汽車單片機技術項目四

汽車信息反饋系統控制學習任務13

汽車LED數碼管的控制【任務描述】LED數碼管在一些汽車上應用很多，它可以用來顯示車速、距離和時間等，但是這些數碼管是如何控制的呢？下面請同學們通過學習LED數碼管的基本原理、硬件連接、控制應用等知識，練習編寫單片機編程指令來實現汽車LED數碼管的控制吧！【學習目標】

1.能夠識別LED數碼管的各個引腳。2.能夠完成單片機編程指令編寫。項目四

汽車信息反饋系統控制1.LED數碼管的基本原理

LED數碼管（LEDSegmentDisplays）是由多個發光二極管封裝在一起組成“8”字型的器件，引線已在內部連接完成，只需引出它們的各個筆劃，公共電極。一位LED數碼管常用段數一般為7段有的另加一個小數點，LED數碼管常用的位數有1，2，3，4，5，6，8，10位等等，顏色有紅，綠，藍，黃等幾種。LED數碼管如圖4-1所示。

圖4-1

LED數碼管項目四

汽車信息反饋系統控制LED數碼管可以是共陽極或共陰極的。在共陽極數碼管中，所有的陽極連接在一起，而在共陰極數碼管中，所有的陰極連接在一起。這意味著在驅動它們時需要不同的電極極性。為了顯示數字或字符，LED數碼管需要一個驅動電路。這個電路通常包括數字信號輸入、極性控制（共陽極或共陰極）、電流控制等元件。每個數字或字符的顯示需要設置相應的LED段，通過控制相應的極性和LED段，可以形成所需的數字或字符。通過調整電流的大小，可以控制LED數碼管的亮度。通常，亮度較高的電流會使LED更亮，而較低的電流則會使其變暗。LED數碼管基于LED技術，通過控制LED段的亮滅來顯示數字和字符。它們廣泛應用于數字顯示器、計數器、時鐘、溫度計和各種儀表和設備中，以提供可視化的數字信息。項目四

汽車信息反饋系統控制2.LED數碼管的應用LED數碼管廣泛用于儀表，時鐘，車站，家電等場合。選用時要注意產品尺寸顏色，功耗，亮度，波長等。LED數碼管通過對其不同的管腳輸入相對的電流，會使其發亮，從而顯示出數字能夠顯示時間、日期、溫度等所有可用數字表示的參數。由于它的價格便宜，使用簡單，在電器特別是家電領域應用極為廣泛，空調、熱水器、冰箱等等。絕大多數熱水器用的都是數碼管，其他家電也用液晶屏與熒光屏，如圖4-2。

圖4-2

LED數碼管的應用LED數碼管在汽車中提供了一種可靠且直觀的方式來顯示各種車輛信息，提供駕駛人和乘客有關車輛性能和狀態的重要信息，有助于提高駕駛人的安全性和便利性，同時提供了對車輛性能和狀態的實時了解。汽車的儀表板通常包括LED數碼管顯示車速和發動機轉速、燃油油量、發動機溫度和外部溫度或空調系統的設定溫度、車輛的時間和日期等信息。項目四

汽車信息反饋系統控制3.LED數碼管的控制1）一位數碼管按發光二極管單元連接方式可分為共陽極數碼管和共陰極數碼管，如圖4-3所示。共陽數碼管是指將所有發光二極管的陽極接到一起形成公共陽極（COM）的數碼管，共陽數碼管在應用時應將公共極COM接到VCC上，當某一字段發光二極管的陰極為低電平時，相應字段就點亮，當某一字段的陰極為高電平時，相應字段就不亮。共陰數碼管是指將所有發光二極管的陰極接到一起形成公共陰極（COM）的數碼管，共陰數碼管在應用時應將公共極COM接到地線GND上，當某一字段發光二極管的陽極為高電平時，相應字段就點亮，當某一字段的陽極為低電平時，相應字段就不亮。

