任務(wù)二物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)顯示模塊的安裝與調(diào)試【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．了解LCD、OLED的工作原理。2．了解IIC通信協(xié)議的原理。3．能根據(jù)功能，恰當(dāng)選擇并正確安裝信息顯示模塊。4．能使用Mind+軟件正確搭建積木程序。5．增強(qiáng)用戶體驗(yàn)優(yōu)化意識(shí)?！救蝿?wù)情景】在某農(nóng)業(yè)生產(chǎn)企業(yè)中，為了保證生產(chǎn)環(huán)境長期處于恒溫、恒濕的狀態(tài)，工作人員需要實(shí)時(shí)查看生產(chǎn)環(huán)境的溫度和濕度，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題。請(qǐng)使用物聯(lián)網(wǎng)套件中的顯示模塊設(shè)計(jì)并制作一個(gè)溫濕度信息實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)?！救蝿?wù)分析】要實(shí)現(xiàn)本任務(wù)要求的功能，需要用到能檢測溫度和濕度的溫濕度傳感器和能顯示信息的OLED顯示屏模塊?！鞠嚓P(guān)知識(shí)】一、顯示模塊簡介二、LCD與OLED技術(shù)的原理三、LCD和OLED技術(shù)的IIC通信協(xié)議四、OLED顯示屏模塊引腳定義一、顯示模塊簡介物聯(lián)網(wǎng)中的顯示模塊是一種用于顯示信息的硬件設(shè)備，可以顯示數(shù)據(jù)、圖像、視頻等。在顯示屏技術(shù)領(lǐng)域，目前主要使用液晶顯示器（LiquidCrystalDisplay，LCD）和有機(jī)發(fā)光二極管（OrganicLightEmittingDiode，OLED），顯示模塊的產(chǎn)品主要包括以下3類。1．隨身攜帶型產(chǎn)品一些尺寸較小且輕便的產(chǎn)品需要用到LCD或OLED，主要包括智能穿戴設(shè)備、智能手機(jī)（曲面屏、折疊屏采用OLED技術(shù)，如圖3-14所示）等。2．中小型固定產(chǎn)品中小型固定產(chǎn)品主要包括汽車液晶屏、固定儀器顯示屏、智能家居顯示屏等，其對(duì)元件的可定制性要求較高，并要求具有長期穩(wěn)定工作的能力。3．顯示型產(chǎn)品顯示型產(chǎn)品主要包括常規(guī)的家庭、公共場所使用的顯示設(shè)備，例如在電梯、車站、會(huì)議室等場景中的廣告機(jī)、顯示屏等。圖3-14OLED在智能手機(jī)中的應(yīng)用二、LCD與OLED技術(shù)的原理目前，顯示技術(shù)主要有LCD和OLED技術(shù)兩大類。LCD技術(shù)發(fā)展較早，比較成熟。OLED技術(shù)發(fā)展較快，在智能手機(jī)顯示屏生產(chǎn)中成為主流。如果把一幅圖片無限地放大，就會(huì)發(fā)現(xiàn)圖像的畫面實(shí)際上是由無數(shù)小點(diǎn)拼湊出來的，這些小點(diǎn)稱為像素點(diǎn)，如圖3-15所示。每個(gè)像素點(diǎn)是由紅色、綠色、藍(lán)色3個(gè)子像素構(gòu)成的。紅色、綠色、藍(lán)色是三原色，將這3個(gè)子像素的顏色按不同比例混合，可以得到任何想要的顏色。每個(gè)像素點(diǎn)都承擔(dān)著展示自己的顏色的任務(wù)，而當(dāng)許多像素點(diǎn)組合在一起時(shí)，就能呈現(xiàn)出完整的圖像。分辨率指的是圖像中像素點(diǎn)的數(shù)量，其決定了圖像的清晰度。

