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发布于 2026-01-06 0 阅读
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在 Arduino 上玩转 LED

在 Arduino 上玩转 LED

介绍

LED 可能是电子领域有史以来最棒的发明，它们几乎可以与任何东西搭配（就像葡萄干一样），而且事实证明，它们很容易操作。

本教程将演示如何使用简单的微控制器板（Arduino micro）来控制 LED。这是“电子学速成课程”系列的最后一部分。完成本练习后，您应该能够熟练地使用面包板和基本元件，开始构建自己的小型电子项目。太棒了！

所需材料

材料

  • 面包板。
  • Arduino 开发板。在本教程中，我将使用Arduino Micro，因为我手头正好有这款，但您也可以使用其他 Arduino 开发板。
  • 1 个普通 LED 灯。
  • 1 个 220 欧姆电阻。
  • 2根跳线。

如果您还没看过，请查看本指南的第二部分：《如何组装一套经济实惠的发明家工具包》。

让我们仔细看看我们将要用到的物品：

概述

Arduino 板

Arduino Micro 是一款基于 ATmega32U4 微控制器的紧凑型微控制器板。

面包板

面包板

面包板上有一系列带孔的走线，可以用来连接各种元件。每行通常有 5 个相互连通的孔，因此，例如，将导线和元件放在同一行，就相当于直接连接它们。面包板两侧的两排孔通常用于连接电源（红线）和地线（蓝线）。

普通LED

LED是“发光二极管”（Light Embleddio）的缩写。普通的LED有两个引脚，一个是正极（阳极），通常是较长的引脚；一个是负极（阴极），通常是较短的引脚。通常情况下，你会将LED的正极引脚连接到一个电阻（大约220欧姆或更高，最高可达1千欧姆），负极引脚接地（GND）。

电阻器

电阻器是一种基本的电子元件，用于限制流过电路的电流。电阻器有许多预设值，单位为欧姆。阻值越大，电阻越大，这意味着通过的电子越少。

跳线

跳线是简单的可重复使用导线，可以轻松连接到面包板和元件上进行原型制作。

做好环境准备

我们先来准备实验环境。如果您使用的是 Arduino Micro，请将其“插入”面包板，确保引脚的两端分别位于面包板的两侧，以免短路。连接后应该如下图所示：

概述

现在您可以将 USB 电缆连接到电路板以将其打开。

访问 Arduino 官网并下载 Arduino IDE。安装完成后，在“工具”->“开发板”菜单中选择正确的开发板。对于 Arduino Micro，您应该选择“Arduino Micro” 。您可能还需要在“工具”->“开发板”->“端口”Arduino / Genuino Micro菜单中选择通信端口。端口选择仅在开发板连接后才有效。

当您通过插入 USB 电缆打开电路板时，您应该能够通过进入“工具”->“获取电路板信息”菜单来获取有关它的信息。

参考电路板引脚图

手边备一份电路板引脚图总是很有帮助的。它会显示电路板的详细信息，包括可用引脚和其他信息。你可以通过谷歌搜索轻松找到所有主流电路板的引脚图——甚至可以直接跳转到“图片”页面快速找到所需内容。

这是 Arduino 微控制器的简单引脚图：

概述

入门

现在一切准备就绪，是时候将你的第一个程序上传到开发板了。在 IDE 中打开基本的闪烁示例，方法是：文件 -> 示例 -> 01. 基本 -> 闪烁。查看代码以了解其基本工作原理：

// the setup function runs once when you press reset or power the board
void setup() {
  // initialize digital pin LED_BUILTIN as an output.
  pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
}

// the loop function runs over and over again forever
void loop() {
  digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);   // turn the LED on (HIGH is the voltage level)
  delay(1000);                       // wait for a second
  digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);    // turn the LED off by making the voltage LOW
  delay(1000);                       // wait for a second
}
Enter fullscreen mode Exit fullscreen mode

你会注意到程序有两个函数：“setup”和“loop”。它们的作用显而易见。本例使用的是Arduino板的内置LED，它由常量“LED_BUILTIN”定义。正如你将在下一个示例中看到的，如果我们使用外部LED，可以将其更改为不同的引脚。

