrite（e,HIGH）;}voiddigital_9（void）{

//顯示數(shù)字9digitalWrite（a,HIGH）;digitalWrite（f,HIGH）;digitalWrite（g,HIGH）;digitalWrite（c,HIGH）;digitalWrite（d,HIGH）;digitalWrite（h,LOW）;digitalWrite（b,HIGH）;digitalWrite（e,LOW）;}voidsetup（）{inti;//定義變量for（i=4;i<=11;i++）pinMode（i,OUTPUT）;//設(shè)置4～11引腳為輸出模式}voidloop（）{while（1）{}digital_1（）;//顯示數(shù)字1delay（1000）;//延時(shí)1sdigital_2（）;//顯示數(shù)字2delay（1000）;//延時(shí)1sdigital_3（）;//顯示數(shù)字3delay（1000）;//延時(shí)1sdigital_4（）;//顯示數(shù)字4delay（1000）;//延時(shí)1sdigital_5（）;//顯示數(shù)字5delay（1000）;//延時(shí)1sdigital_6（）;//顯示數(shù)字6delay（1000）;//延時(shí)1sdigital_7（）;//顯示數(shù)字7delay（1000）;//延時(shí)1sdigital_8（）;//顯示數(shù)字8delay（1000）;//延時(shí)1sdigital_9（）;//顯示數(shù)字8delay（1000）;//延時(shí)1s}}項(xiàng)目四

汽車信息反饋系統(tǒng)控制2）四位數(shù)碼管下面的實(shí)驗(yàn)是使用arduino

UNO驅(qū)動(dòng)一塊共陽(yáng)四位數(shù)碼管，如圖4-6所示。四位數(shù)碼管的8個(gè)顯示引腳是對(duì)應(yīng)連在一起的，每一位的公共極單獨(dú)印出來(lái)。驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管限流電阻肯定是必不可少的，限流電阻有兩種接法，一種是在d1-d4陽(yáng)極接，總共接4顆。這種接法好處是需求電阻比較少，但是會(huì)產(chǎn)生每一位上顯示不同數(shù)字亮度會(huì)不一樣，1最亮，8最暗。另外一種接法就是在其他8個(gè)引腳上接，這種接法亮度顯示均勻，但是用電阻較多。本次實(shí)驗(yàn)使用8個(gè)220Ω電阻。四位數(shù)碼管總共有12個(gè)引腳，小數(shù)點(diǎn)朝下正放在面前時(shí)，左下角為1，其他管腳順序?yàn)槟鏁r(shí)針旋轉(zhuǎn)。左上角為最大的12號(hào)管腳，如圖4-7所示。

圖4-7

共陰四位數(shù)碼管引腳實(shí)物圖圖4-6

共陽(yáng)四位數(shù)碼管項(xiàng)目四

汽車信息反饋系統(tǒng)控制圖4-8所示為數(shù)碼管的參考說(shuō)明手冊(cè)。

準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)用元器件見表4-2。器件數(shù)量ArduinoUNO控制器1USB下載線1四位數(shù)碼管1220Ω直插電阻8面包板1面包線12請(qǐng)按圖4-9連接硬件。

圖4-9

共陽(yáng)四位數(shù)碼管的連線圖圖4-8

四位數(shù)碼管參考說(shuō)明手冊(cè)表4-2四位LED數(shù)碼管實(shí)驗(yàn)器件項(xiàng)目四

汽車信息反饋系統(tǒng)控制共陽(yáng)四位數(shù)碼管的顯示基本原理是依次顯示四位數(shù)字，顯示哪位數(shù)字就另哪位的公共極端高電壓，其余三位的公共極為低電壓。當(dāng)四位數(shù)字的刷新率達(dá)到一定速度時(shí)，利用人眼視覺殘留現(xiàn)象，就產(chǎn)生了四位數(shù)字一起亮的效果。將下面計(jì)數(shù)器程序編譯下載到單片機(jī)中，實(shí)現(xiàn)四位數(shù)碼管每s計(jì)數(shù)增加1。項(xiàng)目四

汽車信息反饋系統(tǒng)控制【課后作業(yè)】1.控制1個(gè)一位LED數(shù)碼管，要求獨(dú)立完成繪制連線圖和硬件連接，初始化顯示0，實(shí)現(xiàn)按動(dòng)一個(gè)觸點(diǎn)開關(guān)一次，顯示數(shù)字增加1。2.控制1個(gè)四位LED數(shù)碼管，要求獨(dú)立完成繪制連線圖和硬件連接，初始化顯示0，實(shí)現(xiàn)按動(dòng)一個(gè)觸點(diǎn)開關(guān)一次，顯示數(shù)字增加1。項(xiàng)目四

汽車信息反饋系統(tǒng)控制學(xué)習(xí)任務(wù)14

汽車LEDRGB模塊控制【任務(wù)描述】當(dāng)前汽車上的儀表對(duì)LEDRGB的應(yīng)用越來(lái)越多，大多數(shù)汽車都會(huì)使用LEDRGB模塊來(lái)顯示或者強(qiáng)調(diào)一下車輛當(dāng)前裝調(diào)或者問(wèn)題，但是這些LEDRGB模塊是如何控制的呢？下面請(qǐng)同學(xué)們通過(guò)學(xué)習(xí)LEDRGB的基本原理、硬件連接、控制應(yīng)用等知識(shí)，練習(xí)編寫單片機(jī)編程指令來(lái)實(shí)現(xiàn)汽車LEDRGB的控制吧！【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

1.能夠識(shí)別LEDRGB的四個(gè)引腳。

2.能夠完成單片機(jī)編程指令編寫。項(xiàng)目四

汽車信息反饋系統(tǒng)控制1.LEDRGB的基本原理LEDRGB作為日常生活中我們經(jīng)常會(huì)接觸到的專業(yè)名詞，目前運(yùn)用最廣的顏色系統(tǒng)之一，它不僅在編程方面有著極其重要的作用，而且還在其他領(lǐng)域發(fā)揮著不容小覷的作用。RGB色彩模式是工業(yè)界的一種顏色標(biāo)準(zhǔn)，是通過(guò)對(duì)紅（R）、綠（G）、藍(lán)（B）三個(gè)顏色通道的變化以及它們相互之間的疊加來(lái)得到各式各樣的顏色的，RGB即是代表紅、綠、藍(lán)三個(gè)通道的顏色，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)幾乎包括了人類視力所能感知的所有顏色，是目前運(yùn)用最廣的顏色系統(tǒng)之一。RGB是從顏色發(fā)光的原理來(lái)設(shè)計(jì)定的，通俗點(diǎn)說(shuō)它的顏色混合方式就好像有紅、綠、藍(lán)三盞燈，當(dāng)它們的光相互疊合的時(shí)候，色彩相混，而亮度卻等于兩者亮度之總和，越混合亮度越高，即加法混合。有色光可被無(wú)色光沖淡并變亮。如藍(lán)色光與白光相遇，結(jié)果是產(chǎn)生更加明亮的淺藍(lán)色光。知道它的混合原理后，在軟件中設(shè)定顏色就容易理解了。紅、綠、藍(lán)三盞燈的疊加情況，中心三色最亮的疊加區(qū)為白色，加法混合的特點(diǎn):越疊加越明亮。紅、綠、藍(lán)三個(gè)顏色通道每種色各分為255階亮度，在0時(shí)"燈"最弱--是關(guān)掉的，而在255時(shí)"燈"最亮。當(dāng)三色數(shù)值相同時(shí)為無(wú)色彩的灰度色，而三色都為255時(shí)為最亮的白色，都為0時(shí)為黑色。項(xiàng)目四

