设计一个定时闹钟.doc

设计一个定时闹钟.doc1 设计一个定时闹钟闹钟在我们日常生活中十分常见,几乎所有的手机都自带了闹钟功能。不知道大家是否记得指针式闹钟( 如图 1)。现在的闹钟, 纯机械的几乎绝版了, 就连指针式的电子闹钟也不多见了。利用开源硬件, 做一个复古的指针式闹钟,让它能定时闹铃,应该是挺有趣的。●器材和原理闹钟至少需要指针和铃声。因此,舵机和蜂鸣器是必要的电子模块。舵机可以做指针, 每分钟转动一定的角度。当舵机转到预定的角度( 预定时间)时,停止转动并让蜂鸣器响起,这就是定时闹钟的核心功能了。至于控制板,当然选择 Arduino 了。舵机的工作过程是把所接收到的电信号转换为电动机轴上的角位移或角速度输出, 可以精确控制其旋转的角度。为了辨别舵机的转动, 我们需要做一个指针固定在舵机上。闹钟的原型如图 2 所示。●建模和编程我们先确定做一个 1 小时的闹钟,指的是最大时间长度(最大量程) 是1 小时的闹钟。然后找一张纸剪成圆形,用一个画了刻度的半圆( 180 度) 来表示闹钟的指针。简单计算下, 舵机每分钟转动的单位角度是 3度, 即 180/60=3 (度)。如果要定时 15 分钟, 当舵机转过 45 度时就要“闹铃”了。你能否归纳出定时 n 分钟时舵机转过的角度?答案就是 3×n 度。为 2 了让舵机顺时针转动,舵机的初始角度要设定为 180 度,即从 180 度到 0 度旋转。那么,舵机的角度随时间的增加而减小,因此 n 分钟的定时,舵机停止转动的角度就是( 180-3n )度,如表 1 所示。弄明白原理,就可以开始编程了。我们采用的编程工具是 Mixly (米思齐) 。编程工具 Mixly 可以通过扫描文尾的二维码下载。以 1 小时闹钟定时 15 分钟为例,具体代码见下页图 3。那么,如何制作一个最大量程为 15 分钟或者 3 小时之类的闹钟?在代码中预设的最小单位角度( 3 度)不变的情况下,只用修改延时即可。例如,最大里程是 3 小时,可知每分钟转 1 度( 180 度/180=1 度) ,转过单位角度(3度) 需要 180 秒, 所以延时时间为 180000 毫秒。现在, 你能否归纳出最大量程为n 分钟的闹钟需要的延时时间呢?整理出一个表格去看就会更加清晰,如表 2 所示。●作品测试既然是闹钟, 其定时的长度肯定要能够允许用户自行定义。要实现这样的功能, 需要增加一个按钮和旋钮: 当按下按钮时, 调整舵机的初始角度,使舵机回到原点。旋钮的作用即是记录需要的时间,为了增加效果, 旋钮上也需要安装一个指针。本例子将信号线连接到 9 号数字针脚。将蜂鸣器的红线与控制板的正极相连,黑线插在 2 号数字