2019年10月22日 | 基于MSP430G2微控制器闪烁LED：使用数字读/写引脚

这是一系列教程的第二篇教程，我们正在使用Energia IDE学习德州仪器的MSP430G2 LaunchPad开发板。在上一篇闪烁LED教程中，我们将介绍了使用Energia IDE开发LaunchPad开发板，同时我们还上传了第一个程序，在固定的时间周期内闪烁板上的LED。

在本教程中，我们将学习如何使用数字读取和数字写入选项读取输入设备（如开关）的状态，并控制LED等多个输出。在本教程结束时，您将学会如何使用数字输入和输出，这些输入可用于连接诸如红外传感器、PIR传感器等许多数字传感器，以及点亮或熄灭LED、蜂鸣器等输出。听起来很有趣，对不对！！？让我们开始吧。

所需材料

●    MSP430G2 LaunchPad开发板

●    8只任意颜色的LED

●    两个开关

●    8只1k电阻

●    连接导线

电路原理图

在我们上一个的教程中，我们注意到LaunchPad开发板本身带有两个LED和一个开关。但在本教程中，我们需要的不仅仅是这一点，因为我们计划在按下按钮时按顺序点亮八个LED灯。当另一个按钮被按下时，我们也会改变顺序，使其变得有趣。所以我们必须建立一个有8个LED灯和两个开关的电路，完整的电路图可以在下面看到。

在这里，8个LED是输出设备，两个开关是输入设备。我们可以将它们连接到开发板上的任意I / O引脚，但是我已经将引脚P1.0的LRD连接到P2.1，并将引脚1和2分别连接到引脚P2.4和P2.3，如上所示。

LED的所有阴极引脚都接地，阳极引脚通过电阻连接到I / O引脚。这个电阻叫做限流电阻，这个电阻对于MSP430来说不是必须的，因为它的I / O引脚可以提供的最大电流只有6mA，引脚上的电压只有3.6V。然而，使用它们是一个好习惯。当这些数字引脚中的任何一个变高时，相应的LED将亮起。如果您可以回想上一个教程的LED程序，那么您将会记得使用digitalWrite（LED_pin_name,HIGH）会点亮LED，而digitalWrite（LED_pin_name,LOW）将会熄灭LED。

开关是输入设备，开关的一端连接到接地端子，另一端连接到数字引脚P2.3和P2.4。这意味着只要我们按下开关，I / O引脚（2.3或2.4）就会接地，如果没有按下按钮，它将保持空闲状态。让我们看看如何在编程时使用这种方式。

编程说明

当按下开关1时必须写入程序以按顺序控制8个LED，然后当按下开关2时必须改变序列。完整的程序可以在此页面的底部找到。下面我将逐行解释程序，以便您可以轻松理解它。

与往常一样，我们应该从void setup（）函数开始，我们将在其中声明我们正在使用的引脚是输入引脚或输出引脚。在我们的程序中，8个LED是引脚输出，2个开关是输入。这8个LED从P1.0连接到P2.1，这是开发板上的引脚号2到9。然后，开关分别连接到编号为P2.3和编号为2.4的引脚，引脚号为11和12。所以我们在void setup（）中声明如下

1. void setup() {
   

2.   for (int i = 2; i <= 9; i++) {
   

3.     pinMode(i, OUTPUT);
   

4.   }
   

5.   for (int i = 2; i <= 9; i++) {
   

6.     digitalWrite(i, LOW);
   

7.   }
   

8.   pinMode (11, INPUT_PULLUP);
   

9.   pinMode (12, INPUT_PULLUP);
   

10. }

正如我们所知，pinMode（）函数声明该引脚是输出或输入，而digitalWrite（）函数使其变为高电平（ON）或低电平（OFF）。我们用一个for循环来做这个声明来减少行数。变量“i”将在for循环中从2递增到9，并且对于每个递增，内部函数将被执行。另一个可能会让你困惑的是“INPUT_PULLUP”。只需调用函数pinMode（Pin_name，INPUT）即可将一个引脚声明为输入，但这里我们使用了INPUT_PULLUP而不是INPUT，并且它们都有明显的变化。

