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Appunti di programmazione su Arduino: esercizi di approfondimento su istruzione switch..case, display a 7 segmenti, Serial.read

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Durante le scorse settimane ho svolto una serie di esercitazioni di laboratorio che avevano l’obiettivo di insegnare l’uso dell’istruzione switch…case e la modalità di ricezione dati seriali in Arduino.

La prima lezione è introdotta nel post:

Appunti di programmazione su Arduino: controllo di flusso – istruzione switch..case

Nell’articolo trovate due link che fanno riferimento a due guide sul sito Arduino in cui viene mostrato come utilizzando l’istruzione switch…case:

  • per inviare un output specifico sulla Serial monitor in funzione del valore letto dal sensore;
  • usare la Serial input per accendere uno specifico LED.

La seconda lezione è basata sul tutorial:

Arduino – lezione 08: display a 7 segmenti e creazione di librerie

In cui viene mostrato come pilotare un display a 7 segmenti realizzando un contatore da 0 a 9, e cicli di visualizzazione di numeri pari e numeri dispari. Nella parte finale del tutorial viene mostrato come realizzare una libreria dedicata alla gestione del display a 7 segmenti.

La terza lezione mostra come ricevere dati dalla seriale in Arduino.

Per questa parte è indispensabile svolgere le esercitazioni che trovate nelle slide:

Alfabeto di Arduino – Lezione 3 da pagina 53 a pagina 62

Successivamente aggiungo gli esercizi che di seguito condivido, in cui riprendendo la gestione del display a 7 segmenti, però questa volta inviamo dati dal computer mediante la tastiera al display comandato da Arduino.

Per lo svolgimento di questa parte è necessario effettuare una piccola variazione rispetto al circuito mostrato in: Arduino – lezione 08: display a 7 segmenti e creazione di librerie in questa lezione volutamente utilizzo tra tutti i pin il piedino 1 di Arduino che viene utilizzato normalmente come pin TX e ciò provoca un comportamento anomalo di accensione del LED e del display, ciò mi permette di spiegare l’utilizzo dei pin 0 e 1 di Arduino.

Il circuito da realizzare per la terza lezione è il seguente (i pin di controllo di Arduino sono presi in maniera sequenziale dal pin 6 al pin 12)

Esercitazione 1

  • Realizzare un contasecondi da 0 a 9 utilizzando un display 7 segmenti a catodo comune

Soluzione

// Prof. Michele Maffucci
// 14.04.2019

// Conteggio 9 secondi con display 7 segmenti a catodo comune

// definizione delle variabili a cui collegare ogni segmento del display
// la lettera rappresenta il segmento del display il numero il pin
// digitale di Arduino a cui è collegato il corrispondente pin del display

const int a=12;
const int b=11;
const int c=10;
const int d=9;
const int e=8;                           
const int f=7;
const int g=6;

// variabile che definisce la velocità con cui appaiono i numeri
const int pausa = 1000;

void setup()
{
  // inizializzazione dei pin ad OUTPUT
  for (int i=6; i<13; i++) {
    pinMode(i, OUTPUT); 
  }
}

void loop ()
{
  for (int i=0;i<10;i++) 
  {
    LedAcceso(i);
    delay (pausa);
  }
}

void LedAcceso(int n)
{
  switch(n)
  {
  case 0:
    digitalWrite(a, HIGH);
    digitalWrite(b, HIGH);
    digitalWrite(c, HIGH); 
    digitalWrite(d, HIGH); 
    digitalWrite(e, HIGH);
    digitalWrite(f, HIGH);
    digitalWrite(g, LOW);
    break;

  case 1:
    digitalWrite(a, LOW);
    digitalWrite(b, HIGH);
    digitalWrite(c, HIGH); 
    digitalWrite(d, LOW); 
    digitalWrite(e, LOW);
    digitalWrite(f, LOW);
    digitalWrite(g, LOW);
    break;

