Arduino数字量的输入与输出

Arduino小组

说起数字量，这是一种最简单的信号，只有两种状态，非零即一。你就当它是你家里一盏灯的开关就好，要么开（1），要么关（0）。在Arduino中，这些数字量表示为电压，高电平5V表示数字量1，低电平0V表示数字量0。这样粗略的比喻后面还有一个问题，就是到底是输入还是输出。假如是输出，那么由Arduino决定，譬如电灯，如果没有开关，我们只能看到它是亮还是暗；假如是输入，那么由外部决定，譬如开关，由你去拨动它的状态是开还是关。
拿起Arduino，你就会发现上面有标号0至13的端口，这就是Arduino Uno所有的数字量输入输出端口。打个比喻，你家有十四盏电灯，编号好从零到十三（变态的程序员都是从零开始数数，而不是一），它们可以配置成电灯输出亮或者暗，用来表达两种状态，也可以配置成开关，等待你去拨动它们。我们在setup（）过程中时常要配置好每个数字量端口是用来输入还是输出的，以便在loop（）过程中能够正常的使用。譬如，我要将13号数字端口配置为输出，需要在setup（）过程中添加如下语句，
pinMode(13, OUTPUT);
如果我们要将0号端口配置为输入，需要在setup（）过程中添加如下语句，
pinMode(0, INPUT);
请注意，INPUT和OUTPUT所以字母要全部大写，才会变成绿色，否则不能通过编译，就会出错。
还记得Blink示例程序吗？http://arduino.cc/网站中，我们可以找到Products->Arduino Uno控制板的介绍页面，获得一些该控制板的重要信息。譬如

你可以点击上图所示区域，打开查看Arduino Uno的电路原理图，用户需安装Adobe Reader。
也可以下载Eagle后打开其完整的电路图设计文档，包括印刷电路板（PCB）的布局（
Layout）。Eagle是一款完全免费且易学易用的印刷电路板设计软件，可到http://www.cadsoftusa.com/下载。
通过打开的PDF电路图文档，我们知道，Arduino板子上黄色的发光二极管（LED）是和Arduino的13号数字端口连接起来的，并串联了1kΩ的电阻来限流，以防电流过大而烧毁发光二极管（标号L）。所以当数字端口13为高电平时，无论输入或输出，标号为L的黄色发光二极管都会亮起。

现在，你应该已经可以完全读懂Blink这个示例程序了。下面我们根据这个程序，添加一些语句，使得我们可以控制板上那个黄色的发光二极管的亮灭。

?View Code C
int led = 13; //设定变量led并赋值为13
void setup()
{
  pinMode(led, OUTPUT); //设置13号端口为输出
  pinMode(0, INPUT); //设置0号端口为输入
}
void loop()
{
  if(digitalRead(0) == HIGH) //读取0号端口的状态，如果为高电平
    digitalWrite(led, HIGH); //13号端口为高电平，L发光二极管亮
  else //否则
    digitalWrite(led, LOW); //13号端口为低电平，L发光二极管灭
}

我们如何才能改变0号端口的状态呢？让我们先看看Arduino Uno下面的一排接线端POWER（电源）。我们一般所用到的就是5V（高电平典型值），GND（Ground电平参考点），3.3V（某些芯片或者模块需要3.3V电源驱动，如果使用5V，可能会损坏）。我们可以用面包板所用的配线，将5V接到端口0，这就相当于向0号端口输入高电平，接入GND，输入低电平。
什么，出现下图所示的红色错误信息，无法装载程序到Arduino。你是不是在装载程序的过程中没有把0和1号端口断开连接？忘了上一节所讲的，它们既是数字输入输出端口，又是用作与计算机通信的串口。


你可以使用面包板连接线连接到面包板。如下图所示，有读者可能并不知道面包板是怎样连接和使用的，稍后将做简要说明，详情请参考附录B。


配套实验：1、Blink 2、digitalReadSerial

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