wokwi arduino mega 2560 - 键盘与LCD显示

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链接：

https://wokwi.com/projects/414520193913760769

代码：

//cslg lcd key
#include <LiquidCrystal.h> // 引入LiquidCrystal库，用于LCD显示
#include <Keypad.h> // 引入Keypad库，用于键盘输入

/* Display (LCD显示屏设置) */
LiquidCrystal lcd(12, 11, 10, 9, 8, 7); // 初始化LCD，参数为连接LCD的RS, E, D4, D5, D6, D7引脚

/* Keypad setup (键盘设置) */
const byte KEYPAD_ROWS = 4; // 键盘行数
const byte KEYPAD_COLS = 4; // 键盘列数
byte rowPins[KEYPAD_ROWS] = {5, 4, 3, 2}; // 键盘行连接的引脚
byte colPins[KEYPAD_COLS] = {A3, A2, A1, A0}; // 键盘列连接的引脚
char keys[KEYPAD_ROWS][KEYPAD_COLS] = { // 键盘按键布局
  {'1', '2', '3', '+'},
  {'4', '5', '6', '-'},
  {'7', '8', '9', '*'},
  {'.', '0', '=', '/'}
};

Keypad keypad = Keypad(makeKeymap(keys), rowPins, colPins, KEYPAD_ROWS, KEYPAD_COLS); // 初始化键盘

void setup() {
  lcd.begin(16, 2); // 初始化LCD为16x2字符
  lcd.print("Welcome To CSLG"); // 在LCD上显示欢迎信息
  lcd.setCursor(0, 1); // 设置光标到第二行的开始位置
  lcd.print("                "); // 清除第二行的内容
}

void loop() {
  char key = keypad.getKey(); // 从键盘获取按键
  
  if (key) {
    // 如果检测到按键被按下
    lcd.setCursor(0, 1); // 设置光标到第二行的开始位置
    lcd.print("                "); // 清除第二行的内容，为显示新按键做准备
    lcd.setCursor(0, 1); // 再次设置光标到第二行的开始位置
    lcd.print(key); // 在LCD上显示被按下的按键
  }
}

Wokwi Arduino Mega 2560 - 键盘与LCD显示实验报告

实验目的

本实验旨在通过Arduino Mega 2560微控制器实现键盘输入与LCD显示的交互功能。用户通过4x4矩阵键盘输入字符，Arduino接收输入并在LCD显示屏上显示相应的字符。此实验演示了键盘输入处理、LCD显示控制以及基本的用户交互逻辑。

实验器材

Arduino Mega 2560 微控制器
16x2 LCD显示屏
4x4矩阵键盘
连接线
Wokwi在线仿真平台（用于代码测试和仿真）

实验原理

LCD显示屏：LCD（Liquid Crystal Display）是一种常用的显示设备，通过控制液晶分子的排列来显示字符或图形。本实验中使用16x2 LCD，即每行可显示16个字符，共2行。
矩阵键盘：4x4矩阵键盘由4行和4列组成，共16个按键。通过扫描行和列，可以检测哪个按键被按下。
Keypad库：Keypad库是一个用于处理矩阵键盘输入的Arduino库，它简化了键盘扫描和按键检测的过程。
LiquidCrystal库：LiquidCrystal库是一个用于控制LCD显示屏的Arduino库，它提供了初始化LCD、设置光标位置、显示字符等功能。

实验步骤

硬件连接：
- 将LCD的RS、E、D4、D5、D6、D7引脚分别连接到Arduino Mega 2560的数字引脚12、11、10、9、8、7。
- 将4x4矩阵键盘的行引脚（5, 4, 3, 2）和列引脚（A3, A2, A1, A0）连接到Arduino的相应引脚。
软件编程：
- 导入LiquidCrystal和Keypad库。
- 初始化LCD显示屏和键盘。
- 在setup()函数中设置LCD的初始显示内容。
- 在loop()函数中不断检测键盘输入，如果检测到按键被按下，则在LCD上显示该按键。
仿真测试：
- 在Wokwi在线仿真平台上上传并运行代码。
- 使用仿真平台上的虚拟键盘输入字符，观察LCD显示屏上的显示情况。