本次實驗用的是共陰極的數碼管，共陰數碼管在應用時應將公共極接到GND，當某一字段發光二極管的陽極為低電平時，相應字段就點熄滅。當某一字段的陽極為高電平時，相應字段就點亮。介紹完原理，我們開始準備實驗用元器件見表4-1。表4-1

LED數碼管實驗器件器件數量ArduinoUNO控制器1USB下載線1一位數碼管1220Ω直插電阻8面包板1面包線12圖4-3

共陰和共陽LED數碼管器件數量ArduinoUNO控制器1USB下載線1一位數碼管1220Ω直插電阻8面包板1面包線12項目四

汽車信息反饋系統控制參考圖4-4連接好電路。數碼管共有七段顯示數字的段，還有一個顯示小數點的段。當讓數碼管顯示數字時，只要將相應的段點亮即可。例如：讓數碼管顯示數字1，則將b、c段點亮即可。將每個數字寫成一個子程序。在主程序中每隔1s顯示一個數字，讓數碼管循環顯示1～8數字。每一個數字顯示的時間由延時時間來決定，時間設置的大些，顯示的時間就長些，時間設置的小些，顯示的時間就短。控制程序在setup（）前面定義了一系列的數字顯示子程序，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

一位數碼管共陰連線

圖4-5

程序定義圖項目四

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

//顯示數字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）;//設置4～11引腳為輸出模式}voidloop（）{while（1）{}digital_1（）;//顯示數字1delay（1000）;//延時1sdigital_2（）;//顯示數字2delay（1000）;//延時1sdigital_3（）;//顯示數字3delay（1000）;//延時1sdigital_4（）;//顯示數字4delay（1000）;//延時1sdigital_5（）;//顯示數字5delay（1000）;//延時1sdigital_6（）;//顯示數字6delay（1000）;//延時1sdigital_7（）;//顯示數字7delay（1000）;//延時1sdigital_8（）;//顯示數字8delay（1000）;//延時1sdigital_9（）;//顯示數字8delay（1000）;//延時1s}}項目四

汽車信息反饋系統控制2）四位數碼管下面的實驗是使用arduino

UNO驅動一塊共陽四位數碼管，如圖4-6所示。四位數碼管的8個顯示引腳是對應連在一起的，每一位的公共極單獨印出來。驅動數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陽極接，總共接4顆。這種接法好處是需求電阻比較少，但是會產生每一位上顯示不同數字亮度會不一樣，1最亮，8最暗。另外一種接法就是在其他8個引腳上接，這種接法亮度顯示均勻，但是用電阻較多。本次實驗使用8個220Ω電阻。四位數碼管總共有12個引腳，小數點朝下正放在面前時，左下角為1，其他管腳順序為逆時針旋轉。左上角為最大的12號管腳，如圖4-7所示。

圖4-7

共陰四位數碼管引腳實物圖圖4-6

共陽四位數碼管項目四

汽車信息反饋系統控制圖4-8所示為數碼管的參考說明手冊。

準備實驗用元器件見表4-2。器件數量ArduinoUNO控制器1USB下載線1四位數碼管1220Ω直插電阻8面包板1面包線12請按圖4-9連接硬件。

圖4-9

共陽四位數碼管的連線圖圖4-8

四位數碼管參考說明手冊表4-2四位LED數碼管實驗器件項目四

汽車信息反饋系統控制共陽四位數碼管的顯示基本原理是依次顯示四位數字，顯示哪位數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。當四位數字的刷新率達到一定速度時，利用人眼視覺殘留現象，就產生了四位數字一起亮的效果。將下面計數器程序編譯下載到單片機中，實現四位數碼管每s計數增加1。

參考程序/l/ciOF3b6vvrxt項目四

汽車信息反饋系統控制【課后作業】1.控制1個一位LED數碼管，要求獨立完成繪制連線圖和硬件連接，初始化顯示0，實現按動一個觸點開關一次，顯示數字增加1。2.控制1個四位LED數碼管，要求獨立完成繪制連線圖和硬件連接，初始化顯示0，實現按動一個觸點開關一次，顯示數字增加1。項目四

