Arduino数字I/O的使用

Arduino UNO上每一个带有数字编号的引脚，都是数字引脚，包括写有“A”编号的模拟输入引脚。使用这些引脚，可以完成输入输出数字信号的功能。

数字信号

数字信号是以0、1表示的电平不连续变化的信号，也就是以二进制的形式表示的信号。 在Arduino中数字信号通过高低电平来表示，高电平则为数字信号1，低电平则为数字信号0 。

Arduino上每一个带有数字编号的引脚，都是数字引脚，包括写有“A”编号的模拟输入引脚。使用这些引脚，可以完成输入输出数字信号的功能。
在使用输入或输出功能前，你需要先通过pinMode() 函数配置引脚的模式为输入模式或输出模式。

pinMode(pin, mode);

参数pin为指定配置的引脚编号；参数mode为指定的配置模式。

可使用的三种模式:
INPUT        输入模式
OUTPUT        输出模式
INPUT_PULLUP        输入上拉模式

如之前我们在Blink程序中使用到了pinMode(13, OUTPUT)，即是把13号引脚配置为输出模式。
配置成输出模式后，你还需要使用digitalWrite() 让其输出高电平或者是低电平。其调用形式为：

digitalWrite(pin, value);

参数pin为指定输出的引脚编号；参数value为你要指定输出的电平，使用HIGH指定输出高电平，或是使用LOW指定输出低电平。

Arduino中输出的低电平为0V，输出的高电平为当前Arduino的工作电压。例如Arduino UNO的工作电压为5V，其高电平输出也是5V；Arduino Due工作电压为3.3V，所以高电平输出也就是3.3V。

数字引脚除了用于输出信号外，还可以用digitalRead() 函数读取外部输入的数字信号，其调用形式为：

int value = digitalRead(pin);

参数pin为指定读取状态的引脚编号；返回值value为获取到的信号状态，1为高电平，0为低电平。

Arduino UNO会将大于3V的输入电压视为高电平识别，小于1.5V的电压视为低电平识别。所以，即使输入电压不太准确，Arduino UNO也可以正常识别。需要注意的是，超过5V的输入电压可能会损坏Arduino UNO。（不同型号的Arduino有所不同）

在Arduino核心库中，OUTPUT被定义等于1，INPUT被定义等于0，HIGH被定义等于1，LOW被定义等于0。因此这里也可以用数字替代这些定义。如：

pinMode(13,1);
digitalWrite(13,1)

此处仅作说明，并不推荐这样写代码，因为这样会降低程序的可读性。

我们再回到最初的Blink程序，在Arduino IDE菜单>文件>示例>01.Basics>Blink 找到它。程序如下：

  Blink
等待一秒钟，点亮LED，再等待一秒钟，熄灭LED，如此循环
*/

// 在大多数Arduino控制板上 13号引脚都连接了一个标有“L”的LED灯
// 给13号引脚连接的设备设置一个别名“led”
int led = 13;

// 在板子启动或者复位重启后， setup部分的程序只会运行一次
void setup(){
  // 将“led”引脚设置为输出状态
  pinMode(led, OUTPUT);     
}

// setup部分程序运行完后，loop部分的程序会不断重复运行
void loop() 
{
  digitalWrite(led, HIGH);   // 点亮LED
  delay(1000);           // 等待一秒钟
  digitalWrite(led, LOW);   // 通过将引脚电平拉低，关闭LED
  delay(1000);           // 等待一秒钟
}

在Blink中，我们通过新建变量的方法

int led = 13;

为13脚连接的设备设置了一个变量名“led”，在此后的程序中，使用“led”则可代表对应编号的引脚（或者是该引脚上连接的设备）。这种写法可以提高程序的可读性，并且方便修改，如设备需要更换连接引脚，直接修改该变量对应的数值即可。
也可以使用如下语句：

#define LED 13

以宏定义的方式，来为设备设置一个名称。

delay() 为毫秒延时函数，delay(1000) 即延时1秒（1000毫秒），在本程序中用来控制，开关LED的间隔时间。你可以自行修改其中的参数，观察实际运行效果。

Blink是最简单的Arduino程序，在此基础上，我们还可以制作控制多个LED，逐个点亮，逐个熄灭的流水灯效果。