  case 2:
    digitalWrite(a, HIGH);
    digitalWrite(b, HIGH);
    digitalWrite(c, LOW); 
    digitalWrite(d, HIGH); 
    digitalWrite(e, HIGH);
    digitalWrite(f, LOW);
    digitalWrite(g, HIGH);
    break;
  case 3:
    digitalWrite(a, HIGH);
    digitalWrite(b, HIGH);
    digitalWrite(c, HIGH); 
    digitalWrite(d, HIGH); 
    digitalWrite(e, LOW);
    digitalWrite(f, LOW);
    digitalWrite(g, HIGH);
    break;

  case 4:
    digitalWrite(a, LOW);
    digitalWrite(b, HIGH);
    digitalWrite(c, HIGH); 
    digitalWrite(d, LOW); 
    digitalWrite(e, LOW);
    digitalWrite(f, HIGH);
    digitalWrite(g, HIGH);
    break;

  case 5:
    digitalWrite(a, HIGH);
    digitalWrite(b, LOW);
    digitalWrite(c, HIGH); 
    digitalWrite(d, HIGH); 
    digitalWrite(e, LOW);
    digitalWrite(f, HIGH);
    digitalWrite(g, HIGH);
    break;

  case 6:
    digitalWrite(a, HIGH);
    digitalWrite(b, LOW);
    digitalWrite(c, HIGH); 
    digitalWrite(d, HIGH); 
    digitalWrite(e, HIGH);
    digitalWrite(f, HIGH);
    digitalWrite(g, HIGH);
    break;

  case 7:
    digitalWrite(a, HIGH);
    digitalWrite(b, HIGH);
    digitalWrite(c, HIGH); 
    digitalWrite(d, LOW); 
    digitalWrite(e, LOW);
    digitalWrite(f, LOW);
    digitalWrite(g, LOW);
    break;

  case 8:
    digitalWrite(a, HIGH);
    digitalWrite(b, HIGH);
    digitalWrite(c, HIGH); 
    digitalWrite(d, HIGH); 
    digitalWrite(e, HIGH);
    digitalWrite(f, HIGH);
    digitalWrite(g, HIGH);
    break;

  case 9:
    digitalWrite(a, HIGH);
    digitalWrite(b, HIGH);
    digitalWrite(c, HIGH); 
    digitalWrite(d, HIGH); 
    digitalWrite(e, LOW);
    digitalWrite(f, HIGH);
    digitalWrite(g, HIGH);
    break;
  }
}

Esercitazione 2

  • Scrittura mediante tastiera (su serial monitor) di un numero da 0 a 9.
  • La scrittura avviene quando viene premuto l’invio della tastiera.

Soluzione

// Prof. Michele Maffucci
// 14.04.2019
// Scrittura mediante tastiera (su serial monitor) di un numero da 0 a 9
// La scrittura avviene quando si preme invio.

// definizione delle variabili a cui collegare ogni segmento del display
// la lettera rappresenta il segmento del display il numero il pin
// digitale di Arduino a cui è collegato il corrispondente pin del display

const int a = 12;
const int b = 11;
const int c = 10;
const int d = 9;
const int e = 8;
const int f = 7;
const int g = 6;

void setup()
{
  // inizializzazione della seriale
  Serial.begin(9600);

  // inizializzazione dei pin ad OUTPUT
  for (int i = 6; i < 13; i++) {
    pinMode(i, OUTPUT);
  }
}

void loop()
{
  if (Serial.available()) {
    int selettore = Serial.read();
    LedAcceso(selettore);
  }
}

void LedAcceso(int n)
{
  switch (n)
  {
    case '0':
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, HIGH);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, LOW);
      break;

    case '1':
      digitalWrite(a, LOW);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, LOW);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, LOW);
      digitalWrite(g, LOW);
      break;

    case '2':
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, LOW);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, HIGH);
      digitalWrite(f, LOW);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;
      
    case '3':
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, LOW);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '4':
      digitalWrite(a, LOW);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, LOW);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '5':
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, LOW);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '6':
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, LOW);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, HIGH);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '7':
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, LOW);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, LOW);
      digitalWrite(g, LOW);
      break;

    case '8':
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, HIGH);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '9':
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;
  }
}