汽車信息反饋系統控制學習任務14

汽車LEDRGB模塊控制【任務描述】當前汽車上的儀表對LEDRGB的應用越來越多，大多數汽車都會使用LEDRGB模塊來顯示或者強調一下車輛當前裝調或者問題，但是這些LEDRGB模塊是如何控制的呢？下面請同學們通過學習LEDRGB的基本原理、硬件連接、控制應用等知識，練習編寫單片機編程指令來實現汽車LEDRGB的控制吧！【學習目標】

1.能夠識別LEDRGB的四個引腳。

2.能夠完成單片機編程指令編寫。項目四

汽車信息反饋系統控制1.LEDRGB的基本原理LEDRGB作為日常生活中我們經常會接觸到的專業名詞，目前運用最廣的顏色系統之一，它不僅在編程方面有著極其重要的作用，而且還在其他領域發揮著不容小覷的作用。RGB色彩模式是工業界的一種顏色標準，是通過對紅（R）、綠（G）、藍（B）三個顏色通道的變化以及它們相互之間的疊加來得到各式各樣的顏色的，RGB即是代表紅、綠、藍三個通道的顏色，這個標準幾乎包括了人類視力所能感知的所有顏色，是目前運用最廣的顏色系統之一。RGB是從顏色發光的原理來設計定的，通俗點說它的顏色混合方式就好像有紅、綠、藍三盞燈，當它們的光相互疊合的時候，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。有色光可被無色光沖淡并變亮。如藍色光與白光相遇，結果是產生更加明亮的淺藍色光。知道它的混合原理后，在軟件中設定顏色就容易理解了。紅、綠、藍三盞燈的疊加情況，中心三色最亮的疊加區為白色，加法混合的特點:越疊加越明亮。紅、綠、藍三個顏色通道每種色各分為255階亮度，在0時"燈"最弱--是關掉的，而在255時"燈"最亮。當三色數值相同時為無色彩的灰度色，而三色都為255時為最亮的白色，都為0時為黑色。項目四

汽車信息反饋系統控制RGB顏色稱為加成色，因為您通過將R、G和B添加在一起（即所有光線反射回眼睛）可產生白色。加成色用于照明光、電視和計算機顯示器。例如，顯示器通過紅色、綠色和藍色熒光粉發射光線產生顏色。絕大多數可視光譜都可表示為紅、綠、藍（RGB）三色光在不同比例和強度上的混合。這些顏色若發生重疊，則產生青、洋紅和黃。三色LEDRGB模塊使用三色全彩LED制造，模塊有3個輸入引腳：R-紅色輸入、G-綠色輸入、B-藍色輸入。另外，“-”為模塊的GND接口。模塊的特點是三組信號輸入，可通過單片機編程實現R，G，B三種顏色的混合達到全彩的效果，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，并使用整數來表示。通常情況下，RGB各有256級亮度，用數字表示為從0、1、2...直到255。注意雖然數字最高是255，但0也是數值之一，因此共256級。按照計算，256級的RGB色彩總共能組合出約1678萬種色彩，即256×256×256=16777216。通常也被簡稱為1600萬色或千萬色。也稱為24位色（2的24次方）。項目四

汽車信息反饋系統控制2.LEDRGB模塊的應用目前的顯示器大都是采用了RGB顏色標準，在顯示器上，是通過電子槍打在屏幕的紅、綠、藍三色發光極上來產生色彩的，目前的電腦一般都能顯示32位顏色，有一千萬種以上的顏色。電腦屏幕上的所有顏色，都由這紅色綠色藍色三種色光按照不同的比例混合而成的。一組紅色綠色藍色就是一個最小的顯示單位。屏幕上的任何一個顏色都可以由一組RGB值來記錄和表達。因此這紅色綠色藍色又稱為三原色光。在LED領域利用三合一點陣全彩技術，即在一個發光單元里由RGB三色晶片組成全彩像素。隨著這一技術的不斷成熟，LED顯示技術會給人們帶來更加豐富真實的色彩感受。3.LEDRGB模塊的控制這次實驗利用具有PWM功能（PWM即占空比控制，具體PWM詳見任務18，這里只是調用）的I/O端口和外接直插LEDRGB模塊來完成這個實驗，需要的實驗器件見表4-4。器件數量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實驗器件項目四