汽車信息反饋系統(tǒng)控制RGB顏色稱為加成色，因?yàn)槟ㄟ^(guò)將R、G和B添加在一起（即所有光線反射回眼睛）可產(chǎn)生白色。加成色用于照明光、電視和計(jì)算機(jī)顯示器。例如，顯示器通過(guò)紅色、綠色和藍(lán)色熒光粉發(fā)射光線產(chǎn)生顏色。絕大多數(shù)可視光譜都可表示為紅、綠、藍(lán)（RGB）三色光在不同比例和強(qiáng)度上的混合。這些顏色若發(fā)生重疊，則產(chǎn)生青、洋紅和黃。三色LEDRGB模塊使用三色全彩LED制造，模塊有3個(gè)輸入引腳：R-紅色輸入、G-綠色輸入、B-藍(lán)色輸入。另外，“-”為模塊的GND接口。模塊的特點(diǎn)是三組信號(hào)輸入，可通過(guò)單片機(jī)編程實(shí)現(xiàn)R，G，B三種顏色的混合達(dá)到全彩的效果，如圖4-11所示。

圖4-11

RGB引腳圖在電腦中，RGB的所謂"多少"就是指亮度，并使用整數(shù)來(lái)表示。通常情況下，RGB各有256級(jí)亮度，用數(shù)字表示為從0、1、2...直到255。注意雖然數(shù)字最高是255，但0也是數(shù)值之一，因此共256級(jí)。按照計(jì)算，256級(jí)的RGB色彩總共能組合出約1678萬(wàn)種色彩，即256×256×256=16777216。通常也被簡(jiǎn)稱為1600萬(wàn)色或千萬(wàn)色。也稱為24位色（2的24次方）。項(xiàng)目四

汽車信息反饋系統(tǒng)控制2.LEDRGB模塊的應(yīng)用目前的顯示器大都是采用了RGB顏色標(biāo)準(zhǔn)，在顯示器上，是通過(guò)電子槍打在屏幕的紅、綠、藍(lán)三色發(fā)光極上來(lái)產(chǎn)生色彩的，目前的電腦一般都能顯示32位顏色，有一千萬(wàn)種以上的顏色。電腦屏幕上的所有顏色，都由這紅色綠色藍(lán)色三種色光按照不同的比例混合而成的。一組紅色綠色藍(lán)色就是一個(gè)最小的顯示單位。屏幕上的任何一個(gè)顏色都可以由一組RGB值來(lái)記錄和表達(dá)。因此這紅色綠色藍(lán)色又稱為三原色光。在LED領(lǐng)域利用三合一點(diǎn)陣全彩技術(shù)，即在一個(gè)發(fā)光單元里由RGB三色晶片組成全彩像素。隨著這一技術(shù)的不斷成熟，LED顯示技術(shù)會(huì)給人們帶來(lái)更加豐富真實(shí)的色彩感受。3.LEDRGB模塊的控制這次實(shí)驗(yàn)利用具有PWM功能（PWM即占空比控制，具體PWM詳見任務(wù)18，這里只是調(diào)用）的I/O端口和外接直插LEDRGB模塊來(lái)完成這個(gè)實(shí)驗(yàn)，需要的實(shí)驗(yàn)器件見表4-4。器件數(shù)量ArduinoUNO控制器1USB下載線1直插LEDRGB1220Ω直插電阻3面包板1面包線4表4-4

LEDRGB實(shí)驗(yàn)器件項(xiàng)目四

汽車信息反饋系統(tǒng)控制按照下面的實(shí)驗(yàn)原理圖連接實(shí)物，如圖4-12。這里使用數(shù)字9.10和11號(hào)端口。使用LEDRGB時(shí)，要連接限流電阻，這里為220Ω電阻，否則電流過(guò)大會(huì)燒毀模塊，注意LEDRGB的四個(gè)引腳的正負(fù)極，此次模塊為共陰，即三色LED的負(fù)極在一個(gè)引腳上。

圖4-12

RGB硬件連線圖參考程序：intredPin=11;//RGBLED模塊上的紅色LED引腳連接到單片機(jī)數(shù)字引腳11intgreenPin=9;//RGBLED模塊上的綠色LED引腳連接到單片機(jī)數(shù)字引腳9intbluePin=10;//RGBLED模塊上的藍(lán)色LED引腳連接到單片機(jī)數(shù)字引腳10voidsetup（）{

pinMode（redPin,OUTPUT）;//設(shè)置紅色輸出端口

pinMode（greenPin,OUTPUT）;//設(shè)置綠色輸出端口

pinMode（bluePin,OUTPUT）;//設(shè)置藍(lán)色輸出端口}voidloop（）{

//顯示三原色

color（255,0,0）;//顯示紅色

delay（1000）;//延時(shí)1s

color（0,255,0）;//顯示綠色

delay（1000）;//延時(shí)1s

color（0,0,255）;//顯示藍(lán)色

delay（1000）;//延時(shí)1s

//顯示混合色

color（255,255,0）;//顯示黃色

delay（1000）;//延時(shí)1s

color（255,255,255）;//顯示白色

delay（1000）;//延時(shí)1s

color（128,0,255）;//顯示紫色

delay（1000）;//延時(shí)1s

color（0,0,0）;//關(guān)閉RGB

delay（1000）;//延時(shí)1s}voidcolor（unsignedcharred,unsignedchargreen,unsignedcharblue）

//根據(jù)紅綠藍(lán)占比顯示顏色{

analogWrite（redPin,255-red）;

analogWrite（bluePin,255-blue）;

analogWrite（greenPin,255-green）;}項(xiàng)目四

汽車信息反饋系統(tǒng)控制【課后作業(yè)】1.控制7個(gè)LEDRGB模塊，要求獨(dú)立完成繪制連線圖和硬件連接，實(shí)現(xiàn)分別顯示赤橙黃綠青藍(lán)紫的效果。2.控制7個(gè)LEDRGB模塊，要求獨(dú)立完成繪制連線圖和硬件連接，實(shí)現(xiàn)每隔1s依次顯示赤橙黃綠青藍(lán)紫的效果。學(xué)習(xí)任務(wù)15

汽車蜂鳴器的控制【任務(wù)描述】汽車蜂鳴器是一種用于發(fā)出聲音警告或提醒的裝置，當(dāng)前汽車對(duì)蜂鳴器的應(yīng)用越來(lái)越多，大多數(shù)汽車都會(huì)使用蜂鳴器來(lái)進(jìn)行提示，但是這些蜂鳴器是如何控制的呢？【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

1.能夠識(shí)別蜂鳴器的正負(fù)極引腳。2.能夠完成單片機(jī)編程指令編寫。項(xiàng)目四

汽車信息反饋系統(tǒng)控制項(xiàng)目四

汽車信息反饋系統(tǒng)控制1.蜂鳴器的基本原理蜂鳴器是一種電子聲音裝置，其基本原理是利用振動(dòng)元件和電場(chǎng)元件之間的相互作用來(lái)產(chǎn)生聲音。蜂鳴器包含以下部件。1）振動(dòng)元件蜂鳴器內(nèi)部包含一個(gè)振動(dòng)元件，通常是一個(gè)薄膜或金屬片。這個(gè)振動(dòng)元件可以是柔軟的材料，如塑料或薄膜，也可以是硬的材料，如陶瓷或金屬。2）電場(chǎng)元件蜂鳴器也包含一個(gè)電場(chǎng)元件，通常是一個(gè)電磁線圈或壓電陶瓷。這個(gè)元件通過(guò)電流來(lái)產(chǎn)生電場(chǎng)。3）電流控制當(dāng)電流通過(guò)電場(chǎng)元件時(shí)，它會(huì)在電場(chǎng)元件內(nèi)產(chǎn)生電場(chǎng)效應(yīng)。電場(chǎng)的方向和強(qiáng)度會(huì)隨著電流的變化而變化，這會(huì)導(dǎo)致振動(dòng)元件發(fā)生振動(dòng)或震蕩。這種振動(dòng)或震蕩的速度和幅度與電場(chǎng)元件和振動(dòng)元件的特性有關(guān)。4）聲音產(chǎn)生振動(dòng)元件的振動(dòng)會(huì)產(chǎn)生聲音波，這些聲音波傳播到周圍空氣中，形成聽得見的聲音。蜂鳴器的聲音特性（包括頻率、音量和音調(diào)）取決于多個(gè)因素，包括振動(dòng)元件的形狀、材料和尺寸，以及電場(chǎng)元件的電流頻率和幅度。通過(guò)調(diào)整這些因素，可以設(shè)計(jì)不同類型的蜂鳴器，產(chǎn)生不同的聲音效果。項(xiàng)目四

