Arduino - 闪烁 LED

Arduino - 你的第一个项目：点亮一个 LED

点亮一个 LED 是硬件世界的“Hello, World!”。这是一个简单而强大的第一步，它教会你 Arduino 程序草图 (sketch) 的基本结构、如何控制输出引脚以及如何让你的代码变为现实。掌握这一点将为你未来的所有项目打下坚实的基础。

方法 1：点亮外部 LED

所需组件

• 1 × 面包板 (Breadboard)
• 1 × Arduino UNO R3（或任何其他型号）
• 1 × LED（任何颜色）
• 1 × 220Ω 或 330Ω 电阻
• 2 × 跳线 (Jumper Wires)

电路组装

1. 识别 LED 极性：LED 有两条腿，一条长，一条短。长腿是正极（阳极，anode），短腿是负极（阴极，cathode）。
2. 连接 LED：将 LED 插入面包板。
3. 连接电阻：将电阻的一端连接到与 LED 长腿（正极）相同的面包板排孔。
4. 连接到 Arduino 引脚：使用跳线将电阻的另一端连接到 Arduino 上的数字引脚 13。
5. 连接到地线：使用另一根跳线将 LED 的短腿（负极）连接到 Arduino 上的一个 GND（接地）引脚。

为什么要使用电阻？（欧姆定律的应用）

LED 对电流的电阻非常小。将其直接连接到 Arduino 引脚会导致过大的电流流过，这可能会立即烧毁 LED，并可能损坏 Arduino 引脚。电阻限制电流到安全水平。它是保护电子元件的关键组件。

方法 2：最简单的开始（点亮内置 LED）

大多数 Arduino 开发板，包括 UNO，板上都带有一个小 LED，通常标记为“L”。这个 LED 内部连接到一个引脚，我们可以使用 LED_BUILTIN 常量来控制它。这种方法无需外部组件，是测试你的开发板是否正常工作的完美方式。

Arduino 代码（内置 LED 示例）

此程序草图适用于两种方法。如果使用连接到引脚 13 的外部 LED，它将与内置 LED 一起闪烁，因为 UNO 上的 LED_BUILTIN 是引脚 13 的别名。

/*
  闪烁
  微控制器世界的“Hello, World!”。
  使 LED 亮一秒，灭一秒，重复。
*/

// setup 函数在按下复位键或开发板上电时运行一次
void setup() {
  // 将数字引脚 (LED_BUILTIN) 初始化为输出模式。
  // 这告诉 Arduino 我们希望从该引脚输出电压。
  pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
}

// loop 函数会永远重复运行
void loop() {
  digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);   // 点亮 LED (HIGH 表示 5V)
  delay(1000);                       // 等待一秒 (1000 毫秒)
  digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);    // 关闭 LED，将电压设置为 LOW (0V)
  delay(1000);                       // 等待一秒
}

理解代码

• void setup() { ... }：这是你放置设置代码的地方。它在 Arduino 上电或复位后只运行一次。
• void loop() { ... }：此函数包含程序的主逻辑。只要开发板有电，它就会在一个循环中持续运行。
• pinMode(pin, mode)：将特定引脚配置为 INPUT（输入）或 OUTPUT（输出）模式。
• digitalWrite(pin, value)：向引脚写入数字值（HIGH 或 LOW）。HIGH 提供 5V，LOW 提供 0V。
• delay(ms)：使程序暂停指定的毫秒数。

常见问题排查

• LED 不亮：检查是否插反了（长腿应通过电阻连接到引脚）。仔细检查你的接线。
• 代码无法上传：请确保在 Arduino IDE 的 工具 (Tools) 菜单下选择了正确的开发板 (Board) 和端口 (Port)。检查你的 USB 线缆。
• LED 非常暗或立即烧坏：你可能使用了错误的电阻值。对于标准 LED，220Ω 到 1kΩ 通常是安全的。

挑战：创建一个 SOS 信号

你能修改代码，使其以摩尔斯电码闪烁 SOS 信号吗？（提示：S = 3 次短闪，O = 3 次长闪。短闪可以是 delay(250)，长闪可以是 delay(750)）。