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第11章LCDO11.1LCD模块LCD1602O11.2LCD控制库LiquidCrystalO11.3LiquidCrystal_I2C库11.1LCD模块LCD1602O接下来的学习过程中将以LCD1602为基础来进行讲解。LCD1602是字符型的液晶显示器。11.2LCD控制库LiquidCrystalO11.2.1LiquidCrystal八线模式O11.2.2LiquidCrystal四线模式11.2.1LiquidCrystal八线模式11.2.2LiquidCrystal四线模式11.3LiquidCrystal_I2C库第12章声音模块O12.1麦克风模块O12.2超声波模块12.1麦克风模块O12.1.1读取麦克风数据O12.1.2声控灯O12.1.3自适应声控灯12.1.1读取麦克风数据12.1.2声控灯12.1.3自适应声控灯O上一个小节实现的是一个当前环境下是非常好用的一个声控LED，但是如果再将它放在一个噪声比较大的环境中，就会看到LED会时刻都被点亮，通过对程序做一些简单的修改，我们可以创造出一个“自适应”型的声控灯。12.2超声波模块O12.2.1超声波模块HC-SR04O12.2.2第三方库NewPingO12.2.3超声波模块应用12.2.1超声波模块HC-SR0412.2.2第三方库NewPing12.2.3超声波模块应用第13章RFID——射频识别O13.1RFID概览O13.2RFID硬件O13.3为RFID编程O13.4简易公交收缴费系统13.1RFID概览O1.RFID构成O2.RFID工作原理O3.RFID优缺点1.RFID构成ORFID主要是由读/写器和应答器构成的。读/写器的作用是对应答器进行读和写操作，例如最常见的交通工具刷卡器。应答器是一个信息存储介质，其中的数据通常可以保存一段较长的时间。这些数据可以被读写器操作。2.RFID工作原理ORFID的工作原理就是利用电磁波进行通讯。RFID正常工作除了需要硬件的支持外，还需要相关的协议支持，例如常见的ISO/IEC14443A协议。在软件协议的约束下，应答器与读/写器直接就可以正确地进行通讯。3.RFID优缺点ORFID的优点如下：ORFID设备抗干扰能力强，不易损坏；ORFID应答器使用寿命长；O读取距离大；O应答器中的数据可以加密；O数据存储容量大；O存储信息可以修改。3.RFID优缺点ORFID的缺点如下：O数据泛滥O没有一个全球标准；O安全问题；O可能会被恶意使用；O高温损坏。13.2RFID硬件ORFID的硬件由读/写器和应答器（通常为电子标签）组成。读/写器和应答器之间的通讯方式有很多种。通常情况下，这些方式是互不兼容的，主要原因是工作的频带不同。O13.2.1RFID读/写器O13.2.2RFID应答器13.2.1RFID读/写器ORFID读/写器用来从应答器中读取信息或者向应答器中写入信息。MFRC522是工作在13.56MHz下的非接触式通信读/写集成电路。13.2.2RFID应答器ORFID应答器用来存储数据。在本章中使用的是MF1S503x系列的MIFARE1KB智能卡。13.3为RFID编程O13.3.1读取RFID应答器的出厂数据O13.3.2RFID开发流程O13.3.3操作RFID应答器的值块O13.3.4操作RFID应答器读写块13.3.1读取RFID应答器的出厂数据ORFID应答器在出厂时通常会将访问位设置为FF078069h，而将KeyA和KeyB均设置为FFFFFFFFFFFFh。rfid第三方库提供的DumpInfo示例程序可以读取出RFID应答器中可访问的数据。13.3.2RFID开发流程Orfid库将读写寄存器以及校验等步骤都进行了封装。用户只需要访问几个公共的方法，就可以使用RFID。13.3.3操作RFID应答器的值块ORFID应答器的数据块可以被配置为读/写块和值块。