آموزش آردوینو بخش هفتم – توابع ورودی و خروجی digitalRead digitalWrite در برنامه نویسی آردوینو

روی برد آردوینو Arduino را نگاه کنید. یک سری از پایه ها با D و ردیف دیگر با A مشخص شده است. D به معنی پایه های دیجیتال و A به معنی پایه های آنالوگ است. در این آموزش تمامی پایه های دیجیتال و آنالوگ را کامل بررسی خواهیم کرد. در ادامه با مرجع تخصصی آردوینو به زبان فارسی، دیجی اسپارک همراه باشید.

  خواندن وضعیت پین ورودی ()digitalRead

پین های آردوینو در نقش ورودی و خروجی استفاده می‌شود. پین های آردوینو به صورت پیش فرض به صورت ورودی تعریف شده است و نیازی به اعلام ورودی با دستورات و توابع برنامه نویسی نیست. برای انتقال حالت از یک حالت به حالتی دیگر به واسطه پین های ورودی جریان کمی از مدار عبور کرده و از این قابلیت برای اعمال ورودی به سنسورهای مانند تاچ، سنسورهای مادون قرمز و خواندن دیتاهای ورودی آنالوگ استفاده می‌شود.

 توضیح دستور digitalRead

خواندن مقدار از یک پایه دیجیتال در هر دو حالت High و Low

 روش فراخوانی 

digitalRead(pin)

منظور از pin همان پایه های دیجیتال آردوینو است.

نمونه کد آردوینو برای digitalRead

int ledPin = 13;  // ال ای دی به پایه ۱۳ دیجیتال آردوینو وصل میشود.
int kilid = 7;    // یک کلید به پایه شماره ۷ دیجیتال آردوینو وصل میشود
int value = 0;      // انتخاب یک متغیر با نام دلخواه ذخیره مقادیر دریافتی از پایه دیجیتال آردوینو

void setup() {
  pinMode(ledPin, OUTPUT);  // انتخاب پایه شماره ۱۳ در نقش خروجی
  pinMode(kilid, INPUT);    // انتخاب پایه شماره ۷ در نقش ورودی
}

void loop() {
  value = digitalRead(kilid);   // خواندن مقادیر از پایه ورودی
  digitalWrite(ledPin, value);  // تنظیم ال ای دی برای مقادیر دریافتی از متغیر val
}

 رایت وضعیت پین خروجی ()digitalWrite

در digitalWrite دستوراتی که در متغیر برنامه ذخیره شده است را رایت و اجرا می‌کند. در خروجی دیجیتال فقط دو مقدار صفر و یک داریم که با LOW, HIGH در برنامه نویسی از یکدیگر تفکیک می‌شود. اگر پایه دیجیتال به عنوان خروجی تعریف شده باشد، ولتاژ ۵ ولت برای HIGH و ۳٫۳ ولت HIGH و ولتاژ صفر ولت برای LOW تعریف می‌شود. اگر پایه دیجیتال به عنوان ورودی تعریف شده باشد، دستور digitalWrite ورودی را به صورت HIGH و LOW تعریف می‌کند.

روش فراخوانی

digitalWrite(pin, value)

منظور از پین پایه دیجیتال آردوینو و منظور از value مقدار high , low است

 نمونه کد آردوینو برای ()digitalWrite

void setup() {
  pinMode(13, OUTPUT);    // انتخاب پایه شماره ۱۳ به عنوان خروجی
}

void loop() {
  digitalWrite(13, HIGH); // پایه دیجیتال فعال high تنظیم میشود
  delay(1000);            // تاخیر به مدت یک ثانیه
  digitalWrite(13, LOW);  // پایه دیجیتال غیرفعال low تنظیم میشود.
  delay(1000);            // تاخیر به مدت یک ثانیه
}

 مشخص کردن وضعیت ورودی و خروجی پایه ها ()pinMode

دستور pinMode وضعیت پایه را مشخص می‌کند. وضعیت یعنی مشخص کردن ورودی و خروجی پایه که در برنامه با INPUT , OUTPUT مشخص می‌شود. در هر برنامه ای که برای آردوینو مینویسیم، در ابتدا بایستی وضعیت پایه / پین ها را مشخض کنیم. به عنوان مثال برای ساخت یک چراغ مطالعه یک کلید شاسی و یک ال ای دی باید مشخص کنیم کدام ورودی و کدام خروجی است.