汽車信息反饋系統控制按照下面的實驗原理圖連接實物，如圖4-12。這里使用數字9.10和11號端口。使用LEDRGB時，要連接限流電阻，這里為220Ω電阻，否則電流過大會燒毀模塊，注意LEDRGB的四個引腳的正負極，此次模塊為共陰，即三色LED的負極在一個引腳上。

圖4-12

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

pinMode（redPin,OUTPUT）;//設置紅色輸出端口

pinMode（greenPin,OUTPUT）;//設置綠色輸出端口

pinMode（bluePin,OUTPUT）;//設置藍色輸出端口}voidloop（）{

//顯示三原色

color（255,0,0）;//顯示紅色

delay（1000）;//延時1s

color（0,255,0）;//顯示綠色

delay（1000）;//延時1s

color（0,0,255）;//顯示藍色

delay（1000）;//延時1s

//顯示混合色

color（255,255,0）;//顯示黃色

delay（1000）;//延時1s

color（255,255,255）;//顯示白色

delay（1000）;//延時1s

color（128,0,255）;//顯示紫色

delay（1000）;//延時1s

color（0,0,0）;//關閉RGB

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

//根據紅綠藍占比顯示顏色{

analogWrite（redPin,255-red）;

analogWrite（bluePin,255-blue）;

analogWrite（greenPin,255-green）;}項目四

汽車信息反饋系統控制【課后作業】1.控制7個LEDRGB模塊，要求獨立完成繪制連線圖和硬件連接，實現分別顯示赤橙黃綠青藍紫的效果。2.控制7個LEDRGB模塊，要求獨立完成繪制連線圖和硬件連接，實現每隔1s依次顯示赤橙黃綠青藍紫的效果。學習任務15

汽車蜂鳴器的控制【任務描述】汽車蜂鳴器是一種用于發出聲音警告或提醒的裝置，當前汽車對蜂鳴器的應用越來越多，大多數汽車都會使用蜂鳴器來進行提示，但是這些蜂鳴器是如何控制的呢？【學習目標】

1.能夠識別蜂鳴器的正負極引腳。2.能夠完成單片機編程指令編寫。項目四

汽車信息反饋系統控制項目四

汽車信息反饋系統控制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元件和電場元件之間的相互作用來產生聲音。蜂鳴器包含以下部件。1）振動元件蜂鳴器內部包含一個振動元件，通常是一個薄膜或金屬片。這個振動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）電場元件蜂鳴器也包含一個電場元件，通常是一個電磁線圈或壓電陶瓷。這個元件通過電流來產生電場。3）電流控制當電流通過電場元件時，它會在電場元件內產生電場效應。電場的方向和強度會隨著電流的變化而變化，這會導致振動元件發生振動或震蕩。這種振動或震蕩的速度和幅度與電場元件和振動元件的特性有關。4）聲音產生振動元件的振動會產生聲音波，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）取決于多個因素，包括振動元件的形狀、材料和尺寸，以及電場元件的電流頻率和幅度。通過調整這些因素，可以設計不同類型的蜂鳴器，產生不同的聲音效果。項目四