圖3-15像素點(diǎn)二、LCD與OLED技術(shù)的原理LCD顯示屏上的每個(gè)像素點(diǎn)都由7層構(gòu)成，其中最下面是背光層，上面依次是垂直偏光片、正極電路、液晶層、負(fù)極電路、水平偏光片和彩色濾光片。LCD顯示屏結(jié)構(gòu)如圖3-16所示。背光層和彩色濾光片之間的部分可以類比為電動(dòng)控制的百葉窗簾。以紅色子像素為例，當(dāng)正極電路施加電壓時(shí)，電流流過液晶層形成回路，電壓的大小可以控制液晶層的偏轉(zhuǎn)角度，從而控制紅色子像素的亮度。同理，通過控制藍(lán)色、綠色子像素的電壓和偏轉(zhuǎn)角度，可以混合出所需顏色，這就是LCD技術(shù)的原理。

圖3-16LCD顯示屏結(jié)構(gòu)二、LCD與OLED技術(shù)的原理OLED顯示屏和LCD顯示屏一樣，有紅色、綠色、藍(lán)色3個(gè)子像素，不同的是OLED顯示屏沒有液晶層和背光層。OLED顯示屏本身是一種特殊設(shè)計(jì)的發(fā)光二極管，只要通電就會(huì)亮，電流越大，亮度就越高；電流越小，亮度就越低。直接控制OLED的電流，就可以輕松地控制每個(gè)子像素的顏色比例，最終混合出所有想要的顏色。OLED顯示屏結(jié)構(gòu)如圖3-17所示。

