I/O端口原理

I/O英文全称是 Input/Output，即输入/输出。单片机端口是标准双向口，就是说，单片机的端口既可以作为输出信号端（如控制灯亮灭、继电器吸合释放、喇叭发声等），也可以作为输入信号端（如按键信号输入、红外形输入、开关信号输入等）

单片机知识点补充

Arduino UNO R3：
引脚图
实物图在这里插入图片描述

高低电平：一般来说+5V为电平1，接地为0.

LED：LED的长引脚是正极，LED内部电极体积小的正极。

面包板：从原理图可以看到，面包板上下区是横向5位相通，一般用于接电源和接地，中间区域是纵向5位相通，通常用于放置电路元件和电路连接线。（面包板的核心组件是内部的金属弹性卡槽）
基本原理图

特别注意当我们使用单片机进行连接电路时，首先要设计好电路，如LED灯的电流大小要通过加电阻进行控制。（由VCC接到GND接法LED灯称之为拉电流；由VCC接到VCC接法称之为灌电流）

灌电流连接方式称为：共阳连接（led的阳极连接在一起）
拉电流连接方法称为：共阴连接（led的阴极连接在一起）
在这里插入图片描述
开关两种状态（开/闭）与电位器（可调电阻）将他们的状态是如何传送给arduino的呢？利用的是digitalRead()和analogRead()两种函数，也就是读取数字量和读取模拟量。

实战1——闪烁LED指示灯

法一：利用CPU独立工作

// LED连接到引脚13
// 引脚定义：
int LED = 13;
// 复位后初始化内容
void setup() {
  // 初始化数字端口为输出模式
  pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
}

// 主循环
void loop() {
  digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);   // LED引脚置高电平
  delay(1000);                       // 延迟1s
  digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);    // LED引脚变为低电平
  delay(1000);                       // 延迟1s
}

法二：CPU与定时器一起工作（即不使用延时函数的led闪烁程序）

// 定义引脚
const int ledPin =  13;      // led连接的引脚
// 变量
int ledState = LOW;             // led状态，亮或者灭
long previousMillis = 0;        // 存储最后一次的led状态
// 这里使用了长整型变量，因为使用了ms，瞬间的数值变化非常大。
long interval = 1000;           // 间隔闪烁的时间长度

void setup() {
  // 初始化引脚输出模式
  pinMode(ledPin, OUTPUT);      
}

void loop()
{
  // 这里还可以添加其他的程序
  unsigned long currentMillis = millis();
  if(currentMillis - previousMillis > interval) {
    // 保存当前值，方便下次再次和当前时间比较
    previousMillis = currentMillis;   
    // 如果led熄灭就把它点亮，反之亦然
    if (ledState == LOW)
      ledState = HIGH;
    else
      ledState = LOW;
    // 把对应的LED状态反应到led引脚上。
	// 之前都是用变量再处理，处理完成后把最终结果输出到终端。
    digitalWrite(ledPin, ledState);
  }
}

在这里插入图片描述

实战2——LED简易流水灯

程序思路如下：
首先熄灭所有LED，然后点亮第一个，等待200ms熄灭第一个，然后点亮第二个，等待200ms，熄灭第二个然后…

// 引脚定义
const int ledCount = 6;    // led个数

int ledPins[] = { 
  0,1,2, 3, 4, 5, };   // 对应的led引脚


void setup() {
  // 循环设置，把对应的led都设置成输出
  for (int thisLed = 0; thisLed < ledCount; thisLed++) {
    pinMode(ledPins[thisLed], OUTPUT); 
  }
}

void loop() {
  // 熄灭所有led，不同的电路连接也会得到点亮所有led
    for (int num = 0; num < 6; num++) {
      digitalWrite(ledPins[num], HIGH);
    } //
  // 循环顺序点亮led然后等待200ms后熄灭
  for (int num = 0; num < 6; num++) {
      digitalWrite(ledPins[num], LOW);
      delay(200);
      digitalWrite(ledPins[num], HIGH);
  // 这样就形成了简易的led流水效果  
    } 
  }