本文隶属于AVR单片机教程系列。

从上一篇教程中我们了解到,按键与开关的输入本质上就是数字信号的读取。这一篇教程要讲的是,控制LED的原理是数字信号的输出。数字IO是单片机编程之有别于桌面编程的各项内容中最简单、最基础的。

在讲数字信号输出之前,我们先来了解一下它控制的器件。LED,是一种二极管,在理想模型中,加以正向电压会发光,反向电压则不会。在稍微实际一点的模型中,当正向电压超过一定阈值时,二极管会发光,其电流会随着正向电压的增大而急剧增大;对反向电压的耐受力也是有限的。现实中的LED的具体参数因生产厂家而异,一般红色与黄色LED的导通压降为2V多,绿、蓝、白色的为3V左右或多一点;反向耐压一般为5V。

电流大到一定程度,任何器件都会烧毁,我们最好要把LED的电压控制在比导通压降高一点,但直接获得这样的电压比较困难,而且与LED的参数和温度等都是相关的。一种方案是用电流源来驱动LED,但由于现代计算机,包括单片机,都以电压方式来工作,在控制亮暗这种简单应用中一般不会使用(大功率LED一般有专用的恒流电源来驱动)。常见的方案是将LED与一个电阻串联。这个电阻能保证LED的电流不太大,因此称为限流电阻。至于这种接法下电流是多少,可以通过“负载线”来求得。本系列教程不会专门讲电路,你可以自己搜索相关知识,早晚会用到的。

早期的单片机设计中,一般把LED和电阻接在引脚和正电源之间,这是因为TTL的拉电流能力强而灌电流能力很弱,只能这样接。CMOS工艺的单片机不必在意这一点,由于我们习惯让1代表有而0代表无,因此一般将LED与电阻接在引脚与地之间。电阻接在LED的正极还是负极是无所谓的。

以上都是对单个LED而言的。对于一些多色LED,比如RGB的,各个单色光源的一极是接在一起的,以节省引脚。当正极接在一起时,称为共阳接法:

为了亮度均匀,需要为每个LED接一个限流电阻(阻值一般不同),这时电阻就必须接在LED负极上了,然后再连接单片机引脚,而LED的另一端则连接正电源。引脚输出低电平会让对应颜色亮起。

当负极接在一起时,称为共阴接法:

LED的两极称为正极负极,接法称为共阳和共阴,都是习惯而已,不必纠结其中的不一致性。

我们的开发板上有一颗RGBW的LED,4种颜色的LED都有独立的正负极,但我把它们的负极都接到了地,可以理解为共阴接法。LED右边的4个针脚分别连接电阻,然后再连接LED的正极。因此,连接单片机引脚和LED的针脚后,使引脚输出高电平能让LED亮,反之则不亮。

将引脚4~7分别连接到RGBW上,我们来实现一个略微复杂(相比之前)的效果:红,红+绿,绿,绿+蓝,蓝,蓝+红;然后重复,只是加上白色;循环。

 #include <ee1/pin.h>
#include <ee1/delay.h> #define RED PIN_4
#define GREEN PIN_5
#define BLUE PIN_6
#define WHITE PIN_7 void rgb_cycle()
{
for (uint8_t i = ; i != ; ++i)
{
pin_write(RED , i == || i == || i == );
pin_write(GREEN, i == || i == || i == );
pin_write(BLUE , i == || i == || i == );
delay();
}
} int main()
{
uint8_t pins[] = {RED, GREEN, BLUE, WHITE};
for (uint8_t i = ; i != sizeof(pins) / sizeof(pins[]); ++i)
pin_mode(pins[i], OUTPUT);
while ()
{
pin_write(WHITE, false);
rgb_cycle();
pin_write(WHITE, true);
rgb_cycle();
}
}

这段代码虽然略长,但还是比较容易理解的:rgb_cycle 即为6种状态的枚举,包含了延时;main 函数中,先初始化,然后进入主循环;每一遍循环中先控制白色灯,然后调用 rgb_cycle ,对于白色灯的两种状态调用两次;整体效果的循环周期为12次改变。

另外,你也许已经发现,对于数字输入的引脚,即使没有调用 pin_mode 来配置模式,也能正常检测输入。这是因为输入是单片机复位后默认的设置。那么,对于输出来说,就必须调用 pin_mode 将引脚配置为输出模式。如果没有将引脚配置为输出而写高电平会怎样?自己试试吧。原因我们以后分析。

由于今天的教程非常简单,就没有作业了。复习一下之前的内容,下一篇教程会比较难。

AVR单片机教程——数字输出的更多相关文章

  1. AVR单片机教程——数码管

    先解答之前一个思考题:如果不把引脚配置为输出而写高电平,连接LED会怎样? 实验结果是,LED会亮,但相比于输出高电平的情况,亮度很低.这是为什么呢? 通过上一篇教程我们知道,引脚输入输出模式是由寄存 ...