值块拥有比读/写块更多的操作，这使得对数据的操作非常方便。下面的示例就是使用MIFARE_Increment()函数对值块进行加1操作。13.3.4操作RFID应答器读写块ORFID应答器读写块的操作在rfid库的帮助下变得非常简单。该库提供了非常简单的MIFARE_Read()和MIFARE_Write()来完成读取和写入的功能。13.4简易公交收缴费系统O13.4.1缴费系统O13.4.2收费系统13.4.1缴费系统O缴费系统的实现思路如下：O使用KeyB进行验证；O根据串口监视器的提示输入充值金额；O确认充值金额；O充值成功，显示余额。13.4.2收费系统O收费系统的实现非常简单，思路如下：O使用密钥进行验证；O执行扣费操作；O输出余额。第14章实时时钟——RTCO14.1RTC简介O14.2DS1302集成电路O14.3DS1302工作原理O14.4寄存器的突发模式O14.5第三方库ds1302O14.6简易LED时钟14.1RTC简介ORTC就是一个电脑时钟，更通俗地说是一个集成电路，它可以保持一个正确的时间。在GPS接收器上，它可以通过与当前时间进行比较，从而缩短初始化的时间，而当前时间就是由RTC维持的。O1.RTC的优点O2.RTC的技术实现O3.常见的RTC芯片1.RTC的优点O功耗小，这对于使用备用电源的系统来说非常重要；O释放时序要求严格会话的主系统，这可以使得主系统专心处理会话而不需要维持时钟；O比其他方式更加精确。2.RTC的技术实现O大多数RTC使用的是晶体振荡器，也有一些使用的是通用频率（Utilityfrequency）。RTC使用的晶体振荡器的频率是32.768kHz，这个频率也用在石英钟和手表中。这个频率正好是每秒215个周期，所以这个周期可以方便地被二进制计数器电路使用。3.常见的RTC芯片O现在流行的RTC芯片有DS1302、DS1307、PCF8485、DS3231、DS3232、DS3234、DS32B35等。这些芯片由于接口简单、价格低廉、使用方便的特点而被广泛采用。在本章中将以DS1302为主体进行介绍。14.2DS1302集成电路ODS1302是DS1202的继承者，它的封装非常小巧但是功能却是非常强大的。14.3DS1302工作原理O14.3.1CE和时钟控制O14.3.2数据输入和输出O14.3.3时钟/日历O14.3.4写保护寄存器O14.3.5RAM寄存器O14.3.6涓流充电寄存器14.3.1CE和时钟控制OCE输入在高电平的时候初始化所有数据操作，它有两个功能：O打开控制逻辑：允许访问移位寄存器；O终止能力：可以终止单位和多位数据传输。14.3.2数据输入和输出O在数据输入之前，首先通过8个SCLK周期输入写命令，在接下来8个SCLK周期的上升沿将1比特的数据输入。多余的SCLK周期将被忽略，而且数据输入是从BIT0开始的。14.3.3时钟/日历O时间和日期信息可以通过读取指定寄存器获得。地址读命令写命令BIT7BIT6BIT5BIT4BIT3BIT2BIT1BIT0取值范围081h80hCH秒数的十位秒的个位00~59183h82h分钟数的十位分钟数的个位00~59285h84h12/0小时的十位小时的十位小时的个位1~12/0~233/PM487h86h00日期的十位日期的个位1~31589h88h000月份的十位月份的个位1~1268Bh8Ah00000周1~778Dh8Ch年的十位年的个位00~9914.3.4写保护寄存器O写保护寄存器用于控制对时钟或者RAM寄存器的写操作，该寄存器的地址为8。地址读命令写命令BIT7BIT6BIT5BIT4BIT3BIT2BIT1BIT0取值范围88Fh8EhWP0000000-14.3.5RAM寄存器O静态RAM是RAM地址空间中的31bytes的连续地址空间。14.3.6涓流充电寄存器O涓流充电寄存器控制的是DS1302的涓流充电特性。