Esercitazione 3

  • Scrittura mediante tastiera (su serial monitor) di un numero da 0 a 9.
  • La scrittura avviene quando viene premuto l’invio della tastiera.
  • All’avvio del programma deve essere mostrato un gioco di luci con accensione e spegnimento veloce in sequenza dei led: a, b, c, d, e, f del display

Soluzione

// Prof. Michele Maffucci
// 14.04.2019
// Scrittura mediante tastiera (su serial monitor) di un numero da 0 a 9
// La scrittura avviena quando si preme invio.
// All'avvio del programma gioco di luci con accensione veloce dei led: a, b, c, d, e, f 

// definizione delle variabili a cui collegare ogni segmento del display
// la lettera rappresenta il segmento del display il numero il pin
// digitale di Arduino a cui è collegato il corrispondente pin del display

const int a = 12;
const int b = 11;
const int c = 10;
const int d = 9;
const int e = 8;
const int f = 7;
const int g = 6;

const int intervallo = 10;

void setup()
{
  // inizializzazione della seriale
  Serial.begin(9600);

  // inizializzazione dei pin ad OUTPUT
  for (int i = 6; i < 13; i++) {
    pinMode(i, OUTPUT);
  }
  roll();
}

void loop()
{
  if (Serial.available()) {
    int selettore = Serial.read();
    LedAcceso(selettore);
  }
}

void roll() {
  for (int i = 0; i < 6; i++) {
      digitalWrite(a, HIGH);
      delay(intervallo);
      digitalWrite(a, LOW);
      delay(intervallo);
      digitalWrite(b, HIGH);
      delay(intervallo);
      digitalWrite(b, LOW);
      delay(intervallo);      
      digitalWrite(c, HIGH);
      delay(intervallo);
      digitalWrite(c, LOW);
      delay(intervallo);      
      digitalWrite(d, HIGH);
      delay(intervallo); 
      digitalWrite(d, LOW);
      delay(intervallo);      
      digitalWrite(e, HIGH);
      delay(intervallo);
      digitalWrite(e, LOW);
      delay(intervallo);      
      digitalWrite(f, HIGH);
      delay(intervallo);
      digitalWrite(f, LOW);
      delay(intervallo);
  }
}

void LedAcceso(int n)
{
  switch (n)
  {
    case '0':
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, HIGH);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, LOW);
      break;

    case '1':
      digitalWrite(a, LOW);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, LOW);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, LOW);
      digitalWrite(g, LOW);
      break;

    case '2':
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, LOW);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, HIGH);
      digitalWrite(f, LOW);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '3':
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, LOW);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '4':
      digitalWrite(a, LOW);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, LOW);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '5':
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, LOW);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '6':
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, LOW);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, HIGH);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '7':
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, LOW);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, LOW);
      digitalWrite(g, LOW);
      break;

    case '8':
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, HIGH);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '9':
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;
  }
}

Esercitazione 4

  • Scrittura mediante tastiera (su serial monitor) di un numero da 0 a 9.
  • La scrittura avviene quando viene premuto l’invio della tastiera.
  • All’avvio del programma deve essere mostrato un gioco di luci con accensione e spegnimento veloce in sequenza dei led: a, b, c, d, e, f del display
  • Alla pressione di un tasto diverso dai numeri da 0 a 9, gioco di luci e spegnimento del display.

Soluzione

// Prof. Michele Maffucci
// 14.04.2019
// Scrittura mediante tastiera (su serial monitor) di un numero da 0 a 9
// La scrittura avviena quando si preme invio.
// All'avvio del programma gioco di luci con accensione veloce dei led: a, b, c, d, e, f
// Alla pressione di un tasto diverso dai numeri da 0 a 9, gioco di luci e spegnimento del display.

