如何使用数字读/写引脚

在本教程中，我们将学习如何使用数字读取和数字写入选项来读取输入设备（如开关）的状态，并控制多个输出（如 LED）。在本教程结束时，您将学习使用数字输入和输出，它可用于连接许多数字传感器，如红外传感器、PIR 传感器等，还可以打开或关闭输出，如 LED、蜂鸣器等。听起来很有趣吧!!?让我们开始吧。

所需材料：

MSP430G2 启动板

任何颜色的 LED – 8

开关 – 2

1k 电阻器 – 8

连接线

电路图：

在之前的教程中，我们注意到发射台本身在板上有两个 LED 和一个开关。但是在本教程中，我们将需要更多，因为我们计划在按下按钮时按顺序点亮八个 LED 灯。我们还将在按下另一个按钮时更改顺序，以使其有趣。所以我们必须建立一个带有8个LED灯和两个开关的电路，完整的电路图可以在下面找到。

这里的8个LED是输出，两个开关是输入。我们可以将它们连接到电路板上的任何 I/O 引脚，但我已将 LRD 从引脚 P1.0 连接到 P2.1，并将开关 1 和 2 分别连接到引脚 P2.4 和 P2.3，如上所示。

LED的所有阴极引脚都接地，阳极引脚通过电阻连接到I/O引脚。该电阻器称为限流电阻器，此电阻器对于 MSP430 不是必需的，因为它的 I/O 引脚可以提供的最大电流仅为 6mA，引脚上的电压仅为 3.6V。但是，使用它们是一个很好的做法。当这些数字引脚中的任何一个变为高电平时，相应的 LED 将亮起。如果你能回忆起上一个教程的LED程序，那么你就会记得数字写入（LED_pin_name，高）将使LED发光，数字写入（LED_pin_name，低）将使LED转动。

开关是输入设备，开关的一端连接到接地端子，另一端连接到数字引脚P2.3和P2.4。这意味着每当我们按下开关时，I/O 引脚（2.3 或 2.4）都将接地，如果不按下按钮，I/O 引脚将保持空闲状态。让我们看看如何在编程时使用这种安排。

编程说明：
当按下开关 1 时，必须编写程序以顺序方式控制 8 LED，然后当按下开关 2 时，必须更改顺序。完整的程序和演示视频可以在此页面底部找到。下面我将逐行解释程序，以便您轻松理解。

与往常一样，我们应该从 void setup（） 函数开始，在该函数中，我们将声明我们使用的引脚是输入或输出引脚。在我们的程序中，输出 8 个 LED 引脚，输入 2 个开关。这 8 个 LED 从 P1.0 连接到 P2.1，即电路板上的引脚编号 2 到 9。然后将开关连接到引脚P2.3和引脚2.4，分别是引脚编号11和12。所以我们在 void setup（） 中声明了以下内容

void setup() {
for (int i = 2; i <= 9; i++) {
pinMode(i, OUTPUT);
}
for (int i = 2; i <= 9; i++) {
digitalWrite(i, LOW);
}
pinMode (11, INPUT_PULLUP);
pinMode (12, INPUT_PULLUP);
}
众所周知，pinMode（） 函数将引脚声明为输出或输入，而 digitalWrite（） 函数使其高电平 （ON） 或低电平 （OFF）。我们使用 for 循环来做出此声明以减少行数。变量 “i” 将在 for 循环中从 2 递增到 9，并且对于每个增量，将执行其中的函数。另一件可能让您感到困惑的事情是术语“INPUT_PULLUP”。只需调用函数pinMode（Pin_name，INPUT）即可将引脚声明为输入，但在这里我们使用了INPUT_PULLUP而不是INPUT，它们都有明显的变化。

当我们使用任何微控制器引脚时，该引脚应连接到低电平或高电平。在这种情况下，引脚 11 和 12 连接到开关，按下时开关将接地。但是，当开关未按下时，引脚未连接到任何内容，这种情况称为浮动引脚，对微控制器不利。因此，为了避免这种情况，我们要么使用上拉电阻器，要么使用下拉电阻器，在引脚浮动时将引脚保持在某种状态。在 MSP430G2553 微控制器中，I/O 引脚内置了一个上拉电阻。要使用它，我们所要做的就是在声明期间调用 INPUT_PULLUP 而不是 INPUT，就像上面所做的那样。

