友情提示：380元/半年，儿童学编程，就上码丁实验室。
我是潘，曾经是个工程师。这是“Arduino 公开课” 系列的入门教程。有任何疑问请在评论区提出，我会逐一回答。
几乎所有电器都有开关，“开关”是最基本的人机交互形式。模拟电路时代，用机械开关或者双稳态电路来控制，现在我们要用程序来实现。
第一个程序，按下按钮灯亮 ，延时2 秒后熄灭。下面是接线图：
因为 Arduino 已经板载 LED （13号数字端口），所以这里不再外接了。
按钮开关处有一个10k欧姆的电阻接地，作为“下拉电阻”。所谓下拉是使逻辑信号保持在接近 0V 的状态，确保开关闭合前，是I/O 端口为低电平，反过来，有“上拉电阻”，使逻辑信号保持在高电平。上下拉电阻在后面会经常用到。
一般来说，选用 5K 或者 10K 电阻即可，如果开关闭合，该电阻电流为 5V / 10k 欧姆 = 0.0005A ，对电路几乎没有影响。
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
|
/*
作者：Ardui.co
效果：按下按钮，LED 亮，延时2秒熄灭
版本：1.0
更新时间：2017年1月5日
*/
voidsetup()
{
pinMode(9,INPUT);//将9号数字端口设为输入状态，13号数字口设置为输出状态
pinMode(13,OUTPUT);
}
voidloop()
{
intn=digitalRead(9);//创建变量n，并采集9号数字口的状态，赋值给n
if(n==HIGH) //如果n为高电平，执行下面的语句，否则跳过
{
delay(500); //消除抖动
digitalWrite(13,HIGH);
delay(2000); //延时2秒关闭
digitalWrite(13,LOW);
}
|
delay(500) 的作用是消除抖动，原因下面讲解。
疑问来了：实际应用中，我们更希望按一下开关，灯一直亮，再按一下则关闭，即最常见的单键控制开关，程序如何设计？
程序的思路应该要加一个对灯状态的判断条件：如果灯处于亮的状态，按一下触发低电平，如果灯处于熄灭状态，按一下触发高电平。
第二个程序接线一样，但效果为按一下LED亮，再按一下关闭：
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
|
/*
作者：Ardui.co
效果：按一下打开，再按一下关闭
版本：1.0
更新时间：2017年1月5日
*/
intLight=0;//创建变量Light，并标记 LED 状态为熄灭
voidsetup()
{
pinMode(9,INPUT);
pinMode(13,OUTPUT);
}
voidloop()
{
intn=digitalRead(9);
if(Light==0)
{
if(n==HIGH)
{
delay(500);//消除抖动
digitalWrite(13,HIGH);
Light++;//标记LED状态为亮
}
}
else
{
if(n==HIGH)
{
delay(500);//消除抖动
digitalWrite(13,LOW);
Light–; //标记LED状态为熄灭
}
}
}
|
实际的效果：
现在可以解释一下 delay(500) 消除抖动的原理。因为按钮金属片闭合瞬间，可能由于接触不良或者手抖，在非常短的时间内，连续产生多个高电平的逻辑信号。如果没有延时，当Arduino 执行了第一个 if 条件逻辑，但LED还没有完全亮起来时，就进入下 if 条件逻辑灭掉了。
延伸阅读：抖动这对一些精密电器来说是致命的，尤其对使用大量感性原件的电器，会产生高电压震荡，破坏电路。所以加入延时，防止按下去的瞬间产生抖动，防抖动的时间设置在 0.5 到 1 秒之间即可。
现在疑问又来了，Arduino 驱动小 LED 完全没问题，不过，如果是高电压的大功率电器，如家用照明、电机呢？此时，我们需要继电器的帮忙：
不过，Arduino 的驱动电流较小，同时为了防止继电器的感性电路对Arduino的影响，我们通过晶体管开关电路来驱动继电器的线圈，接线如下：
但在航天、军事等严苛的环境下，为了防止干扰、保证稳定性，一般会将数字电路跟模块电路物理区隔的方式来连接，下面这款模块就是通过光耦驱动继电器，实现物理隔离：
模块的接线方式是一样的，我们用它来控制一盏节能灯：
练习1：
希望各位不要仅仅照着教程去做，这样没有意义。Arduino 本质是一个创意玩具，用简单的编程语言实现你的想法。尝试结合第2课的内容做更多的花样出来，我举两个例子：
a. 利用按钮改变一排LED 流动方向。
b. 使用按钮让每个 LED 逐个亮起来。