玩转Mixly – 2、Arduino AVR编程 之 输入输出

张十三 张十三的博客 2020年05月24日 22:06


以下内容源自Mixly官方技术文档:

https://mixly.readthedocs.io/zh_CN/latest/Arduino/AVR/01Input-Output.html



输入/输出

输入/输出所包含的指令主要分为四部分：控制管脚的输入输出（按信号类型可分为数字信号和模拟信号）、中断、脉冲长度及ShiftOut。

·输入输出：数字输入、数字输出、模拟输入、模拟输出

·中断控制：定义中断，取消中断

·脉冲长度

·移位输出

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1.数字输出

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digitalWrite(0,HIGH);//输出高电平

digitalWrite(0,LOW);//输出低电平


1.1 描述

给一个数字引脚写入HIGH或者LOW。

1.2 参数

·管脚: 引脚编号（如1,5,10，A0，A3）

·值: 高 或 低

1.3 范例

将13号端口设置为高电平，延迟一秒，然后设置为低电平，再延迟一秒，如此往复。

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void setup(){

  pinMode(13, OUTPUT);

}

void loop(){

  digitalWrite(13,HIGH);

  delay(1000);

  digitalWrite(13,LOW);

  delay(1000);

}


注意

数字13号引脚难以作为数字输入使用，因为大部分的控制板上使用了一颗LED与一个电阻连接到他。如果启动了内部的20K上拉电阻，他的电压将在1.7V左右，而不是正常的5V，因为板载LED串联的电阻把他使他降了下来，这意味着他返回的值总是LOW。如果必须使用数字13号引脚的输入模式，需要使用外部上拉下拉电阻。

注意

模拟引脚也可以当做数字引脚使用，使用方法是管脚设置为A0，A1，A2等。

2.数字输入

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digitalRead(0);


2.1 描述

读取指定引脚的值，HIGH或LOW。

2.2 参数

·管脚: 引脚编号（如1,5,10,A0,A3）

2.3 返回

HIGH 或 LOW

2.4 范例

读取数字0号引脚的值，并通过串口打印出来。

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void setup(){

  Serial.begin(9600);

  pinMode(0, INPUT);

}

void loop(){

  Serial.println(digitalRead(0));

}


注意

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

3.模拟输入

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analogRead(A0);


3.1 描述

从指定的模拟引脚读取数据值。

Arduino板包含一个6通道（Mini和Nano有8个通道，Mega有16个通道），10位模拟数字转换器。这意味着它将0至5伏特之间的输入电压映射到0至1023之间的整数值。

3.2 参数

·管脚: 引脚编号（如A0,A1,A2,A3）不同的开发板模拟输入引脚数量不一样。

3.3 返回

从0到1023的整数值

3.4 范例

读取模拟A0引脚的值，并通过串口打印出来。

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void setup(){

  Serial.begin(9600);

}

void loop(){

  Serial.println(analogRead(A0));

}


注意

如果模拟输入引脚没有连入电路，由analogRead()返回的值将根据多项因素（例如其他模拟输入引脚，你的手靠近板子等）产生波动。

4.模拟输出

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analogWrite(3,100);


4.1 描述

从一个引脚输出模拟值（PWM）。 可用于让LED以不同的亮度点亮或驱动电机以不同的速度旋转。

4.2 参数

·管脚:引脚编号（如3,5,6,9,10,11）不同的开发板模拟输入引脚数量不一样。

·赋值:0（完全关闭）到255（完全打开）之间。

4.3 范例

控制LED实现呼吸灯效果。

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void setup(){

}

void loop(){

  for (int i = 0; i <=< span=""> 255; i = i + (1)) {

    analogWrite(10,i);

    delay(10);

  }

  for (int i = 255; i >= 0; i = i + (-1)) {

    analogWrite(10,i);

    delay(10);

  }

}


注意

analogWrite函数与模拟引脚、analogRead函数没有直接关系。 在大多数Arduino板（ATmega168或ATmega328），只有引脚3，5，6，9，10和11可以实现该功能。 在Arduino Mega上，引脚2到13可以实现该功能。

5.中断指令

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void attachInterrupt_fun_2() {

}

void setup(){

  pinMode(2, INPUT);

}

void loop(){

  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(2),attachInterrupt_fun_2,RISING);

}


5.1 描述

当发生外部中断时，调用一个指定函数。当中断发生时，该函数会取代正在执行的程序。

大多数的Arduino板有两个外部中断：0（数字引脚2）和1（数字引脚3）。

Arduino Mege有四个外部中断：数字2（引脚21），3（20针），4（引脚19），5（引脚18）。

ESP8266 、ESP32系列有更多中断。

5.2 参数

·管脚: 引脚编号（如2,3）不同的开发板中断引脚不一样。

·模式：

改变：当引脚电平发生改变时，触发中断

上升：当引脚由低电平变为高电平时，触发中断

下降：当引脚由高电平变为低电平时，触发中断

5.3 范例

利用2号引脚中断，控制13号引脚的LED亮灭。

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volatile boolean state;

void attachInterrupt_fun_2() {

  state = !state;

  digitalWrite(13,state);