圖3-17OLED顯示屏結(jié)構(gòu)三、LCD和OLED技術(shù)的IIC通信協(xié)議IIC通信協(xié)議是一種串行通信協(xié)議，也被稱為I2C通信協(xié)議，用于在集成電路之間進(jìn)行簡單、快速、雙向的通信。IIC通信協(xié)議允許在一條數(shù)據(jù)線上連接多個(gè)設(shè)備，其中包括一個(gè)主設(shè)備和多個(gè)從設(shè)備。在每一組IIC總線上，主設(shè)備負(fù)責(zé)主導(dǎo)通信，并可以主動(dòng)讀取各個(gè)從設(shè)備上的數(shù)據(jù)；從設(shè)備只能等待主設(shè)備對(duì)自己進(jìn)行讀寫操作，若主設(shè)備沒有進(jìn)行操作，從設(shè)備無法操作總線。IIC總線在理論上可以掛接數(shù)百個(gè)從設(shè)備，每個(gè)從設(shè)備都有一個(gè)固定的7位或10位從設(shè)備地址。當(dāng)主設(shè)備要讀寫一個(gè)從設(shè)備時(shí)，它會(huì)向所有從設(shè)備發(fā)送該從設(shè)備的地址，只有地址與之匹配的從設(shè)備才會(huì)回應(yīng)主設(shè)備。在IIC通信中，需要使用SCL和SDA兩條信號(hào)線。其中，SCL是時(shí)鐘線，用于在主設(shè)備與從設(shè)備之間進(jìn)行計(jì)數(shù)同步；SDA是雙向串行數(shù)據(jù)線，用于收發(fā)數(shù)據(jù)。主設(shè)備和從設(shè)備還必須共地（即GND必須連接在一起）。IIC總線連接示意如圖3-18所示。圖3-18IIC總線連接示意四、OLED顯示屏模塊引腳定義本任務(wù)使用的是0.96寸的OLED顯示屏，該顯示屏有以下特點(diǎn)。（1）0.96寸的OLED顯示屏有黃藍(lán)色、白色、藍(lán)色3種顏色可選。其中黃藍(lán)型OLED顯示屏上部的1/4區(qū)域顯示為黑底黃字，下部的3/4區(qū)域顯示為黑底藍(lán)字，并且固定區(qū)域顯示固定顏色，顏色和顯示區(qū)域均不能修改；白色型OLED顯示屏則顯示純白色光，也就是顯示為黑底白字；藍(lán)色型OLED顯示屏則顯示純藍(lán)色字，也就是顯示為黑底藍(lán)字。（2）分辨率為128×64像素。（3）0.96寸的OLED顯示屏有七針的SPI/IIC兼容型模塊和四針的IIC型模塊。這兩種類型的模塊都很方便使用，本任務(wù)選用四針的IIC型模塊，如圖3-19所示。圖3-19四針的IIC型模塊【技能訓(xùn)練】活動(dòng)一組裝設(shè)備活動(dòng)二編寫圖形程序活動(dòng)三解讀程序代碼活動(dòng)四上傳與調(diào)試程序活動(dòng)一組裝設(shè)備一、梳理設(shè)備控制的邏輯關(guān)系本任務(wù)涉及的一、梳理設(shè)備控制的邏輯關(guān)系本任務(wù)使用的設(shè)備除了ArduinoMega2560開發(fā)板外，還有DHT11溫濕度傳感器和OLED顯示屏模塊。在工作時(shí)，由ArduinoMega2560開發(fā)板讀取溫濕度傳感器檢測到的溫度和濕度數(shù)據(jù)，并將其顯示在OLED顯示屏模塊上。溫濕度信息實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)的設(shè)備控制邏輯關(guān)系如圖3-20所示。模塊較少，除了ArduinoMega2560開發(fā)板外，僅需要一個(gè)多燈RGB彩燈模塊。流水燈工作時(shí)，ArduinoMega2560開發(fā)板向多燈RGB彩燈模塊發(fā)送PWM信號(hào)，用來控制多燈RGB彩燈模塊。流水燈的設(shè)備控制邏輯關(guān)系如圖3-7所示?；顒?dòng)一組裝設(shè)備二、組裝硬件設(shè)備1．識(shí)讀引腳標(biāo)志本任務(wù)使用的是OLED顯示屏模塊，該模塊有4個(gè)引腳，分別如下。（1）GND：接地引腳，用于連接模塊的接地端。（2）VCC：電源引腳，用于連接模塊的電源端，通常需要連接3.3V或5V電源。（3）SCL：時(shí)鐘引腳，用于傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)鐘信號(hào)。（4）SDA：數(shù)據(jù)引腳，用于傳輸數(shù)據(jù)?；顒?dòng)一組裝設(shè)備二、組裝硬件設(shè)備2．連接引腳按如下步驟連接引腳。（1）將OLED顯示屏模塊的GND引腳接到Arduino開發(fā)板的GND引腳上。（2）將OLED顯示屏模塊的VCC引腳接到Arduino開發(fā)板的3.3V引腳上。（3）將OLED顯示屏模塊的SCL引腳接到Arduino開發(fā)板的SCL引腳21上。（4）將OLED顯示屏模塊的SDA引腳接到Arduino開發(fā)板的SDA引腳20上。（5）將DHT11溫濕度傳感器的VCC引腳接到Arduino開發(fā)板的5V引腳上。（6）將DHT11溫濕度傳感器的GND引腳接到Arduino開發(fā)板的GND引腳上。（7）將DHT11溫濕度傳感器的OUT引腳接到Arduino開發(fā)板的PWM區(qū)域的引腳7上。設(shè)備之間引腳的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表3-7所示。連接后的效果如圖3-21所示?；顒?dòng)一組裝設(shè)備二、組裝硬件設(shè)備設(shè)備之間引腳的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表3-7所示。連接后的效果如圖3-21所示。表3-7

