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Arduino 数字输出

Arduino的数字输出功能是控制外部设备的基础。通过数字输出，Arduino可以将信号发送到LED、继电器、电机等设备，从而控制它们的开关状态。本文将详细介绍如何使用Arduino进行数字输出，并提供实际案例帮助初学者理解。

什么是数字输出？​

数字输出是指Arduino通过数字引脚输出高电平（HIGH）或低电平（LOW）信号。高电平通常为5V（在3.3V的Arduino板上为3.3V），低电平为0V。通过控制这些信号，我们可以控制外部设备的开关状态。

基本语法​

在Arduino中，使用 pinMode() 函数设置引脚模式为输出，使用 digitalWrite() 函数控制引脚输出高电平或低电平。

cpp
void setup() {
  pinMode(13, OUTPUT); // 将13号引脚设置为输出模式
}

void loop() {
  digitalWrite(13, HIGH); // 将13号引脚设置为高电平
  delay(1000);            // 等待1秒
  digitalWrite(13, LOW);  // 将13号引脚设置为低电平
  delay(1000);            // 等待1秒
}
备注

pinMode() 函数必须在 setup() 函数中调用，以初始化引脚模式。

代码示例：控制LED闪烁​

以下是一个简单的示例，展示如何使用Arduino控制LED的闪烁。

cpp
void setup() {
  pinMode(13, OUTPUT); // 将13号引脚设置为输出模式
}

void loop() {
  digitalWrite(13, HIGH); // 打开LED
  delay(1000);            // 等待1秒
  digitalWrite(13, LOW);  // 关闭LED
  delay(1000);            // 等待1秒
}
提示

13号引脚通常连接到一个板载LED，因此你可以直接运行此代码而无需连接外部LED。

实际应用场景​

1. 控制继电器​

继电器是一种电子开关，可以通过Arduino的数字输出来控制高电压或高电流设备。例如，你可以使用Arduino控制家用电器的开关。

cpp
void setup() {
  pinMode(7, OUTPUT); // 将7号引脚设置为输出模式
}

void loop() {
  digitalWrite(7, HIGH); // 打开继电器
  delay(5000);           // 等待5秒
  digitalWrite(7, LOW);  // 关闭继电器
  delay(5000);           // 等待5秒
}
警告

在使用继电器时，请确保你了解电路的安全性，避免触电或损坏设备。

2. 控制步进电机​

步进电机可以通过Arduino的数字输出来控制其旋转方向和步数。以下是一个简单的示例，展示如何控制步进电机。

cpp
int stepPin = 8;
int dirPin = 9;

void setup() {
  pinMode(stepPin, OUTPUT);
  pinMode(dirPin, OUTPUT);
}

void loop() {
  digitalWrite(dirPin, HIGH); // 设置旋转方向
  for(int i = 0; i < 200; i++) {
    digitalWrite(stepPin, HIGH);
    delayMicroseconds(1000);
    digitalWrite(stepPin, LOW);
    delayMicroseconds(1000);
  }
  delay(1000); // 等待1秒
}
注意

步进电机的控制需要精确的时序，确保你的代码能够正确控制电机的旋转。

总结​

Arduino的数字输出功能是控制外部设备的基础。通过 pinMode() 和 digitalWrite() 函数，你可以轻松控制LED、继电器、电机等设备。本文提供了多个实际应用场景，帮助初学者理解数字输出的概念。

附加资源与练习​

  • 练习1：尝试修改LED闪烁代码，使LED以不同的频率闪烁。
  • 练习2：使用Arduino控制多个LED，创建不同的灯光效果。
  • 练习3：研究如何通过Arduino控制伺服电机，并编写代码实现其旋转。