现在让我们进入 void loop（） 函数。在此函数中编写的任何内容都将永远执行。我们程序的第一步是检查开关是否被按下，如果按下，我们应该开始按顺序闪烁 LED。要检查按钮是否按下，请使用以下行

if (digitalRead(12) == LOW)
这里的新功能是digitalRead（）函数，该函数将读取数字引脚的状态，并在引脚获得一定电压时返回HIGH（1），当引脚接地时返回低LOW（0）。在我们的硬件中，只有当我们按下按钮时，引脚才会接地，否则它会很高，因为我们使用了上拉电阻。所以我们使用 if 语句来检查按钮是否被按下。

按下按钮后，我们进入无限 while （1） 循环。这是我们开始按顺序闪烁 LED 的地方。下面显示了一个无限的while循环，循环中写入的任何内容都将永远运行，直到中断;使用语句。

whiel(1){
}
在无限内，我们检查连接到引脚 11 的第二个开关的状态。

如果按下此开关，我们将按一个特定顺序闪烁 LED，否则我们将以另一个顺序闪烁。

if (digitalRead(11) == LOW)
{
for (int i = 2; i <= 9; i++)
{
digitalWrite(i, HIGH);
delay(100);
}
for (int i = 2; i <= 9; i++)
digitalWrite(i, LOW);
}
为了按顺序闪烁 LED，我们再次使用 for 循环，但这次我们使用 delay（100） 函数使用 100 毫秒的小延迟，以便我们可以注意到 LED 变高。为了一次只使一个LED发光，我们还使用另一个for回路来关闭所有LED。因此，我们打开 LED 等待一段时间，然后关闭所有 LED，然后增加计数打开 LED 等待一段时间，循环继续。但只要不按下第二个开关，这一切都会发生。

如果按下第二个开关，然后我们更改顺序，程序将或多或少与 LED 打开的顺序相同。下面显示的行尝试查看并找出已更改的内容。


else
{
for (int i = 9; i >= 2; i--)
{
digitalWrite(i, HIGH);
delay(100);
}
for (int i = 2; i <= 9; i++)
digitalWrite(i, LOW);
}
是的，for 循环已更改。以前，我们让 LED 从数字 2 一直发光到 9。但是现在我们将从数字 9 开始，一直减少到 2。这样我们就可以注意到开关是否被按下。

闪烁 LED 序列的硬件设置：

好的，所有的理论和软件部分都足够了。让我们获取一些组件，看看该程序的实际效果。该电路非常简单，因此可以很容易地构建在面包板上。但是我已经在性能板上焊接了LED和开关，只是为了让它看起来整洁。我焊接的性能板如下所示。

如您所见，我们将LED和开关的输出引脚作为连接器引脚取出。现在，我们已经使用母对母连接器线连接 LED 并切换至 MSP430 LaunchPad 板，如下图所示。

上传和工作：

完成硬件操作后，只需将MSP430板连接到计算机并打开Energia IDE并使用本页末尾给出的程序即可。确保在Energia IDE中选择了正确的电路板和COM端口，然后单击“上传”按钮。该程序应该编译成功，上传后将显示“完成上传”。

现在按下板上的按钮 1，LED 应按顺序亮起，如下所示

您也可以按住第二个按钮来检查顺序是否被更改。

/*

TUTORIAL 2 - Learning to use I/O

This program will control 8 LEDs based ont he input from two push button

LED should be connected form P1.0 to P2.1 (pin 2 to 7)

Switch is connected to P2.3 and P2.4 (pin 8 and 9)

*/


void setup() {

for (int i = 2; i <= 9; i++) {

pinMode(i, OUTPUT);

}

for (int i = 2; i <= 9; i++) {

digitalWrite(i, LOW);

}



pinMode (11, INPUT_PULLUP);

pinMode (12, INPUT_PULLUP);

}


// the loop routine runs over and over again forever:

void loop() {


if (digitalRead(12) == LOW)

{

while (1)

{

if (digitalRead(11) == LOW)

{

for (int i = 2; i <= 9; i++) 

{

digitalWrite(i, HIGH);

delay(100);

}

for (int i = 2; i <= 9; i++)

digitalWrite(i, LOW);

}

else

{

for (int i = 9; i >= 2; i--)

{

digitalWrite(i, HIGH);

delay(100);

}

for (int i = 2; i <= 9; i++)

digitalWrite(i, LOW);

}

}

}

}