Arduino LED控制
LED（发光二极管）是Arduino项目中最常见的执行器之一。通过控制LED，我们可以实现简单的灯光效果，也可以构建复杂的交互式设备。本文将带你从基础开始，逐步学习如何使用Arduino控制LED。
1. 什么是LED？
LED是一种半导体器件，当电流通过时会发光。它有两个引脚：正极（阳极）和负极（阴极）。正极通常连接到电源，负极连接到地（GND）。LED的亮度可以通过调节电流来控制。
备注注意：LED是极性敏感的，连接时务必确保正负极正确，否则LED不会发光。
2. 基础电路连接
在开始编程之前，我们需要将LED连接到Arduino板上。以下是一个简单的电路连接示例：
将LED的正极（长引脚）连接到Arduino的数字引脚（例如D13）。
将LED的负极（短引脚）连接到220Ω电阻的一端。
将电阻的另一端连接到Arduino的GND引脚。
3. 编写第一个LED控制程序
现在，我们将编写一个简单的Arduino程序，控制LED的开关。
void setup() { // 将D13引脚设置为输出模式 pinMode(13, OUTPUT);}void loop() { // 打开LED digitalWrite(13, HIGH); delay(1000); // 等待1秒 // 关闭LED digitalWrite(13, LOW); delay(1000); // 等待1秒}
代码解释：
pinMode(13, OUTPUT);：将D13引脚设置为输出模式，以便控制LED。
digitalWrite(13, HIGH);：将D13引脚设置为高电平，LED亮起。
digitalWrite(13, LOW);：将D13引脚设置为低电平，LED熄灭。
delay(1000);：程序暂停1秒。
输出效果：
LED将每隔1秒闪烁一次。
4. 控制LED亮度
除了开关LED，我们还可以通过PWM（脉宽调制）来控制LED的亮度。PWM通过快速切换引脚的高低电平来模拟不同的电压，从而控制LED的亮度。
以下是一个使用PWM控制LED亮度的示例：
void setup() { // 将D9引脚设置为输出模式 pinMode(9, OUTPUT);}void loop() { // 逐渐增加亮度 for (int brightness = 0; brightness <= 255; brightness++) { analogWrite(9, brightness); delay(10); // 每10毫秒增加一次亮度 } // 逐渐减少亮度 for (int brightness = 255; brightness >= 0; brightness--) { analogWrite(9, brightness); delay(10); // 每10毫秒减少一次亮度 }}
代码解释：
analogWrite(9, brightness);：使用PWM控制D9引脚的亮度，brightness值范围为0（完全关闭）到255（最亮）。
delay(10);：每10毫秒调整一次亮度。
输出效果：
LED的亮度会逐渐增加，然后逐渐减少，形成呼吸灯效果。
5. 实际应用案例
案例1：交通信号灯模拟
我们可以使用多个LED来模拟交通信号灯。以下是一个简单的交通信号灯模拟程序：
void setup() { // 设置三个LED引脚为输出模式 pinMode(8, OUTPUT); // 红灯 pinMode(9, OUTPUT); // 黄灯 pinMode(10, OUTPUT); // 绿灯}void loop() { // 红灯亮 digitalWrite(8, HIGH); delay(5000); // 红灯亮5秒 // 红灯灭，绿灯亮 digitalWrite(8, LOW); digitalWrite(10, HIGH); delay(5000); // 绿灯亮5秒 // 绿灯灭，黄灯亮 digitalWrite(10, LOW); digitalWrite(9, HIGH); delay(2000); // 黄灯亮2秒 // 黄灯灭 digitalWrite(9, LOW);}
输出效果：
红灯亮5秒，然后绿灯亮5秒，最后黄灯亮2秒，循环往复。
案例2：LED闪烁频率控制
我们可以通过读取电位器的值来控制LED的闪烁频率。以下是一个示例程序：
void setup() { // 设置D13引脚为输出模式 pinMode(13, OUTPUT);}void loop() { // 读取电位器的值（0-1023） int sensorValue = analogRead(A0); // 将电位器的值映射到延迟时间（10-1000毫秒） int delayTime = map(sensorValue, 0, 1023, 10, 1000); // 控制LED闪烁 digitalWrite(13, HIGH); delay(delayTime); digitalWrite(13, LOW); delay(delayTime);}
输出效果：
LED的闪烁频率会随着电位器的旋转而变化。
6. 总结
通过本文，你已经学会了如何使用Arduino控制LED的开关、亮度以及实现闪烁效果。我们还通过实际案例展示了LED控制的应用场景，如交通信号灯模拟和闪烁频率控制。
提示提示：尝试使用多个LED和不同的控制方式，创建更复杂的灯光效果或交互式项目。
7. 附加资源与练习
练习1：尝试使用多个LED创建一个跑马灯效果。
练习2：结合按钮输入，实现按下按钮时LED亮起，松开时LED熄灭。
附加资源：阅读Arduino官方文档，了解更多关于PWM和数字输入输出的内容。
希望你能通过这些练习进一步巩固所学知识，并在未来的项目中灵活运用LED控制技术！