روش فراخوانی

pinMode(pin, mode)

منظور از پین همان پایه دیجیتال آردوینو است و منظور از مد مشخص کردن ورودی و خروجی INPUT, OUTPUT است.

نمونه کد آردوینو برای pinMode

void setup() {
  pinMode(13, OUTPUT);    // انتخاب پایه شماره ۱۳ به عنوان خروجی
}

void loop() {
  digitalWrite(13, HIGH); // پایه دیجیتال فعال high تنظیم میشود
  delay(1000);            // تاخیر به مدت یک ثانیه
  digitalWrite(13, LOW);  // پایه دیجیتال غیرفعال low تنظیم میشود.
  delay(1000);            // تاخیر به مدت یک ثانیه
}

 خواندن ورودی آنالوگ پین ها()analogRead

توسط پایه های آنالوگ در نقش ورودی میتوانیم مقادیر دریافتی از پایه را بخوانیم. برد آردوینو از یک مبدل ۱۰ بیتی آنالوگ به دیجیتال بهره می‌برد که چند کاناله است! به این معنی که میتوانید ولتاژ ورودی را بین ۰ تا ولتاژ انتخاب شده که ۳ تا ۵ ولت است، نگاشت کنید و سپس مقادیر را در بازه ۰ تا ۱۰۲۳ در مبدل ۱۰ بیتی تغییر دهید.

روش فراخوانی

analogRead(pin)

منظور از پین پایه آنالوگ آردوینو است.

نمونه کد آردوینو analogRead

int analogPin = A3; // انتخاب پایه a3 برای ورودی که به آنالوگ متصل است
                   
int value = 0;  // انتخاب یک متغیر برای ذخیره مقادیر دریافتی از پایه آنالوگ

void setup() {
  Serial.begin(9600);           //  انتخاب بادریت
}

void loop() {
  val = analogRead(analogPin);  // خواندن مقادیر از پایه ورودی
  Serial.println(val);          // نمایش مقادیر
}

 رایت پین pwm ()analogWrite

مقدار آنالوگ را بر روی یک پایه از آردوینو رایت می‌کند. این مقدار میتواند به صورت PWM باشد. برای استفاده از دستور analogwrite به پایه های pwm نیاز داریم و میتوانیم شدت نور ال ای دی، سرعت موتور و یا کنترلر سرو موتور را بر عهده بگیریم. در این خصوص یک جدول کامل برای پایه های pwm مجاز در هر آردوینو نوشته شده است. فرکانس هر پایه pwm نوشته شده است.

 روش فراخوانی 

analogWrite(pin, value)

 منظور از پین همان پایه های pwm آردوینو است و value همان دیوتی سایکل در pwm است که بین ۰ تا ۲۵۵ است.

نمونه کد آردوینو برای analogWrite

int ledPin = 9;      // ال ای دی به پایه شماره ۹ وصل شده است.
int analogPin = 3;   // پتانسیومتر به پایه شماره ۳ آنالوگ متصل است
int val = 0;         //انتخاب یک متغیر برای ذخیره مقادیر دریافتی

void setup() {
  pinMode(ledPin, OUTPUT);  // انتخاب ال ای دی به عنوان خروجی
}

void loop() {
  val = analogRead(analogPin);  // خواندن مقادیر از پایه ورودی
  analogWrite(ledPin, val / 4); 

  // مقادیر Analogread از ۰ تا ۱۰۲۳ تغییر کرده  و سپس توسط دستور analogwrite بین ۰ تا ۲۵۵ رایت میشود.
}

جمع بندی

بدون شک مهمترین بخش از یادگیری آردوینو، تعریف ورودی و خروجی است. در هر پروژه قطعا ما با یک سنسور ورودی و یک سنسور خروجی کار می‌کنیم که وضعیت اولیه و تشخیص آن بسیار مهم است. در این آموزش روش فراخوانی دستورات ورودی و خروجی را بررسی کردیم و نمونه کد آردوینو برای تست برنامه در هر بخش قرار گرفته شده است.