Платформа Arduino — это популярная платформа для прототипирования электроники с открытым исходным кодом, которая позволяет пользователям легко создавать интерактивные проекты с использованием различных датчиков, приводов и плат микроконтроллеров. Одной из ключевых функций в программировании Arduino является функция «pinMode», которая используется для настройки режима ввода/вывода цифрового вывода на плате микроконтроллера.
Функция pinMode используется для установки цифрового контакта в качестве входа или выхода. Когда вывод установлен в качестве входа, его можно использовать для считывания состояния датчика или другого электронного устройства. Когда вывод установлен как выход, его можно использовать для управления состоянием светодиода, двигателя или другого исполнительного механизма.
Основы синтаксиса
Основной синтаксис функции pinMode следующий:
pinMode(вывод, режим);
Где «pin» — это номер цифрового вывода, который вы хотите настроить, а «mode» — это либо «INPUT», либо «OUTPUT». Например, чтобы установить цифровой контакт 13 в качестве выхода, вы должны использовать следующую команду:
pinMode(13, ВЫХОД);
Важно отметить, что функция pinMode должна вызываться в функции setup() вашего скетча Arduino, так как эта функция вызывается только один раз при включении или сбросе платы микроконтроллера. После того, как контакт был сконфигурирован как вход или выход, он может быть прочитан или записан с помощью функций digitalRead() и digitalWrite() соответственно.
Таким образом, функция pinMode в программировании Arduino используется для настройки режима ввода/вывода цифрового вывода на плате микроконтроллера. Эта функция используется для установки вывода в качестве входа или выхода, и она должна вызываться в функции setup() скетча. Понимание и использование функции pinMode необходимо для создания интерактивных проектов на платформе Arduino.
Резисторы
Еще одним важным аспектом функции pinMode является концепция подтягивающих и подтягивающих резисторов. Это электронные компоненты, которые используются для установки состояния входного контакта по умолчанию, когда внешнее устройство не подключено.
Подтягивающий резистор используется для установки состояния входного контакта по умолчанию на ВЫСОКИЙ (или логическую 1). Это полезно при использовании переключателя или кнопки, так как гарантирует, что на входном контакте будет LOW (или логический 0), когда переключатель нажат, и HIGH, когда он будет отпущен. Без подтягивающего резистора входной контакт будет плавать и может считывать случайные значения.
Подтягивающий резистор, с другой стороны, используется для установки состояния по умолчанию входного контакта в НИЗКИЙ (или логический 0). Это полезно при использовании датчика, который выдает логический уровень, так как он гарантирует, что на входном контакте отображается ВЫСОКИЙ (или логическая 1), когда датчик активен, и НИЗКИЙ, когда он неактивен.
Платформа Arduino предоставляет встроенную возможность включения подтягивающего резистора на входном контакте путем передачи аргумента «INPUT_PULLUP» в функцию pinMode(). Например, чтобы включить подтягивающий резистор на цифровом выводе 2, вы должны использовать следующую команду:
pinMode(2, INPUT_PULLUP);
Стоит отметить, что подтягивающие резисторы встроены в микросхему микроконтроллера, поэтому они не потребляют никаких дополнительных контактов.
Выводы
Еще одним важным аспектом функции pinMode является концепция направления выводов. Вывод может быть установлен либо в режим ввода, либо в режим вывода, и это направление контролируется функцией pinMode. Когда вывод установлен в режим ввода, его можно использовать для считывания состояния датчика или другого электронного устройства, и его часто используют для определения состояния переключателя или кнопки. Когда вывод установлен в режим вывода, его можно использовать для управления состоянием светодиода, двигателя или другого исполнительного механизма.
Когда вывод установлен в режим вывода, он может быть установлен в высокое или низкое состояние с помощью функции digitalWrite. Когда контакт находится в высоком состоянии, он выдает уровень напряжения 5 В, а когда он установлен в низком состоянии, он выводит 0 В.
