基于Proteus的Arduino學習02-按鍵與LED燈的使用

按鍵是重要的人機交互的工具，可以通過按鍵將數據輸入給計算機（此處為Arduino），讓Arduino按照人所想的方式工作，或者輸入Arduino的一些工作參數。LED燈可以作為程序調試過程中的指示燈，讓調試者清楚地知道程序現在運行到哪一步，從而可以很快的找出程序的問題所在。

在上一節的學習筆記《Arduino UNO實驗板設計》中，我們帶著大家學會了如何使用Protues仿真軟件構建出軟件Arduino的實驗板，并在軟件Arduino UNO實驗板上驗證了閃爍燈的例子，下面我們接著第一節的學習筆記，繼續下面的學習，讓LED燈接受我們的控制，像平時我們打開和關閉房間的節能燈一樣方便。

首先，我們需要打開上次的Arduino UNO實驗板，如圖1所示。從下圖中，我們可以看到Arduino UNO的核心ATmega328P單片機，綠色LED燈LED-GREEN，串口通訊接口COMPIM，這個構成了Arduino的最小系統。

下面我們要在Arduino UNO實驗板上添加按鍵，在元器件選擇框中輸入“BUTTON”，如圖2所示。選擇上面一個按鍵，并點擊OK將其添加至元器件欄中。

從元器件欄中將按鍵放置到Arduino UNO實驗板的合適位置，這里我們選擇數字口8，所以放置在其附近，并放置一個10KΩ的電阻，如圖3所示。將按鍵的一端連接至數字口8，一端連接至+5V電源端，電阻的一端連接至數字口8，一端接至低端，構成一個下拉電阻【注】，連接之后的圖如圖4所示。

【注】下拉電阻的一端接至低端，因而叫做下拉電阻，即將電路節點的電平向低方向（地）拉。下拉電阻的主要作用是在電路驅動器（此處為按鍵）斷開時給線路（節點）以一個固定的低電平�！疚墨I1】

圖3 在Arduino UNO實驗板上放置按鍵和電阻

最后，還需要完成Arduino軟件設計，驗證我們的設計是否可行。先打開ArduinoIDE自帶的例子，如圖5所示。

我們要對Arduino IDE自帶“BUTTON”例子進行修改，將const int buttonPin = 2;更改為const int buttonPin = 8;因為我們的按鍵連接在數字口8上面，更改之后的程序如下所示。

// set pin numbers:

const int buttonPin = 8;     // the number of the pushbutton pin

const int ledPin =  13;      // the number of the LED pin

// variables will change:

int buttonState = 0;         // variable for reading the pushbutton status

void setup() {

  // initialize the LED pin as an output:

  pinMode(ledPin, OUTPUT);     

  // initialize the pushbutton pin as an input:

  pinMode(buttonPin, INPUT);    

}

void loop(){

  // read the state of the pushbutton value:

  buttonState = digitalRead(buttonPin);

  // check if the pushbutton is pressed.

  // if it is, the buttonState is HIGH:

  if (buttonState == HIGH) {    

    // turn LED on:   

    digitalWrite(ledPin, HIGH); 

  }

  else {

    // turn LED off:

    digitalWrite(ledPin, LOW);

  }

}

將更改之后的程序，編譯通過之后，在Protues仿真環境中單擊ATmega328P單片機，將Arduino IDE生成的HEX文件調入到Arduino UNO實驗板中運行。

當按鍵斷開時，LED熄滅，如圖6所示；當按鍵閉合時，LED點亮。如圖7所示。

我們對上面的設計進行一些更改，將按鍵和10KΩ電阻的GND和+5V交換位置，點擊GND彈出更改框為圖8所示。將GND改為+5V，+5V改為GND，實驗板即變為圖9所示。10KΩ的電阻也由下拉電阻變為上拉電阻�！咀ⅰ�

【注】上拉電阻就是將不確定的信號通過一個電阻鉗位在高電平，電阻同時起限流作用�！疚墨I2】

圖8 更改電源端與地端

圖9 更改之后的實驗板

當我們進行仿真時，出現了與前面相反的效果：當按鍵斷開時，LED點亮，如圖10所示；當按鍵閉合時，LED熄滅，如圖10所示。這就是上拉電阻與下拉電阻的作用。

 

圖10 當按鍵斷開時，LED點亮

 

圖11 當按鍵閉合時，LED熄滅

參考文獻：

文獻1：http://baike.baidu.com/view/1546676.htm

文獻2：http://baike.baidu.com/view/1106477.htm

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