}

void setup(){

  state = false;

  pinMode(2, INPUT);

  pinMode(13, OUTPUT);

  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(2),attachInterrupt_fun_2,RISING);

}

void loop(){

}

注意

当中断函数发生时，delay()和millis()的数值将不会继续变化。当中断发生时，串口收到的数据可能会丢失。你应该声明一个变量来在未发生中断时储存变量。

6.取消中断

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detachInterrupt(digitalPinToInterrupt(2));


6.1 描述

关闭给定的中断。

6.2 参数

·管脚: 引脚编号（如2,3）不同的开发板中断引脚不一样。

7. 脉冲长度

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pulseIn(0, HIGH);

pulseIn(0, HIGH, 1000000);


7.1 描述

读取一个引脚的脉冲（HIGH或LOW）。

例如，如果value是HIGH，pulseIn()会等待引脚变为HIGH，开始计时，再等待引脚变为LOW并停止计时。返回脉冲的长度，单位微秒。如果在指定的时间内无脉冲，函数返回。 此函数的计时功能由经验决定，长时间的脉冲计时可能会出错。计时范围从10微秒至3分钟。（1秒=1000毫秒=1000000微秒）

7.2 参数

·管脚:你要进行脉冲计时的引脚号（int）。

·状态:要读取的脉冲类型，HIGH或LOW（int）。

·超时 (可选）:指定脉冲计数的等待时间，单位为微秒，默认值是1秒（unsigned long）。

7.3 返回

脉冲长度（微秒），如果等待超时返回0（unsigned long）

7.4 范例

读取6号引脚脉冲时长。

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void setup(){

  Serial.begin(9600);

  pinMode(6, INPUT);

}

void loop(){

  Serial.println(pulseIn(6, HIGH));

}


8.管脚模式

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pinMode(0, INPUT);


8.1 描述

设置指定管脚的模式。

8.2 参数

·管脚: 引脚编号（如2,3）不同的开发板中断引脚不一样。

·模式: 要将管脚设置成的模式，包括输入、输出、上拉输入。

9.ShiftOut

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shiftOut(0,0,MSBFIRST,0);//高位先入

shiftOut(0,0,LSBFIRST,0);//低位先入


9.1 描述

将一个数据的一个字节一位一位的移出。从最高有效位（最左边）或最低有效位（最右边）开始。依次向数据脚写入每一位，之后时钟脚被拉高或拉低，指示刚才的数据有效。

9.2 参数

·数据管脚：输出每一位数据的引脚(int)

·时钟管脚：时钟脚，当数据管脚有值时此引脚电平变化(int)

·顺序：输出位的顺序，最高位优先或最低位优先

·数值: 要移位输出的数据(byte)

10.管脚中断

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PCintPort::attachInterrupt(0,attachPinInterrupt_fun_0,RISING);


10.1 描述

当发生外部中断时，调用一个指定函数。当中断发生时，该函数会取代正在执行的程序。

本模块为模拟中断，支持所有管脚使用。

10.2 参数

·管脚: 引脚编号（如2,3）不同的开发板中断引脚不一样。

·模式：

改变：当引脚电平发生改变时，触发中断

上升：当引脚由低电平变为高电平时，触发中断

下降：当引脚由高电平变为低电平时，触发中断

10.3 范例

利用中断，控制13号引脚的LED亮灭。

注意

当中断函数发生时，delay()和millis()的数值将不会继续变化。当中断发生时，串口收到的数据可能会丢失。你应该声明一个变量来在未发生中断时储存变量。

11.取消管脚中断

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detachInterrupt(digitalPinToInterrupt(2));


11.1 描述

关闭给定的中断。

11.2 参数

·管脚: 引脚编号（如2,3）不同的开发板中断引脚不一样。

12.多功能按键

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OneButton button0(0,true);

void attachClick0() {

}

void setup(){

  button0.attachClick(attachClick0);

}

void loop(){

  button0.tick();

}


12.1 描述

设置特定管脚连接的按钮为多功能按钮，并确定不同模式下执行不同的程序。

12.2 参数

·多功能按键: 引脚编号（如1,5,10，A0，A3）

·模式: 单击 双击 长按开始 长按中 长按结束

12.3 范例

将2号端口连接的按钮设置为多功能按钮，单击时串口提示“one Click”

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OneButton button2(2,true);

void attachClick2() {

  Serial.println("one Click");

}

void setup(){

  button2.attachClick(attachClick2);

  Serial.begin(9600);

}

void loop(){

  button2.tick();

}