汽車信息反饋系統控制蜂鳴器的聲音特性（包括頻率、音量和音調）取決于多個因素，包括振動元件的形狀、材料和尺寸，以及電場元件的電流頻率和幅度。通過調整這些因素，可以設計不同類型的蜂鳴器，產生不同的聲音效果。在不同類型的蜂鳴器中，可能使用不同的振動元件和電場元件，以滿足特定應用的要求。例如，有聲蜂鳴器通常使用振動膜，而無聲蜂鳴器通常使用壓電陶瓷。2.蜂鳴器的應用汽車蜂鳴器是一種用于發出聲音警告或提醒的裝置，通常安裝在汽車電氣系統中。1）車輛安全警報最常見的用途之一是在車輛安全系統中使用。當車輛遇到危險情況，如倒車時接近障礙物、車輛盜竊嘗試、空氣袋部署等，蜂鳴器會發出聲音警報，以提醒駕駛人或引起附近人員的注意。2）倒車輔助系統在現代汽車中，倒車輔助系統常常與蜂鳴器配合使用。當駕駛人將車輛倒車時，倒車傳感器檢測到障礙物并通過蜂鳴器發出聲音來提醒駕駛人注意。3）鑰匙遺忘提醒某些車輛具有智能鑰匙系統，可以檢測到駕駛人是否離開了車輛，如果駕駛人離開車輛而忘記關閉電源，蜂鳴器會發出聲音提醒。項目四

汽車信息反饋系統控制4）門未關提醒如果駕駛人離開車輛時沒有關閉車門，蜂鳴器可以發出聲音提醒，以避免車輛被意外開啟或車門未關閉。5）車輛故障提醒車輛的電子控制單元可以使用蜂鳴器來發出聲音警告，以提示駕駛人車輛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置的速度限制提醒系統，蜂鳴器會在車輛超過設定的速度限制時發出聲音提醒。（7）燃油低警告一些汽車具有燃油低警告系統，當車輛燃油接近耗盡時，蜂鳴器會發出聲音提醒駕駛人需要加油。項目四

汽車信息反饋系統控制3.蜂鳴器模塊的控制用Arduino

可以完成的互動作品有很多，最常見也最常用的就是聲光展示了，前面一直都是在用LED小燈在做實驗，本個實驗就讓大家的電路發出聲音，能夠發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單和易用所以我們本實驗采用蜂鳴器，以下是要準備的元件：任務器件見表4-6。器件數量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。

連接電路時要注意一點就是蜂鳴器有正負極之分，下面右側實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單了，與前面按鍵控制小燈是實驗程序類似，因為蜂鳴器的控制接口也是數字接口輸出高低電平就可以控制蜂鳴器的鳴響。表4-6蜂鳴器實驗器件圖4-14蜂鳴器實驗連線圖項目四

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

汽車信息反饋系統控制【課后作業】1.控制3個蜂鳴器，要求獨立完成繪制連線圖和硬件連接，實現每隔1s每個蜂鳴器發出1個不同聲音。2.使用3個觸點開關控制，3個蜂鳴器，要求獨立完成繪制連線圖和硬件連接，按下一個觸點開關對應一個蜂鳴器發出不同聲音。項目四

汽車信息反饋系統控制學習任務16

1602液晶顯示器的控制【任務描述】1602液晶顯示器是一種常見的字符型液晶顯示器，廣泛應用在車內儀表盤、信息娛樂系統和車載電子方面，但這些液晶顯示器是如何控制的呢？下面請同學們通過學習1602液晶顯示器的基本原理、硬件連接、控制應用等知識，練習編寫單片機編程指令來實現1602液晶顯示器控制吧！【學習目標】1.能夠識別1602液晶顯示器的各個引腳。2.能夠完成單片機編程指令編寫。項目四

汽車信息反饋系統控制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個字符。它的基本工作原理涉及液晶分子在電場作用下的排列，從而實現字符的顯示。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成，這是一個薄膜層，其中包含液晶分子。液晶分子是一種特殊的有機分子，具有在電場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字符控制器，它負責將需要顯示的字符信息發送到液晶屏幕上的特定位置。字符控制器根據輸入的數據，控制液晶分子的排列，以顯示所需的字符。項目四

