《創(chuàng)意LED》是第一章《LED》的第三個(gè)專題。通過(guò)前兩個(gè)專題的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)具備一定的編程能力，熟悉了Arduino的基本語(yǔ)法，掌握了變量、選擇結(jié)構(gòu)以及digitalWrite()和digitalRead()函數(shù)。本專題通過(guò)增加傳感器使學(xué)生掌握analogWrite()、analogRead()函數(shù)、循環(huán)結(jié)構(gòu)等內(nèi)容。但是學(xué)習(xí)這些的最終目的是讓學(xué)生有足夠的技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)有創(chuàng)意的LED作品。
相關(guān)資源下載地址：http://pan.baidu.com/s/1kTqOYs3
1.理解PWM
PWM——脈沖寬度調(diào)制，可以將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)。Arduino板子上有6個(gè)引腳支持PWM信號(hào)，分別是3、5、6、9、10、11。通過(guò)數(shù)字口的PWM輸出analogWrite（）函數(shù)可以改變LED的亮度。analogWrite（pin,vlaue）——pin 接引腳（3、5、6、9、10、11） value值為0~255。
2.按鈕控制LED明暗
這個(gè)部分，我們主要是和學(xué)生一起完成按下按鈕，led慢慢亮，延遲一段時(shí)間，led慢慢暗的任務(wù)。這個(gè)時(shí)候我們就需要用到循環(huán)結(jié)構(gòu)了，循環(huán)結(jié)構(gòu)有兩種，一種是while，一種是for，兩種都可以實(shí)現(xiàn)，這次我們用while結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
程序如下：
int b; int i=0;
void setup()
{
pinMode(3,OUTPUT);
pinMode(5,INPUT);
}
void loop()
{
b=digitalRead(5);
if(i==LOW)
{
while(i<255)
{
analogWrite(3,i);
i=i+1;
}
delay(3000);//延時(shí)時(shí)間
while(i>0)
{
analogWrite(3,i);
i=i-1;
}
}
}
在上面的程序中，可以看到我們?cè)诿總�(gè)while（）函數(shù)里面都加了delay（10），這里的延時(shí)是很重要的，如果去掉延時(shí)，很多情況下，我們都看不到燈光漸變的效果，這是因?yàn)閘oop()循環(huán)的非�？欤袝r(shí)候肉眼看不出來(lái)燈光的明暗變化，加了延時(shí)，就相當(dāng)于將led漸變拉成慢鏡頭，從而呼吸燈的效果也就非常明顯了。
3. 光控LED亮滅
在這一部分，我們引導(dǎo)學(xué)生使用光線傳感器控制LED的亮滅，我們用analogRead（pin）函數(shù)了。該函數(shù)可以讀取模擬口的輸入值，pin是模擬輸入口的編號(hào)。在講解完光控LED亮滅,進(jìn)一步啟發(fā)學(xué)生通過(guò)光線傳感器控制燈光暗滅時(shí)，有個(gè)學(xué)生自己寫(xiě)出了如下程序：
int a;
void setup()
{
pinMode(6 , OUTPUT);//LED接數(shù)字口6
}
void loop()
{
a = analogRead(A0) ;//讀取傳感器值
analogWrite( 3 , a);/
}
光線傳感器讀取到外界的值是0-1023的，我們那天上課的時(shí)候光線傳感器讀出來(lái)的值大約在1000左右，但是我們知道PWM的值是0到255，所以學(xué)生產(chǎn)生了疑問(wèn)，為什么analogWrite( 3 , a)中a是1000多，我們的led燈還是有明暗變化的，0到1023和0到255又有什么對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)化關(guān)系。值得高興的是，我們的這個(gè)同學(xué)在經(jīng)過(guò)多次嘗試以后，發(fā)現(xiàn)了兩者之間的周期性關(guān)系。雖然是一個(gè)很小的探索，但是學(xué)生的這種求知和實(shí)踐還是很讓人高興的。我們以后在上課的時(shí)候，也可以提一提兩者之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，正好這個(gè)知識(shí)點(diǎn)與下面的map()函數(shù)的教學(xué)相對(duì)應(yīng)，也過(guò)度自然。
最后一個(gè)光控LED明暗小實(shí)驗(yàn)中，因?yàn)閍nalogRead()函數(shù)讀出來(lái)的值是0~1023之間的值；而PWM值為0~255，這兩者之間就需要用到轉(zhuǎn)換。在這里我們使用map（）函數(shù)。
map(value, fromLow, fromHigh, toLow, toHigh)，在這里value指要轉(zhuǎn)換的值，fromLow指值現(xiàn)在的下界，romHigh指值現(xiàn)在的上界，toLow指值目標(biāo)范圍的上界，oHigh指值目標(biāo)范圍的上界。因?yàn)槲覀円瓿傻氖?-1023到0-255的轉(zhuǎn)換，所以map（a,0,1023,0,255）是可以理解的,但是我們給的程序顯示的是map（a,800,1023,0,255）,在這里，需要讓學(xué)生自己測(cè)試兩個(gè)寫(xiě)法的不同效果，進(jìn)而總結(jié)出把0改成800的原因，代碼如下：
int b;
int i;
void setup() {
pinMode(3,OUTPUT);
pinMode(0,INPUT);
}
void loop() {
b=analogRead(0);
i=map(b,800,1023,0,255);
analogWrite(3,i);
}