Arduino：1-初学

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认识开发版

pinout
  • 右侧一列引脚是数字输入/输出端口，输入输出状态只有两种，0 or 1，其中 0(RX) 1(TX)端口用于和电脑进行数据传输，尽量不要使用
  • 左下角橙色端口是模拟输入 端口
  • 左上角一系列端口是电源端口， 两个GND是接地，接地端口上面两个分别提供5v和3.3v的电压

入口函数

Arduino的”Main”函数其实就是setup()和loop()，setup函数会在开发版通电或按下复位按钮后执行一次，每次执行完成setup函数后会循环调用loop函数 

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// 给开发版通电或按下复位按钮后执行一次
void setup() {
  // put your setup code here, to run once:

}

// setup完成后循环执行loop函数
void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:

}

点亮LED电路

第一个Arduino HelloWorld程序，操作主板上的LED_BUILTINLED灯进行闪烁。

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// 给开发版通电或按下复位按钮后执行一次
void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
  // 初始化LED_BUILTIN的数字引脚为输出模式
  pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
}

// setup完成后循环执行loop函数
void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
  digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);
  delay(100);
  digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);
  delay(100);
}

  • pinMode()：设置引脚模式，LED_BUILTIN代表了引脚13，可以为Arduino主板自带的小LED供电，OUTPUT模式就是输出电源。

  • digitalWrite：控制LED_BUILTIN(引脚13)输出高/抵电平，以控制小灯明灭 。

    • 高电平为5伏特（不同开发版可能不同，此针对Arduino UNO）
    • 低电平为0伏特/GND

  • delay()：函数，类比sleep，单位毫秒

一些基础

CleanShot 2023-09-18 at 23.46.03@2x

点亮一个LED电路，需要一个LED灯，一个电阻，一个电源，一个控制灯泡点亮的开关

LED

CleanShot 2023-09-18 at 23.59.02@2x
  • LED：Light Emitting Diode 发光二极管
  • LED需要区分正负极，只允许电流从正级流向负极，正向时LED电阻约等于0，反向时LED由巨大电阻。
  • 实体LED灯引脚，长引脚是正极，短引脚是负极。
  • LED灯珠工作电流通常约为**20毫安**
  • LED在工作时通常会产生**2伏特**左右的电压降，即LED正负极之间的电压差2伏特左右

电阻

CleanShot 2023-09-19 at 00.05.23@2x
  • 由于LED的正向电流阻值很低，如果不放置一个电阻，会短路烧毁LED和电源

面包版

CleanShot 2023-09-19 at 00.29.42@2x
  • 中间部分同一个连续行其内部连通
  • 两边部分同一列其内部连通，一般红色列接电源正极，蓝色列接电源负极。

外接LED

计算所需电阻大小

CleanShot 2023-09-19 at 00.16.10@2x
  • 已知LED需要有2V的电压降，接地端电压0V，故右边应该有2V的电压
  • 已知开发板引脚高电平为5V，故电阻两端的电压差应为3V
  • 已知LED的工作电流为20mA
  • 故可计算：
    • 电阻的流经电流为20mA
    • 电阻的电压为3V
    • 电阻的阻值R = U/I即3V/20mA = 150Ω

点亮啦！！

找了个220Ω的电阻串联，成功点亮小灯

CleanShot 2023-09-19 at 00.41.58@2x

代码和之前点亮内部LED几乎一样，只是引脚换成了我这次插入的5号引脚

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#include <Arduino.h>
// 给开发版通电或按下复位按钮后执行一次
void setup() {
    // put your setup code here, to run once:
    // 初始化LED_BUILTIN的数字引脚为输出模式
    pinMode(5, OUTPUT);
}

// setup完成后循环执行loop函数
void loop() {
//     put your main code here, to run repeatedly:
    digitalWrite(5, HIGH);
}

读取输入

使用Serial库传输读取调试信息

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int pushButt = 2;

// 给开发版通电或按下复位按钮后执行一次
void setup() {
    // put your setup code here, to run once:
    // 串口通讯初始化，每秒9600位
    Serial.begin(9600);
    // 设置按键引脚为上拉输入模式
    pinMode(pushButt, INPUT_PULLUP);
}

// setup完成后循环执行loop函数
void loop() {
//     put your main code here, to run repeatedly:
    // 读取引脚输入
    int buttonState = digitalRead(pushButt);
    // 显示按键状态
    Serial.println(buttonState);
    delay(10);
}

输入模式

CleanShot 2023-09-25 at 23.30.06@2x

​ 引脚切换为输入模式后，相当于给了引脚一个大阻值，此时可以通过外部电路控制引脚数值，如上图，开关打开时，引脚2接收5v电压，表现为高电平，开关闭合时候，引脚2接地，表现为低电平。

​ 注意R1(10kΩ)相当于一个上拉电阻，保证开关打开时引脚2表现为低电平，开关闭合时表现为高电平，如果没有这个上拉电阻，开关闭合后5v直接接地会短路。

输入上拉模式

 还有一种模式是输入上拉模式，开启此模式后将启用Arduino自带的上拉电阻。此时只需要一端接`GND`，一端接输入引脚，则开关断开时输入引脚为`高电平`，开关闭合后输入引脚为`低电平`。
CleanShot 2023-09-25 at 23.37.31@2x

示例代码：按下按钮后内置LED点亮

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void setup() {
    // write your initialization code here
    pinMode(2, INPUT_PULLUP);
    pinMode(13, OUTPUT);
}

void loop() {
    // write your code here
    int buttonState = digitalRead(2);
    digitalWrite(13, !buttonState);
}