串口交互四位数码管显示

题目说明

主题：串口交互四位数码管显示

器件：ESP32主控板、四位数码管、74HC595移位寄存器芯片（或模块）及相关器件。以上模块也可以采用分立器件结合面包板进行搭设。

任务要求

通过在串口输入报文，实现在四位数码管上按报文的要求倒计时显示两位整数。

报文的格式为：XX-YY-ZZ，其中 XX 表示显示的位置，范围 1~3；YY 表示倒计时的起始数，范围 10~99；ZZ 表示倒计时显示的时间间隔。系统默认的报文为：2-29-200，表示四位数码管的第 2、3 位初始显示 29，并以 200 毫秒的时间间隔进行倒计时循环显示，报文显示的起始状态如图 1 所示。

具体要求如下：

1. 装置通电启动后，四位数码管处于关闭状态（不显示任何内容）；

2. 用手单击触碰传感器 T0 引脚，四位数码管显示今天的日期 0329，显示时长 4 秒；

3. 接下来四位数码管按默认报文 2-29-200 的信息，在四位数码管的第 2、3 位显示 29，并以 200 毫秒的时间间隔开始倒计时循环显示，如图 1 所示；

4. 当从串口监视器窗口输入新的报文时，四位数码管按新输入的报文进行循环显示；

5. 四位数码管须使用 74HC595 移位寄存器芯片驱动显示。如采用其他方式，本实操成绩得 0 分；

6. 控制程序采用 Arduino C/C++ 代码编写，不得使用图形化软件编写；

7. 未作规定处可自行处理，无明显与事实违背即可。

说明：程序编写过程中不得打开其它示例程序，如发现，实操成绩按照 0 分处理。

提交要求

请考生在考试结束前，按照如下要求提交相关文件。

1. 将程序放在一个文件夹中，压缩为 1 个“rar或zip”格式文件，并命名为：DJKS5_身份证号，大小 5M 以下；

2. 将程序文件通过“上传附件”按钮进行上传。

参考资料

1. 数组 NUM[] 保存的是 0~9 和 '.' 十六进制形式的数码管显示的段位信息。编程时可参考使用。

// 保存0~9
byte NUM[] = {0xFC, 0x60, 0xDA, 0xF2, 0x66, 0xB6, 0xBE, 0xE0, 0xFE, 0xF6};

2. String 类库的成员函数及其功能描述如下：

indexOf(val);                 // 自左向右查找字符val在字符串对象实例中的位置。
substring(from,to)            // 从字符串对象实例中截取指定位置的字符串。
toInt();                      // 将字符串转换为整数。

3. Serial 类库的成员函数及其功能描述如下：

avaiable();                    // 返回UART接收缓冲区中的字节数。
read();                        // 从UART接收缓冲区读取数据。
readString();                  // 从UART接收缓冲区中读取字符串。

评分标准

1. 器件及器件连接（20分）

元器件：

（1）装置中包含 74HC595 移位寄存器模块（或元器件）；（4分）

（2）装置中包含四位数码管；（4分）

电路搭设：

（3）四位数码管与 74HC595 移位寄存器模块（或元器件）正确连接；（6分）

（4）74HC595 移位寄存器模块（或元器件）与主控板正确连接。（6分）

2. 功能实现（80分）

（1）实现装置通电启动后，四位数码管处于关闭状态（不显示任何内容）；（10分）

（2）实现用手单击触碰传感器 T0 引脚，四位数码管显示 0329，时长 4 秒；（10分）

（3）实现四位数码管按默认报文 2-29-200 的信息，在四位数码管的第 2、3 位初始显示 29，第 1、4 位不显示，如图 1 所示；（10分）

（4）实现了按默认报文以 200 毫秒的时间间隔倒计时循环显示；（10分）

（5）实现在串口输入报文 1-20-300 时，从四位数码管的第 1、2 位初始显示 20，并以 300 毫秒的时间间隔进行倒计时循环显示，如图 2 所示；（20分）

（6）实现在串口输入报文 3-25-100 时，从四位数码管的第 3、4 位初始显示 25，并以 100 毫秒的时间间隔进行倒计时循环显示，如图 3 所示。（20分）