准备就绪后，点击“上传”按钮（右箭头）将代码发送到开发板。几秒钟后，您应该会看到开发板上的内置 LED 开始闪烁。

使用外部 LED

这很有趣，但过于简单。下一个例子，我们将使用外部LED，为此我们需要搭建一个简单的电路。真令人兴奋！

创建你的第一个电路

电路本质上就是电流可以流动的路径。

你可以把电路想象成一个程序。它有着非常具体的执行流程（电流），可以通过控制手段来改变，例如函数或方法调用、条件语句等等。在电路中，这些控制手段是通过诸如按钮、电阻器、电容器、LED 等元件直接在“裸机”上实现的。

我们的电路非常简单。我们将把一个LED连接到Arduino Micro板的第6引脚。要连接LED，我们需要一个220欧姆的电阻（阻值高达1千欧姆的电阻也能点亮LED）。

事不宜迟，让我们来看一下我们要搭建的电路图：

概述

从图中可以看出，LED 的正极（阳极，图中的右侧引脚）连接到电阻器，然后电阻器连接到 Arduino 板上的 6 号引脚。

你可能想知道这些黑线是做什么用的。它们将LED的负极（阴极，图中左侧引脚）连接到Arduino板上的一个GND引脚。

这就是我的电路实际外观：

概述

现在，我们要对之前的“闪烁”示例稍作修改，使其使用引脚 6 而不是之前使用的内置 LED 引脚。为了使代码更灵活，我们将创建一个变量来存储引脚值，以便在需要时更容易更改。

以下是更新后的代码：

int led = 6; // we are using pin 6 for the led
// the setup function runs once when you press reset or power the board
void setup() {
  // initialize digital pin led as an output.
  pinMode(led, OUTPUT);
}
// the loop function runs over and over again forever
void loop() {
  digitalWrite(led, HIGH);   // turn the LED on (HIGH is the voltage level)
  delay(1000);               // wait for a second
  digitalWrite(led, LOW);    // turn the LED off by making the voltage LOW
  delay(1000);               // wait for a second
}
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补充示例：使用 PWM

PWM代表“脉冲宽度调制”，它本质上是一种模拟模拟信号的数字信号。数字信号只能是高电平 (5V) 或低电平 (0V)，而 PWM 则提供了一种将数字信号转换为模拟波形（某种意义上的）的方法，这样我们就可以通过引脚使用一系列渐变的数值——在本例中，我们将使用 PWM 来使 LED 逐渐亮起和熄灭，而不是简单地闪烁。

现在，如果你看一下 Arduino 微控制器的引脚图，你会注意到有些引脚的引脚编号附近标有“PWM”字样。这意味着该引脚支持 PWM 输出，而这正是我们实现 LED 渐变效果所需要的。

如您所见，我们在前一个例子中选择的引脚（引脚 6）支持 PWM，因此我们实际上不需要更改电路中的任何内容。只需要更改代码即可。

我们来打开Fade示例。在 Arduino IDE 中，依次选择“文件”->“示例”->“01. 基本”->“淡入淡出”。现在将引脚编号从 9 改为 6，就可以上传新示例了。

以下是代码（包括引脚更改，并已去除注释）：

int led = 6; // our led uses pin 6
int brightness = 0;
int fadeAmount = 5; 

void setup() {
 pinMode(led, OUTPUT);
}

void loop() {
 analogWrite(led, brightness);

 brightness = brightness + fadeAmount;

 if (brightness <= 0 || brightness >= 255) {
   fadeAmount = -fadeAmount;
 }

 delay(30);
}
Enter fullscreen mode Exit fullscreen mode

结论

在本期电子学速成系列教程的最后一部分中，我们学习了如何搭建 Arduino 环境，以及如何为blinkArduino IDE 中包含的示例创建一个简单的 LED 电路。我们还学习了如何使用 PWM 实现淡入淡出效果。

从这里开始，你可以开始摆弄其他基本组件，例如按钮和 RGB LED（它基本上是将 3 个微型 LED 封装在一个组件中，共用一个阳极或阴极引脚）。

如果您有其他想看到的教程建议，欢迎留言！

下次见\,,/

文章来源：https://dev.to/erikaheidi/playing-with-leds-on-arduino-116i
程序员让我又爱又恨🤬
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