【arduino】I/O端口操作

1 普通数字IO口

①端口配置

端口配置函数：pinMode（pin,mode);

pin是端口号，可以设置为0-13

mode：有三种模式

                INPUT ：输入模式，悬空时逻辑电平不确定

                INPUT_PULLUP:上拉输入模式，悬空时逻辑电平确定为高

                OUTPUT：输出模式，默认输出低电平，最大电流40mA

②端口读取

端口电平读取函数：digitalRead（pin）;

pin是端口号，可以设置为0-13

读取端口pin的电平，返回值1（HIGH）或0（LOW）

注意：不管设置为输入模式，还是输出模式的端口都可以使用该函数读取IO口的电平状态，但是IO口在输入模式时为高阻态，输出模式时为低阻态，高阻态情况下，微弱电流信号也可以检测到，低阻态则不可以，故对于传感器的电平检测应设置输入模式。（电流一定时，电阻越大，电压变化越大。）

③端口写入：

端口输出函数：digitalWrite（pin，mode）；

pin是端口号，可以设置为0-13

mode是要设置的模式，可设置为

                HIGH：输出高电平

                LOW：输出低电平

示例程序：

void setup() {
  pinMode(3,INPUT);                              //将端口3设置为输入端口，但是端口悬空时高低电平不确定
  pinMode(4,INPUT_PULLUP);                       //将端口4设置为输入端口，端口悬空时电压为高
  pinMode(13,OUTPUT);                            //配置好后默认输出低电平，输出电流最大为40mA
}
 
void loop() {
  digitalRead(3);                                //读取端口3的电平，返回值1（HIGH）或0（LOW）
  digitalWrite(13,HIGH);                         //设置13端口输出高电平
  delay(300);                                    //延时300毫秒
  digitalWrite(13,LOW);                          //设置13端口输出低电平
  delay(300);
}

2 模拟输入IO口

端口已经默认配置好，不需要我们配置，直接使用即可。

读取模拟输入函数：analogRead(pin);

pin：要读取的IO口，取值A0-A5

返回值：0到1023，表示0-5伏的电压

void setup() {
   Serial.begin(9600);                //初始化串口
} 
 
void loop() {
  int val = 0;                       //存放原始数据
  float V=0;                         //存放电压
  val = analogRead(A3);              //读取端口数值
  Serial.print("数值：");
  Serial.println(val);               //打印数值
  V=(float)val/1023*5;               //将数值转换成电压
  Serial.print("电压：");
  Serial.println(V);                 //打印电压
  delay(200);
}

3 PWM

①PWM输出

能输出PWM的端口：数字IO口中有~标识符的端口

PWM输出函数：analogWrite（pin，val）；

pin：端口号

val：占空比数值，范围是0-255，0时输出0V，255时输出5V

注意：设置analogWrite后，该端口会一直输出频率一定的方波信号，直到下一次操作该端口，即对该端口操作会打断PWM输出。

void setup() {
  pinMode(11, OUTPUT); //PWM输出端口需要设置为输出模式
}
 
void loop() {
  analogWrite(11,55);  //11口输出占空比数值为55的电压，占空数值范围（0-255）
                       //占空数值为0时0V，占空数值为255时为5V
}

4 脉冲信号检测

pinMode(11, INPUT);        //读取脉冲宽度的引脚要设置为INPUT模式

脉冲检测函数：

pulseIn(pin, value) //默认超时时间是1秒
pulseIn(pin, value, timeout)

返回值：脉冲持续时间，单位微秒

pin :引脚号
value ：检测的脉冲类型，HIGH：检测高电平信号持续时间，LOW：检测低电平信号持续时间
timeout ：超时时间(单位：微秒)

        超过timeout时间（微妙）没有检测到信号就结束检测，并且返回0

        如果检测高电平持续时间，那么当信号从低电平跳变到高电平的时候开始计时，信号从高电平跳变到低电平的时候结束计时。

        不能检测脉冲持续时间少于10um的信号，也不能检测脉冲持续时间超过3分钟的信号

void setup() {
  pinMode(11, INPUT);        //读取脉冲宽度的引脚要设置为INPUT模式
}
 
void loop() {
  pulseIn(11, LOW, 100);     //读取11端口的低电平信号持续时间，超时时间为100微秒，超出100微妙没有检测到脉冲信号就结束检测，并且返回0
  pulseIn(11, HIGH);         //读取11端口的高电平信号持续时间，默认超时时间是1秒
}