// definizione delle variabili a cui collegare ogni segmento del display
// la lettera rappresenta il segmento del display il numero il pin
// digitale di Arduino a cui è collegato il corrispondente pin del display

const int a = 12;
const int b = 11;
const int c = 10;
const int d = 9;
const int e = 8;
const int f = 7;
const int g = 6;

const int intervallo = 10;

void setup()
{
  // inizializzazione della seriale
  Serial.begin(9600);

  // inizializzazione dei pin ad OUTPUT
  for (int i = 6; i < 13; i++) {
    pinMode(i, OUTPUT);
  }
  roll();
}

void loop()
{
  if (Serial.available()) {
    int selettore = Serial.read();
    LedAcceso(selettore);
  }
}

void roll() {
  for (int i = 0; i < 6; i++) {
      digitalWrite(a, HIGH);
      delay(intervallo);
      digitalWrite(a, LOW);
      delay(intervallo);
      digitalWrite(b, HIGH);
      delay(intervallo);
      digitalWrite(b, LOW);
      delay(intervallo);      
      digitalWrite(c, HIGH);
      delay(intervallo);
      digitalWrite(c, LOW);
      delay(intervallo);      
      digitalWrite(d, HIGH);
      delay(intervallo); 
      digitalWrite(d, LOW);
      delay(intervallo);      
      digitalWrite(e, HIGH);
      delay(intervallo);
      digitalWrite(e, LOW);
      delay(intervallo);      
      digitalWrite(f, HIGH);
      delay(intervallo);
      digitalWrite(f, LOW);
      delay(intervallo);
  }
}

void LedAcceso(int n)
{
  switch (n)
  {
    case '0':
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, HIGH);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, LOW);
      break;

    case '1':
      digitalWrite(a, LOW);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, LOW);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, LOW);
      digitalWrite(g, LOW);
      break;

    case '2':
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, LOW);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, HIGH);
      digitalWrite(f, LOW);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '3':
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, LOW);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '4':
      digitalWrite(a, LOW);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, LOW);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '5':
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, LOW);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '6':
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, LOW);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, HIGH);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '7':
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, LOW);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, LOW);
      digitalWrite(g, LOW);
      break;

    case '8':
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, HIGH);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '9':
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    default:
      digitalWrite(a, LOW);
      digitalWrite(b, LOW);
      digitalWrite(c, LOW);
      digitalWrite(d, LOW);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, LOW);
      digitalWrite(g, LOW);
      roll();
  }
}

Esercitazione 5

  • Scrittura mediante tastiera (su serial monitor) di un numero da 0 a 9.
  • La scrittura avviene quando viene premuto l’invio della tastiera.
  • All’avvio del programma deve essere mostrato un gioco di luci con accensione e spegnimento veloce in sequenza dei led: a, b, c, d, e, f del display.
  • Alla pressione di un tasto diverso dai numeri da 0 a 9, gioco di luci e spegnimento del display.
  • Alla pressione di un numero da 0 a 9 prima della comparsa del numero mostrare gioco di luci.

Soluzione

// Prof. Michele Maffucci
// 14.04.2019
// Scrittura mediante tastiera (su serial monitor) di un numero da 0 a 9
// La scrittura avviena quando si preme invio.
// All'avvio del programma gioco di luci con accensione veloce dei led: a, b, c, d, e, f
// Alla pressione di un tasto diverso dai numeri da 0 a 9, gioco di luci e spegnimento del display.
// Alla pressione di un numero da 0 a 9 prima della comparsa del numero mostrare gioco di luci.

// definizione delle variabili a cui collegare ogni segmento del display
// la lettera rappresenta il segmento del display il numero il pin
// digitale di Arduino a cui è collegato il corrispondente pin del display

const int a = 12;
const int b = 11;
const int c = 10;
const int d = 9;
const int e = 8;
const int f = 7;
const int g = 6;

const int intervallo = 10;

void setup()
{
  // inizializzazione della seriale
  Serial.begin(9600);

  // inizializzazione dei pin ad OUTPUT
  for (int i = 6; i < 13; i++) {
    pinMode(i, OUTPUT);
  }
  roll();
}


void loop()
{
  if (Serial.available()) {
    int selettore = Serial.read();
    LedAcceso(selettore);
  }
}

void roll() {
  // spegnimento di tutti i led del display
  digitalWrite(a, LOW);
  digitalWrite(b, LOW);
  digitalWrite(c, LOW);
  digitalWrite(d, LOW);
  digitalWrite(e, LOW);
  digitalWrite(f, LOW);
  digitalWrite(g, LOW);

