ESP32 教學 33/55 - 使用 SunFounder 嘅 ESP32 IoT 學習套件整數碼骰仔

ESP32 教學 33/55 - 使用 SunFounder 嘅 ESP32 IoT 學習套件整數碼骰仔

喺呢個教學入面，我哋會用SunFounder嘅IoT學習套件入面嘅七段顯示器同ESP32嚟整一個數碼骰仔。呢個項目會容許你撳一個掣嚟擲虛擬骰仔，生成1至6嘅數字。呢個係一個好好嘅方法去探索ESP32嘅能力，同時學習點樣同顯示器同掣互動。為咗更加清楚，記得睇吓條片（喺片入面0:00嘅位置）。

硬件講解

呢個項目嘅主要組件包括ESP32微控制器、一個74HC595移位暫存器、一個七段顯示器同一個按鈕。ESP32係一個功能強大嘅微控制器，內置Wi-Fi同藍牙，好適合IoT應用。74HC595移位暫存器容許我哋用少啲引腳去控制七段顯示器，而唔使直接連接每一段。

七段顯示器用嚟顯示數字，係透過從移位暫存器發送數據嚟控制。按鈕用嚟觸發擲骰仔，生成一個隨機數字並顯示出嚟。當撳落去嘅時候，按鈕會連接到ESP32嘅第13引腳，呢個引腳有內部上拉電阻，令到冇撳嘅時候保持高電平狀態。

數據表詳情

• 確保電壓水平正確（4.5 V至5.5 V）以可靠運作。
• 限制輸出電流以避免損壞移位暫存器。
• 喺電源引腳附近使用去耦電容嚟穩定電壓。
• 正確連接七段顯示器以避免數字顯示錯誤。
• 檢查接線有冇鬆脫，以免導致意外行為。

接線指示

要接線數碼骰仔，首先設定電源連接。將麵包板上嘅接地（藍色線）連接到ESP32嘅接地引腳，並確保所有接地點都互相連接。跟住，將ESP32嘅一個3.3V引腳連接到麵包板上嘅電源軌（紅色線）。

對於74HC595移位暫存器，確保引腳1連接到3.3V電源軌，引腳8連接到接地。將數據輸出引腳（DS）連接到ESP32嘅第25引腳，移位時鐘引腳（SHCP）連接到第26引腳，儲存時鐘引腳（STCP）連接到第27引腳。按鈕應該連接喺ESP32嘅第13引腳同接地之間，令到撳落去嘅時候將引腳拉低。

代碼示例同講解

喺代碼入面，我哋首先定義用於移位暫存器同按鈕嘅引腳。按鈕引腳定義為buttonPin，並設定為ESP32嘅第13引腳。數據陣列datArray包含咗七段顯示器用嚟顯示數字0-9嘅二進制表示。

const int STcp = 27;//ST_CP
const int SHcp = 26;//SH_CP 
const int DS = 25; //DS 
const int buttonPin = 13;
int datArray[] = {0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};

喺setup()函數入面，我哋將按鈕引腳設定為輸入模式，並將移位暫存器引腳設定為輸出模式。咁樣準備好引腳去讀取按鈕嘅輸入同發送數據去顯示器。

void setup ()
{
  pinMode(buttonPin,INPUT); 
  pinMode(STcp,OUTPUT);
  pinMode(SHcp,OUTPUT);
  pinMode(DS,OUTPUT);
}

程式嘅主要邏輯喺loop()函數入面。佢檢查按鈕係咪被撳咗，生成一個隨機數字，並呼叫show_number()函數去將數字顯示喺七段顯示器上。

void loop()
{
  if(digitalRead(buttonPin) == LOW)
  {
    int diceNumber = random(1, 7);
    show_number(diceNumber);
    delay(50);
  }
}

show_number()函數會將數據陣列入面嘅適當數值發送到移位暫存器，然後控制顯示器嘅段嚟顯示生成嘅數字。呢個函數對於撳掣時嘅視覺反饋好重要。

示範 / 預期效果

當設定完成同埋代碼上傳之後，撳掣就會生成一個1至6之間嘅隨機數字，並且會顯示喺七段顯示器上面。如果接線正確嘅話，每次撳掣都應該顯示一個數字。要小心浮動輸入；確保掣正確連接到地線，避免出現唔穩定嘅行為（喺影片1:30位置）。

影片時間標記

• 00:00 開始
• 1:48 項目介紹
• 3:40 數碼骰仔接線講解
• 13:16 數碼骰仔Arduino代碼講解
• 19:19 喺Arduino IDE入面選擇ESP32板同COM埠
• 21:00 數碼骰仔示範
• 22:15 修正Arduino代碼

圖片

74HC595 LED Display: Seven Segment explained

ESP32-33_digital-dice-wiring

ESP32-33_digital-dice-main

ESP32-33_digital-dice-schematic

74HC595 LED Display: Seven Segment explained

ESP32-33_digital-dice-wiring

ESP32-33_digital-dice-main

ESP32-33_digital-dice-schematic

// Define the pins used for the 74hc595 and button
const int STcp = 27;//ST_CP
const int SHcp = 26;//SH_CP 
const int DS = 25; //DS 
const int buttonPin = 13;

// Define an array of values to display numbers on a 7-segment display
int datArray[] = {0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};
int buttonState = false;

void setup ()
{
  // Set the button pin to input mode
  pinMode(buttonPin,INPUT); 

  //Set pins to 74hc595
  pinMode(STcp,OUTPUT);
  pinMode(SHcp,OUTPUT);
  pinMode(DS,OUTPUT);
}

void loop()
{
  // Check if the button is pressed
  if(digitalRead(buttonPin) == LOW)
  {
    // Generate a random number between 1 and 6
    int diceNumber = random(1, 7);

     // Display the number on the 7-segment display
    show_number(diceNumber);

    // Delay for 50 milliseconds
    delay(50);
  }
}

// Function to display a number on a 7-segment display
void show_number(int num)
{
  // Ground ST_CP and hold low for as long as you are transmitting
  digitalWrite(STcp, LOW);

  // Send the data for the number to the shift register
  shiftOut(DS, SHcp, MSBFIRST, datArray[num]);

  // Pull the ST_CP to save the data
  digitalWrite(STcp, HIGH);
}