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[中级教程] Arduino教程中级 前奏3 从串口中认识“数字”与“模拟”

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前奏3 从串口中认识“数字”与“模拟”

本系列教程配套硬件套件:新版Arduino中级套件

上一课:前奏2 是什么让东西“活”起来了

前面我们只是对Arduino是如何工作的有了一定的了解,知道了首先需要搭建一个“身体”,也就是整个硬件设备。然后需要“思想”,也就是代码去控制它的大脑(Arduino)。“身体”如何工作的,信号就是他们的“血液”。信号分为两种——数字信号与模拟信号。这一节,我们可以更直观的看到数字信号与模拟信号的区别。

数字信号

我们选用一个数字信号传感器来作为例子——数字按钮模块。

所需材料:
1× DFduino UNO R3(以及配套USB数据线)
1×  IO传感器扩展板 V7.1
1×  数字大按钮模块
截屏2020-07-03 16.05.46.png

硬件连接

首先,从我们的套件中取出IO 传感器扩展板V7.1,把扩展板直接插到UNO上,注意UNO与扩展板的上下引脚一一
对应,不要错位。找到数字大按钮模块,直接连接到数字引脚2,需要注意传感器的线序与扩展板上对应。下图为连接的示意图。

完成连接后,给Arduino接上USB数据线,供电,准备下载程序。

截屏2020-07-03 16.06.33.png
图2-1 数字信号示例

串口监视器效果

选择菜单中的文件(File) -- 示例(Examples) -- 01 Basics – DigitalReadSerial 代码。

int pushButton = 2;             // 连接到数字引脚2
void setup() {                   //初始化函数
Serial.begin(9600);            //设置串口波特率
pinMode(pushButton, INPUT);    //设置按键为输入模式
}
void loop() {                              // 主函数
int buttonState = digitalRead(pushButton);     //读取数字引脚2的状态
Serial.println(buttonState);             //串口打印出引脚2的状态
delay(1);                             //延时1ms
}

单击“下载(UpLoad)”,给Arduino下载代码。成功下载完程序后,打开Arduino IDE的串口监视器。
截屏2020-07-03 16.11.38.png
设置串口监视器的波特率为9600。
截屏2020-07-03 16.12.00.png
可以直接从串口读取按钮的状态。按钮没按下的时候,
串口显示为“0”,一旦被按下,串口显示为“1”。
截屏2020-07-03 16.12.39.png

模拟信号

我们选用一个模拟量的传感器来作为例子——模拟角度传感器。  

所需材料:

1×  模拟角度传感器
截屏2020-07-03 16.08.01.png
*之后的项目将不重复罗列UNO与I/0传感器扩展板,但是!每次都还是需要用到的。

硬件连接

拔下前面使用的按键,换成模拟角度传感器,直接连接到扩展板的模拟口0。完成连接后,给Arduino接上USB数据线,供电,准备下载程序。
截屏2020-07-03 16.13.26.png
图2-1 数字信号示例

输入代码

打开Arduino IDE,选择菜单中的文件(File) -- 示例(Examples)
-- 01 Basics – AnalogReadSerial 代码。 代码如下:

void setup() {                     //初始化函数
 Serial.begin(9600);             //设置串口波特率
}
void loop() {                         // 主函数
 int sensorValue = analogRead(A0);     //读取模拟引脚0的状态
 Serial.println(sensorValue);         //串口打印出引脚0的状态
 delay(1);                             //延时1ms
}

同样,单击“下载(UpLoad)”,给Arduino下载代码。成功下载完程序后,打开Arduino IDE的串口监视器。并且设置波特率为9600。
试着旋转电位器,可以看到0~1023之间的值。
截屏2020-07-03 16.14.09.png

两者比较分析

串口监视器

串口监视器可以实现Arduino与电脑之间进行互动。可以显示Arduino发送到PC端的数据,还可以让电脑发送数据给Arduino。

从串口监视器可以明显的看出,模拟与数字的鲜明的区别。数字口输出的只有0或者1,而模拟可以输出0~1023之
间的任何值。
WX20200703-161602@2x.png

代码区别

从代码可以看出,数字引脚和模拟引脚读数的方式是不同的。数字口使用digitalRead()来读取引脚状态值。而模拟
口是通过analogRead()来读取引脚状态值的。其实,最简单的从英文的字面意思应该也能明白这句语句的意思了。不明白没有太大关系,我们之后几节会做详细说明。


数字:
int buttonState = digitalRead(pushButton);        //读取数字引脚2的状态

模拟:
int sensorValue = analogRead(A0);        //读取模拟引脚0的状态

动手试一试

可以尝试使用套件中的其他数字传感器和模拟传感器,从串口监视器看看输出效果,是否与
前面我们所做的相符。

hnyzcj  版主

发表于 2015-9-6 17:53:02

这教程写的越来越精彩
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Jane  高级技匠
 楼主|

发表于 2015-9-7 10:13:05

hnyzcj 发表于 2015-9-6 17:53
这教程写的越来越精彩

哈哈,谢谢~
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visionsl  初级技匠

发表于 2015-9-20 21:51:31

很有用的教程,赞
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Jane  高级技匠
 楼主|

发表于 2015-11-10 14:20:20

visionsl 发表于 2015-9-20 21:51
很有用的教程,赞

谢谢~希望分享更多作品
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powera  见习技师

发表于 2015-12-14 22:39:21

Jane你好,请问一下,为什么从串口监视器读取来的数字,只是变化范围不大呢,并没有从0~5
而只是大概在1.5~2.3之间呢?
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Jane  高级技匠
 楼主|

发表于 2015-12-16 18:48:45

powera 发表于 2015-12-14 22:39
Jane你好,请问一下,为什么从串口监视器读取来的数字,只是变化范围不大呢,并没有从0~5
而只是大概在1.5~ ...

什么传感器呀?
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powera  见习技师

发表于 2015-12-17 10:53:18

就是教程中一样一样的,中级套件里的数字大按钮模块
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annyu  学徒

发表于 2017-3-7 22:43:20

第一个代码截图的第四行的注释应该是“设置按键为输入模式”
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Jane  高级技匠
 楼主|

发表于 2017-3-24 23:21:41

annyu 发表于 2017-3-7 22:43
第一个代码截图的第四行的注释应该是“设置按键为输入模式”

谢谢提醒,已经修改~
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Jane  高级技匠
 楼主|

发表于 2017-3-24 23:24:21

powera 发表于 2015-12-17 10:53
就是教程中一样一样的,中级套件里的数字大按钮模块

按钮如果直接读值的话,应该是0-1到对的呢,你指的0-5是?
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zhouyu77642017  学徒

发表于 2018-8-9 09:45:53

GOOD GOOD
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小飞侠_  见习技师

发表于 2019-7-8 23:39:17


GOOD GOOD
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花月诗人  学徒

发表于 2022-1-18 23:40:24

这教程写的越来越厉害了
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