Arduino程序设计（二） 按键控制LED灯

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前言

• 本文主要介绍三种按键控制LED灯的实现方式，分别是内部上拉实现，外部上拉实现以及按键控制LED灯升级版。
• 通过软硬件结合的方式，更好地理解Arduino编程，熟悉库函数的使用。

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一、按键控制LED灯——内部上拉（基础）

• 结合数字输入输出功能，制作一个可控制的LED。
• 功能实现：按住按键时，点亮LED，放开按键后，熄灭LED的效果。
• 常见的2脚按键和4脚按键，内部如下图所示：

• 上述按键为常开按键，当按下按键时，就会接通按键两端，放开时，两端会再次断开。
• 使用内部上拉电阻，实现按键控制LED灯的电路图如下图所示：
  
  

代码实现：

//内部上拉，按键控制LED亮灭

int Button = 12;                     //定义全局变量Button,Button对应GPIO12
int MCU_LED = 2;                     //定义全局变量MCU_LED,MCU_LED对应GPIO2

void setup() {
  pinMode(Button, INPUT_PULLUP);     //Button定义为内部上拉模式
  pinMode(MCU_LED, OUTPUT);          //MCU_LED定义为输出引脚
  digitalWrite(MCU_LED, HIGH);       //初始状态，熄灭灯
}

void loop() {
  if(digitalRead(Button) == LOW){
    digitalWrite(MCU_LED, LOW);     //按键按下，点亮灯
  }
  else{
    digitalWrite(MCU_LED, HIGH);    //按键未按下，熄灭灯
  }
}
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二、按键控制LED灯——外部上拉（基础）

• 上拉电阻：电阻连接到VCC，可以稳定I/O口电平，将引脚稳定在高电位。
• 使用外部上拉电阻，实现按键控制LED灯的电路图如下图所示：

代码实现：

//外部上拉，按键控制LED亮灭

int Button = 12;
int MCU_LED = 2;

void setup() {
  pinMode(Button, INPUT);       //Button定义为外部上拉模式
  pinMode(MCU_LED, OUTPUT);      //MCU_LED定义为输出引脚
  digitalWrite(MCU_LED, HIGH);   //初始状态，熄灭灯
}

void loop() {
  if(digitalRead(Button) == LOW){
    digitalWrite(MCU_LED, LOW);   //按键按下，点亮灯
  }
  else{
    digitalWrite(MCU_LED, HIGH);   //按键未按下，熄灭灯
  }
}
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三、按键控制LED灯（进阶）

• 使用外部上拉电阻，按键控制LED灯，硬件电路图同第二部分，按键控制LED灯——外部上拉（基础）。
• 实现功能：按一下按键，点亮LED；再按一下按键，熄灭LED。
• 实验现象：
• ① 按一下按键，点亮LED；
• ② 再按一下按键，熄灭LED；
• ③ 长按按键，LED灯闪烁，500ms点亮，500ms熄灭。

代码实现：

//外部上拉，按键控制LED。
//按一下按键，点亮LED；再按一下按键，熄灭LED。

int Button = 12;
int MCU_LED = 2;
boolean LED_State = false;               //定义boolean全局变量，boolean定义的变量只有true和false两种状态

void setup() {
  pinMode(Button, INPUT);               //Button定义为外部上拉模式
  pinMode(MCU_LED, OUTPUT);             //MCU_LED定义为输出引脚
  digitalWrite(MCU_LED, HIGH);          //初始状态，熄灭灯
}

void loop() {
  if(digitalRead(Button) == LOW){      //判断按键按下
    delay(500);                        //延时500ms，按键消抖
    LED_State = !LED_State;            //LED灯状态取反
  }
  
  if(LED_State == true){              //判断LED灯状态为真
     digitalWrite(MCU_LED, LOW);      //按键按下，点亮灯
  }
  else{
     digitalWrite(MCU_LED, HIGH);     //按键未按下，熄灭灯
  }
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总结

• 本文主要介绍三种按键控制LED灯的实现方式，其中，第三部分介绍按键控制LED灯，实现按键控制LED灯启闭，满足了日常生活中按键控制LED灯基本功能。

参考文献

参考文献1: 按键控制LED实验
参考文献2: Arduino程序设计（一） 流水灯+呼吸灯