  // ciclo di sei accensioni e spegnimenti dei led a, b, c, d, e, f
  for (int i = 0; i < 6; i++) {
    digitalWrite(a, HIGH);
    delay(intervallo);
    digitalWrite(a, LOW);
    delay(intervallo);
    digitalWrite(b, HIGH);
    delay(intervallo);
    digitalWrite(b, LOW);
    delay(intervallo);
    digitalWrite(c, HIGH);
    delay(intervallo);
    digitalWrite(c, LOW);
    delay(intervallo);
    digitalWrite(d, HIGH);
    delay(intervallo);
    digitalWrite(d, LOW);
    delay(intervallo);
    digitalWrite(e, HIGH);
    delay(intervallo);
    digitalWrite(e, LOW);
    delay(intervallo);
    digitalWrite(f, HIGH);
    delay(intervallo);
    digitalWrite(f, LOW);
    delay(intervallo);
  }
}

void LedAcceso(int n)
{
  switch (n)
  {
    case '0':
      roll();
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, HIGH);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, LOW);
      break;

    case '1':
      roll();
      digitalWrite(a, LOW);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, LOW);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, LOW);
      digitalWrite(g, LOW);
      break;

    case '2':
      roll();
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, LOW);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, HIGH);
      digitalWrite(f, LOW);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '3':
      roll();
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, LOW);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '4':
      roll();
      digitalWrite(a, LOW);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, LOW);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '5':
      roll();
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, LOW);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '6':
      roll();
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, LOW);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, HIGH);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '7':
      roll();
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, LOW);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, LOW);
      digitalWrite(g, LOW);
      break;

    case '8':
      roll();
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, HIGH);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '9':
      roll();
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    default:
      roll();
  }
}

Esercitazione 6

Realizzare le stesse funzionalità dell’esercizio 5 ma ottimizzare la funzione roll() in modo che lo spegnimento iniziale dei LED sia costituito da un ciclo for e l’accensione e lo spegnimento sequenziale sia realizzato da due cicli for annidati.

Soluzione

// Prof. Michele Maffucci
// 14.04.2019
// Scrittura mediante tastiera (su serial monitor) di un numero da 0 a 9
// La scrittura avviena quando si preme invio.
// All'avvio del programma gioco di luci con accensione veloce dei led: a, b, c, d, e, f
// Alla pressione di un tasto diverso dai numeri da 0 a 9, gioco di luci e spegnimento del display.
// Alla pressione di un numero da 0 a 9 prima della comparsa del numero mostrare gioco di luci

// Versione in cui la funzione roll() è stata ottimizzata
// Lo spegnimento iniziale dei LED è costituito da un ciclo for e l'accensione e lo spegnimento sequenziale
// è realizzato da due cicli for annidati.

// definizione delle variabili a cui collegare ogni segmento del display
// la lettera rappresenta il segmento del display il numero il pin
// digitale di Arduino a cui è collegato il corrispondente pin del display

const int a = 12;
const int b = 11;
const int c = 10;
const int d = 9;
const int e = 8;
const int f = 7;
const int g = 6;

const int intervallo = 10;

void setup()
{
  // inizializzazione della seriale
  Serial.begin(9600);

  // inizializzazione dei pin ad OUTPUT
  for (int i = 6; i < 13; i++) {
    pinMode(i, OUTPUT);
  }
  roll();
}


void loop()
{
  if (Serial.available()) {
    int selettore = Serial.read();
    LedAcceso(selettore);
  }
}

// funzione per gioco di luci
void roll() {

  // spegnimento di tutti i led del display
  for (int i = 6; i < 13; i++) {
    digitalWrite(i, LOW);
  }

  // ciclo di sei accensioni e spegnimenti dei led a, b, c, d, e, f
  for (int m = 0; m < 6; m++) {
    for (int p = 12; p > 6; p--) {
      digitalWrite(p, HIGH);
      delay(intervallo);
      digitalWrite(p, LOW);
      delay(intervallo);
    }
  }
}