实验代码

cpp复制代码

	`#include <LiquidCrystal.h>`
	`#include <Keypad.h>`

	`/* Display (LCD显示屏设置) */`
	`LiquidCrystal lcd(12, 11, 10, 9, 8, 7);`

	`/* Keypad setup (键盘设置) */`
	`const byte KEYPAD_ROWS = 4;`
	`const byte KEYPAD_COLS = 4;`
	`byte rowPins[KEYPAD_ROWS] = {5, 4, 3, 2};`
	`byte colPins[KEYPAD_COLS] = {A3, A2, A1, A0};`
	`char keys[KEYPAD_ROWS][KEYPAD_COLS] = {`
	`{'1', '2', '3', '+'},`
	`{'4', '5', '6', '-'},`
	`{'7', '8', '9', '*'},`
	`{'.', '0', '=', '/'}`
	`};`

	`Keypad keypad = Keypad(makeKeymap(keys), rowPins, colPins, KEYPAD_ROWS, KEYPAD_COLS);`

	`void setup() {`
	`lcd.begin(16, 2);`
	`lcd.print("Welcome To CSLG");`
	`lcd.setCursor(0, 1);`
	`lcd.print(" ");`
	`}`

	`void loop() {`
	`char key = keypad.getKey();`

	`if (key) {`
	`lcd.setCursor(0, 1);`
	`lcd.print(" ");`
	`lcd.setCursor(0, 1);`
	`lcd.print(key);`
	`}`
	`}`

实验结果

当用户按下键盘上的任意按键时，LCD显示屏的第二行会显示该按键对应的字符。
如果连续按下多个按键，LCD显示屏会不断更新显示最新的按键字符。
未按下按键时，LCD显示屏的第二行保持空白（或显示之前按下的字符，直到新的按键被按下）。

实验结论

本实验成功实现了通过Arduino Mega 2560微控制器处理键盘输入并在LCD显示屏上显示相应字符的功能。通过编程控制键盘扫描和LCD显示，验证了键盘输入处理和LCD显示控制的基本原理。同时，实验也展示了如何使用Keypad库和LiquidCrystal库简化键盘和LCD的控制过程。

Wokwi Arduino Mega 2560 - 键盘详细课程教程

一、课程简介

本课程将详细介绍如何在 Wokwi 平台上使用 Arduino Mega 2560 读取键盘输入。通过本课程的学习，你将掌握键盘矩阵扫描的原理、硬件连接方法、编程技巧以及如何在 Arduino 上实现键盘输入的检测。

二、课程内容

1. 键盘基础

键盘类型：
- 独立按键：每个按键独立连接到一个输入引脚。
- 矩阵键盘：多个按键通过行列交叉连接，减少引脚使用。
矩阵键盘扫描原理：
- 通过逐行扫描和列检测，确定哪个按键被按下。
- 使用二极管或电阻防止按键之间的干扰。

2. 硬件连接

准备材料：
- Arduino Mega 2560 开发板
- 4x4 矩阵键盘（或根据需要选择其他尺寸的键盘）
- 电阻（用于限流，可选）
- 面包板及跳线
连接方法：
- 将键盘的行引脚连接到 Arduino 的数字输出引脚（如 2-5）。
- 将键盘的列引脚连接到 Arduino 的数字输入引脚（如 6-9）。
- 如果需要，可以在行列之间串联电阻。

3. 编程基础

Arduino IDE：
- 安装并打开 Arduino IDE。
- 选择正确的开发板（Arduino Mega 2560）和端口。
编程思路：
- 初始化行列引脚。
- 逐行扫描键盘，检测列引脚的状态。
- 当检测到按键按下时，记录按键值。
- 使用延时或去抖算法防止误触。