汽車信息反饋系統(tǒng)控制蜂鳴器的聲音特性（包括頻率、音量和音調(diào)）取決于多個(gè)因素，包括振動(dòng)元件的形狀、材料和尺寸，以及電場(chǎng)元件的電流頻率和幅度。通過(guò)調(diào)整這些因素，可以設(shè)計(jì)不同類型的蜂鳴器，產(chǎn)生不同的聲音效果。在不同類型的蜂鳴器中，可能使用不同的振動(dòng)元件和電場(chǎng)元件，以滿足特定應(yīng)用的要求。例如，有聲蜂鳴器通常使用振動(dòng)膜，而無(wú)聲蜂鳴器通常使用壓電陶瓷。2.蜂鳴器的應(yīng)用汽車蜂鳴器是一種用于發(fā)出聲音警告或提醒的裝置，通常安裝在汽車電氣系統(tǒng)中。1）車輛安全警報(bào)最常見的用途之一是在車輛安全系統(tǒng)中使用。當(dāng)車輛遇到危險(xiǎn)情況，如倒車時(shí)接近障礙物、車輛盜竊嘗試、空氣袋部署等，蜂鳴器會(huì)發(fā)出聲音警報(bào)，以提醒駕駛?cè)嘶蛞鸶浇藛T的注意。2）倒車輔助系統(tǒng)在現(xiàn)代汽車中，倒車輔助系統(tǒng)常常與蜂鳴器配合使用。當(dāng)駕駛?cè)藢④囕v倒車時(shí)，倒車傳感器檢測(cè)到障礙物并通過(guò)蜂鳴器發(fā)出聲音來(lái)提醒駕駛?cè)俗⒁狻?）鑰匙遺忘提醒某些車輛具有智能鑰匙系統(tǒng)，可以檢測(cè)到駕駛?cè)耸欠耠x開了車輛，如果駕駛?cè)穗x開車輛而忘記關(guān)閉電源，蜂鳴器會(huì)發(fā)出聲音提醒。項(xiàng)目四

汽車信息反饋系統(tǒng)控制4）門未關(guān)提醒如果駕駛?cè)穗x開車輛時(shí)沒有關(guān)閉車門，蜂鳴器可以發(fā)出聲音提醒，以避免車輛被意外開啟或車門未關(guān)閉。5）車輛故障提醒車輛的電子控制單元可以使用蜂鳴器來(lái)發(fā)出聲音警告，以提示駕駛?cè)塑囕v可能存在故障或需要維修。6）速度提醒一些車輛配備了可設(shè)置的速度限制提醒系統(tǒng)，蜂鳴器會(huì)在車輛超過(guò)設(shè)定的速度限制時(shí)發(fā)出聲音提醒。（7）燃油低警告一些汽車具有燃油低警告系統(tǒng)，當(dāng)車輛燃油接近耗盡時(shí)，蜂鳴器會(huì)發(fā)出聲音提醒駕駛?cè)诵枰佑汀ｍ?xiàng)目四

汽車信息反饋系統(tǒng)控制3.蜂鳴器模塊的控制用Arduino

可以完成的互動(dòng)作品有很多，最常見也最常用的就是聲光展示了，前面一直都是在用LED小燈在做實(shí)驗(yàn)，本個(gè)實(shí)驗(yàn)就讓大家的電路發(fā)出聲音，能夠發(fā)出聲音的最常見的元器件就是蜂鳴器和喇叭了，兩者相比較蜂鳴器更簡(jiǎn)單和易用所以我們本實(shí)驗(yàn)采用蜂鳴器，以下是要準(zhǔn)備的元件：任務(wù)器件見表4-6。器件數(shù)量ArduinoUNO控制器1USB下載線1蜂鳴器1面包板1面包線2硬件連線如圖4-14所示。

連接電路時(shí)要注意一點(diǎn)就是蜂鳴器有正負(fù)極之分，下面右側(cè)實(shí)物圖可看到蜂鳴器有紅黑兩種接線。連接好電路程序這方面就很簡(jiǎn)單了，與前面按鍵控制小燈是實(shí)驗(yàn)程序類似，因?yàn)榉澍Q器的控制接口也是數(shù)字接口輸出高低電平就可以控制蜂鳴器的鳴響。表4-6蜂鳴器實(shí)驗(yàn)器件圖4-14蜂鳴器實(shí)驗(yàn)連線圖項(xiàng)目四

汽車信息反饋系統(tǒng)控制參考程序：intbuzzer=4;//設(shè)置控制蜂鳴器的數(shù)字IO端口voidsetup（）{pinMode（buzzer,OUTPUT）;//設(shè)置數(shù)字IO端口模式，OUTPUT為輸出}voidloop（）{unsignedchari,j;//定義變量while（1）{for（i=0;i<80;i++）//輸出一個(gè)頻率的聲音{digitalWrite（buzzer,HIGH）;//發(fā)聲音delay（1）;//延時(shí)1msdigitalWrite（buzzer,LOW）;//不發(fā)聲音下載完程序，蜂鳴器實(shí)驗(yàn)就完成了。delay（1）;//延時(shí)ms}for（i=0;i<100;i++）/輸出另一個(gè)頻率癿聲音{digitalWrite（buzzer,HIGH）;//發(fā)聲音delay（2）;//延時(shí)2msdigitalWrite（buzzer,LOW）;//不發(fā)聲音delay（2）;//延時(shí)2ms}}}項(xiàng)目四

汽車信息反饋系統(tǒng)控制【課后作業(yè)】1.控制3個(gè)蜂鳴器，要求獨(dú)立完成繪制連線圖和硬件連接，實(shí)現(xiàn)每隔1s每個(gè)蜂鳴器發(fā)出1個(gè)不同聲音。2.使用3個(gè)觸點(diǎn)開關(guān)控制，3個(gè)蜂鳴器，要求獨(dú)立完成繪制連線圖和硬件連接，按下一個(gè)觸點(diǎn)開關(guān)對(duì)應(yīng)一個(gè)蜂鳴器發(fā)出不同聲音。項(xiàng)目四

汽車信息反饋系統(tǒng)控制學(xué)習(xí)任務(wù)16

1602液晶顯示器的控制【任務(wù)描述】1602液晶顯示器是一種常見的字符型液晶顯示器，廣泛應(yīng)用在車內(nèi)儀表盤、信息娛樂系統(tǒng)和車載電子方面，但這些液晶顯示器是如何控制的呢？下面請(qǐng)同學(xué)們通過(guò)學(xué)習(xí)1602液晶顯示器的基本原理、硬件連接、控制應(yīng)用等知識(shí)，練習(xí)編寫單片機(jī)編程指令來(lái)實(shí)現(xiàn)1602液晶顯示器控制吧！【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.能夠識(shí)別1602液晶顯示器的各個(gè)引腳。2.能夠完成單片機(jī)編程指令編寫。項(xiàng)目四

汽車信息反饋系統(tǒng)控制1.1602液晶顯示器的基本原理1602液晶顯示器是一種基于液晶技術(shù)的字符型顯示器，通常由16列和2行字符組成，每行可以顯示16個(gè)字符。它的基本工作原理涉及液晶分子在電場(chǎng)作用下的排列，從而實(shí)現(xiàn)字符的顯示。1602液晶顯示器包含以下部件并具有以下基本原理。1）液晶屏幕：1602液晶顯示器由液晶屏幕構(gòu)成，這是一個(gè)薄膜層，其中包含液晶分子。液晶分子是一種特殊的有機(jī)分子，具有在電場(chǎng)作用下改變排列方式的特性。2）背光源：1602液晶顯示器通常需要背光源，以提供光亮度，使字符可見。背光源可以是LED（發(fā)光二極管）或CCFL（冷陰極熒光燈），位于液晶屏幕的后面。字符控制器：1602液晶顯示器還包括一個(gè)字符控制器，它負(fù)責(zé)將需要顯示的字符信息發(fā)送到液晶屏幕上的特定位置。字符控制器根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)，控制液晶分子的排列，以顯示所需的字符。項(xiàng)目四

