返回首页
回到顶部
电子骰子
结合Romeo与数码管制作一个简单的电子骰子，让大家学习数码管的使用方法。
学习目标
掌握连接数码管与Romeo的方法，知道数码管中各LED所连接的数字针脚；
理解并能够正确使用随机数，理解选择结构及选择执行思想；
能够使用数码管制作简单的电子骰子。
器材清单
Romeo、USB数据线、共阴极数码管
实验现象
数码管随机显示1、2、3中的一个数，循环10次之后停止，显示最终的数字。
知识点
共阴极数码管及其LED段位与针脚的关系
数码管是由多个发光二极管封装在一起组成的“8”字型半导体发光器件。按发光二极管单元连接方式进行分类，数码管可分为共阳极数码管和共阴极数码管；按段数（发光二极管的个数）进行分类，数码管可分为七段数码管和八段数码管，八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元，即多一个小数点显示；按能显示多少个“8”分类，数码管又可分为一位、二位、三位等。如下图所示，从左到右依次为七段数码管、八段数码管和二位数码管。
原始的发光二极管有阳极和阴极两根针脚，共阴极数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极(COM，Common Cathode的简写)的数码管，在使用时应将公共阴极接到GND（Ground，电线接地端，代表地线或0线）。当某一段位发光二极管的阳极为高电平时，它就会被点亮；当其阳极为低电平时则熄灭。共阳极数码管的工作原理则与共阴极数码管是相反的。
如下图所示为共阴极数码管中LED段位与针脚的对应关系。上下两侧a、b、c、d、e、f、g针脚分别连接组成“8”字的a、b、c、d、e、f、g段LED，右下角的dp针脚连接数码管上的小数点（dp段LED），上下两侧中间的针脚互通，为公共极COM。
本课使用的数码管是集成模块（本教材配套器材中提供的是共阴极数码管），如下图所示，从右到左的9个针脚依次对应公共极COM（这里的公共极是共阴极GND）、a~g8段LED及小数点dp。这个模块可以直接连接Romeo，避免了接线的麻烦，连接后，数码管从右到左9个针脚分别连接的Romeo的GND、13、12、11、10、9、8、7、6号针脚。
拓展阅读：共阳极数码管
共阳极数码管和共阴极数码管的外观是一样的，只是内部接线连接方式不同，从而导致电源极性不同。共阳极数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(COM，Common Anode)的数码管，使用时应将公共极COM接到5V（或VCC，即Volt Current Condenser），当某一段位发光二极管的阴极为低电平时，它就会被点亮，当其阴极为高电平时则熄灭。
Mind+中控制共阴极数码管
对共阴极数码管的控制实际也就是对各个段位的LED的控制，Mind+中用如下图所示的模块来实现对数码管显示的控制，该模块可输出0-9之间的数字，也可显示A-E之间的字母。以让数码管显示数字1为例，在下拉框中选择数字“1”即可，程序如下图所示。
随机数
制作电子骰子，最重要的一点是能够让骰子产生随机数，可以通过Mind+中的“随机数模块”来实现。该模块位于“运算符”中，可根据需要设定最小值和最大值，以下图为例，将随机数的最小值设为1，最大值设为3，则变量m可能的取值有1、2、3三个数。
选择结构
使数码管随机显示数字10次，可以使用for循环来实现。for循环位于“控制”模块中，如下图。for循环每执行一次，都要判断该次显示的随机数的数字是多少，以便执行显示相应数字的程序代码，此时需要使用选择结构。
选择结构即通过判断给定条件是否成立来控制程序的执行流程，由条件语句和执行语句两部分组成。条件语句的取值为逻辑值（也称布尔值），即真或假。若条件语句为真（即条件满足）时，则运行执行语句；若条件语句为假时（即条件不满足），则顺序运行后面的语句。
实现过程
（一）连接数码管与Romeo
将数码管与Romeo连接起来（注意不能连接数字针脚0和1），同时记下连接的针脚编号。
（二）编写程序
按照设计方案，数码管循环显示随机数字10次后停止，可通过for循环来控制循环次数，通过选择结构对随机数k进行判断，并将k的值显示在数码管上，每次显示一次随机数之前先清空一下数码管的显示，如下图所示。
在数码管一共显示过10次随机数字后，第10次显示的数字会停留在数码管上，参考程序如下图所示
测试效果
上传程序，观察数码管的效果是否符合预期，如有问题逐一排查解决。
拓展提升
日常生活中我们常见的骰子是六面骰，结合这节课学过的知识，尝试模拟六面骰掷骰子的效果——随机显示1~6的数。
他的勋章
虾虾^0^2021.08.12
厉害