Arduino编程控制与应用 课件3-2 完成LED闪烁的实现

Arduino编程控制与应用能力模块三掌握Arduino文本编程的应用任务二完成LED闪烁的实现导入闪烁LED是Arduino自带的经典实例（Blink），同时也是生活场景应用最多的效果，例如警车、消防车及救护车车顶的警示灯，实现LED一亮一灭闪烁的效果，接下来通过本次任务实现LED的闪烁效果。新授Newteaching1目录一、Arduino基本程序架构二、闪烁LED的基本函数三、变量的使用四、运算符的使用一、Arduino基本程序架构

从软件设计角度，程序框架（架构）是一个可复用的软件架构解决方案，规定了应用的体系结构，阐明了软件体系结构中各层次间及其层次内部各组件间的毅力关系、责任分配和控制流程，表现为一组接口、抽象类以及实例间协作的方法。

1如图所示，我们可以通过菜单栏选择“文件”→“示例”→“01.Basics”→“BareMinimum”来打开一个最简单的Arduino程序架构。2打开后可以看到一个最简单的Arduino程序架构，最少包含了setup()和loop()两个函数，如图所示。3setup()函数和loop()函数可以为空，但这两个函数一定不能被删除，否则会出现编译错误，删除loop()函数编译结果如图所示。多数Arduino程序架构除了setup()和loop()两个必备函数外，还包含声明部分。声明部分用于声明变量和接口名称、引入类库文件等。二、闪烁LED的基本函数

函数在程序里通常是指一组执行一个功能的语句，被包装在一个函数名称中。只需要一个函数名称，就能调用这个函数。基本函数主要包括I/O控制函数、时间函数、中断函数、数学函数、串口通信函数等。二、闪烁LED的基本函数

板载闪烁LED的实现需要用到数字I/O口13，需要用到I/O控制函数（I/O输入输出定义函数、I/O输出电平定义函数）和延时函数。

（一）pinMode()I/O输入输出定义函数pinMode通常放置在setup()函数内，它的作用是设置某个管脚的模式，13是待设置管脚的编号，OUTPUT是指该管脚类型为输出（如果是INPUT则表示管脚类型为输入）。（二）digitalWrite()I/O输出电平定义函数digitalWrite函数的作用是设置某个管脚的电位状态。（三）delay()延时函数delay是一个无返回值的函数，参数是延时的时间长度，单位是ms（毫秒）。三、变量的使用

变量的声明方法为数据类型+变量名（+变量初始化值）。变量名的写法一般为首字母小写。变量的数据类型除了整型int外，常用的还有布尔型、字符型等，如表所示。变量的作用范围与该变量在哪声明有关，大致分为全局变量和局部变量。类型取值范围说明int-32768~32767（-215~215-1）整型unsignedint0~65535（0~216-1）无符号整型booleantrue或false（1或0）布尔型char-128~128字符型，用来存放ASCⅡ字符，可以将程序种的字符转换成对应的数字存储（如将字符A存储为65）。float-3.4028235E+38~3.4028235E+38浮点型，相当于数学中的实数。运算较慢且可能有误差，实际使用中尽量转换为整型处理。byte0~255字节型，多被用来传输串行数据三、变量的使用1.全局变量

若在程序开头的声明区或是在没有大括号限制的声明区，所声明的变量作用域为整个程序。即整个程序都可以使用这个变量代表的值或范围，不局限于某个括号范围内。三、变量的使用2.局部变量

若在大括号内的声明区所声明的变量，其作用域将局限于大括号内。若在主程序与各函数中都声明了相同名称的变量，当离开主程序或函数时，该局部变量将自动消失。四、运算符的使用

运算符用于执行程序代码运算，会针对一个以上操作数项目来进行运算。Arduino编程语言中使用了多种算术运算符、比较运算符和常见的逻辑运算符。四、运算符的使用1.常见的算术运算符符号描述示例示例返回结果=赋值符号a=2a的值为2+加法符号1+23-减法符号2-11*乘法符号2*36/除法符号6/23%取模符号7%21++自加运算i++等效于i=i+1若i的原值为2，运行一次后结果为3--自减运算i--等效于i=i-1若i的原值为2，运行一次后结果为1+=复合加运算i+=2等效于i=i+2若i的原值为2，运行一次后结果为4-=复合减运算i-=2等效于i=i-2若i的原值为2，运行一次后结果为0四、运算符的使用2.比较运算符符号描述示例示例返回结果==等于符号a==2若a等于2则为真，否则为假！=不等于符号a!=2若a不等于2则为真，否则为假<小于符号a<2若a小于2则为真，否则为假>大于符号a>2若a大于2则为真，否则为假<=小于等于符号a<=2若a小于或等于2则为真，否则为假>=大于等于符号a>=2若a大于或等于2则为真，否则为假四、运算符的使用3.常见的逻辑运算符符号描述示例示例返回结果||逻辑或a>2||a<3若a大于2或a小于3则为真，否则为假&&逻辑与a>2&&a<3若a大于2且a小于3则为真，否则为假！逻辑非!a>2若a小于或等于2则为真，否则为假任务实施2TaskImplementation一、任务准备（一）软件及硬件准备序号软件及硬件名称数量1ArduinoIDE/2联网的电脑1台/人3键盘1个/人4鼠标1个/人5ArduinoUNO开发板1块/人6USB串口线1根/人一、任务准备（二）场地设备准备（三）安全防护准备任务实施前需要做好场地防护准备以及检查实训场地和设备设施是否及存在安全隐患，如不正常请汇报老师并进行处理方可实施任务。11.注意输出电压，避免开发板被烧坏；22.注意电脑是否有空余且能正常工作的USB接口。

