在首次实训中,我们的任务是用Arduino点亮小灯。拿到Arduino开发板时,看着上面的各种接口和元件,新奇之感涌上心头。我们小组依照教程连接开发板和主机然后通过里面自带的示例basic blink输入代码就可以使主板上的小灯亮起来。这就像是给小灯在电路里安排了一条专属“通道”,方便电流通行。而后在主循环中,通过digitalWrite函数向引脚发送输出高电平的指令。当一切就绪,我们将代码上传。眨眼间,小灯亮了!那明亮的光芒,瞬间驱散了我们心中的紧张与不安,取而代之的是满满的激动与成就感。看着小灯闪烁,就好像看到自己努力有了完美回报。
这次实践,让我们切实领略到硬件编程的魅力。它把抽象代码和实际电路巧妙融合,创造出令人惊喜的成果。也让我明白,在这个领域,严谨和专注必不可少,每个细节、每步操作都至关重要。这次点亮小灯的成功经历,就像一盏明灯,照亮我继续探索硬件编程世界的道路,激励我不断前行。
第二次小实验摩斯密码亮灯实验,本实验通过Arduino控制LED的闪烁规律实现摩斯密码的编码与发送,以"SOS"国际求救信号为示例,构建了一个融合硬件搭建与软件编程的通信系统原型。硬件层面,通过220Ω限流电阻将LED接入Arduino数字引脚,确保发光元件安全运行;软件层面,基于时间片控制原理,定义点(0.2秒)、划(0.6秒)及字符间隔(0.4秒)的精确时序,构建摩斯电码字母表映射关系,采用函数分层架构实现文本到光信号的转换。实验过程中暴露出时序同步的重要性,同时发现硬件稳定性与编码可扩展性的平衡技巧。我们小组设计了Good luck,根据摩斯密码设置亮灯,非常新颖,我们在面包板上插好LED灯和电阻,让灯与一个电阻串联,将灯的正负极分别连接到Arduino开发板上的数字输出引脚和GND引脚,打开Arduino IDE,编写一个函数,用于发送摩斯密码中的单个字符。该函数根据输入的字符,点亮或熄灭相应的LED灯,我们选择的是GOOGLUCK,G:--. O:--- O:--- D:-..L:.-.. U:--- C:-.-. K:-.- 这些点和划的组合构成了“goodluck”的摩斯密码表示,最后,将代码上传到Arduino开发板上。我们学会了以上步骤,让Arduino实验摩斯密码亮起灯。这个实验不仅有趣,而且有助于理解摩斯密码的基本原理和Arduino的编程方法,还让其他小组去判断摩斯密码,增加了课堂的互动和趣味性。该设计不仅验证了数字信号与经典编码协议的适配性,更揭示了早期无线通信技术的核心逻辑:通过简单物理信号的时间维度的编排,这种二进制思维对理解现代通信协议具有启蒙意义,后续可通过非阻塞代码改造、光敏传感器接收解码等方向深化研究,形成完整的光通信教学案例。


第三次实验,完成Arduino流水灯实验时,那种从混乱到有序的成就感至今难忘。当代码上传成功、LED开始按预设节奏流动的瞬间,仿佛看到抽象的代码化作了指尖跃动的光。起初接线路时手忙脚乱,要么正负极插反,要么电阻漏接,第四个LED总是倔强地“罢工”,然后发现这个LED居然是坏的,编写代码时,也是十分不易的,总是少写或多写,有意思的是我们组在运行的时候一直报错,便请求老师帮助,老师认真的从头看到尾都发现不了哪个语句出了错,最后才发现我们多敲了一段代码,出错一个小小的编码这个实验就无法完成,调试时反复核对引脚编号和代码逻辑,才意识到硬件与软件必须像齿轮般严丝合缝。最终,当灯光如溪水般从一端流淌到另一端,甚至尝试加入反向循环、改变灯闪光的频率时,突然对“控制”二字有了实感——原来只需几行代码,就能让冰冷的元件焕发生机。这小小的流水灯不仅是一串闪烁的光点,更像是打开了一扇新世界的大门:原来创造可以如此简单,而技术的浪漫就藏在每一次烧录后的微光里。总结的时候老师说其实这就是演唱会上灯牌的设计逻辑,我们从只是做一个简单的流水灯实验到意识到生活中处处是算法有了实感。

第四次实验:旋转电位器。实验开始,我先仔细研究了旋转电位器的结构,它有三个引脚,分别为电源引脚、接地引脚和输出引脚。按照老师说的,我们将电位器的电源引脚连接到Arduino的5V引脚,接地引脚连接到GND引脚,输出引脚则连接到模拟输入引脚A0。在这个过程中,我能感受到电位器的物理质感,它的旋转轴顺滑且有一定阻尼,每转动一格,都能清晰地感觉到阻力的变化。
编程时,读取电位器的模拟值后,经过映射处理,映射的范围要根据舵机的角度范围来设定,比如0 到 180 度。当我转动电位器时,舵机开始缓缓转动,其角度的变化与电位器的旋转角度紧密相关。这种感觉就像是在驾驶一辆微型汽车,通过转动方向盘来控制车轮的转向。实验过程中,我发现要精确控制舵机的角度并不容易,电位器的旋转需要非常细腻,稍微转动过大,舵机的角度变化就会很明显。这让我意识到,在实际应用中,对于这种需要精确控制的场景,对硬件的精度以及编程的准确性都有着较高的要求。通过这个实验,我不仅进一步熟悉了 Arduino 与旋转电位器的配合使用,还对舵机的控制有了更深入的理解,感受到了电子项目中不同组件协同工作所带来的乐趣与挑战。

这几次实训深化了我们对复杂问题解决方法的认知:面对技术难题,摒弃盲目操作,转而系统借助专业工具、参考理论知识,在探索与实践中优化方案。每一次调试、每一次改进,都是积累“实战经验”的过程,也让我们更有底气迎接未来的技术挑战。