溫濕度信息實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)各模塊接線引腳對(duì)應(yīng)關(guān)系設(shè)備引腳連向設(shè)備的名稱所連向設(shè)備的引腳OLED顯示屏模塊的VCCArduino開發(fā)板3.3VOLED顯示屏模塊的GNDArduino開發(fā)板GNDOLED顯示屏模塊的SCLArduino開發(fā)板21OLED顯示屏模塊的SDAArduino開發(fā)板20DHT11溫濕度傳感器的VCCArduino開發(fā)板5VDHT11溫濕度傳感器的GNDArduino開發(fā)板GNDDHT11溫濕度傳感器的OUTArduino開發(fā)板7組裝設(shè)備的注意事項(xiàng)如下。（1）在連線前，需要拔掉ArduinoMega2560的電源，在斷電的情況進(jìn)行連線。（2）連接線上的引腳較尖銳，在操作過程中要注意安全。（3）將連接好后的設(shè)備放置在防靜電的工作臺(tái)上，不可將通電設(shè)備放置在金屬材質(zhì)的臺(tái)面上。圖3-21溫濕度信息實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)的設(shè)備連接效果活動(dòng)二編寫圖形程序一、分析程序流程本任務(wù)的程序設(shè)計(jì)思路如下。（1）定義兩個(gè)變量，分別用于存儲(chǔ)溫度值和濕度值。（2）讀取溫度值和濕度值，并將溫度值和濕度值賦給步驟（1）中定義的兩個(gè)變量。（3）在OLED顯示屏模塊的第1行顯示溫度值。（4）在OLED顯示屏模塊的第2行顯示濕度值。（5）延時(shí)1s，循環(huán)執(zhí)行步驟（1）～（4）。溫濕度信息實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)的程序流程圖如圖

3-22所示。圖3-22溫濕度信息實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)的程序流程圖活動(dòng)二編寫圖形程序二、搭建積木程序分析完程序的流程后，利用Mind+軟件搭建積木程序。（1）打開Mind+軟件，在軟件的左下角單擊“拓展”圖標(biāo)，添加ArduinoMega2560開發(fā)板，再添加DHT11/22溫濕度傳感器和OLED-12864顯示屏，如圖3-23、圖3-24所示?；顒?dòng)二編寫圖形程序二、搭建積木程序（2）添加設(shè)備后就可以進(jìn)行程序的搭建，具體的操作過程如表3-8所示?；顒?dòng)二編寫圖形程序二、搭建積木程序按表3-8完成操作后，溫濕度信息實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)的程序完整流程如圖3-25所示?；顒?dòng)三解讀程序代碼一、查看Mind+軟件自動(dòng)生成的代碼單擊Mind+軟件右上角的“代碼區(qū)”按鈕，查看軟件自動(dòng)生成的ArduinoC語言的代碼，如圖

3-26

所示。本程序使用了大量對(duì)象或函數(shù)，將復(fù)雜的邏輯封裝在內(nèi)部，初學(xué)者不必深入研究內(nèi)部程序，只需了解每行代碼的大致功能即可?；顒?dòng)三解讀程序代碼二、代碼解析

活動(dòng)四上傳與調(diào)試程序編寫完程序后，要進(jìn)行程序的上傳與調(diào)試，具體操作步驟如下。一、連接設(shè)備使用USB連接線將ArduinoMega2560開發(fā)板連接到計(jì)算機(jī)上，并在Mind+軟件中單擊“連接設(shè)備”菜單，對(duì)開發(fā)板進(jìn)行連接。二、上傳程序在Mind+軟件中單擊右上角的“上傳到設(shè)備”按鈕，完成程序的上傳。三、檢查運(yùn)行效果程序正常運(yùn)行后，可以觀察到在OLED顯示屏上顯示出了當(dāng)前的溫度和濕度，如圖3-27所示。在DHT11溫濕度傳感器上吹氣，觀察OLED顯示屏的溫度和濕度的數(shù)值變化?！救蝿?wù)評(píng)價(jià)】學(xué)生在完成本任務(wù)的學(xué)習(xí)后，教師可以根據(jù)學(xué)生的綜合表現(xiàn)給出評(píng)分。任務(wù)評(píng)價(jià)表如表