汽車信息反饋系統控制3）電場控制：液晶分子的排列受電場影響。在1602液晶顯示器中，每個字符位置都有一對電極，一個在上面，一個在下面。通過在這些電極之間施加電壓，可以創建一個電場，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。電場的強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，光線經過液晶屏幕時會被不同程度地旋轉，從而改變了光的透過程度。5）字符顯示：通過控制每個字符位置的電場，字符控制器可以實現字符的顯示。要顯示特定字符，字符控制器會根據字符的ASCII碼或其他編碼方式向液晶屏幕發送相應的控制信號，使液晶分子在特定位置排列成相應字符的形狀。1602液晶顯示器的基本原理涉及通過控制電場來改變液晶分子的排列方式，從而實現字符的顯示。通過在液晶屏幕上的不同位置控制電場，可以顯示不同的字符和信息。這種液晶顯示技術在許多應用中得到廣泛使用，包括計算器、嵌入式系統、儀器、電子設備和汽車中的信息顯示。項目四

汽車信息反饋系統控制2.1602液晶顯示器的應用1602液晶顯示器在汽車中有一些特定的應用，尤其是在車內儀表盤、信息娛樂系統和車載電子方面。1）車速儀表盤：1602液晶顯示器可以用于顯示車輛的速度、轉速、油耗和行駛里程等關鍵駕駛信息。這些顯示器通常配備在車輛的儀表盤上，為駕駛人提供實時數據。2）油耗監測：一些汽車使用1602液晶顯示器來顯示燃油消耗情況，以幫助駕駛人更好地管理燃油消耗和節省燃料費用。3）溫度和氣壓監測：液晶顯示器可用于顯示車輛內部和外部的溫度、氣壓和濕度等氣象信息，以提供駕駛人有關路況的信息。4）多媒體信息：在車載信息娛樂系統中，1602液晶顯示器可用于顯示音樂、廣播、導航和娛樂內容的信息，以便駕駛人和乘客進行選擇和控制。5）倒車輔助系統：一些汽車在倒車時使用1602液晶顯示器來顯示后視攝像頭拍攝的圖像，幫助駕駛人安全地倒車并避免障礙物。項目四

汽車信息反饋系統控制6）車內溫度控制：在自動空調系統中，這種顯示器用于顯示設定的溫度、風速和模式，以及車內溫度和濕度等信息。7）車輛警報和故障碼：當車輛出現故障或需要進行維護時，1602液晶顯示器可以顯示相關的警報和故障碼，以提醒駕駛人采取必要的措施。8）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、剩余油量和駕駛時間等。9）車輛設置和控制：駕駛人可以使用液晶顯示器來調整車輛的設置，如座椅調節、音響設置、導航目的地輸入等。1602液晶顯示器在汽車中有多種應用，用于提供駕駛信息、娛樂功能和車輛控制。它們可以增強駕駛體驗、提高駕駛安全性，并為駕駛人和乘客提供有用的信息。隨著汽車技術的不斷發展，液晶顯示器在汽車內部的應用將繼續增加。項目四

汽車信息反饋系統控制3.1602液晶顯示器的控制1602直接與Arduino通信，使用8位連接法進行實驗。硬件元件見表4-8。器件數量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實驗連線圖表4-8

1602液晶顯示器實驗器件參考程序（2）.docx/l/cuiRSoy9n2wj項目四

汽車信息反饋系統控制【課后作業】1.控制1個1602液晶顯示，要求獨立完成繪制連線圖和硬件連接，實現第一行頂格顯示“Iamastudent.”。2.控制1個1602液晶顯示，要求獨立完成繪制連線圖和硬件連接，實現第一行空2格顯示“Howareyou.”，第二行頂格顯示“Finethankyou.”，全部清屏2s后循環。學習任務17

12864液晶顯示器的控制【任務描述】12864液晶顯示器是一種一種128x64像素的液晶顯示屏，廣泛應用在車內儀表盤、信息娛樂系統和車載電子方面，但這些液晶顯示器是如何控制的呢？下面請同學們通過學習12864液晶顯示器的基本原理、硬件連接、控制應用等知識，練習編寫單片機編程指令來實現汽車12864液晶顯示器的控制吧！【學習目標】