汽車信息反饋系統(tǒng)控制3）電場(chǎng)控制：液晶分子的排列受電場(chǎng)影響。在1602液晶顯示器中，每個(gè)字符位置都有一對(duì)電極，一個(gè)在上面，一個(gè)在下面。通過(guò)在這些電極之間施加電壓，可以創(chuàng)建一個(gè)電場(chǎng)，改變液晶分子的排列方式。4）液晶分子排列：液晶分子具有兩種基本排列方式：扭曲排列和平行排列。電場(chǎng)的強(qiáng)度和方向決定了液晶分子的排列方式，從而決定了字符的顯示。在液晶分子排列變化時(shí)，光線經(jīng)過(guò)液晶屏幕時(shí)會(huì)被不同程度地旋轉(zhuǎn)，從而改變了光的透過(guò)程度。5）字符顯示：通過(guò)控制每個(gè)字符位置的電場(chǎng)，字符控制器可以實(shí)現(xiàn)字符的顯示。要顯示特定字符，字符控制器會(huì)根據(jù)字符的ASCII碼或其他編碼方式向液晶屏幕發(fā)送相應(yīng)的控制信號(hào)，使液晶分子在特定位置排列成相應(yīng)字符的形狀。1602液晶顯示器的基本原理涉及通過(guò)控制電場(chǎng)來(lái)改變液晶分子的排列方式，從而實(shí)現(xiàn)字符的顯示。通過(guò)在液晶屏幕上的不同位置控制電場(chǎng)，可以顯示不同的字符和信息。這種液晶顯示技術(shù)在許多應(yīng)用中得到廣泛使用，包括計(jì)算器、嵌入式系統(tǒng)、儀器、電子設(shè)備和汽車中的信息顯示。項(xiàng)目四

汽車信息反饋系統(tǒng)控制2.1602液晶顯示器的應(yīng)用1602液晶顯示器在汽車中有一些特定的應(yīng)用，尤其是在車內(nèi)儀表盤、信息娛樂系統(tǒng)和車載電子方面。1）車速儀表盤：1602液晶顯示器可以用于顯示車輛的速度、轉(zhuǎn)速、油耗和行駛里程等關(guān)鍵駕駛信息。這些顯示器通常配備在車輛的儀表盤上，為駕駛?cè)颂峁?shí)時(shí)數(shù)據(jù)。2）油耗監(jiān)測(cè)：一些汽車使用1602液晶顯示器來(lái)顯示燃油消耗情況，以幫助駕駛?cè)烁玫毓芾砣加拖暮凸?jié)省燃料費(fèi)用。3）溫度和氣壓監(jiān)測(cè)：液晶顯示器可用于顯示車輛內(nèi)部和外部的溫度、氣壓和濕度等氣象信息，以提供駕駛?cè)擞嘘P(guān)路況的信息。4）多媒體信息：在車載信息娛樂系統(tǒng)中，1602液晶顯示器可用于顯示音樂、廣播、導(dǎo)航和娛樂內(nèi)容的信息，以便駕駛?cè)撕统丝瓦M(jìn)行選擇和控制。5）倒車輔助系統(tǒng)：一些汽車在倒車時(shí)使用1602液晶顯示器來(lái)顯示后視攝像頭拍攝的圖像，幫助駕駛?cè)税踩氐管嚥⒈苊庹系K物。項(xiàng)目四

汽車信息反饋系統(tǒng)控制6）車內(nèi)溫度控制：在自動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)中，這種顯示器用于顯示設(shè)定的溫度、風(fēng)速和模式，以及車內(nèi)溫度和濕度等信息。7）車輛警報(bào)和故障碼：當(dāng)車輛出現(xiàn)故障或需要進(jìn)行維護(hù)時(shí)，1602液晶顯示器可以顯示相關(guān)的警報(bào)和故障碼，以提醒駕駛?cè)瞬扇”匾拇胧?）行車電腦：1602液晶顯示器可用于顯示行車電腦信息，如平均油耗、行駛距離、剩余油量和駕駛時(shí)間等。9）車輛設(shè)置和控制：駕駛?cè)丝梢允褂靡壕э@示器來(lái)調(diào)整車輛的設(shè)置，如座椅調(diào)節(jié)、音響設(shè)置、導(dǎo)航目的地輸入等。1602液晶顯示器在汽車中有多種應(yīng)用，用于提供駕駛信息、娛樂功能和車輛控制。它們可以增強(qiáng)駕駛體驗(yàn)、提高駕駛安全性，并為駕駛?cè)撕统丝吞峁┯杏玫男畔?。隨著汽車技術(shù)的不斷發(fā)展，液晶顯示器在汽車內(nèi)部的應(yīng)用將繼續(xù)增加。項(xiàng)目四

汽車信息反饋系統(tǒng)控制3.1602液晶顯示器的控制1602直接與Arduino通信，使用8位連接法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。硬件元件見表4-8。器件數(shù)量ArduinoUNO控制器1USB下載線11602顯示器1220Ω直插電阻1面包板1面包線17硬件連接方式如圖4-16所示。

圖4-16

1602實(shí)驗(yàn)連線圖表4-8

1602液晶顯示器實(shí)驗(yàn)器件項(xiàng)目四

汽車信息反饋系統(tǒng)控制【課后作業(yè)】1.控制1個(gè)1602液晶顯示，要求獨(dú)立完成繪制連線圖和硬件連接，實(shí)現(xiàn)第一行頂格顯示“Iamastudent.”。2.控制1個(gè)1602液晶顯示，要求獨(dú)立完成繪制連線圖和硬件連接，實(shí)現(xiàn)第一行空2格顯示“Howareyou.”，第二行頂格顯示“Finethankyou.”，全部清屏2s后循環(huán)。學(xué)習(xí)任務(wù)17

12864液晶顯示器的控制【任務(wù)描述】12864液晶顯示器是一種一種128x64像素的液晶顯示屏，廣泛應(yīng)用在車內(nèi)儀表盤、信息娛樂系統(tǒng)和車載電子方面，但這些液晶顯示器是如何控制的呢？下面請(qǐng)同學(xué)們通過(guò)學(xué)習(xí)12864液晶顯示器的基本原理、硬件連接、控制應(yīng)用等知識(shí)，練習(xí)編寫單片機(jī)編程指令來(lái)實(shí)現(xiàn)汽車12864液晶顯示器的控制吧！【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

1.能夠識(shí)別12864液晶顯示器的各個(gè)極引腳。2.能夠完成單片機(jī)編程指令編寫。項(xiàng)目四

汽車信息反饋系統(tǒng)控制1.12864液晶顯示器的基本原理12864液晶顯示器的工作過(guò)程涉及液晶技術(shù)和電子顯示原理。（1）液晶技術(shù)1）液晶：液晶是介于液體和固體之間的物質(zhì)，具有可通過(guò)電場(chǎng)控制的分子排列。液晶分子的排列狀態(tài)決定了光的透射或阻擋程度，從而實(shí)現(xiàn)圖像的顯示。2）液晶層：12864液晶顯示器由兩塊透明的平板玻璃或塑料構(gòu)成，中間夾有一層液晶材料。液晶層被劃分成像素陣列，每個(gè)像素都包含液晶分子。3）液晶分子排列：液晶分子的排列方式可以是各向同性或各向異性，這取決于所使用的液晶類型。液晶分子的排列狀態(tài)決定了光的偏振方向，進(jìn)而影響光的透射或阻擋。（2）電子顯示原理1）背光源：12864液晶顯示器通常需要一個(gè)背光源，如LED（發(fā)光二極管）或CCFL（冷陰極熒光燈），以提供照明。2）像素驅(qū)動(dòng)電路：每個(gè)像素都有一個(gè)相關(guān)的驅(qū)動(dòng)電路，通常由薄膜晶體管（TFT）或其他技術(shù)構(gòu)成。這些電路通過(guò)施加電場(chǎng)來(lái)改變液晶分子的排列狀態(tài)，控制光的透射或阻擋。項(xiàng)目四