当我们使用任意微控制器引脚时，引脚应该连接到低电平或高电平。在这种情况下，引脚11和12连接到按下时将接地的开关。但是当没有按下开关时，引脚没有连接到任何这种情况称为浮动引脚的地方，并且这对微控制器不利。所以为了避免这种情况，我们要么使用上拉或下拉电阻来保持引脚处于悬空状态。在MSP430G2553微控制器中，I / O引脚内置一个上拉电阻。要使用我们所要做的就是在声明期间调用INPUT_PULLUP而不是INPUT，就像上面做的那样。

现在让我们介绍void loop（）函数。无论写在这个函数中什么都将永远执行。我们程序的第一步是检查开关是否被按下，如果按下，我们应该开始按顺序闪烁LED。要检查按钮是否按下，则使用以下行：

1.   if (digitalRead(12) == LOW)
   

2. 
   

这里的新功能是digitalRead（）函数，该函数将读取数字引脚的状态，当引脚获得某些电压时将返回高电平（1），并在引脚接地时返回低电平（0）。在我们的硬件中，只有当我们按下按钮时，引脚才会接地，否则由于我们使用了上拉电阻，引脚会变高。所以我们使用if语句来检查按钮是否被按下。

一旦按下按钮，我们进入无限（1）循环。这是我们开始顺序闪烁LED的位置。一个无限的while循环如下所示，无论在循环中写入什么，都将永远运行，直到使用break;声明。

1. whiel(1){
   

2. }

在无限的while循环中，我们检查连接到引脚11的第二个开关的状态的。如果按下这个开关，我们按照一个特定的顺序闪烁LED，否则我们将以另一个顺序闪烁。

1. if (digitalRead(11) == LOW)
   

2.       {
   

3.        for (int i = 2; i <= 9; i++)
   

4.         {
   

5.          digitalWrite(i, HIGH);
   

6.          delay(100);
   

7.         }
   

8.           for (int i = 2; i <= 9; i++)
   

9.              digitalWrite(i, LOW);
   

10.       }

为了顺序闪烁LED，我们再次使用for循环，但是这次我们使用delay（100）函数使用100毫秒的小延迟，以便我们注意到LED变高。一次只能使一个LED发光，我们还使用另一个for循环来关闭所有的LED。因此，我们打开LED等待一段时间，然后关闭所有的LED，然后增加计数开启LED等待一段时间，然后循环继续。但是只要第二个开关没有按下，所有这些都会发生。

如果第二个开关被按下，那么我们改变序列，程序将会或多或少与LED开启顺序相同。下面显示的代码行试着看一下并找出已经发生了什么变化。

1. 
   

2.     else
   

3.       {
   

4.         for (int i = 9; i >= 2; i--)
   

5.         {
   

6.          digitalWrite(i, HIGH);
   

7.          delay(100);
   

8.         }
   

9.                   for (int i = 2; i <= 9; i++)
   

10.              digitalWrite(i, LOW);
    

11.       }

是的，for循环已被更改。之前我们让LED从2号开始发光，直到9号。但现在我们将从9号开始，一直减少到2号。这样我们就可以注意到开关是否被按下。

闪烁LED序列的硬件设置

好了，我们已经介绍完所有的理论和软件部分。让我们来看看一些组件，看看这个程序是如何运行的。该电路非常简单，因此可以很容易地在面包板上搭建。但是我已经焊接了LED和开关板，只是为了使它看起来整洁。我焊接的perf电路板如下所示。

正如您所看到的，我们将LED的输出引脚和开关作为连接器引脚取出。现在我们使用插孔到插孔的连接线将LED和开关连接到MSP430 LaunchPad板上，如下图所示。

上传和工作

硬件完成后，只需将MSP430开发板连接到您的计算机并打开Energia IDE，然后使用本页末尾提供的程序。确保在Energia IDE中选择了正确的电路板和COM端口，然后单击上传按钮。该程序应该编译成功，一旦上传将显示“完成上传”。

现在按下电路板上的按钮1，LED应按照下图所示顺序点亮：

您也可以按住第二个按钮来检查序列是否发生了变化。如果您对结果感到满意，您可以尝试对代码进行一些更改，例如更改延迟时间以更改序列等。这将帮助您更好地学习和理解。