// la funzione LedAcceso prende come input il carattere numerico che deve essere mostrato su display
// prima che venga stampato il numero viene eseguita la funzione roll()
void LedAcceso(int n)
{
  switch (n)
  {
    case '0':
      roll();
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, HIGH);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, LOW);
      break;

    case '1':
      roll();
      digitalWrite(a, LOW);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, LOW);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, LOW);
      digitalWrite(g, LOW);
      break;

    case '2':
      roll();
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, LOW);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, HIGH);
      digitalWrite(f, LOW);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '3':
      roll();
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, LOW);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '4':
      roll();
      digitalWrite(a, LOW);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, LOW);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '5':
      roll();
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, LOW);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '6':
      roll();
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, LOW);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, HIGH);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '7':
      roll();
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, LOW);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, LOW);
      digitalWrite(g, LOW);
      break;

    case '8':
      roll();
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, HIGH);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '9':
      roll();
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    default:
      roll();
  }
}

Esercitazione 7

Realizzare le stesse funzionalità dell’esercizio 6 realizzando una libreria di gestione “LedAcceso.h” richiamata dallo sketch principale. Per l’esecuzione di questo esercizio seguire le indicazioni fornite al fondo del tutorial: Arduino – lezione 08: display a 7 segmenti e creazione di librerie

Soluzione

LedAcceso.cpp

/* display_sette_segmenti.cpp
libreria che consente il controllo di un display a 7 segmenti a catodo comune
del tipo HDSP 5503
*/

#include "Arduino.h"

const int a = 12;
const int b = 11;
const int c = 10;
const int d = 9;
const int e = 8;
const int f = 7;
const int g = 6;

const int intervallo = 10;

// funzione per gioco di luci
void roll() {

  // spegnimento di tutti i led del display
  for (int i = 6; i < 13; i++) {
    digitalWrite(i, LOW);
  }

  // ciclo di sei accensioni e spegnimenti dei led a, b, c, d, e, f
  for (int i = 0; i < 6; i++) {
    for (int j = 12; j > 6; j--) {
      digitalWrite(j, HIGH);
      delay(intervallo);
      digitalWrite(j, LOW);
      delay(intervallo);
    }
  }
}

// la funzione LedAcceso prende come input il carattere numerico che deve essere mostrato su display
// prima che venga stampato il numero viene eseguita la funzione roll()
void LedAcceso(int n)
{
  switch (n)
  {
    case '0':
      roll();
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, HIGH);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, LOW);
      break;

    case '1':
      roll();
      digitalWrite(a, LOW);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, LOW);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, LOW);
      digitalWrite(g, LOW);
      break;

    case '2':
      roll();
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, LOW);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, HIGH);
      digitalWrite(f, LOW);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '3':
      roll();
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, LOW);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '4':
      roll();
      digitalWrite(a, LOW);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, LOW);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '5':
      roll();
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, LOW);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '6':
      roll();
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, LOW);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, HIGH);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '7':
      roll();
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, LOW);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, LOW);
      digitalWrite(g, LOW);
      break;

    case '8':
      roll();
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, HIGH);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    case '9':
      roll();
      digitalWrite(a, HIGH);
      digitalWrite(b, HIGH);
      digitalWrite(c, HIGH);
      digitalWrite(d, HIGH);
      digitalWrite(e, LOW);
      digitalWrite(f, HIGH);
      digitalWrite(g, HIGH);
      break;

    default:
      roll();
  }
}

LedAcceso.h

/* LedAcceso.h
   header file della libreria LedAcceso
*/
 
#include "Arduino.h"
 
void LedAcceso(int n);  // prototipo della funzione
void roll();            // prototipo della funzione

sketch

// Prof. Michele Maffucci
// 14.04.2019
// Scrittura mediante tastiera (su serial monitor) di un numero da 0 a 9
// La scrittura avviena quando si preme invio.
// All'avvio del programma gioco di luci con accensione veloce dei led: a, b, c, d, e, f
// Alla pressione di un tasto diverso dai numeri da 0 a 9, gioco di luci e spegnimento del display.
// Alla pressione di un numero da 0 a 9 prima della comparsa del numero mostrare gioco di luci

