代码收藏家 单片机（Microcontroller Unit, MCU）
单片机（Microcontroller Unit, MCU）是将中央处理单元、存储器、输入输出接口等集成在一块芯片上的微型计算机系统。本教程旨在帮助初学者了解并掌握使用单片机的基本方法，以8位ATmega328P单片机为例进行介绍。
第一部分：基础知识
1.1 单片机概述
单片机广泛应用于各种嵌入式系统中，从家电控制到汽车电子系统，都能找到它的身影。
1.2 开发环境搭建
– 硬件：需要一块开发板，例如Arduino Uno（基于ATmega328P），USB数据线，以及一些外设如LED灯、按钮等。
– 软件：安装Arduino IDE，可以从官网下载。
1.3 编程语言
主要使用C或C++语言编程。Arduino IDE内置了简化版的C/C++语法。
第二部分：第一个程序
让我们从最简单的“Hello World”项目开始——点亮一个LED灯。
2.1 硬件连接
1. 将LED正极（较长的一端）接到开发板的数字引脚13。
2. 将负极通过一个限流电阻（如220Ω）接到GND。
2.2 软件实现
下面是一个简单的程序来控制LED。
```cpp
// 定义LED连接的引脚为13
const int ledPin = 13;
void setup() {
// 设置LED引脚为输出模式
pinMode(ledPin, OUTPUT);
}
void loop() {
// 点亮LED
digitalWrite(ledPin, HIGH);
delay(1000); // 延迟1秒
// 关闭LED
digitalWrite(ledPin, LOW);
delay(1000); // 再次延迟1秒
}
```
第三部分：进阶功能
3.1 使用外部按钮
接下来，我们将添加一个按钮来控制LED的开关。
硬件连接
1. 按钮的一端接到数字引脚2。
2. 另一端接到GND。
3. 在这两端之间加上一个上拉电阻（如10kΩ）。
软件实现
```cpp
const int buttonPin = 2; // 连接按钮的引脚
const int ledPin = 13; // LED连接的引脚
void setup() {
pinMode(buttonPin, INPUT_PULLUP); // 设置按钮引脚为输入模式，并启用内部上拉电阻
pinMode(ledPin, OUTPUT); // 设置LED引脚为输出模式
}
void loop() {
int buttonState = digitalRead(buttonPin); // 读取按钮状态
if (buttonState == LOW) { // 如果按钮被按下
digitalWrite(ledPin, HIGH); // 打开LED
} else {
digitalWrite(ledPin, LOW); // 关闭LED
}
}
```
3.2 传感器与模拟输入
硬件连接
连接一个光敏电阻（LDR）到A0引脚。
软件实现
```cpp
const int ldrPin = A0; // 光敏电阻连接的模拟引脚
const int ledPin = 13; // LED连接的数字引脚
void setup() {
pinMode(ledPin, OUTPUT); // 设置LED引脚为输出模式
}
void loop() {
int lightLevel = analogRead(ldrPin); // 读取光强值
if (lightLevel < 100) { // 如果光线较暗
digitalWrite(ledPin, HIGH); // 打开LED
} else {
digitalWrite(ledPin, LOW); // 关闭LED
}
}
```
以上代码示例均在Arduino IDE环境下运行，并假定您已正确配置好开发环境。对于不同的单片机型号，可能需要调整编译器设置或使用其他开发工具。
作者：寂然如故
