第 8 课电位器¶

介绍¶

在本课中，让我们看看如何通过电位器改变LED的亮度，并在串口监视器中接收电位器的数据以查看其值变化。

所需器件¶

串行监视器¶

串行监视器用于控制板和计算机或其他设备之间的通信，可以用来发送和接收数据。它是Arduino环境中的内置软件，你可以点击右上角的按钮打开它。

在这里，串行监视器用作计算机和控制板之间通信的中转站。首先，计算机将数据传输到 串口监视器，然后由控制板读取数据。最后在控制板进行相关操作。点击右上角的图标，会弹出一个窗口，如下图：

原理图¶

在这个实验中，电位器用作分压器，这意味着将设备连接到它的所有三个引脚。将电位器的中间引脚连接到引脚 A0，另外两个引脚分别连接到 5V 和 GND。因此，电位器的电压为0-5V。旋转电位器的旋钮，A0脚的电压会发生变化。然后使用控制板中的 AD 转换器将该电压转换为数字值 (0-1024)。通过编程，我们可以使用转换后的数字值来控制控制板上LED的亮度。

实验步骤¶

第 1 步：搭建电路。.

第 2 步：打开代码文件 Lesson_8_Potentiometer.ino。

第 3 步：选择 开发板 和端口。

第 4 步：点击上传按钮来上传代码。

第 5 步：打开串口监视器。

找到 Serial.begin()，看看设置了什么波特率，这里是9600。然后点击右上角的图标打开串口监视器。

第 6 步：设置波特率为9600。

串口监视器的默认波特率为9600，如果代码也设置为9600，则无需更改波特率栏。

旋转电位器的轴，你应该看到 LED 的亮度发生变化。

如果要检查相应值的变化，请打开串行监视器，窗口中的数据将随着你旋转电位器旋钮而变化。

代码¶

代码分析¶

从 A0 读取值

inputValue = analogRead(analogPin);//read the value from the potentiometer

这一行是将 A0 读取的值存储在之前定义的 inputValue 中。

analogRead() 从指定的模拟引脚读取值。这意味着它会将 0 到 5 伏之间的输入电压映射为 0 到 1023 之间的整数值。

在串行监视器上打印值

Serial.print("Input: "); //print "Input"
Serial.println(inputValue); //print inputValue

Serial.print()：将数据作为人类可读的ASCII文本打印到串口。这个命令可以有多种形式。数字被打印为每个数字的ASCII字符。浮点数同样被打印为ASCII数字，默认为两位小数。字节以单个字符的形式发送。字符和字符串按原样发送。
Serial.println()：与 Serial.print() 相同，但它后面有一个回车字符（ASCII 13，或'r'）和一个换行字符（ASCII 10，或'n'）。

将值映射

outputValue = map(inputValue, 0, 1023, 0, 255); //Convert from 0-1023 proportional to the number of a number of from 0 to 255

map(value, fromLow, fromHigh, toLow, toHigh) 函数是将数字从一个范围重新映射到另一个范围。也就是说，值fromLow将被映射到了tolow，值fromHigh到toHigh，值之间以值之间，等等。

由于 ledPin 的范围是0-255，我们需要将0-1023映射到0-255。

以同样的方式在串口监视器中显示输出值。如果你对 map() 函数不是很清楚，你可以观察串口监视器中的数据并进行分析。

Serial.print("Output: "); //print "Output"

Serial.println(outputValue); //print outputValue

将电位器的值写到LED上

analogWrite(ledPin, outputValue); //turn the LED on depending on the output value

将输出值写入 ledPin，你将看到 LED 的亮度随着你旋转电位器旋钮而变化。

analogWrite()：将模拟值（PWM 波）写入引脚。它与模拟引脚无关，仅适用于 PWM 引脚。在调用 analog Write() 之前，你不需要调用 pinMode() 将引脚设置为输出。

实验总结¶

这个实验也可以随意改成其他的。例如，使用电位器来控制 LED 闪烁的时间间隔。就是利用从电位器读取的数值进行延时，如下图。试试！

inputValue = analogRead(analogPin);
digitalWrite(ledPin, HIGH);
delay(inputValue);
digitalWrite(ledPin, LOW);
delay(inputValue);

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