4. 示例代码

#define ROW_PIN_COUNT 4  // 行引脚数量
#define COL_PIN_COUNT 4  // 列引脚数量

#define ROW_PINS {2, 3, 4, 5}  // 行引脚定义
#define COL_PINS {6, 7, 8, 9}  // 列引脚定义

void setup() {
  // 初始化行引脚为输出模式
  for (int i = 0; i < ROW_PIN_COUNT; i++) {
    pinMode(ROW_PINS[i], OUTPUT);
    digitalWrite(ROW_PINS[i], HIGH);  // 默认拉高
  }

  // 初始化列引脚为输入模式
  for (int i = 0; i < COL_PIN_COUNT; i++) {
    pinMode(COL_PINS[i], INPUT_PULLUP);  // 使用内部上拉电阻
  }

  Serial.begin(9600);  // 初始化串口通信
}

void loop() {
  for (int row = 0; row < ROW_PIN_COUNT; row++) {
    digitalWrite(ROW_PINS[row], LOW);  // 拉低当前行

    for (int col = 0; col < COL_PIN_COUNT; col++) {
      if (digitalRead(COL_PINS[col]) == LOW) {  // 检测列引脚是否为低电平
        Serial.print("Key pressed: ");
        Serial.print(row * COL_PIN_COUNT + col);  // 计算按键值
        Serial.println();

        while (digitalRead(COL_PINS[col]) == LOW);  // 等待按键释放（简单去抖）
      }
    }

    digitalWrite(ROW_PINS[row], HIGH);  // 拉高当前行，准备扫描下一行
  }

  delay(10);  // 扫描延时
}

cpp复制代码

	`#define ROW_PIN_COUNT 4 // 行引脚数量`
	`#define COL_PIN_COUNT 4 // 列引脚数量`

	`#define ROW_PINS {2, 3, 4, 5} // 行引脚定义`
	`#define COL_PINS {6, 7, 8, 9} // 列引脚定义`

	`void setup() {`
	`// 初始化行引脚为输出模式`
	`for (int i = 0; i < ROW_PIN_COUNT; i++) {`
	`pinMode(ROW_PINS[i], OUTPUT);`
	`digitalWrite(ROW_PINS[i], HIGH); // 默认拉高`
	`}`

	`// 初始化列引脚为输入模式`
	`for (int i = 0; i < COL_PIN_COUNT; i++) {`
	`pinMode(COL_PINS[i], INPUT_PULLUP); // 使用内部上拉电阻`
	`}`

	`Serial.begin(9600); // 初始化串口通信`
	`}`

	`void loop() {`
	`for (int row = 0; row < ROW_PIN_COUNT; row++) {`
	`digitalWrite(ROW_PINS[row], LOW); // 拉低当前行`

	`for (int col = 0; col < COL_PIN_COUNT; col++) {`
	`if (digitalRead(COL_PINS[col]) == LOW) { // 检测列引脚是否为低电平`
	`Serial.print("Key pressed: ");`
	`Serial.print(row * COL_PIN_COUNT + col); // 计算按键值`
	`Serial.println();`

	`while (digitalRead(COL_PINS[col]) == LOW); // 等待按键释放（简单去抖）`
	`}`
	`}`

	`digitalWrite(ROW_PINS[row], HIGH); // 拉高当前行，准备扫描下一行`
	`}`

	`delay(10); // 扫描延时`
	`}`

5. 仿真与调试

Wokwi 平台：
- 将代码上传到 Wokwi 平台上的 Arduino Mega 2560 仿真器。
- 使用虚拟键盘或外部键盘模块进行仿真测试。
- 观察串口监视器输出，确保按键检测正确。
调试技巧：
- 检查硬件连接是否正确。
- 使用万用表或逻辑分析仪检测引脚电平。
- 逐步调试代码，确保每行每列都能正确扫描。

6. 实际应用

密码输入：使用键盘输入密码，进行身份验证。
菜单选择：通过键盘选择菜单项，执行相应操作。
游戏控制：将键盘作为游戏控制器，实现方向控制或功能选择。

三、课程总结

通过本课程的学习，你掌握了矩阵键盘扫描的原理、硬件连接方法以及编程技巧。通过示例代码和仿真调试，你能够成功地在 Wokwi 平台上使用 Arduino Mega 2560 读取键盘输入。希望你在后续的学习中能够继续探索更多有趣的应用，并将所学知识应用到实际项目中。