汽車信息反饋系統(tǒng)控制3）控制器和接口：液晶顯示器需要一個(gè)控制器，用于接收來(lái)自計(jì)算機(jī)或其他設(shè)備的圖像數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)換成適合驅(qū)動(dòng)像素的信號(hào)?？刂破鬟€管理背光和電源供應(yīng)。4）顯示過(guò)程：當(dāng)電場(chǎng)施加在液晶分子上時(shí)，液晶分子的排列狀態(tài)發(fā)生改變，導(dǎo)致光的偏振方向也發(fā)生變化。透過(guò)液晶的光的偏振方向被改變，這導(dǎo)致光的偏振方向與前面的偏振濾光片不再相匹配，光無(wú)法通過(guò)液晶層，像素呈現(xiàn)暗色。當(dāng)電場(chǎng)消失或改變方向時(shí)，液晶分子重新排列，使光的偏振方向與偏振濾光片匹配，光通過(guò)液晶層，像素呈現(xiàn)亮色。通過(guò)對(duì)不同像素施加不同電場(chǎng)并調(diào)整電場(chǎng)的強(qiáng)度和方向，液晶顯示器可以創(chuàng)建文本、圖像和圖形?？刂破髫?fù)責(zé)將所需的圖像信息傳遞給像素，從而形成所需的顯示效果。需要注意的是，12864液晶顯示器通常是單色或雙色的，所以它們只能顯示黑白或兩種顏色。高分辨率和彩色液晶顯示器使用類似的基本原理，但它們通常包含更多的復(fù)雜技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)多種顏色和更高的分辨率。項(xiàng)目四

汽車信息反饋系統(tǒng)控制2.12864液晶顯示器的應(yīng)用12864液晶顯示器在汽車上有多種應(yīng)用，通常用于車輛信息顯示和用戶界面。以下是一些常見的汽車應(yīng)用：儀表板顯示：12864液晶顯示器通常用于汽車儀表板上顯示駕駛信息，如車速、轉(zhuǎn)速、燃油水平、發(fā)動(dòng)機(jī)溫度、里程等。這些顯示器可以以數(shù)字、圖形和圖標(biāo)的形式呈現(xiàn)信息，使駕駛?cè)四軌蜉p松監(jiān)視車輛狀態(tài)。導(dǎo)航系統(tǒng)：一些汽車配備了內(nèi)置導(dǎo)航系統(tǒng)，12864液晶顯示器可用于顯示地圖、導(dǎo)航指示和目的地信息。這種顯示器在提供導(dǎo)航方向時(shí)非常有用。多媒體系統(tǒng)：在車載多媒體系統(tǒng)中，12864液晶顯示器可用于顯示音樂、視頻、收音機(jī)頻道、藍(lán)牙電話控制和娛樂選項(xiàng)。它們可以用于瀏覽音樂庫(kù)、調(diào)整音量和切換媒體源。倒車攝像頭顯示：一些汽車配備了倒車攝像頭，12864液晶顯示器可以用作顯示攝像頭圖像的屏幕，以幫助駕駛?cè)嗽诘管嚂r(shí)更容易地觀察周圍環(huán)境。項(xiàng)目四

汽車信息反饋系統(tǒng)控制車輛設(shè)置和控制：12864液晶顯示器可以用于調(diào)整車輛設(shè)置，如座椅調(diào)整、空調(diào)溫度、燈光控制和安全系統(tǒng)設(shè)置。駕駛?cè)丝梢允褂盟鼈儊?lái)自定義車輛體驗(yàn)。燃油效率和能源信息：這些顯示器還可以顯示燃油效率信息、電池電量和能源流量，幫助駕駛?cè)烁行У毓芾砣剂匣螂娔艿氖褂?。警告和故障診斷：12864液晶顯示器可以用于顯示車輛警告和故障診斷信息，以提醒駕駛?cè)岁P(guān)于潛在問(wèn)題或維護(hù)要求。駕駛輔助系統(tǒng)：在一些高級(jí)汽車中，這些顯示器可以與駕駛輔助系統(tǒng)集成，例如自動(dòng)巡航控制、自動(dòng)停車系統(tǒng)和車道保持輔助系統(tǒng)，以顯示相關(guān)信息和警告?？偟膩?lái)說(shuō)，12864液晶顯示器在汽車中扮演了重要角色，提供了重要的信息、娛樂和控制功能，同時(shí)也有助于提高駕駛安全性和便利性。項(xiàng)目四

汽車信息反饋系統(tǒng)控制2.12864液晶顯示器的控制SPILCD12864模塊是一款基于12864液晶顯示器開發(fā)的顯示模塊。12864帶漢字庫(kù)圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊，可顯示8192個(gè)中文漢字（16X16點(diǎn)陣）、128個(gè)字符（8X16點(diǎn)陣）和圖形顯示（128X64點(diǎn)陣）。該模塊具有并行和串行接口，背光控制（并行模式時(shí)使用），背光開關(guān)（串行模式使用），串行、并行模式開關(guān)切換功能，對(duì)比度調(diào)節(jié)電位器。接口電路板隱藏于LCD背面，即美觀又不影響安裝。使用IDC6插座作為SPI串行接口，使用一個(gè)IDC6專用連接線即可插接到interfaceshield上實(shí)現(xiàn)串行控制，使用杜邦排線可連接到Arduino傳感器擴(kuò)展板上實(shí)現(xiàn)并行控制，可與Arduino控制器組成一個(gè)強(qiáng)勁的顯示系統(tǒng)。圖4-18為引腳圖，

圖4-18

SPI12864LCD擴(kuò)展板引腳圖項(xiàng)目四

汽車信息反饋系統(tǒng)控制實(shí)驗(yàn)元件見表4-10。器件數(shù)量ArduinoUNO控制器1USB下載線112864LCD11擴(kuò)展板1面包線5硬件連線如圖4-19。

圖4-19

12864LCD實(shí)驗(yàn)連線圖表4-10

12864LCD實(shí)驗(yàn)元件使用12864LCD顯示文字“HelloWorld！”，實(shí)驗(yàn)中12864LCD的引腳VSS接單片機(jī)GND，VDD接單片機(jī)5V，RS接模擬IO端口A3，R/W接模擬IO端口A2，E接模擬IO端口A4。項(xiàng)目四

汽車信息反饋系統(tǒng)控制參考程序：#include"U8glib.h"U8GLIB_ST7920_128X64_4Xu8g（18,16,17）;voiddraw（void）{

u8g.setFont（u8g_font_unifont）;

u8g.drawStr（

0,22,"HelloWorld!"）;}voidsetup（）{}voidloop（）{

u8g.firstPage（）;

do{

draw（）;}while（u8g.nextPage（）

）;}項(xiàng)目四

汽車信息反饋系統(tǒng)控制U8glib庫(kù)函數(shù)說(shuō)明：>firstPage

圖像顯示>nextPage>drawPixe

點(diǎn)>drawLine線>drawHLine

水平線>drawVLine

垂直線>drawTriangle

三角（實(shí)心）>drawFrame

矩形框>drawRFrame

圓角矩形框>drawBox

矩形（實(shí)心）>drawRBox

圓角矩形（實(shí)心）>drawCircle

圓>drawDisc

圓形（實(shí)心）>drawEllipse

圓弧>drawFilledEllipse

扇形（實(shí)心）>drawStr

顯示字符串>print輸出>drawBitmapP

畫位圖>drawXMBP

畫大尺寸位圖>getHeight

獲得顯示器高度>getWidth

獲得顯示器寬度>getStrWidth

獲得字符串寬度>setFont

設(shè)置字體>setPrintPos

設(shè)置輸出位置>setColorIndex

設(shè)置顯示與否>setRot90/180/270顯示內(nèi)容旋轉(zhuǎn)>setFontPosTop項(xiàng)目四

汽車信息反饋系統(tǒng)控制若要使圖像正常顯示，u8glib庫(kù)提供了如下的pictureloop：>firstPage方法定義

u8g.firstPage（void）//調(diào)用此過(guò)程，標(biāo)志著圖像循環(huán)的開始。>nextPage

方法定義

u8g.nextPage（void）//調(diào)用此過(guò)程，標(biāo)志著圖像循環(huán)的結(jié)束。顯示漢字：第一：使用PCtoLCD2002軟件，選擇模式為字符模式，如圖4-20。

