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 .. image:: images/01Input-Output/inout.png 数字输出 -------------- .. image:: images/01Input-Output/digitalWrite.png .. code-block:: c :linenos: digitalWrite(0,HIGH);//输出高电平 digitalWrite(0,LOW);//输出低电平 描述 ++++++++++++++ 给一个数字引脚写入HIGH或者LOW。 参数 +++++++++++++++ * 管脚: 引脚编号（如1,5,10，A0，A3） * 值: 高 或 低 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。 .. image:: images/01Input-Output/digitalWrite-example.png .. code-block:: c :linenos: void setup(){ pinMode(13, OUTPUT); } void loop(){ digitalWrite(13,HIGH); delay(1000); digitalWrite(13,LOW); delay(1000); } .. Attention:: 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。 .. Attention:: 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。 数字输入 -------------- .. image:: images/01Input-Output/digitalRead.png .. code-block:: c :linenos: digitalRead(0); 描述 ++++++++++++++ 读取指定引脚的值，HIGH或LOW。 参数 +++++++++++++++ * 管脚: 引脚编号（如1,5,10,A0,A3） 返回 +++++++++ HIGH 或 LOW 范例 +++++ 读取数字0号引脚的值，并通过串口打印出来。 .. image:: images/01Input-Output/digitalRead-example.png .. code-block:: c :linenos: void setup(){ Serial.begin(9600); pinMode(0, INPUT); } void loop(){ Serial.println(digitalRead(0)); } .. Attention:: 如果引脚悬空，digitalRead()会返回HIGH或LOW（随机变化）。 模拟输入 -------------- .. image:: images/01Input-Output/analogRead.png .. code-block:: c :linenos: analogRead(A0); 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。 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。 返回 +++++++++ 从0到1023的整数值 范例 +++++ 读取模拟A0引脚的值，并通过串口打印出来。 .. image:: images/01Input-Output/analogRead-example.png .. code-block:: c :linenos: void setup(){ Serial.begin(9600); } void loop(){ Serial.println(analogRead(A0)); } .. Attention:: 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。 模拟输出 -------------- .. image:: images/01Input-Output/analogWrite.png .. code-block:: c :linenos: analogWrite(3,100); 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。 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。 范例 +++++ 控制LED实现呼吸灯效果。 .. image:: images/01Input-Output/analogWrite-example.png .. code-block:: c :linenos: void setup(){ } void loop(){ for (int i = 0; i <= 255; i = i + (1)) { analogWrite(10,i); delay(10); } for (int i = 255; i >= 0; i = i + (-1)) { analogWrite(10,i); delay(10); } } .. Attention:: 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。 中断指令 -------------- .. image:: images/01Input-Output/interrupt.png .. code-block:: c :linenos: void attachInterrupt_fun_2() { } void setup(){ pinMode(2, INPUT); } void loop(){ attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(2),attachInterrupt_fun_2,RISING); } 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。 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 范例 +++++ 利用2号引脚中断，控制13号引脚的LED亮灭。 .. image:: images/01Input-Output/interrupt-example.png :width: 350pt .. code-block:: c :linenos: 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(){ } .. Attention:: 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。 取消中断 -------------- .. image:: images/01Input-Output/detachinterrupt.png .. code-block:: c :linenos: detachInterrupt(digitalPinToInterrupt(2)); 描述 ++++++++++++++ 关闭给定的中断。 参数 +++++++++++++++ * 管脚: 引脚编号（如2,3）不同的开发板中断引脚不一样。 脉冲长度 ------------------- .. image:: images/01Input-Output/pulseIn.png .. code-block:: c :linenos: pulseIn(0, HIGH); pulseIn(0, HIGH, 1000000); 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） 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）。 返回 ++++++++++++++++++++++ 脉冲长度（微秒），如果等待超时返回0（unsigned long） 范例 +++++ 读取6号引脚脉冲时长。 .. image:: images/01Input-Output/pulseIn-example.png .. code-block:: c :linenos: void setup(){ Serial.begin(9600); pinMode(6, INPUT); } void loop(){ Serial.println(pulseIn(6, HIGH)); } 管脚模式 -------------- .. image:: images/01Input-Output/PCintPort_attachModule.png .. code-block:: c :linenos: pinMode(0, INPUT); 描述 ++++++++++++++ 设置指定管脚的模式。 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。 ShiftOut ----------------- .. image:: images/01Input-Output/shiftOut.png .. code-block:: c :linenos: shiftOut(0,0,MSBFIRST,0);//高位先入 shiftOut(0,0,LSBFIRST,0);//低位先入 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。 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) 管脚中断 -------------- .. image:: images/01Input-Output/PCintPort_attachInterrupt.png .. code-block:: c :linenos: PCintPort::attachInterrupt(0,attachPinInterrupt_fun_0,RISING); 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。 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 范例 +++++ 利用中断，控制13号引脚的LED亮灭。 .. Attention:: 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。 取消管脚中断 -------------- .. image:: images/01Input-Output/detachinterrupt.png .. code-block:: c :linenos: detachInterrupt(digitalPinToInterrupt(2)); 描述 ++++++++++++++ 关闭给定的中断。 参数 +++++++++++++++ * 管脚: 引脚编号（如2,3）不同的开发板中断引脚不一样。 多功能按键 -------------- .. image:: images/01Input-Output/multifunctionButton.png .. code-block:: c :linenos: OneButton button0(0,true); void attachClick0() { } void setup(){ button0.attachClick(attachClick0); } void loop(){ button0.tick(); } 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。 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 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” .. image:: images/01Input-Output/multifunctionButton-example.png .. code-block:: c :linenos: OneButton button2(2,true); void attachClick2() { Serial.println("one Click"); } void setup(){ button2.attachClick(attachClick2); Serial.begin(9600); } void loop(){ button2.tick(); }