四、学习资源

Arduino 官方文档：获取更多关于 Arduino Mega 2560 和矩阵键盘的信息。
Wokwi 平台教程：学习如何在 Wokwi 平台上进行仿真和调试。
在线社区和论坛：与其他开发者交流经验，解决遇到的问题。同时，也可以参考其他开发者的项目案例，获取更多灵感和创意。

Wokwi Arduino Mega 2560 - LCD 显示详细课程教程

一、课程简介

本课程将详细介绍如何在 Wokwi 平台上使用 Arduino Mega 2560 控制 LCD 显示屏进行文本显示。通过本课程的学习，你将掌握 LCD 显示屏的基本工作原理、硬件连接方法、编程技巧以及如何在 Arduino 上实现 LCD 显示功能。

二、课程内容

1. LCD 显示屏基础

LCD 类型：
- 字符型 LCD：如 16x2 LCD，用于显示字符和数字。
- 图形型 LCD：如 128x64 LCD，用于显示图形和图像。
接口方式：
- 并行接口：使用多条数据线传输数据，速度快但占用引脚多。
- 串行接口：如 I2C 接口，使用较少的引脚传输数据，速度相对较慢。

2. 硬件连接

准备材料：
- Arduino Mega 2560 开发板
- 16x2 字符型 LCD 显示屏
- 电位器（用于调节对比度）
- 面包板及跳线
连接方法（以并行接口为例）：
- 将 LCD 的 VSS 引脚连接到 Arduino 的 GND 引脚。
- 将 LCD 的 VDD 引脚连接到 Arduino 的 5V 引脚。
- 将 LCD 的 VO 引脚连接到电位器的中间引脚，电位器的两端分别连接到 GND 和 5V。
- 将 LCD 的 RS、E、D4-D7 引脚分别连接到 Arduino 的数字引脚（如 12、11、5-2）。
- 将 LCD 的 R/W 引脚连接到 GND（写模式）。
- 将 LCD 的 A 和 K 引脚分别连接到 Arduino 的 5V 和 GND（用于背光）。

3. 编程基础

Arduino IDE：
- 安装并打开 Arduino IDE。
- 选择正确的开发板（Arduino Mega 2560）和端口。
LiquidCrystal 库：
- Arduino 提供了 LiquidCrystal 库用于控制字符型 LCD。
- 在代码中包含库头文件 #include <LiquidCrystal.h>。
- 实例化 LiquidCrystal 对象，并传入控制引脚编号参数，如 LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);。

4. 示例代码

#include <LiquidCrystal.h>

// 初始化 LiquidCrystal 对象，并传入控制引脚编号参数
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);

void setup() {
  // 设置 LCD 宽度和高度
  lcd.begin(16, 2);
  
  // 打印消息到 LCD
  lcd.print("Hello, World!");
}

void loop() {
  // 主循环中不需要执行任何操作，因为消息已经在 setup 中显示
}

cpp复制代码

	`#include <LiquidCrystal.h>`

	`// 初始化 LiquidCrystal 对象，并传入控制引脚编号参数`
	`LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);`

	`void setup() {`
	`// 设置 LCD 宽度和高度`
	`lcd.begin(16, 2);`

	`// 打印消息到 LCD`
	`lcd.print("Hello, World!");`
	`}`

	`void loop() {`
	`// 主循环中不需要执行任何操作，因为消息已经在 setup 中显示`
	`}`

5. 仿真与调试

Wokwi 平台：
- 将代码上传到 Wokwi 平台上的 Arduino Mega 2560 仿真器。
- 在仿真器中观察 LCD 显示屏的显示情况。
- 如果显示不正常，检查硬件连接和代码是否正确。
调试技巧：
- 使用串口监视器输出调试信息，帮助定位问题。
- 逐步调试代码，确保每个部分都能正确执行。