【深海王国】小学生都能玩的单片机！番外2：Arduino控制其他元器件

news2024/12/27 12:26:36

Hi٩(๑ ^ o ^ ๑)۶, 各位深海王国的同志们，早上下午晚上凌晨好呀~辛勤工作的你今天也辛苦啦

(o゜▽゜)o☆ 今天大都督为大家带来单片机的新番外系列——小学生都能玩的单片机！番外2：Arduino控制其他元器件，带你学习如何使用Arduino控制如继电器、舵机、传感器等简单电元件。

（1）Arduino控制继电器开关

之前在语音模块系列章节我们已经详细介绍了继电器，这里就不多说了。
继电器的相关知识，大家可参考↓
小学生都能玩的语音模块？番外1：ASRPRO控制继电器开关

Arduino如何控制继电器：

之前我们介绍过，继电器就相当于一个开关，跟单片机这样接线：
在这里插入图片描述那么就会有问题了，Arduino的什么引脚可以连接继电器的信号线呢？

答案也非常简单，只要能作为数字输出的引脚，都可以控制继电器，或者说，我们控制继电器，本身只需要简单地控制单片机发送一个高/低电平过去就行。

那么Arduino的什么引脚可以作为数字输出呢？
对于Arduino Uno：

数字引脚（0-13）：这些引脚可以配置为输入或输出。使用 pinMode(pin, OUTPUT) 可以将引脚设置为输出。
模拟引脚（A0-A5）：虽然通常用于模拟输入，但这些引脚也可以作为数字引脚（14-19）使用，并且可以配置为输出。

对于Arduino Mega：

数字引脚（0-53）：这些引脚可以配置为输入或输出。同样，使用 pinMode(pin, OUTPUT) 可以将引脚设置为输出。
模拟引脚（A0-A15）：这些引脚也可以作为数字引脚（54-69）使用，并且可以配置为输出。

也就是说基本上Arduino的所有引脚都能用来控制继电器。

碎碎念：

这里再给大家提一句，我们有数字输入和数字输出，也有模拟输入，那么我们有没有模拟输出呢？
其实确实有“模拟输出”，通常单片机本身不直接支持模拟输出，但可以通过使用数模转换器 (DAC) 或脉冲宽度调制 (PWM) 方法来生成模拟信号。
那么Arduino的PWM引脚都有哪些呢？还记得不？不记得可以再回忆一下↓
小学生都能玩的单片机？正篇：（2）初识Arduino与基本单片机电路知识
小学生都能玩的单片机！番外1：（4）Arduino Mega2560介绍与使用指南

Arduino与继电器接线：

在这里插入图片描述

如图，这就是Arduino控制单继电器的接线，控制几路继电器，就需要几个数字输出引脚：

Arduino 引脚	继电器引脚	说明
GND	GND	地线
5V	VCC	电源（可能是5V或3.3V，依继电器而定）
数字引脚（如D10）	IN	控制信号输入

继电器引脚	被控设备	说明
NO	设备的电源输入	正常开路（未激活时不连接）
COM	电源或者设备一端	通常是常规电源输入
NC	设备的电源输入	正常闭合（未激活时连接）

控制代码示例：

const int relayPin = 10; // 定义继电器连接的引脚

void setup() {
  pinMode(relayPin, OUTPUT); // 设置引脚为输出模式
  digitalWrite(relayPin, LOW); // 初始状态设为低电平
}

void loop() {
  digitalWrite(relayPin, HIGH); // 打开继电器
  delay(1000); // 延时1秒
  digitalWrite(relayPin, LOW); // 关闭继电器
  delay(1000); // 延时1秒
}

这里给大家解释一下，一些可能看不懂的地方：

int 和 const int
int是C语言和C++中用来声明整型（整数类型）变量的一个关键字。
const int用于声明一个不可变（只读）的整型变量，一旦这个变量被初始化后，就不能再改变它的值了。
简单来说，加了const就类似我们的“仅读文件”，不可更改。
int适用于需要改变值的变量，例如计数器。const int适用于那些你不希望在程序中被改变的值，例如数学常数、配置参数等。
pinMode()函数
void pinMode(uint8_t pin, uint8_t mode)函数是 Arduino 编程中用于配置数字引脚（pin）的输入或输出模式的一个函数。上面的代码我们就是将10号引脚设置为了输出模式。
参数：
pin: 需要配置模式的引脚编号（通常是一个整数，如 2, 13 等）。
mode: 要为该引脚设置的模式，它可以是以下几种之一：
INPUT: 将引脚配置为输入模式。
OUTPUT: 将引脚配置为输出模式。
INPUT_PULLUP: 将引脚配置为输入模式并启用内部上拉电阻（抵抗上拉）。
digitalWrite()函数
void digitalWrite(uint8_t pin, uint8_t val)用于设置引脚的电平状态（即高电平或低电平）。就是用来打开或关闭LED，驱动继电器等的函数。在使用 digitalWrite() 之前，首先需要用pinMode()函数将该引脚设置为输出模式。
参数:
pin: 要设置的引脚的编号。例如，数字引脚 2 可以用 2 表示。
val: 要设置的电平状态，可以是 HIGH 或 LOW。HIGH 对应高电平（通常是 5V 或 3.3V），LOW 对应低电平（通常是 0V）。