Когда вы работаете с различными типами датчиков, важно понимать, как работает датчик и какой тип ввода он требует. Некоторым датчикам может потребоваться вход 5 В, а другим может потребоваться вход 3,3 В. Кроме того, некоторые датчики могут иметь встроенные подтягивающие резисторы, а другие — нет. Поэтому важно ознакомиться с техническим описанием датчика, чтобы понять требования и соответствующим образом настроить функцию pinMode.
В Arduino функция pinMode() используется для настройки указанного контакта как входа или выхода. Функция принимает два аргумента: номер вывода и режим. Режим может быть либо INPUT, либо OUTPUT.
Когда вывод сконфигурирован как ВХОД, его можно использовать для считывания состояния датчика или другого устройства, которое к нему подключено. Например, кнопка может быть подключена к контакту INPUT, и состояние кнопки (нажата или не нажата) может быть прочитано с помощью функции digitalRead().
Когда вывод сконфигурирован как ВЫХОД, его можно использовать для управления состоянием внешнего устройства, например светодиода. Например, вывод OUTPUT можно использовать для включения или выключения светодиода с помощью функции digitalWrite().
Важно отметить, что перед использованием вывода его необходимо настроить с помощью функции pinMode(). Если контакт не настроен, он может работать не так, как ожидалось, и может привести к неожиданным результатам или ошибкам.
Таким образом, функция pinMode() в Arduino используется для настройки указанного вывода в качестве входа или выхода, таким образом, программист может принять решение либо считывать значения с вывода, либо управлять состоянием подключенного к нему внешнего устройства.
Широтно-импульсной модуляция
Кроме того, функцию pinMode() также можно использовать для настройки вывода для использования с функцией широтно-импульсной модуляции (ШИМ). ШИМ позволяет контролировать количество энергии, подаваемой на устройство, а не просто включать или выключать его. Это полезно, например, для управления яркостью светодиода или скоростью двигателя. Чтобы настроить вывод для ШИМ, режим должен быть установлен на ВЫХОД, а функция pinMode() будет вызываться с номером контакта и специальным значением ШИМ.
Также важно отметить, что некоторые контакты на плате Arduino имеют определенные функции и не могут использоваться в качестве контактов ввода/вывода общего назначения (GPIO). Например, некоторые контакты используются для протоколов связи, таких как I2C или SPI, и не могут использоваться как обычные контакты ввода/вывода. Важно проверить документацию для вашей конкретной платы, чтобы увидеть, какие контакты имеют специальные функции, а какие можно использовать в качестве контактов общего назначения.
При настройке вывода в качестве ВХОДА вы можете использовать функцию pinMode() с режимом INPUT_PULLUP, чтобы включить внутренний подтягивающий резистор, или с режимом INPUT_PULLDOWN, чтобы включить внутренний подтягивающий резистор.
Прерывания
Последний аспект, который следует учитывать при использовании функции pinMode, — это использование прерываний. Прерывания — это механизм, который позволяет микроконтроллеру прекратить выполнение основной программы и выполнить определенную функцию или программу обслуживания прерываний (ISR), когда на выводе происходит определенное событие. Это может быть полезно для обнаружения изменений состояния входного вывода, например нажатия кнопки, без постоянного опроса вывода в основном цикле.
Чтобы использовать прерывания с контактом, его необходимо настроить как ВХОД с помощью функции pinMode(). Затем можно использовать функцию attachInterrupt(), чтобы указать, какой ISR должен быть выполнен, когда на выводе происходит событие, и какой тип события должен вызвать прерывание (например, изменение состояния или определенного уровня).
Важно отметить, что использование прерываний может потреблять больше энергии, поэтому их следует использовать только при необходимости, а также будьте осторожны при использовании нескольких прерываний, так как они могут вызвать конфликты, если не обработать их должным образом.
Заключение
В заключение, функция pinMode() в Arduino — это мощный инструмент, который позволяет настраивать выводы микроконтроллера для выполнения различных операций, включая ввод, вывод, ШИМ, подтягивание вверх, подтягивание вниз, а также позволяет использовать прерывания. . Понимание того, как использовать функцию pinMode() и ее различные режимы, может помочь вам добиться более точных и стабильных результатов в ваших проектах и сделать вашу программу более эффективной за счет использования функции прерываний.