// Versione con inclusione della libreria di gestione dell'accensione del display

// definizione delle variabili a cui collegare ogni segmento del display
// la lettera rappresenta il segmento del display il numero il pin
// digitale di Arduino a cui è collegato il corrispondente pin del display

#include "LedAcceso.h"

const int a = 12;
const int b = 11;
const int c = 10;
const int d = 9;
const int e = 8;
const int f = 7;
const int g = 6;

const int intervallo = 10;

void setup()
{
  // inizializzazione della seriale
  Serial.begin(9600);

  // inizializzazione dei pin ad OUTPUT
  for (int i = 6; i < 13; i++) {
    pinMode(i, OUTPUT);
  }
  roll();
}

void loop()
{
  // verifica se sulla serial monitor è presente un carattere,
  // se la condizione è vera viene letto il carattere presente sulla serial monitor
  if (Serial.available()) {
    int selettore = Serial.read();
    LedAcceso(selettore);
  }
}

Buon Coding a tutti 🙂

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Arduino – lezione 08: display a 7 segmenti e creazione di librerie

7 Repliche

Finalmente una nuova lezione 🙂

Inserisco una lezione sull’uso dei display a 7 segmenti che recentemente ho realizzato con una mia classe 5′, lo scopo è quello di comprendere meglio l’uso dei cicli e il conteggio ed incominciare a capire come creare le librerie.

Mi limiterò ad utilizzare un solo display è questo verrà utilizzato per contare da 0 a 9, dopo di che verrà utilizzato per visualizzare in sequenza solo i numeri pari e poi solo numeri dispari e poi cicli alternati di conteggi pari e dispari, ritengo un buon modo per allenarsi con condizioni e cicli.

Per ultimo illustrerò creare rapidamente una libreria da includere nel proprio codice.

Utilizzerò per questa lezione un display a 7 segmenti a catodo comune e la scelta non è dettata da motivi tecnici ma semplicemente perché nel magazzino della scuola ne abbiamo una scorta notevole 🙂

Innanzitutto vediamo di capire cosa è e come funziona un display a 7 segmenti.

Un display a 7 segmenti è tra i display più usati è realizzato da 7 segmenti ed ciascuno di essi è costituito da uno o più led disposti in modo da ottenere la disposizione indicata nelle figura che segue:

display-7-segmenti-catodo-comune-contenitore

Il dispositivo è detto dual in line. I sette ingressi sono nominati con lelettere dell’alfabeto: a, b, c, d, e, f, g inoltre disponiamo di un’ilteriore ingresso nominato DP (Decimal Point).

Un display viene detto a catodo comune se i 7 catodi dei LED sono connessi insieme e i rispettivi anodi sono disponibili così come rappresentato nella figura che segue:

display-7-segmenti-catodo-comune

Un display viene detto ad anodo comune se i 7 anodi dei LED sono connessi insieme e i rispettivi catodi sono disponibili così come rappresentato nella figura che segue:

display-7-segmenti-anodo-comune

Per poter illuminare un segmento del display è necessario che il corrispondente LED venga attraversato da corrente, ovvero l’anodo deve risultare positivo rispetto al catodo. Ovviamente per limitare la quantità di corrente che attraversa ogni LED ad un valore tra i 10 e i 20 mA è indispensabile inserire una resistenza di limitazione.

Nel caso del display che dispongo, HDSP 5503, si ha per ogni singolo LED:

Inoltre sappiamo che la tensione di alimentazione è di 5V

Possiamo calcolare la resistenza da insierire in serie ad ogni LED:

Anche in questo caso non me ne vorrete se utilizzo una resistenza di valore un po’ più elevato, da [pmath size=12]180 Omega[/pmath] semplicemente perché ne dispongo di un gran numero, avrò una luminosità leggermente inferiore e sicuramente il display mi durerà un po’ di più.

Collegamento del display

circuito

Collegamento reale

circuito-display-7-segmenti

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