1.能夠識別12864液晶顯示器的各個極引腳。2.能夠完成單片機編程指令編寫。項目四

汽車信息反饋系統控制1.12864液晶顯示器的基本原理12864液晶顯示器的工作過程涉及液晶技術和電子顯示原理。（1）液晶技術1）液晶：液晶是介于液體和固體之間的物質，具有可通過電場控制的分子排列。液晶分子的排列狀態決定了光的透射或阻擋程度，從而實現圖像的顯示。2）液晶層：12864液晶顯示器由兩塊透明的平板玻璃或塑料構成，中間夾有一層液晶材料。液晶層被劃分成像素陣列，每個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決定了光的偏振方向，進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背光源，如LED（發光二極管）或CCFL（冷陰極熒光燈），以提供照明。2）像素驅動電路：每個像素都有一個相關的驅動電路，通常由薄膜晶體管（TFT）或其他技術構成。這些電路通過施加電場來改變液晶分子的排列狀態，控制光的透射或阻擋。項目四

汽車信息反饋系統控制3）控制器和接口：液晶顯示器需要一個控制器，用于接收來自計算機或其他設備的圖像數據，并將其轉換成適合驅動像素的信號。控制器還管理背光和電源供應。4）顯示過程：當電場施加在液晶分子上時，液晶分子的排列狀態發生改變，導致光的偏振方向也發生變化。透過液晶的光的偏振方向被改變，這導致光的偏振方向與前面的偏振濾光片不再相匹配，光無法通過液晶層，像素呈現暗色。當電場消失或改變方向時，液晶分子重新排列，使光的偏振方向與偏振濾光片匹配，光通過液晶層，像素呈現亮色。通過對不同像素施加不同電場并調整電場的強度和方向，液晶顯示器可以創建文本、圖像和圖形。控制器負責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雜技術來實現多種顏色和更高的分辨率。項目四

汽車信息反饋系統控制2.12864液晶顯示器的應用12864液晶顯示器在汽車上有多種應用，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、轉速、燃油水平、發動機溫度、里程等。這些顯示器可以以數字、圖形和圖標的形式呈現信息，使駕駛人能夠輕松監視車輛狀態。導航系統：一些汽車配備了內置導航系統，12864液晶顯示器可用于顯示地圖、導航指示和目的地信息。這種顯示器在提供導航方向時非常有用。多媒體系統：在車載多媒體系統中，12864液晶顯示器可用于顯示音樂、視頻、收音機頻道、藍牙電話控制和娛樂選項。它們可以用于瀏覽音樂庫、調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，以幫助駕駛人在倒車時更容易地觀察周圍環境。項目四

汽車信息反饋系統控制車輛設置和控制：12864液晶顯示器可以用于調整車輛設置，如座椅調整、空調溫度、燈光控制和安全系統設置。駕駛人可以使用它們來自定義車輛體驗。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，幫助駕駛人更有效地管理燃料或電能的使用。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，以提醒駕駛人關于潛在問題或維護要求。駕駛輔助系統：在一些高級汽車中，這些顯示器可以與駕駛輔助系統集成，例如自動巡航控制、自動停車系統和車道保持輔助系統，以顯示相關信息和警告。總的來說，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，同時也有助于提高駕駛安全性和便利性。項目四

汽車信息反饋系統控制2.12864液晶顯示器的控制SPILCD12864模塊是一款基于12864液晶顯示器開發的顯示模塊。12864帶漢字庫圖形點陣液晶顯示模塊，可顯示8192個中文漢字（16X16點陣）、128個字符（8X16點陣）和圖形顯示（128X64點陣）。該模塊具有并行和串行接口，背光控制（并行模式時使用），背光開關（串行模式使用），串行、并行模式開關切換功能，對比度調節電位器。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IDC6專用連接線即可插接到interfaceshield上實現串