地址读命令写命令BIT7BIT6BIT5BIT4BIT3BIT2BIT1BIT0取值范围991h90hTCSTCSTCSTCSDSDSDSDS-14.4寄存器的突发模式O突发模式可以通过将命令地址设置为十进制的31（也就是将操作命令的BIT1~5设为逻辑1）来指定时钟/日历或者RAM寄存器。在这之前，需要通过BIT6指定操作时钟或者RAM；通过BIT0来指定读或者写。O1.时钟/日历突发模式O2.RAM突发模式1.时钟/日历突发模式O该模式通过时钟/日历命令比特指定，在这个模式下，前8个时钟/日历寄存器可以从地址0的BIT0开始连续地读或者写，其读命令为BFh，写命令为BEh。2.RAM突发模式O该模式通过RAM命令比特指定，在这个模式下，31个RAM寄存器可以从地址0的第0位连续地读或者写。14.5第三方库ds1302O14.5.1ds1302简介O14.5.2使用ds1302库设置日期和时间O14.5.3使用ds1302库读取日期和时间14.5.1ds1302简介Ods1302库主要定义了Time和DS1302两个类。下面依次讲解这两个部分。O1.Time类O2.DS1302类1.Time类Ods1302提供了Time类，该类详细表示了时间和日期，其构造函数如下：OTime(uint16_tyr,uint8_tmon,uint8_tdate,Ouint8_thr,uint8_tmin,uint8_tsec,ODayday);2.DS1302类Ods1302库提供的主要类是DS1302，其构造方法如下：ODS1302(uint8_tce_pin,uint8_tio_pin,uint8_tsclk_pin)14.5.2使用ds1302库设置日期和时间14.5.3使用ds1302库读取日期和时间O在经过前面两个示例的设置后，指定的时间已经被存储在对应的寄存器中，并且已经开始计时。与示例14-1以及示例14-2对应的，下面两个示例分别使用将当前时间作为对象返回的time()方法和返回单独时间日期信息的方法读取并输出RTC模块中的时间。14.6简易LED时钟第15章伺服电机和步进电机O15.1伺服电机O15.2使用其他器件控制伺服电机O15.3步进电机15.1伺服电机O15.1.1伺服电机工作原理O15.1.2伺服电机与ArduinoO15.1.3使用Arduino官方库Servo15.1.1伺服电机工作原理O伺服电机（servomotor）是一种位置伺服的驱动器。伺服电机的主要规格是扭矩与反应转速：O扭矩的单位是N/m，在伺服电机规格中一般使用KG/cm，即通常所说的有多大劲；O反应转速的单位是Sec/60°，即输出轴转过60°需要花费的时间。通常情况下反应转速越高的伺服电机精度越低，所以需要根据具体应用在两者之间做取舍。15.1.2伺服电机与Arduino15.1.3使用Arduino官方库ServoOServo库是Arduino官方专门为操作伺服电机而设计的一个库。它非常简单易用，而且比我们自己实现的功能强大得多。例如，在大多数Arduino板上可以同时控制12个伺服电机，ArduinoMega则可以同时控制48个。15.2使用其他器件控制伺服电机O15.2.1使用旋转电位器控制伺服电机O15.2.2使用按钮开关控制伺服电机O15.2.3使用游戏摇杆控制伺服电机O15.2.4使用遥控器控制伺服电机15.2.1使用旋转电位器控制伺服电机15.2.2使用按钮开关控制伺服电机15.2.3使用游戏摇杆控制伺服电机15.2.4使用遥控器控制伺服电机15.3步进电机O15.3.1步进电机工作原理O15.3.2步进电机的类型O15.3.328BYJ-48和ULN2003O15.3.4Arduino、ULN2003和28BYJ-48连接O15.3.5使用Arduino的官方库StepperO15.3.6自己实现28BYJ-48的控制函数15.3.1步进电机工作原理1.单四拍2.双四拍3.八拍15.3.2步进电机的类型O步进电机的工作原理大都是类似的，不过实际的步进电机主要