圖4-20

PCtoLCD2002軟件

圖4-21

生成字模入字符“人”，設(shè)置參數(shù)為C5I，單擊生成字模，最后把生成的字模放入一個(gè)字符數(shù)組里面，如圖4-21。項(xiàng)目四

汽車信息反饋系統(tǒng)控制【課后作業(yè)】1.控制1個(gè)12864液晶顯示，要求獨(dú)立完成繪制連線圖和硬件連接，實(shí)現(xiàn)第一行頂格顯示“我是學(xué)生”。2.控制1個(gè)12864液晶顯示，要求獨(dú)立完成繪制連線圖和硬件連接，實(shí)現(xiàn)第一行空2格顯示“你好”，第二行頂格顯示“汽車”，全部清屏2s后循環(huán)。項(xiàng)目四

汽車信息反饋系統(tǒng)控制汽車單片機(jī)技術(shù)學(xué)習(xí)任務(wù)18舵機(jī)的控制【任務(wù)描述】當(dāng)前需要控制旋轉(zhuǎn)角度的裝置越來(lái)越多，一般的電機(jī)只能控制其旋轉(zhuǎn)的速度和方向，但實(shí)舵機(jī)卻可以控制旋轉(zhuǎn)角度，那它是如何控制的呢？下面請(qǐng)同學(xué)們通過(guò)學(xué)習(xí)舵機(jī)的基本原理、硬件連接、控制應(yīng)用等知識(shí)，練習(xí)編寫單片機(jī)編程指令來(lái)實(shí)現(xiàn)舵機(jī)的控制吧知識(shí)目標(biāo)1.了解舵機(jī)的基本原理。2.掌握舵機(jī)的硬件連接。3.掌握舵機(jī)的控制及應(yīng)用。項(xiàng)目五汽車電機(jī)系統(tǒng)控制項(xiàng)目五汽車電機(jī)系統(tǒng)控制舵機(jī)是一種位置伺服的驅(qū)動(dòng)器，如圖5-1，主要是由外殼、電路板、無(wú)核心電動(dòng)機(jī)、齒輪與位置檢測(cè)器所構(gòu)成。其工作原理是由接收機(jī)或者單片機(jī)發(fā)出信號(hào)給舵機(jī)，其內(nèi)部有一個(gè)基準(zhǔn)電路，產(chǎn)生周期為20ms，寬度為1.5ms的基準(zhǔn)信號(hào)，將獲得的直流偏置電壓與電位器的電壓比較，獲得電壓差輸出。經(jīng)由電路板上的IC判斷轉(zhuǎn)動(dòng)方向，再驅(qū)動(dòng)無(wú)核心電動(dòng)機(jī)開始轉(zhuǎn)動(dòng)，透過(guò)減速齒輪將動(dòng)力傳至擺臂，同時(shí)由位置檢測(cè)器送回信號(hào)，判斷是否已經(jīng)到達(dá)定位。適用于那些需要角度不斷變化并可以保持的控制系統(tǒng)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速一定時(shí)，通過(guò)級(jí)聯(lián)減速齒輪帶動(dòng)電位器旋轉(zhuǎn)，使得電壓差為0，電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。一般舵機(jī)旋轉(zhuǎn)的角度范圍是0度到180度，如圖5-1。1.舵機(jī)的基本原理項(xiàng)目五汽車電機(jī)系統(tǒng)控制舵機(jī)有很多規(guī)格，但所有的舵機(jī)都有外接三根線，如圖5-2，分別用棕、紅、橙三種顏色進(jìn)行區(qū)分，由于舵機(jī)品牌不同，顏色也會(huì)有所差異，棕色為接地線，紅色為電源正極線，橙色為信號(hào)線。項(xiàng)目五汽車電機(jī)系統(tǒng)控制舵機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)的角度是通過(guò)調(diào)節(jié)PWM（脈沖寬度調(diào)制）信號(hào)的占空比來(lái)實(shí)現(xiàn)的，標(biāo)準(zhǔn)PWM（脈沖寬度調(diào)制）信號(hào)的周期固定為20ms（50Hz），理論上脈寬分布應(yīng)在1ms到2ms之間，但是，事實(shí)上脈寬可由0.5ms到2.5ms之間，脈寬和舵機(jī)的轉(zhuǎn)角0°～180°相對(duì)應(yīng)，如圖5-3。有一點(diǎn)值得注意的地方，由于舵機(jī)牌子不同，對(duì)于同一信號(hào)，不同牌子的舵機(jī)旋轉(zhuǎn)的角度也會(huì)有所不同。項(xiàng)目五汽車電機(jī)系統(tǒng)控制2.舵機(jī)的應(yīng)用舵機(jī)是一種位置（角度）伺服的驅(qū)動(dòng)器，適用于那些需要角度不斷變化并可以保持的控制系統(tǒng)。在高檔遙控玩具，如飛機(jī)、潛艇模型，遙控機(jī)器人中已經(jīng)得到了普遍應(yīng)用，如圖5-4所示。舵機(jī)是船舶上的一種大甲板機(jī)械。舵機(jī)的大小由外舾裝按照船級(jí)社的規(guī)范決定，選型時(shí)主要考慮轉(zhuǎn)矩大小。在航天方面，舵機(jī)應(yīng)用廣泛。航天方面，導(dǎo)彈姿態(tài)變換的俯仰、偏航、滾轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)都是靠舵機(jī)相互配合完成的。舵機(jī)在許多工程上都有應(yīng)用，不僅限于船舶。圖5-4

舵機(jī)的應(yīng)用3.舵機(jī)的控制學(xué)習(xí)了基礎(chǔ)知識(shí)以后我們就可以來(lái)實(shí)際控制一個(gè)舵機(jī)，需要的實(shí)驗(yàn)器件見表5-1。用Arduino

控制舵機(jī)的方法有兩種，一種是通過(guò)Arduino

的普通數(shù)字傳感器接口產(chǎn)生占空比不同的方波，模擬產(chǎn)生PWM信號(hào)進(jìn)行舵機(jī)定位，第二種是直接利用Arduino

自帶的Servo函數(shù)進(jìn)行舵機(jī)的控制，這種控制方法的優(yōu)點(diǎn)在于程序編寫，缺點(diǎn)是只能控制2路舵機(jī)，因?yàn)锳rduino

自帶函數(shù)只能利用數(shù)字9.10接口。Arduino

的驅(qū)動(dòng)能力有限，所以當(dāng)需要控制1個(gè)以上的舵機(jī)時(shí)需要外接電源。表5-1舵機(jī)實(shí)驗(yàn)器件器件數(shù)量ArduinoUNO控制器1USB下載線1舵機(jī)1面包板1面包線3項(xiàng)目五汽車電機(jī)系統(tǒng)控制1）方法一：將舵機(jī)接數(shù)字

9接口上，如圖5-5所示編寫一個(gè)程序讓舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)到用戶輸入數(shù)字所對(duì)應(yīng)的角度數(shù)的位置，并將角度打印顯示到屏幕上。參考程序A：（二維碼）圖5-5

