初學者arduino程式設計：紅綠燈控制器專案教程

建立一個Arduino交通燈控制器可以幫助你發展基本的編碼技能！我們讓你開始。...

Arduino紅綠燈是一個有趣的小項目，你可以在一個小時內建成。下面介紹如何使用Arduino構建自己的電路，以及如何為高級變體更改電路。

如果您願意將本教程作為視頻觀看，我們將為您介紹：

你需要什麼來建立一個arduino交通燈控制器

除了基本的Arduino，您還需要：

1 x 10k歐姆電阻器
1個按鈕開關
6 x 220歐姆電阻器
試驗板
連接線
紅色、黃色和綠色LED

只要有足夠的引腳，幾乎所有的Arduino都會為這個項目工作。如果您不確定您需要什麼型號，請務必閱讀我們的Arduino購買指南。您的Arduino入門套件中可能已經有這些部件。

arduino紅綠燈：基礎

讓我們從小事做起。一個基本的，單一的紅綠燈是一個很好的開始。電路如下：

將每個LED的陽極（長腿）連接到數字管腳8、9和10（通過220歐姆電阻器）。將陰極（短腿）連接到Arduino的接地上。

arduino紅綠燈代碼

從定義變量開始，這樣您就可以通過名稱而不是數字來尋址燈光。開始一個新的Arduino項目，從以下幾行開始：

int red = 10;int yellow = 9;int green = 8;

接下來，讓我們添加setup函數，您將在其中配置紅色、黃色和綠色LED作為輸出。由於您已經創建了表示管腳編號的變量，現在可以改為按名稱引用管腳：

void setup(){ pinMode(red, OUTPUT); pinMode(yellow, OUTPUT); pinMode(green, OUTPUT);}

pinMode函數配置Arduino以使用給定的引腳作為輸出。你必須這樣做，你的發光二極管的工作。現在來看看紅綠燈的實際邏輯。這是你需要的密碼。在變量定義和設置函數下面添加以下內容：

void loop(){ changeLights(); delay(15000);}void changeLights(){ // green off, yellow on for 3 seconds digitalWrite(green, LOW); digitalWrite(yellow, HIGH); delay(3000); // turn off yellow, then turn red on for 5 seconds digitalWrite(yellow, LOW); digitalWrite(red, HIGH); delay(5000); // red and yellow on for 2 seconds (red is already on though) digitalWrite(yellow, HIGH); delay(2000); // turn off red and yellow, then turn on green digitalWrite(yellow, LOW); digitalWrite(red, LOW); digitalWrite(green, HIGH); delay(3000);}

將此代碼上載到Arduino，然後運行（確保從Tools&gt；board and Tools&gt；port菜單中選擇正確的板和端口）。你應該有一個每15秒改變一次的工作紅綠燈，像這樣（加速）：

我們來分解一下代碼。changeLights函數執行所有的艱苦工作。這將使紅綠燈旋轉通過黃色和紅色，然後返回綠色。在循環函數中調用時，Arduino將永遠運行此代碼，每次暫停15秒。

changeLights功能包括四個不同的步驟：

綠色開，黃色關
黃色關閉，紅色打開
黃色亮，紅色亮
綠色開，紅色關，黃色關

這四個步驟複製了在實際交通信號燈中使用的過程。對於每個步驟，代碼都非常相似。使用digitalWrite打開或關閉相應的LED。這是一個Arduino函數，用於將輸出引腳設置為高（on）或低（off）。

啟用或禁用所需的LED後，延遲會使Arduino等待給定的時間。在這種情況下是3秒鐘。

更深入：arduino人行橫道

既然你知道了基礎知識，那就讓我們改進一下吧。增加一個按鈕，讓行人隨時可以改變燈光：

請注意紅綠燈與上一個示例完全相同。將按鈕連接到數字針腳12。你會注意到開關上有一個高阻抗的10k歐姆電阻器，你可能想知道為什麼。這是一個下拉電阻器。

開關可以讓電流流動，也可以不讓電流流動。這看起來很簡單，但在邏輯電路中，電流應該總是以高或低的狀態流動（記住，1或0，高或低）。你可以假設一個沒有被按下的按鈕開關會處於低電平狀態，但事實上，它被稱為“浮動”，因為根本沒有電流被吸引。