3-10所示。【拓展學(xué)習(xí)】我國顯示器面板產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程顯示器面板是現(xiàn)代電子設(shè)備的核心組件，廣泛應(yīng)用于電視、計(jì)算機(jī)、手機(jī)等設(shè)備中。我國顯示器面板產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程，不僅是技術(shù)進(jìn)步的縮影，更是我國制造業(yè)從跟隨到引領(lǐng)的典范。1．起步階段20世紀(jì)80年代，我國電子產(chǎn)業(yè)開始起步。1996年，我國第一家LCD面板企業(yè)成立。2．初步發(fā)展階段隨著全球液晶顯示技術(shù)的快速發(fā)展，我國開始意識(shí)到顯示器面板產(chǎn)業(yè)的重要性。此階段，我國出臺(tái)政策支持面板產(chǎn)業(yè)發(fā)展，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)快速擴(kuò)張。3．快速發(fā)展階段全球液晶面板市場需求快速增長，我國成為全球最大的消費(fèi)市場。4．技術(shù)創(chuàng)新階段我國顯示器面板產(chǎn)業(yè)進(jìn)入高質(zhì)量發(fā)展階段，技術(shù)創(chuàng)新能力顯著提升，產(chǎn)業(yè)鏈不斷完善，從材料、設(shè)備到面板制造實(shí)現(xiàn)全面自主化。新型顯示技術(shù)（如MicroLED、MiniLED、折疊屏等）成為發(fā)展重點(diǎn)。通過政策支持、技術(shù)創(chuàng)新和市場開拓，我國已成為全球顯示器面板產(chǎn)業(yè)的重要力量。未來，隨著新型顯示技術(shù)的不斷突破，我國有望在高端顯示領(lǐng)域占據(jù)更大的市場份額，推動(dòng)全球顯示產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展?！舅伎寂c練習(xí)】1．請(qǐng)上網(wǎng)查閱資料，了解OLED技術(shù)的最新發(fā)展情況。2．請(qǐng)簡述IIC通信的讀寫過程。3．使用

OLED

顯示屏模塊和超聲波傳感器，將超聲波傳感器檢測到的障礙物的距離輸出到OLED顯示屏上。任務(wù)三物聯(lián)網(wǎng)電機(jī)控制器的安裝與調(diào)試【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．掌握電機(jī)的工作原理。2．掌握電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的連接方法。3．能正確裝配智能風(fēng)扇電路。4．能獨(dú)立完成積木程序的搭建、上傳與調(diào)試。5．培養(yǎng)設(shè)備安全運(yùn)維責(zé)任感。【任務(wù)情景】某學(xué)校為踐行節(jié)能環(huán)保，準(zhǔn)備對(duì)教室的一些電器進(jìn)行智能化改造，改造的任務(wù)之一是實(shí)現(xiàn)對(duì)電風(fēng)扇的智能控制，當(dāng)檢測到教室無人時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉電風(fēng)扇。請(qǐng)使用物聯(lián)網(wǎng)套件設(shè)計(jì)并制作這樣的智能風(fēng)扇。【任務(wù)分析】要實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇的自動(dòng)關(guān)閉，首先要判斷是否有人在教室。有很多方法可以實(shí)現(xiàn)這一功能，例如使用視頻監(jiān)控或紅外傳感器。從技術(shù)實(shí)現(xiàn)難易程度和設(shè)備成本角度考慮，紅外傳感器比較滿足本任務(wù)的需求。其次需要考慮如何控制大功率風(fēng)扇的問題，開發(fā)板所提供的電源電壓僅有3.3V和5V，無法直接驅(qū)動(dòng)大功率風(fēng)扇的電機(jī)。要解決這一問題，我們可以使用ULN2003電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)大電流、大功率的直流電機(jī)。【相關(guān)知識(shí)】一、直流電機(jī)簡介二、直流電機(jī)的工作原理三、ULN2003電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊一、直流電機(jī)簡介電機(jī)的核心功能是將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，實(shí)現(xiàn)物體的旋轉(zhuǎn)或直線運(yùn)動(dòng)。電機(jī)可以分為直流電機(jī)和交流電機(jī)兩大類，直流電機(jī)使用直流電作為電源，交流電機(jī)使用交流電作為電源。直流電機(jī)是物聯(lián)網(wǎng)中常見的執(zhí)行器之一，可以用于各種應(yīng)用場景，如機(jī)器人控制、運(yùn)輸設(shè)備、家電控制等。二、直流電機(jī)的工作原理直流電機(jī)的工作原理如圖3-28所示。直流電機(jī)的左右兩側(cè)各有一個(gè)磁鐵，分別是S極和N極，在中間穿上一個(gè)線圈。在電機(jī)通電瞬間，線圈周圍會(huì)產(chǎn)生與磁鐵互斥的磁場，于是中間的線圈就會(huì)發(fā)生旋轉(zhuǎn)。在運(yùn)動(dòng)快結(jié)束時(shí)，由于慣性的作用，借助電刷裝置，電路中的電流可以切換成反方向，再次產(chǎn)生互斥的磁場，這樣電機(jī)就能夠持續(xù)不斷地旋轉(zhuǎn)下去。

