串口交互可调红绿灯倒计时牌仿真

题目说明

主题：串口交互可调红绿灯倒计时牌仿真

器件：ESP32主控板、按键模块、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

使用四位数码管模拟交通路口红绿灯的倒计时牌，倒计时牌的显示内容通过串口输入报文实现控制。

报文的格式为：XX-YY-ZZ，其中 XX 表示总的通行时长，范围 10~20；YY 表示闪烁显示的时间，范围 0~9；ZZ 表示闪烁显示的时间间隔。系统默认的报文为：15-5-100，表示路口总的通行时长为 15 秒，当倒计时时间还剩下 5 秒时，四位数码管开始闪烁显示，闪烁显示的时间间隔为 100 毫秒。

具体要求如下：

1. 装置通电启动后，在四位数码管显示今天的日期：1214；

2. 点击按键，装置进入工作状态，四位数码管按照默认的报文数据开始倒计时显示；

3. 在串口监视器窗口输入框输入上述格式的新报文后，在串口监视器窗口输出解析后的相应报文内容。以报文 15-5-100 为例，串口监视器窗口输出的内容为：总时长:15 倒计时:5 间隔:100；

4. 在串口监视器中，输入新的报文数据后，四位数码管按照新输入的报文数据倒计时显示；

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. 程序采用 Arduino C/C++ 代码编写，不得使用外部库调用；

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. 电路搭设（20分）

元器件：

（1）装置中包含 74HC595 移位寄存器模块（或元器件）；（2分）

（2）装置中包含按键模块（或元器件）；（2分）

（3）装置中包含四位数码管；（2分）

电路搭设：

（4）四位数码管与 74HC595 移位寄存器模块（或元器件）正确连接；（5分）

（5）74HC595 移位寄存器模块（或元器件）与主控板正确连接；（5分）

（6）按键模块（或元器件）与主控板正确连接。（4分）

2. 功能实现（80分）

（1）实现装置通电启动后，在四位数码管显示今天的日期：1214；（10分）

（2）点击按键后，装置进入工作状态，实现四位数码管从 15 开始倒计时显示，时间间隔为 1 秒；（15分）

（3）实现当通行时长还剩下 5 秒时，四位数码管开始闪烁显示，闪烁时间间隔为 100 毫秒；（15分）

（4）听从测评师老师的指令输入新的报文数据后，实现在串口监视器中按任务要求的格式输出解析后的数据；（10分）

（5）四位数码管实现按新输入的报文数据开始倒计时显示，时间间隔为 1 秒；（15分）

（6）四位数码管实现按新输入的报文数据的时间和间隔闪烁显示。（15分）