  2. AVR单片机教程——旋转编码器

    好久没写这个系列了.今天讲讲旋转编码器. 旋转编码器好像不是单片机玩家很常用的器件,但是我们的开发板上有,原因如下: 旋转编码器挺好用的.电位器能旋转的角度有限,旋转编码器可以无限圈旋转:旋转时不连续 ...

  3. AVR单片机教程——数字输入

    我们已经学习了如何使用按键和拨动开关,不知你有没有好奇 button_down 和 switch_status 等函数是如何实现的.本篇教程带你一探究竟,让我们从按键的原理开始. 在原理图中,按键的符 ...

  4. AVR单片机教程——拨动开关

    在按键的上方有4个拨动开关.开关与按键,在原理和使用方法上都是很类似的,但有不同的用途——按键按下后松开就会弹起,而开关可以保存其状态. <switch.h> 定义了与开关相关的函数.sw ...

  5. AVR单片机教程——按键动作

    上一篇教程中我们学习了如何读取按键状态.而按键的动作,比如单击,至少需要两个状态才能判定,长按.双击的判定更加复杂.今天我们来学习如何使用库函数判断按键单击,以及其实现原理. 我们要实现的是:当一个按 ...

  6. AVR单片机教程——按键状态

    好久没更新了,今天开始继续,争取日更. 今天我们来讲按键.开发板的右下角有4个按键,按下会有明显的“咔嗒”声.如何检测按键是否被按下呢?首先要把按键或直接或间接地连接到单片机上.与之前使用的4个LED ...

  7. AVR单片机教程——随机点亮LED

    之前我们做的闪烁LED和流水灯,灯效都是循环的.这次我们来尝试一些不一样的——每一次随机选择一个LED并点亮. 要实现随机的效果,我们要用C语言标准库中的相关设施: #define RAND_MAX ...

  8. AVR单片机教程——流水灯

    上次我们用 delay 函数与 while 循环实现了一个LED的闪烁.这一次我们把所有LED加入进来,让它们依次闪烁,形成流水灯的效果. 开发板上有4个LED,我们可以用不多的语句把循环体直接描述出 ...

  9. AVR单片机教程——闪烁LED

    上次我们把LED点亮了.你可能已经试过把 LED_RED 换成其他灯,也可能已经用 led_on() 把所有LED一起点亮了.但是LED点亮以后,程序就退出了,之后LED一直没有暗,直到没有供电.这一 ...

随机推荐

  1. 微信小程序中登录操作-----与-----引用

    login.wxml <view> <!-- <image src="./88.png"></image> --> # 在当前目录下 ...

  2. learning java 推回输入流

    import java.io.FileNotFoundException; import java.io.FileReader; import java.io.IOException; import ...

  3. javascript中的indexOf与if判断的装逼写法

    常规indexOf与if判断写法: if("112233".indexOf("22")>-1) { console.log("很二") ...

  4. 时间datetime模块

    datetime模块 import datetime --时间加减的模块 #返回当前时间 print(datetime.datetime.now()) --2019-09-28 17:22:14.54 ...

  5. javascript加密之md5加密

    原作地址:JavaScriptMd5 修改备用:JavaScriptMd5.rar

  6. mysql 通配符%以及_

    %匹配任意长度 _ 匹配单个字符 mysql> select * from table1; +----------+------------+-----+-------------------- ...

  7. JavaScript中的内存溢出与内存泄漏

    内存溢出 是一种程序运行出现的错误: 当程序运行需要的内存超过了剩余的内存时, 就出抛出内存溢出的错误 var obj = {} for (var i = 0; i < 100000; i++) ...

  8. 牛顿插值法(c++)

    X Y 0.40 0.41075 0.55 0.57815 0.65 0.69675 0.80 0.88811 0.90 1.02652 1.05 1.25382 #include using nam ...

  9. Arcgis案例操作教程——去掉Z值和M值

    Arcgis案例操作教程--去掉Z值和M值 商务合作,科技咨询,版权转让:向日葵,135-4855__4328,xiexiaokui#qq.com 处理前 处理后: 处理方法     商务合作,科技咨 ...

  10. 自定义Spring Boot内置tomcat的404页面

    spring boot 的相关404页面配置都是针对项目路径下的(如果配置了 context-path) 在context-path不为空的情况下,如果访问路径不带context-path,这时候会显 ...