圖3-28直流電機(jī)的工作原理二、直流電機(jī)的工作原理在電機(jī)中，外圍固定的磁鐵叫作定子，內(nèi)部可以轉(zhuǎn)動(dòng)的部分叫作轉(zhuǎn)子。在環(huán)繞的線圈中間加入一個(gè)鐵芯，就可以構(gòu)成一個(gè)電磁鐵。電機(jī)中的定子和轉(zhuǎn)子使用的都是電磁鐵。如果在定子和轉(zhuǎn)子上增加一些電磁鐵，就能增大電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度和流暢度，實(shí)際應(yīng)用中的電機(jī)設(shè)備就是這樣實(shí)現(xiàn)功能的。電機(jī)轉(zhuǎn)子實(shí)物圖如圖3-29所示，電機(jī)定子實(shí)物圖如圖3-30所示。

三、ULN2003電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊ULN2003電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊具有放大電流的功能，特別適合驅(qū)動(dòng)四路步進(jìn)電機(jī)，其外觀如圖3-31所示。一些電機(jī)的工作電壓較高、工作電流較大，比如某電機(jī)的工作電壓為24V，工作電流為400mA，而Arduino開發(fā)板的輸出電流約為40mA，電壓為3.3V。顯然，Arduino開發(fā)板上的電源無法驅(qū)動(dòng)這樣的電機(jī)。使用ULN2003電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，借助外部電源，可以為電機(jī)提供更高的電壓、更大的電流。圖3-31ULN2003電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊外觀【技能訓(xùn)練】活動(dòng)一組裝設(shè)備活動(dòng)二編寫圖形程序活動(dòng)三解讀程序代碼活動(dòng)四上傳與調(diào)試程序活動(dòng)一組裝設(shè)備一、梳理設(shè)備控制的邏輯關(guān)系本任務(wù)中，紅外傳感器用來檢測是否有人，并將檢測結(jié)果（狀態(tài)信號(hào)）發(fā)送給ArduinoMega2560開發(fā)板。ArduinoMega2560開發(fā)板根據(jù)檢測結(jié)果，向ULN2003電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊發(fā)送電機(jī)控制信號(hào)，ULN2003電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊控制風(fēng)扇電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。智能風(fēng)扇的設(shè)備控制邏輯關(guān)系如圖3-32所示。圖3-32智能風(fēng)扇的設(shè)備控制邏輯關(guān)系活動(dòng)一組裝設(shè)備二、組裝硬件設(shè)備1．識(shí)讀引腳標(biāo)志仔細(xì)觀察各硬件設(shè)備的引腳標(biāo)志，明確各標(biāo)志的含義。本任務(wù)需要使用紅外傳感器、ULN2003電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊和直流電機(jī)，它們的引腳分別如下。（1）紅外傳感器①VCC：電源引腳，為模塊提供工作電壓。②GND：接地引腳，將模塊與地相連，以保證電路正常工作并防止靜電放電。③OUT：輸出引腳，當(dāng)檢測到人體紅外信號(hào)時(shí)，該引腳輸出高電平；否則，輸出低電平。④NC：空引腳，不需要連接任何引腳?；顒?dòng)一組裝設(shè)備二、組裝硬件設(shè)備1．識(shí)讀引腳標(biāo)志仔細(xì)觀察各硬件設(shè)備的引腳標(biāo)志，明確各標(biāo)志的含義。本任務(wù)需要使用紅外傳感器、ULN2003電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊和直流電機(jī)，它們的引腳分別如下。（2）ULN2003電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊ULN2003電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊引腳示意如圖3-33所示。