第4节 感知型传感器

Arduino拥有非常丰富的外接传感器。这一章节，我们将介绍感知型传感器。感知型传感器很多，按钮、温湿度监测、霍尔传感器等等都属于这一类。本文选择按钮开关来进行说明，希望大家学习之后，能够举一反三，掌握好其他本类型传感器的使用方法。

我们常用开关来控制Arduino开发板上其他外接硬件的通断。比如，一盏LED灯，硬件上最好有个开关，按一下开关，就让LED灯亮，再按一下开关，就让LED灯关闭。

按钮开关只有开和关两种状态，因此，我们通过Arduino获取到的是典型的数字信号。

开关的外形有多种式样，但原理都是相同的。对于按钮开关的具体设计，需要使用到《电子技术基础》这门课的内容。我们可以使用Arduino配套的面包板、连线、电阻等元器件自己搭建。如果你对上述知识缺乏储备，或者觉得麻烦，那么就可以选用现成的，已经封装好的元器件。它简化了外围电路的设计，很适合对硬件缺乏深入认识的软件开发者。

这里我们选用使用最方便的三引脚按钮开关。

由此也可以发现，使用Arduino对我们掌握跨课程的知识也是非常有帮助的，你可以借由此道，开始深入研究电路的搭建，并且有非常完善的验证环境。这部分向硬件电路深入的内容，我们会在以后的章节展开介绍。

4.1 硬件连接

三引脚按钮开关的引脚对应如下，

在实际的使用当中，按钮开关也可能连接到扩展板上。例如这里将按钮开关连接到10组扩展口上，

4.2 控制代码

首先我们初始化引脚。这个引脚是用来读取连接其上的数据的，所以对开发板来讲它是个输入引脚-INPUT；按钮使用的是D10，所以就要初始化D10为输入引脚，

int BUTTON_PIN = 10;
void setup() {
    //D10是作为输入使用的引脚
    pinMode(BUTTON_PIN, INPUT);
    Serial.begin(9600);
}

这里在初始化按钮引脚的同时，我们也设置好了的串口波特率，用来进行调试。

每按一次按钮，都会触发按下和松开两个响应，也就是说，按钮按下后会自动弹起，不会保持被按下的状态。通过查阅按钮器件的说明文档，我们发现：

1. 当按下开关按钮的时候，S引脚会变成LOW电平；
2. 当松开开关按钮的时候，S引脚会变成HIGH电平；

所以当出现了这两个变化的时候，才能判断按钮被按下并抬起了一次。

采用digitalRead()读取按钮对应引脚的电平，判断它当前是否被按下，

//初始情况下，按钮是没有按下的，所以是HIGH电平
int oldButtonState = HIGH;
void loop() {
    //读取开关引脚的电平，判断当前是否被按下
    int buttonState = digitalRead(BUTTON_PIN);
    //当前被按下（LOW），之前没有被按下（HIGH），
    //说明使用者按下了按钮
    if(buttonState == LOW && oldButtonState == HIGH)
    {
        Serial.println("button press down");
        oldButtonState = buttonState;
    }
    //当前没有被按下（HIGH），之前被按下（LOW），
    //说明使用者松开了按钮
    if(buttonState == HIGH && oldButtonState == LOW)
    {
        Serial.println("button press up");
        oldButtonState = buttonState;
    }
}

4.3 查看结果

把以上代码部署到设备上，打开串口调试窗口，按下并松开开关，可以看到类似如下输出信息，

4.4 其他传感器数字信号的读取

按钮的数字信号获取就是这样简单，很多传感器也是使用的类似的方法进行数据的读取，比如水银开关、霍尔传感器等等。

在Arduino众多的感知型传感器中，如果是这种共性很大的传感器，我们一般就不再一一详细的介绍了。对于一些用法特殊的传感器才会专门开启章节详细介绍。

接下来，请按照本文的案例，模仿连线，获取到这些传感器的数据吧。