4.22-4.28arduino学习记录_arduino模拟输出-优快云博客

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一、模拟输出

以呼吸灯为例。首先介绍相关概念以及要用到的编程语言。

1、PWM

PWM信号，即脉冲宽度调制信号，是一种通过改变脉冲的宽度来控制信号平均电平的数字信号。PWM信号由一系列周期性的方波脉冲组成，每个脉冲的宽度可以根据需要调整。通过调节脉冲的占空比（即脉冲宽度与周期的比例），可以控制输出信号的平均电平、能量或信号的特性。PWM信号在许多邻域都有广泛的应用，如电动机控制、LED亮度调节、音频信号生成、电源控制和温度控制等。

analogWrite(ledPin,127) //设置LED亮度百分比为50%（255*50%~=127）

2、analogWrite()

analogWrite(pin, value) //value：0到255之间的PWM频率值, 0对应off, 255对应on。
将一个模拟数值写进Arduino引脚。无返回值。这个操作可以用来控制LED的亮度, 或者控制电机的转速. Arduino每一次对引脚执行analogWrite()指令，都会给该引脚一个固定频率的PWM信号。
调用analogWrite()函数前，无需使用pinMode()函数来设置该引脚。

3、for语句

for(表达式1; 表达式2; 表达式3){
语句块
}
1) 先求解表达式1。
2) 求解表达式2，若其值为真（非0），则执行括号中的语句块，否则将结束循环。
3) 每一次执行完语句块，Arduino将求解表达式3。
4) 重复执行步骤 2) 和 3)，直到循环结束。
注意：表达式1仅在第一次循环时求解，以后都不会再执行，可以认为这是一个初始化语句。

4、代码

这里我只列出loop（）内的一段代码，另一段只需在此基础上稍加修改即可。

void loop(){
for (int brightness = 0; brightness <= 255; brightness++){
    analogWrite(9, brightness);   
    Serial.println(brightness);  //把参数显示在串口监视器上
    delay(10);
}

5、实验效果

通过analogWrite()将模拟数值输入9号引脚，给引脚一个PWM信号，并通过for循环语句，实现LED灯由明到暗，由暗到明的不断循环。如视频所示。

二、模拟输入

以通过电位器控制LED亮度为例。首先介绍相关概念及代码中所用到的编程语言。

1、电位器

可以把它看成一个滑动变阻器，旋动旋钮R1-2和R2-3大小随之变化，当1和3号引脚处接入电源时，实现2号引脚处电位的变化。

通常电位器的引脚连接方式如下图所示。

2、analogRead()

analogRead(pin) //pin为引脚号码
本指令用于从Arduino的模拟输入引脚读取数值。返回值为0-1023之间的值。可以认为将5伏特等分成1024份,将0－5伏特的电压输入信号映射到数值0－1023（因为arduino控制器上有多个10位数模转换通道）；0伏特的输入信号对应着数值0，而5伏特的输入信号对应着1023。

注：数模转换通道就是模拟输入引脚。数模转换也就是数字信号（开关）与模拟信号（电位器）的转换。
注意：在模拟输入引脚没有任何连接的情况下，用analogRead()指令读取该引脚，这时获得的返回值为不固定的数值。这个数值可能受到多种因素影响，如将手靠近引脚也可能使得该返回值产生变化。

通过下面一段代码熟悉一下analogRead()和电位器的使用。

void loop(){
 // 读取模拟输入值:
  int analogInputVal = analogRead(A0);
  // 将结果通过串口监视器显示:
  Serial.println(analogInputVal);
}

实现效果：通过电位器改变引脚2（A0）处的电位，并通过analogRead()读取数值，返回0-1023之间的数，显示在串口监视器上。如视频所示。（在实际操作时，受多种因素影响，串口监视器显示的数值会有略微变化）

3、map()映射函数

用来将某一数值从一个区间等比映射到一个新的区间。
map (x, in_min, in_max, out_min, out_max)
x：要映射的值
in_min：映射前区间最小值
in_max：映射前区间最大值
out_min：映射后区间最小值
out_max 映射后区间最大值

注意：map()函数不会将数值限制在映射区间内，当超过映射区间时，程序将继续按照比例映射。

4、代码

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
  int analogInputVal = analogRead(A0);  // 读取模拟输入值
 
  int brightness = map(analogInputVal, 0, 1023, 0, 255); //将模拟输入数值（0 - 1023）等比映射到模拟输出数值区间（0-255）内
  
  analogWrite(9, brightness);  //根据模拟输入值调节LED亮度
}

5、实验效果