实验二 基于Arduino开发板的按键控制LED灯实验

目录

2.1 实验题目

2.2 实验目的

2.3 实验原理

2.4 实验步骤

2.5 实验仪器

2.6 电路设计

2.7 程序设计

2.8 实验总结

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2.1 实验题目

•  本次实验题目为：基于Arduino开发板的按键控制LED灯实验

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2.2 实验目的

• 通过基于Arduino开发板的按键控制LED灯实验，学习如何使用Arduino读取外部输入（按键输入）并通过程序控制LED灯的状态。

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2.3 实验原理

• 按键控制LED实验涉及读取数字输入引脚的状态，当按键按下时，Arduino将检测到引脚状态变化，从而改变LED的亮灭状态。

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2.4 实验步骤

1. 将按键连接到Arduino的数字引脚，LED通过电阻连接到另一数字引脚。
2. 将按键连接到GND引脚，确保按键按下时与GND短接。
3. 使用Arduino IDE编写程序，当按键按下时点亮LED，松开时熄灭LED。
4. 上传程序到Arduino开发板。
5. 观察LED的状态变化。

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2.5 实验仪器

 完成本次实验所需的元器件如表 2所示。

表 2 器材清单

元器件	数量	备注
Arduino开发板	1个	/
串口线	1条	/
按钮	1个	/
LED灯	1个	/
1KΩ电阻	1个	/
杜邦线	若干	/

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2.6 电路设计

如图 2所示，为本次实验的电路设计图。

图 2 按键控制电路图

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2.7 程序设计

以下是结合本次实验的电路设计图编写的实验程序，可以直接复制到Arduino单片机中进行烧录，烧录完成后即可实现本次实验要求达到的效果。

//引脚定义
const int buttonPin=2;//按键位置
const int ledPin=13;//led位置
//定义变量
int ledState=HIGH;//当前led状态
int buttonState;//读取的当前按键状态
int lastButtonState=LOW;//上次读取的按键状态
//使用长整型变量
long lastDebounceTime=0;//上次按键触发时间
long debounceDelay=50;//去抖时间，根据实际情况调整
void setup(){
pinMode(buttonPin,INPUT);
pinMode(ledPin,OUTPUT);
//初始化led的状态
digitalWrite(ledPin,ledState);
}
void loop(){
//读取按键状态赋值到一个变量
int reading=digitalRead(buttonPin);//如果按键状态变化，不过是由于抖动还是按键按下造成的，下面的程序都需要进行这一步处理
if(reading!=lastButtonState){
//复位去抖时间，就是把当前时间保存下来
lastDebounceTime=millis();
}
if((millis()-lastDebounceTime)>debounceDelay){
//等过了去抖时间，再次去检测按键的状态
if(reading!=buttonState){
buttonState=reading;
if(buttonState==HIGH){
ledState=!ledState;
}
}
}
//把led的最终结果输出到对应的引脚
digitalWrite(ledPin,ledState);
//保存当前值，一边下一个循环检测的时候使用
lastButtonState=reading;
}

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2.8 实验总结

按下按键时，LED点亮；释放按键时，LED熄灭。实验成功，证明按键可以通过Arduino控制LED的亮灭状态。
通过这个实验，我学到了如何使用Arduino读取数字输入引脚的状态，并根据读取到的状态控制LED的亮灭。在实验中，我遇到了一些问题，例如电路连接错误或按键状态读取不准确，但通过仔细检查和调试，我成功解决了这些问题。这个实验为我理解Arduino数字输入输出和基本控制流程提供了实际经验。