舵機(jī)連線圖項(xiàng)目五汽車電機(jī)系統(tǒng)控制2）方法二：可以使用Arduino

自帶的Servo函數(shù)及其語(yǔ)句，先介紹一下舵機(jī)函數(shù)的幾個(gè)常用語(yǔ)句：①attach（接口）——設(shè)定舵機(jī)的接口，只有數(shù)字9或10接口可利用。②write（角度）——用于設(shè)定舵機(jī)旋轉(zhuǎn)角度的語(yǔ)句，可設(shè)定的角度范圍是0°到180°。③read（）——用于讀取舵機(jī)角度的語(yǔ)句，可理解為讀取最后一條write（）命令中的值。④attached（）——判斷舵機(jī)參數(shù)是否已發(fā)送到舵機(jī)所在接口。⑤detach（）——使舵機(jī)與其接口分離，該接口（數(shù)字9或10接口）可繼續(xù)被用作PWM接口。注意：以上語(yǔ)句的書寫格式均為“舵機(jī)變量名.具體語(yǔ)句（）”例如：myservo.attach（9）。仍然將舵機(jī)接在數(shù)字9接口上即可。參考程序B：（二維碼）以上就是控制舵機(jī)的兩種方法，各有優(yōu)缺點(diǎn)大家根據(jù)自己的喜好和需要進(jìn)行選擇。項(xiàng)目五汽車電機(jī)系統(tǒng)控制表5-2

舵機(jī)實(shí)驗(yàn)器件器件數(shù)量ArduinoUNO控制器1USB下載線1舵機(jī)1面包板1面包線3硬件連線如圖5-6所示。任務(wù)實(shí)施1：模擬汽車刮水器的控制完成汽車刮水器系統(tǒng)的控制，要求使用Arduino

UNO單片機(jī)連接1個(gè)舵機(jī)，使用舵機(jī)庫(kù)編程，使用數(shù)字IO端口9號(hào)控制舵機(jī)，要求每隔1s擺動(dòng)一次，擺動(dòng)范圍0度到90度。參考程序：（二維碼）任務(wù)實(shí)施2：模擬停車場(chǎng)抬桿器的控制完成停車場(chǎng)抬桿系統(tǒng)的控制，要求使用Arduino

UNO單片機(jī)連接由1個(gè)LED小燈和1個(gè)舵機(jī)組成停車場(chǎng)抬桿系統(tǒng)，使用舵機(jī)庫(kù)編程，使用數(shù)字IO端口9號(hào)控制舵機(jī)，使用數(shù)字IO口13號(hào)控制指示燈，要求通過(guò)串口給單片機(jī)發(fā)送1舵機(jī)轉(zhuǎn)到0度角時(shí)落桿且LED燈常亮，發(fā)送2舵機(jī)轉(zhuǎn)到90度角時(shí)抬桿且LED燈熄滅。參考程序：（二維碼）項(xiàng)目五汽車電機(jī)系統(tǒng)控制【課后作業(yè)】1.控制2個(gè)舵機(jī)，要求獨(dú)立完成繪制連線圖和硬件連接，初始時(shí)一個(gè)舵機(jī)在5度位置，一個(gè)舵機(jī)在85度，實(shí)現(xiàn)每隔1s2個(gè)舵機(jī)交換角度。2.控制2個(gè)舵機(jī)，要求獨(dú)立完成繪制連線圖和硬件連接，實(shí)現(xiàn)通過(guò)串口發(fā)送1控制一個(gè)舵機(jī)轉(zhuǎn)到45度位置，發(fā)送2轉(zhuǎn)到75度位置。發(fā)送2控制另一個(gè)舵機(jī)轉(zhuǎn)到15度位置，發(fā)送2轉(zhuǎn)到55度位置。項(xiàng)目五汽車電機(jī)系統(tǒng)控制學(xué)習(xí)任務(wù)19

N20電機(jī)的控制【任務(wù)描述】當(dāng)前汽車上的直流電機(jī)的應(yīng)用越來(lái)越多，許多汽車都安裝了不同規(guī)格的直流電機(jī)，但是這些直流電機(jī)是如何控制的呢？下面請(qǐng)同學(xué)們通過(guò)學(xué)習(xí)N20電機(jī)的基本原理、硬件連接、控制應(yīng)用等知識(shí)，練習(xí)編寫單片機(jī)編程指令來(lái)實(shí)現(xiàn)N20電機(jī)的控制吧！知識(shí)目標(biāo)：1.了解直流電機(jī)的基本原理。2.掌握N20電機(jī)的硬件連接。3.掌握直流電機(jī)的控制及應(yīng)用。項(xiàng)目五汽車電機(jī)系統(tǒng)控制信息收集頁(yè)】1.直流電機(jī)的工作原理將直流電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的轉(zhuǎn)動(dòng)裝置。電動(dòng)機(jī)定子提供磁場(chǎng)，直流電源向轉(zhuǎn)子的繞組提供電流，換向器使轉(zhuǎn)子電流與磁場(chǎng)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩保持方向不變。根據(jù)是否配置有常用的電刷-換向器可以將直流電動(dòng)機(jī)分為兩類，包括有刷直流電機(jī)和無(wú)刷直流電機(jī)。直流電機(jī)里邊固定有環(huán)狀永磁體，如圖5-7，電流通過(guò)轉(zhuǎn)子上的線圈產(chǎn)生安培力，當(dāng)轉(zhuǎn)子上的線圈與磁場(chǎng)平行時(shí)，再繼續(xù)轉(zhuǎn)受到的磁場(chǎng)方向?qū)⒏淖儯虼舜藭r(shí)轉(zhuǎn)子末端的電刷跟轉(zhuǎn)換片交替接觸，從而線圈上的電流方向也改變，產(chǎn)生的洛倫茲力方向不變，所以電機(jī)能保持一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)。項(xiàng)目五汽車電機(jī)系統(tǒng)控制流電機(jī)的應(yīng)用（1）工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域

直流電機(jī)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用非常廣泛，主要用于各種機(jī)械設(shè)備的驅(qū)動(dòng)，例如風(fēng)機(jī)、水泵、輸送機(jī)、磨床、銑床、鉆床等。直流電機(jī)具有轉(zhuǎn)矩大、轉(zhuǎn)速穩(wěn)定等特點(diǎn)，能夠滿足不同設(shè)備對(duì)電機(jī)的要求。此外，在一些工藝流程中，需要控制設(shè)備的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，直流電機(jī)特別適合這些需要可調(diào)速、可逆轉(zhuǎn)的場(chǎng)景。（2）家用電器領(lǐng)域

直流電機(jī)也被廣泛應(yīng)用于家用電器領(lǐng)域。例如，洗衣機(jī)、冰箱、風(fēng)扇等家電中都普遍使用直流電機(jī)。相比于交流電機(jī)，直流電機(jī)具有高效率、低噪音和長(zhǎng)壽命等優(yōu)點(diǎn)。此外，由于直流電機(jī)可以進(jìn)行調(diào)速，可以滿足不同家用電器對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的需求。（3）交通運(yùn)輸領(lǐng)域

直流電機(jī)在交通運(yùn)輸領(lǐng)域中也有重要應(yīng)用。例如，電動(dòng)汽車、電動(dòng)火車等交通工具中都需要使用電動(dòng)機(jī)。直流電機(jī)在交通運(yùn)輸領(lǐng)域中有著重量級(jí)應(yīng)用，因?yàn)槠渚哂懈吖β拭芏?、可靠性高和控制方便的?yōu)勢(shì)。此外，電動(dòng)汽車的普及也帶動(dòng)了直流電機(jī)的需求增長(zhǎng)?？傊绷麟姍C(jī)是一種非常常見的電動(dòng)機(jī)，在工業(yè)生產(chǎn)、家用電器、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。直流電機(jī)具有高效率、可調(diào)速等特點(diǎn)，能夠滿足不同領(lǐng)域?qū)﹄姍C(jī)的需求。項(xiàng)目五汽車電機(jī)系統(tǒng)控制3.N20電機(jī)的控制L298PShield直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器采用大功率電機(jī)專用驅(qū)動(dòng)芯片L298P，可直接驅(qū)動(dòng)2個(gè)直流電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電流達(dá)2A，電機(jī)輸出端采用8只高速肖特基二極管作為保護(hù)。該電路布線合理、均采用貼元件片，疊層設(shè)計(jì)可直接插接到Arduino上。L298PShield直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器具有PWM調(diào)速模式和PLL鎖相環(huán)模式，使用跨接線切換。電機(jī)供電可使用Arduino

