Arduino基礎入門篇07—按鍵控制LED燈

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前面介紹了Arduino數字I/O，通過控制數字引腳輸出來控制LED燈亮滅。本篇將介紹數字I/O的輸入功能，通過檢測按鍵狀態來控制LED燈亮滅，把LED的亮滅變成人為可控制的。

1. 實驗材料

Uno R3開發板

配套USB數據線

麵包板及配套連接線

1個LED燈

1個220Ω電阻

1個輕觸按鍵

實驗中我們用到了輕觸按鍵，常見的有2腳按鍵和4腳按鍵，其內部結構如下圖所示：

按鍵內部結構

當按下按鍵時，按鍵兩端接通，當放開時，兩端再次斷開。

2. 實驗步驟

根據原理圖搭建電路

直插式LED燈負極接開發板GND，正極接220Ω限流電阻，電阻另一端接開發板數字9引腳。按鍵一端接開發板GND，另一端接數字引腳2。

實驗原理圖如下圖所示：

實驗原理圖

實物連接圖如下圖所示：

實物連接圖

新建sketch，拷貝如下代碼替換自動生成的代碼並進行保存。

1
5
6int buttonPin = 2; 
7int ledPin =  9;  
8
9int buttonState = 0; 
10
11void setup() {
12  pinMode(ledPin, OUTPUT);  
13  pinMode(buttonPin, INPUT_PULLUP); 
14}
15
16void loop() {
17
18  buttonState = digitalRead(buttonPin); 
19
20  if (buttonState == LOW) { 
21    delay(80); 
22    if (buttonState == LOW) 
23    {  
24      digitalWrite(ledPin, HIGH); 
25    }
26  }
27  else {   
28    digitalWrite(ledPin, LOW); 
29  }
30
31}

連接開發板，設置好對應埠號和開發板類型，進行程序下載。

程序下載3. 實驗現象

按下按鍵，LED燈點亮。放開按鍵，LED燈熄滅。

實驗現象4. 函數介紹

digitalRead()

描述：讀取指定數字引腳的值

函數原型：digitalRead(pin)

參數：要讀取的數字引腳編號

返回值：HIGH(1)或LOW(0)

5. 總結分析

通過digitalRead()函數來讀取數字I/O引腳狀態，然後根據狀態去點亮或者熄滅LED燈。需要注意：

由於Arduino上電後，數字I/O管腳處於懸空狀態，此時通過digitalRead()讀到的是一個不穩定的值(可能是高，也可能是低)。所以通過pinMode()函數設置按鍵引腳為上拉輸入模式。即使用內部上拉電阻，按鍵未按下時，引腳將為高電平，按鍵按下為低電平。

按鍵在按下的過程中，有一段接觸未接觸的不穩定過程，即按鍵的抖動。在判斷按鍵狀態時，通過delay()延時跳過抖動的不穩定狀態，即軟體上進行消抖。

可以不使用內部上拉電阻，在電路上添加按鍵的上拉電阻或下拉電阻，可達到相同效果。

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