Arduino 极速入门系列 - 光控灯（2） - 关于开关，上拉、下拉电阻那些事

接上篇，这次继续讲解光控灯的另外两个组成部分 - 开关和光敏电阻，光控灯里面将会有自锁开关按钮和光敏电阻。这此主要给新玩电子的朋友解释一下开关按钮的做法。

开关按钮的引脚电平读取问题 - 新手专用

我们搭一个超简单的电路，如上图。Arduino Mini Pro 的 9 号引脚，接到一个按钮，但注意看，这按钮后面没有接任何东西。我们运行一下以下代码：

void setup() {

  Serial.begin(9600);

  pinMode(9, INPUT);

}

void loop() {

  delay(500);

  int val = digitalRead(9);

  if(val != 0){

    Serial.println("LOW");

  } else {

    Serial.println("HIGH");

  }

}

代码很简单，每 500ms （半秒）读取一次 9 引脚的电平，输出到串口。上传让它运行，在不碰任何东西情况下，你觉得有什么输出到串口窗口？

结果如下图：

你会看到一些类似随机的值，高高低低的变化着。这是完全悬空的状态，按钮也没有被按下（按下也没区别，因为按钮另一端没有接任何东西），也是这样的结果。

引脚作为输入用，处于「高阻抗」（High-impedance ）状态，对电压变化极度敏感。外界的干扰比如旁边引脚的电平变化，或者其他干扰来源，都有可能影响到从引脚读取的电平值。作为一个按钮使用，我们不希望它在没有按下的情况下发生变化的。这时候我们会使用芯片功能或者电路，是它在没有按下的情况下，牢牢地固定在一个值（高，或者低），而不是随着干扰噪音而浮动。

首先我们看看搭电路能怎样做，然后再看看芯片的功能怎样用。

下拉电阻原理 - 新手专用

假设另一端就是接 Arduino 引脚来读取电平，我们已经知道这是不行的，按钮没按下时候虽然开路，但因各种电子噪音干扰，读出来是浮动的电平。

我们想个办法，把按钮在没按下时候，所有丁点的电都全流向地，比如这样？

这样就不再浮动了吧，有多少噪音全都流向地，引脚电平牢牢地是 0V，好像行啊？但你按下按钮的话……. Oh my lady Gaga !

记得上一篇我们说的短路的话，这就是了。短路是因为没有负载，那我们加个电阻作为负载：

这个电阻，就叫做下拉电阻。它的作用是在按钮开路时候，引脚以及相连导线等等全部有丁点的电压都拉到地端去。按钮按下时候也不会造成短路。下拉电阻，其实事情就这么简单。

上拉电阻

反过来，上拉电阻，这样：

用上拉电阻，按钮开路时候，电流流向引脚产生高电平信号。按钮按下，全部电流流向地，引脚将会读到低电平。

到底用上拉还是下拉，那看你希望按钮开路时候读到的是高电平，还是低电平了。

Arduino 内置的上拉电阻

很多的单片机，包括一般 Arduino 所用的芯片，都有内置上拉电阻功能，内置的不用大家像上面原理图等等自己搭。启用的做法就是在 pinMode 那里设置。

这样启用:

pinMode(9, INPUT_PULLUP)

然后实物就这样接就好了：

就是上拉电阻的电路，已经在芯片里面，你接个按钮再接地端，就妥妥的。

然后你或许会问，哎，我想默认低电平那怎么办？这样：

int raw = digitalRead(9);

int result = !(raw); // 用这个值做你需要做的判断

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