Arduino与LabVIEW开发实战
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1.3 数字输入/输出

1.3.1 数字I/O的函数库

Arduino数字I/O函数包括pinMode（pin，mode）、digitalWrite（pin，value）和digitalRead（pin，value），分别实现输入/输出设置、数字输出和数字输入的功能。

需要说明的是，数字I/O函数库的操作对象不仅仅是Arduino的数字I/O，还包括模拟输入的引脚。例如，在Arduino Uno控制器中，需要将模拟端口用作数字引脚，可以直接使用A0～A5，也可用D14～D19来指代模拟输入引脚A0～A5。

1.pinMode（pin，mode）

功能：将指定的引脚配置成输入或输出状态。

语法：pinMode(pin，mode)

参数：

pin：要设置模式的引脚。

mode：INPUT或OUTPUT。

注意 除了Arduino上的数字引脚外，模拟输入引脚也能用作数字引脚，如A0、A1。

2.digitalWrite（pin，value）

功能：从指定引脚写入HIGH或者LOW。

语法：digitalWrite(pin，value)

参数：

pin:引脚编号（如1，5，10，A0，A3）。

value：HIGH或LOW。

详细说明：

如果引脚被pinMode()配置为OUTPUT模式，其引脚上的电压将被设置为相应的值，HIGH为5V（3.3V控制板上为3.3V），LOW为0V。

如果引脚被pinMode()配置为INPUT模式，使用digitalWrite()写入HIGH值，将使能内部20kΩ上拉电阻，写入LOW将会禁用上拉。

注意 Arduino控制板上的数字13号引脚一般不用作数字输入，因为大部分的控制板上使用了一个LED与一个电阻连接到地。如果启动了内部的20kΩ上拉电阻，它的电压将在1.7V左右，而不是正常的5V，因为板载LED串联的电阻使电压降了下来，这意味着返回的值总是LOW。

3.digitalRead（pin）

功能：读取指定引脚的值，HIGH或LOW。

语法：digitalRead(pin)

参数：

pin：指定的引脚。

返回值：HIGH或LOW。

注意 如果引脚悬空，digitalRead()会返回HIGH或LOW（随机变化）。

1.3.2 实验：百变流水灯

1.实验目的

通过Arduino Uno的数字引脚D2～D7控制6个LED，按照我们的编程形成流水灯，学习pinMode（pin，mode）和digitalWrite（pin，value）的使用。

2.硬件连接

依次将6个LED的阳极（长管脚）通过220Ω的限流电阻接至Arduino Uno的D2～D7，阴极（短管脚）直接接至GND。硬件连接图如图1-25所示。

图1-25 流水灯硬件连接图

3.软件设计

通过数字输出digitalWrite（pin，value）对多个LED进行亮灭控制，从而形成流水灯，程序如代码清单1-2所示。

代码清单1-2：流水灯程序代码

int lowestPin = 2;                 // 定义数字引脚2作为流水灯起始引脚
int highestPin = 7;               // 定义数字引脚7作为流水灯结束引脚
void setup() {
  // 将数字引脚D2～D7初始化为输出
  for (int thisPin =lowestPin; thisPin ＜= highestPin; thisPin++) { 
    pinMode(thisPin, OUTPUT);                // 设置引脚为输出模式
  }
}
void loop() {
  // 由低到高依次点亮LED，延时1秒，熄灭LED
  for (int thisPin =lowestPin; thisPin ＜= highestPin; thisPin++) { 
    digitalWrite(thisPin,HIGH);
    delay(1000);
    digitalWrite(thisPin,LOW);
  }
// 由高到低依次点亮LED，延时1秒，熄灭LED
  for (int thisPin =highestPin; thisPin ＜= lowestPin; thisPin--) { 
    digitalWrite(thisPin,HIGH);
    delay(1000);
    digitalWrite(thisPin,LOW);
  }
}

1.3.3 实验：“听话”的灯

1.实验目的

通过Arduino Uno的数字引脚D2读取按键，实现对D13上LED的控制。学习pinMode（pin，mode）、digitalWrite（pin，value）和digitalRead（pin）的使用。

2.硬件连接

将按键的一端通过220Ω的下拉电阻接至GND，另一端直接接至+5V，Arduino Uno的D2接至按键接有下拉电阻[1]由于下拉电阻的一端接至地端，因而叫作下拉电阻，即将电路节点的电平向低方向（地）拉。下拉电阻的主要作用是在电路驱动器（此处为按键）断开时给线路（节点）以一个固定的低电平。的一端，硬件连接图如图1-26所示。

图1-26 “听话”的灯硬件连接图

3.软件设计

通过数字输出digitalWrite（pin，value）和数字输入digitalRead（pin），利用按键控制LED的亮灭，程序如代码清单1-3所示。

代码清单1-3：“听话”的灯程序代码

int led = 13;                                                     // 定义数字引脚13作为LED的控制引脚
int key = 2;                                                      // 定义数字引脚2作为按键的读取引脚
int t = 0;                                                          // 定义状态变量，记录按键状态
// 当Arduino重启之后，只执行一次
void setup() { 
  pinMode(led, OUTPUT);                            // 初始化引脚13作为输出
  pinMode(key, INPUT);                              // 初始化引脚2作为输入
}

// 此部分一直循环执行
void loop() {
  t=digitalRead(key);                                    // 读取按键状态
  if(t==1){                                                   // 判断按键是否为闭合状态
    digitalWrite(led, HIGH);                       // 闭合状态，点亮LED 
  }else
  digitalWrite(led, LOW);                         // 断开状态，熄灭LED 
}
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