Arduino 系列：Arduino Mega 系列 (基于 ATmega2560)_（7）.数字输入输出控制.docxVIP

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数字输入输出控制

引言

在ArduinoMega系列单片机中，数字输入输出（DigitalInput/Output,DIO）是基本且重要的功能之一。通过数字输入输出引脚，ArduinoMega可以读取外部设备的数字信号，并控制外部设备的开关状态。这一节将详细介绍如何使用数字输入输出引脚，包括引脚配置、状态读取和状态控制的基本原理和具体操作。

数字引脚概述

ArduinoMega系列单片机提供了54个数字输入输出引脚，这些引脚可以配置为输入或输出模式。每个引脚的工作电压为5V，电流限制为40mA。在配置引脚模式时，可以使用pinMode函数，而在读取引脚状态和控制引脚输出时，可以使用digitalRead和digitalWrite函数。

引脚模式配置

在使用数字引脚之前，需要先设置引脚的工作模式。ArduinoMega支持两种基本的引脚模式：输入（INPUT）和输出（OUTPUT）。

输入模式（INPUT）：引脚用于读取外部信号。当配置为输入模式时，引脚呈高阻态，没有电流通过。

输出模式（OUTPUT）：引脚用于输出信号。当配置为输出模式时，引脚可以输出高电平（5V）或低电平（0V）。

示例代码

//设置引脚模式为输入

voidsetup(){

pinMode(2,INPUT);//将引脚2设置为输入模式

}

voidloop(){

//读取引脚2的状态

intbuttonState=digitalRead(2);

if(buttonState==HIGH){

//如果引脚2为高电平，执行某些操作

Serial.println(Buttonispressed);

}else{

//如果引脚2为低电平，执行其他操作

Serial.println(Buttonisnotpressed);

}

}

内部上拉电阻

ArduinoMega的数字输入引脚内部集成了上拉电阻。上拉电阻可以将引脚默认设置为高电平，防止引脚在未连接任何设备时悬空。配置引脚为输入模式时，可以使用INPUT_PULLUP模式启用内部上拉电阻。

示例代码

//设置引脚模式为输入并启用内部上拉电阻

voidsetup(){

pinMode(2,INPUT_PULLUP);//将引脚2设置为输入模式并启用内部上拉电阻

}

voidloop(){

//读取引脚2的状态

intbuttonState=digitalRead(2);

if(buttonState==LOW){

//如果引脚2为低电平，执行某些操作

Serial.println(Buttonispressed);

}else{

//如果引脚2为高电平，执行其他操作

Serial.println(Buttonisnotpressed);

}

}

数字输出控制

数字输出引脚用于发送高电平（5V）或低电平（0V）信号。这些引脚可以用来控制LED、继电器、电机等外部设备。

基本操作

使用digitalWrite函数可以设置引脚的输出状态。参数包括引脚编号和输出状态（HIGH或LOW）。

示例代码

//控制LED的亮灭

voidsetup(){

pinMode(13,OUTPUT);//将引脚13设置为输出模式

Serial.begin(9600);//初始化串口通信

}

voidloop(){

digitalWrite(13,HIGH);//将引脚13设置为高电平，LED亮起

Serial.println(LEDisON);

delay(1000);//延迟1秒

digitalWrite(13,LOW);//将引脚13设置为低电平，LED熄灭

Serial.println(LEDisOFF);

delay(1000);//延迟1秒

}

脉冲宽度调制（PWM）

ArduinoMega的部分数字引脚支持脉冲宽度调制（PulseWidthModulation,PWM）。PWM是一种通过改变脉冲信号的占空比来模拟模拟信号的技术，常用于控制电机速度、LED亮度等。

支持PWM的引脚包括：2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,44,