圖3-33ULN2003電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊引腳示意活動(dòng)一組裝設(shè)備二、組裝硬件設(shè)備①IN1～I(xiàn)N7：表示I/O接口，用于接收來自外部控制器的控制信號(hào)。這些引腳可以分別連接控制器的I/O接口，通過控制輸入信號(hào)的高低電平來控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和速度。②+：表示電源的正極，需要接到外部電源的正極，通常是5V或12V等。③-：表示電源的負(fù)極，需要接到外部電源的負(fù)極，通常是0V或GND（地）。④步進(jìn)電機(jī)接口：用于連接電機(jī)。（3）直流電機(jī)①電源引腳：用于連接直流電源，為直流電機(jī)提供工作電壓，通常為紅色線。②接地引腳：用于連接直流電機(jī)的外殼或底盤，以確保電機(jī)和其他電路的接地安全?；顒?dòng)一組裝設(shè)備二、組裝硬件設(shè)備2．連接引腳按如下步驟進(jìn)行硬件設(shè)備的組裝。（1）將紅外傳感器的VCC引腳接到Arduino開發(fā)板的3.3V引腳上。（2）紅外傳感器的NC引腳表示空引腳，不需要接線。（3）將紅外傳感器的GND引腳與Arduino開發(fā)板的GND引腳相連。（4）將紅外傳感器的OUT引腳接到Arduino開發(fā)板的引腳6上。（5）連接直流電機(jī)與ULN2003電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊。將ULN2003電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的電機(jī)接口引腳連到直流電機(jī)的電源正極上，4號(hào)輸出引腳連接直流電機(jī)的負(fù)極?；顒?dòng)一組裝設(shè)備（6）連接Arduino開發(fā)板與ULN2003電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊。ULN2003電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊使用了4號(hào)輸出引腳，因此ULN2003電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的輸入端需選擇IN4引腳。IN4引腳可連接Arduino開發(fā)板數(shù)字引腳中的任意一個(gè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)ULN2003電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的控制。本任務(wù)使用的是Arduino開發(fā)板的引腳10。由于本任務(wù)使用的直流電機(jī)的功率較小，電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的電源也可以使用Arduino開發(fā)板上的5V電源。智能風(fēng)扇的設(shè)備引腳連接如表3-12所示。連接后的效果如圖3-34所示。活動(dòng)一組裝設(shè)備組裝設(shè)備的注意事項(xiàng)如下。（1）電機(jī)的連接線應(yīng)該為紅色線接電源正極、黑色線接電源負(fù)極，切不可接反，避免引起電機(jī)故障。（2）電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊中，輸入信號(hào)與輸出信號(hào)需要一一對(duì)應(yīng)，否則無法驅(qū)動(dòng)電機(jī)。（3）連接線上的引腳較尖銳，在操作過程中要注意安全。活動(dòng)二編寫圖形程序一、分析程序流程下面說明本程序的設(shè)計(jì)思路。智能風(fēng)扇的程序流程圖如圖3-35所示。（1）定義變量find，用于存放紅外傳感器的檢測結(jié)果。（2）當(dāng)紅外傳感器檢測到有人時(shí)，find變量賦值為1；檢測到無人時(shí)，find變量賦值為0。（3）串口輸出find值是為了在編程過程中檢測傳感器是否正常工作，這不是必需的部分。（4）延時(shí)1s是為了方便在串口調(diào)試窗口中觀察find的值，這不是必需的部分。（5）對(duì)find值的狀態(tài)進(jìn)行判斷，當(dāng)find值為1時(shí)，表示有人，則向ULN2003電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊輸出高電平，啟動(dòng)風(fēng)扇并運(yùn)行60s，隨后向ULN2003電機(jī)驅(qū)