前面介绍了Arduino数字I/O，通过控制数字引脚输出来控制LED灯亮灭。本篇将介绍数字I/O的输入功能，通过检测按键状态来控制LED灯亮灭，把LED的亮灭变成人为可控制的。
1. 实验材料
- Uno R3开发板
- 配套USB数据线
- 面包板及配套连接线
- 1个LED灯
- 1个220Ω电阻
- 1个轻触按键
实验中我们用到了轻触按键，常见的有2脚按键和4脚按键，其内部结构如下图所示：
按键内部结构
当按下按键时，按键两端接通，当放开时，两端再次断开。
2. 实验步骤
-
根据原理图搭建电路
直插式LED灯负极接开发板GND，正极接220Ω限流电阻，电阻另一端接开发板数字9引脚。按键一端接开发板GND，另一端接数字引脚2。
实验原理图如下图所示：
实验原理图实物连接图如下图所示：
实物连接图 新建sketch，拷贝如下代码替换自动生成的代码并进行保存。
/*
* Digital_Button
* 通过按键控制LED灯亮灭
*/
int buttonPin = 2; // 按键的管脚定义
int ledPin = 9; // LED灯管脚定义
void setup() {
pinMode(ledPin, OUTPUT); //设置LED管脚输出模式
pinMode(buttonPin, INPUT_PULLUP); //设置按键管脚上拉输入模式
}
void loop() {
if (digitalRead(buttonPin) == LOW) { // 若按键被按下
delay(80); //等待跳过按键抖动的不稳定过程
if (digitalRead(buttonPin) == LOW) // 若按键被按下
{
digitalWrite(ledPin, HIGH); // 点亮LED灯
}
}
else {
digitalWrite(ledPin, LOW); // 熄灭LED灯
}
}
- 连接开发板，设置好对应端口号和开发板类型，进行程序下载。
程序下载
3. 实验现象
按下按键，LED灯点亮。放开按键，LED灯熄灭。
实验现象
4. 函数介绍
digitalRead()
- 描述：读取指定数字引脚的值
- 函数原型：digitalRead(pin)
- 参数：要读取的数字引脚编号
- 返回值：HIGH(1)或LOW(0)
5. 总结分析
通过digitalRead()函数来读取数字I/O引脚状态，然后根据状态去点亮或者熄灭LED灯。需要注意：
- 由于Arduino上电后，数字I/O管脚处于悬空状态，此时通过digitalRead()读到的是一个不稳定的值(可能是高，也可能是低)。所以通过pinMode()函数设置按键引脚为上拉输入模式。即使用内部上拉电阻，按键未按下时，引脚将为高电平，按键按下为低电平。
- 按键在按下的过程中，有一段接触未接触的不稳定过程，即按键的抖动。在判断按键状态时，通过delay()延时跳过抖动的不稳定状态，即软件上进行消抖。
- 可以不使用内部上拉电阻，在电路上添加按键的上拉电阻或下拉电阻，可达到相同效果。