二、实施步骤（一）控制电路连接

连接线的方头端接口连接ArduinoUNO控制板，另一端USB接口连接电脑。

二、实施步骤（二）控制程序编写与上传

步骤1：打开ArduinoIDE软件，进入界面。

二、实施步骤（二）控制程序编写与上传

步骤2：在工具-端口-选择对应的端口。若分不清端口，先把开发板连接上，查看端口，有COM1、COM3、COM4、COM5、COM6；断开开发板连接，查看端口，有COM3、COM4、COM5、COM6；少了一个COM10端口，那么COM10就是对应的端口。

二、实施步骤（三）LED闪烁

步骤1：新建一个文档，//后的代号可删除；在【代码编写区域】中的“voidsetup(){”下方输入“pinMode(13,OUTPUT)；在viodloop(){”，接着在“voidloop(){”下方输入“digitalWrite(13,HIGH)；”，代码如图3-2-9所示。提示：代码编写过程一定注意区分大小写。

二、实施步骤（三）LED闪烁

步骤2：在“digitalWrite(13,HIGH)；”下方输入“delay(1000)；”，再换行输入“digitalWrite(13,LOW)；”，最后换行输入“delay(1000)；”，如图3-2-10所示。

二、实施步骤（三）LED闪烁

步骤3：点击上传，如果操作顺利，将出现“上传成功”的提示，板载“L”灯将以1000ms的间隔进行闪烁。

二、实施步骤（三）LED闪烁

步骤4：控制程序解析“pinMode(13,OUTPUT)”即是把13号引脚配置为输出模式。配置成输出模式后，你还需要使用“digitalWrite()”让其输出高电平或者是低电平；“delay(1000)”为程序运行延时1000ms即1s；因此该控制程序为13号引脚上的“L”灯点亮（HIGH）1s，然后熄灭（LOW）1s，以此循环达成闪烁的效果。

二、实施步骤（四）LED闪烁变量

步骤1：新建一个文档，//后的代号可删除；在【代码编写区域】输入“intledPin=13;”；换行再输入“intdelaTtime=1000;”，如图3-2-14所示。

二、实施步骤（四）LED闪烁变量

步骤2：在【代码编写区域】中的“voidsetup(){”下方输入“pinMode(ledPin,OUTPUT)；”，在“viodloop(){”下方输入“digitalWrite(ledPin,HIGH)；”，随后换行输入“delay(delayTime)；”，再换行输入“digitalWrite(ledPin,LOW)；”，最后换行输入“delay(delayTime)；”，代码如图3-2-15所示。

二、实施步骤（四）LED闪烁变量

步骤3：点击上传，如果操作顺利，将出现“上传成功”的提示，板载“L”灯将以delayTime（1000ms）的间隔进行闪烁。

二、实施步骤（四）LED闪烁变量

步骤4：控制程序解析setup函数的内容只执行一遍，loop函数内容无限次循环运行。ledPin代替了13号管脚的“L”灯。变量“delayTime”在初始化中被赋值“1000”，所以运行延时变量“delayTime”的值为“1000”，以此为循环，形成闪烁的效果。这个案例中，变量ledPin和delayTime为全局变量。二、实施步骤（五）LED闪烁变量的变化

步骤1：在LED闪烁变量的代码基础上，在最后一行输入“delayTime=delayTime+100;”，代码如图所示。

二、实施步骤（五）LED闪烁变量的变化

步骤2：点击上传，如果操作顺利，将出现“上传成功”的提示；板载“L”灯最初将以1000毫秒的间隔进行闪烁，随后每进行一次循环延时的时间就会增加100ms。

二、实施步骤（五）LED闪烁变量的变化

步骤3：控制程序解析setup函数的内容只执行一遍，loop的内容无限次循环运行。ledpin代替了13号管脚的“L”灯。变量“delayTime”在初始化中被赋值“1000”，所以第一次运行时“delayTime”的值为“1000”。第一次运行到最后一句时，“delayTime”被重新赋值为“自身原值+100”（即1000+100）。所以loop部分语句运行第二遍时，延时语句中的“delayTime”值为“1100”，最后一句时“del