VIN輸入或驅(qū)動(dòng)器上的接線柱輸入，使用跨接線切換，引腳和實(shí)物如圖5-8。圖5-8

L298PShield直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器項(xiàng)目五汽車電機(jī)系統(tǒng)控制L298PShield直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器技術(shù)參數(shù)：1）邏輯部分輸入電壓VD：5V。2）驅(qū)動(dòng)部分輸入電壓VS：VIN輸入6.5~12V，PWRIN輸入4.8~35V。3）邏輯部分工作電流Iss：<36mA。4）驅(qū)動(dòng)部分工作電流Io：<2A。5）最大耗散功率：25W（T=75℃）。6）控制信號(hào)輸入電平：高電平2.3V<Vin<5V

，低電平-0.3V<Vin<1.5V。7）工作溫度：-25＋130℃。8）硬件接口：5.0mm間距接線柱。9）帶固定扣，并可以通過(guò)排陣接入控制信號(hào)。10）驅(qū)動(dòng)形式：雙路大功率H橋驅(qū)動(dòng)。11）引腳占用：D10~D13直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)。12）支持PWM/PLL模式電機(jī)速度控制。13）尺寸：68*53mm。以N20為例，實(shí)驗(yàn)控制兩個(gè)N20電機(jī)的速度和正反轉(zhuǎn)，實(shí)驗(yàn)硬件見表5-3：表5-3

N20電機(jī)實(shí)驗(yàn)器件器件數(shù)量ArduinoUNO控制器1USB下載線1N20電機(jī)2L298P驅(qū)動(dòng)板19V電源1面包線6項(xiàng)目五汽車電機(jī)系統(tǒng)控制實(shí)驗(yàn)如圖5-9連接電路。圖5-9

N20電機(jī)實(shí)驗(yàn)連線圖根據(jù)上圖5-9的連線方法，可以控制M1和M2兩個(gè)直流電機(jī)的正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)，停止，以及PWM調(diào)速。參考程序：（二維碼）任務(wù)硬件見表5-4。表5-4

N20電機(jī)實(shí)驗(yàn)器件器件數(shù)量ArduinoUNO控制器1USB下載線1N20電機(jī)2L298P驅(qū)動(dòng)板19V電源1面包線6項(xiàng)目五汽車電機(jī)系統(tǒng)控制任務(wù)實(shí)施1：N20電機(jī)的控制完成2個(gè)N20電機(jī)的控制，要求使用Arduino

UNO單片機(jī)控制兩個(gè)電機(jī)同時(shí)正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速?gòu)?逐漸加到最快（漸變間隔30ms），并保持最快速度1s后，兩個(gè)電機(jī)同時(shí)反轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速?gòu)?逐漸加到最快（漸變間隔30ms），并保持最快速度1s，如此反復(fù)。項(xiàng)目五汽車電機(jī)系統(tǒng)控制參考程序：intE1=10;

intM1=12;intE2=11;

intM2=13;

voidsetup（）{

pinMode（M1,

OUTPUT）;

pinMode（M2,

OUTPUT）;}voidloop（）{

for（intvalue=0;value<=255;value+=5）

{

digitalWrite（M1,HIGH）;

digitalWrite（M2,

HIGH）;

analogWrite（E1,

value）;

//PWM調(diào)速

analogWrite（E2,

value）;

//PWM調(diào)速

delay（30）;

delay（1000）;

for（intvalue=0;value<=255;value+=5）

{

digitalWrite（M1,LOW）;

digitalWrite（M2,

LOW）;

analogWrite（E1,

value）;

//PWM調(diào)速

analogWrite（E2,

value）;

//PWM調(diào)速

delay（30）;

}

delay（1000）;}項(xiàng)目五汽車電機(jī)系統(tǒng)控制【課后作業(yè)】控制2個(gè)N20電機(jī)，要求獨(dú)立完成繪制連線圖和硬件連接，實(shí)現(xiàn)1個(gè)電機(jī)正轉(zhuǎn)，另一個(gè)電機(jī)反轉(zhuǎn)，持續(xù)5s后2個(gè)電機(jī)停轉(zhuǎn)，再過(guò)5廟后之前正轉(zhuǎn)電機(jī)反轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)電機(jī)正轉(zhuǎn)，持續(xù)5s后在同時(shí)停轉(zhuǎn)5s，如此循環(huán)。項(xiàng)目五汽車電機(jī)系統(tǒng)控制學(xué)習(xí)任務(wù)20

步進(jìn)電機(jī)的控制【任務(wù)描述】步進(jìn)電機(jī)在當(dāng)前汽車上應(yīng)用很多，大多數(shù)汽車都使用了步進(jìn)電機(jī)，但是這些步進(jìn)電機(jī)是如何工作的呢？下面請(qǐng)同學(xué)們通過(guò)學(xué)習(xí)步進(jìn)電機(jī)的基本原理、硬件連接、控制應(yīng)用等知識(shí)，練習(xí)編寫單片機(jī)編程指令來(lái)實(shí)現(xiàn)汽車步進(jìn)電機(jī)的控制吧！知識(shí)目標(biāo)：1.了解步進(jìn)電機(jī)的基本原理。2.掌握步進(jìn)電機(jī)的硬件連接。3.掌握步進(jìn)電機(jī)的控制及應(yīng)用。項(xiàng)目五汽車電機(jī)系統(tǒng)控制1.步進(jìn)電機(jī)的基本原理步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。通俗一點(diǎn)講：當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度（及步進(jìn)角）。你可以通過(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)你也可以通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速取決于脈沖頻率、轉(zhuǎn)子齒數(shù)和拍數(shù)。其角速度與脈沖頻率成正比，而且在時(shí)間上與脈沖同步。因而在轉(zhuǎn)子齒數(shù)和運(yùn)行拍數(shù)一定的情況下，只要控制脈沖頻率即可獲得所需速度。由于步進(jìn)電機(jī)是借助它的同步力矩而起動(dòng)的，為了不發(fā)生失步，起動(dòng)頻率是不高的。特別是隨著功率的增加，轉(zhuǎn)子直徑增大，慣量增大，啟動(dòng)頻率和最高運(yùn)行頻率可能相差十倍之多。項(xiàng)目五汽車電機(jī)系統(tǒng)控制步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩隨著脈沖頻率的上升而下降，起動(dòng)頻率越高，起動(dòng)力矩就越小，帶動(dòng)負(fù)載的能力越差，啟動(dòng)時(shí)會(huì)造成失步，而在停止時(shí)又會(huì)發(fā)生過(guò)沖。要使步進(jìn)電機(jī)快速地達(dá)到所要求的速度又不失步或過(guò)沖，其關(guān)鍵在于使加速過(guò)程中，加速度所要求的力矩既能充分利用各個(gè)運(yùn)行頻率下步進(jìn)電機(jī)所提供的力矩，又不能超過(guò)這個(gè)力矩。因此，步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行一般要經(jīng)過(guò)加速、勻速、減速三個(gè)階段，要求加減速過(guò)程時(shí)間盡量的短，恒速時(shí)間盡量長(zhǎng)。特別是在要求快速響應(yīng)的工作中，從起點(diǎn)到終點(diǎn)運(yùn)行的時(shí)間要求最短，這就必須要求加速、減速的過(guò)程最短，而恒速時(shí)的速度最高。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)形式和分類方法較多，一般按勵(lì)磁方式分為磁阻式、永磁式和混磁式三種；按相數(shù)可分為單相、兩相、三相和多相等形式。以三相磁阻式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)為例，它的定、轉(zhuǎn)子鐵心都由硅鋼片疊成。定子上有六個(gè)磁極，每?jī)蓚€(gè)相對(duì)的磁極繞有同一相繞組，三相繞組接成星形作為控制繞組；轉(zhuǎn)子鐵心上沒有繞組，只有四個(gè)齒，齒寬