在這種浮動狀態下，可能會出現錯誤讀數，因為它會隨著電氣干擾而波動。換句話說，浮動開關既不能提供可靠的高讀數，也不能提供可靠的低讀數。下拉電阻器在開關閉合時保持少量電流流動，從而確保準確的低狀態讀數。

在其他邏輯電路中，你可能會發現一個上拉電阻代替，這工作原理相同，但反過來，確保特定的邏輯門默認為高。

現在，在代碼的循環部分，不是每15秒改變一次燈，而是讀取按鈕開關的狀態，只在激活時改變燈。

arduino人行橫道規範

首先添加一個新變量來存儲按鈕pin：

int button = 12; // switch is on pin 12

現在，在setup函數中，添加一個新行將開關聲明為輸入。添加一條線以將紅綠燈設置為綠色舞臺。如果沒有這個初始設置，它們將關閉，直到第一次運行changeLights。

pinMode(button, INPUT);digitalWrite(green, HIGH);

將整個循環函數改為以下內容：

void loop() { if (digitalRead(button) == HIGH){ delay(15); // software debounce if (digitalRead(button) == HIGH) { // if the switch is HIGH, ie. pushed down - change the lights! changeLights(); delay(15000); // wait for 15 seconds } }}

應該可以了。您可能想知道為什麼按鈕檢查會發生兩次（digitalRead（button）），間隔很小的延遲。這是去抖動。就像按鈕的下拉電阻一樣，這個簡單的檢查可以阻止代碼在按下按鈕時檢測到輕微的干擾。

在if語句中等待15秒，交通燈至少在這段時間內不能改變。15秒後，循環重新啟動。每次重新啟動循環時，它都會再次讀取按鈕的狀態，但如果沒有按下，if語句將永遠不會激活，指示燈也不會更改，程序將再次重新啟動。

下面是它的樣子（加速）：

帶交叉口的arduino紅綠燈

讓我們試試更高級的型號。將電路改為有兩個紅綠燈，而不是人行橫道：

將第二個紅綠燈連接到數字針腳11、12和13。

帶交叉口的arduino紅綠燈代碼

首先，將新的紅綠燈管腳分配給變量，並將其配置為輸出，如第一個示例中所示：

// light oneint red1 = 10;int yellow1 = 9;int green1 = 8;// light twoint red2 = 13;int yellow2 = 12;int green2 = 11;void setup(){ // light one pinMode(red1, OUTPUT); pinMode(yellow1, OUTPUT); pinMode(green1, OUTPUT); // light two pinMode(red2, OUTPUT); pinMode(yellow2, OUTPUT); pinMode(green2, OUTPUT);}

現在，更新循環以使用第一個示例中的代碼（而不是人行橫道）：

void loop(){ changeLights(); delay(15000);}

同樣，所有的工作都是在changeLights功能中執行的。此代碼不會變為紅色&gt；紅色&gt；黃色&gt；綠色，而是交替切換紅綠燈。一個在綠色，另一個在紅色。代碼如下：

void changeLights(){ // turn both yellows on digitalWrite(green1, LOW); digitalWrite(yellow1, HIGH); digitalWrite(yellow2, HIGH); delay(5000); // turn both yellows off, and opposite green and red digitalWrite(yellow1, LOW); digitalWrite(red1, HIGH); digitalWrite(yellow2, LOW); digitalWrite(red2, LOW); digitalWrite(green2, HIGH); delay(5000); // both yellows on again digitalWrite(yellow1, HIGH); digitalWrite(yellow2, HIGH); digitalWrite(green2, LOW); delay(3000); // turn both yellows off, and opposite green and red digitalWrite(green1, HIGH); digitalWrite(yellow1, LOW); digitalWrite(red1, LOW); digitalWrite(yellow2, LOW); digitalWrite(red2, HIGH); delay(5000);}

下面是它的樣子（加速）：