这一篇主要延续上一讲中的内容来实际做一个控制LED小灯发光程度的项目，这个项目中主要用到的就是上一篇中讲到的模拟输入和数字输出，还有软件编程和一点点的硬件小知识。
这一篇的主要内容先罗列一下：
1）硬件的搭建：LED灯，分压器（变阻器），面包版；
2）软件的搭建：Arduino的编程环境，项目的程序讲解；
图1
首先看硬件的搭建，图1是这个项目的硬件搭建方式。为啥这样接线呢？首先你得了解面包板是怎么回事。见图2，这就是一块面包版，为啥叫面包版？因为它有一个厚度，由于我们图中是俯视所以你看不到它有多厚，然后由于它又带有很多孔，所以看上去就像一块切开的面包。这块面包版被黑色虚线分为上下两部分，上下两部分之间是独立的也是绝缘的。由于上下两部分是镜像关系，所以我们只看上面一半即可，下面这一半和上面一模一样。红色线连接的孔代表着这些孔之间是导通关系，里面是用铜线连接在一起的；而没有用红线连接起来的任意两个孔之间是不导通的，就这么简单。
图2
好，回过头继续看图1，我将Arduino上的5V接口和GND（接地）接口分别连接到面包版上1和2所示的孔上，按照前面说的面包版的走线规则1号孔这一整行上所有的孔都和5V连通了，2号孔这一整行上所有孔都接地了，另外这个5V接口是直接从USB或者外部电源那里把电导过来作为一个供电接口用，3.3V接口也是一个道理都是供电接口，当然你也可以自己找电源供电不一定非要用Arduino上的这俩接口，不过前提是你知道怎么选合适的外部电源，因为弄不好你会把板子烧了。一般对一个大型的项目来讲，像电机这种耗电的执行件我们给它独立供电，然后一些IC元件我们就用Arduino自带的5V或者3.3V电源接口来供电，具体细节后面碰到会详细介绍（千万记住在接线或者在搭载元器件的时候，一定要先给Arduino断电，不然容易烧板子）。
处理完电源和接地接下来就开始往上面放元器件了，一个是变阻器，一个是LED灯。这个变阻器是啥？就是高中学的滑动变阻器，这个我就不解释了。不过这个变阻器的引脚我要稍微介绍下，见图3和图1，3号和5号脚分别是这个电阻的两头，需要分别接5V高电平和接地，反过来也可以，电阻不分正负极的；4号脚是从这个电阻中间引出来的，取出来的是0～5V中间的一个电压值，假如我们把变阻器旋钮转到中间位置，那么分出来的就是2.5V电压。好了这就是变阻器。那么现在我们知道图1中的3号脚应该接到5V上，5号脚接到GND上，4号脚作为分压出来的电压信号当然就要输入Arduino用于后续逻辑判断啰，4号脚接哪儿？上一篇说过模拟接口是读取传感器输入的，所以4号脚可以接A0～A5的任意一个接口，这里我就接A0好了，变阻器接线完成！
图3
图4
LED灯是怎么回事呢？就是通上电就会发光的二极管，这够简单了吧！不过有三点要讲：
1）二极管有正负极之分：二极管不像电阻，二极管分正负极，正极接高电平，负极接低电平才有电流通过才会发光，接反了可不会亮的。那怎么区别发光二极管的正负极呢？看图4，长脚为正极，短脚为负极。
2）二极管的亮度可控：通过二极管的电流越大，二极管越亮。现在我们想实现控制二极管的亮度，那我们当然就不能简单地把二极管正极接到5V上，这样一来电压不变，电流也就不变了，二极管亮度也就不会变了。咳咳，慢着，有同学说接上5V电压然后通过改变电阻来改变电流，从而让二极管亮度也改变。当然可以啊，不过这样就不关Arduino什么事儿了，这就不是嵌入式的解决方法了嘛。其实这里我们想要实现的是通过改变输入电压来控制二极管亮度，那怎么控制输入电压呢？上一篇我们讲过了，数字输出引脚可以输出“调制的模拟信号”，换句话说就是：数字接口不仅仅可以输出5V或者0V这种单一电压，也可以通过改变“占空比”输出0V到5V之间的电压，不过还记得上一篇说过的吗？只有带“～”的数字接口才拥有输出“调制模拟信号”的功能。所以我们需要把发光二极管的长脚也就是正极接到带有“～”的数字接口上，而带有“～”的数字接口是3，5，6，9，10，11号。按照图1所示，我们就接到6号吧！六六大顺我喜欢。
3）电阻：5V电压对于二极管来说太高了，容积把二极管击穿，所以要加一个电阻来限流，给多大阻值呢？220欧姆好了，其他阻值也可以，只要保证别太大搞的LED亮不起来就好，具体你可以自己计算。
好了二极管也接好了硬件电路搭建完毕。接下来讲编程了，这个项目的程序极其简单包学包会，我也尽可能多讲一些我认为在编程中会让人困惑的问题，这些问题都曾经困扰过我，搞懂它们或许对你也有帮助。
现在来看软件部分，见图5。对于软件我打算讲两部分：
1）对于Arduino编程环境的介绍；
2）对这个项目的程序逐条解释。
图5
首先是对于Arduino编程操作环境的介绍。图5中给出了几个常用的按钮：
1）编译：一般需要手动编译的语言常见的就是C语言，而很多高级语言直接运行即可例如Python，VBA。而Arduino的IDE保留了手动编译按钮。编译的作用是什么呢？我们都知道计算机只认识0和1，它内部的所有运行过程都是0和1构成的，我们叫这种0和1构成的代码为计算机语言，直观地讲就是我们在电影《黑客帝国》里看到的一堆0和1，普通人类是看不懂的；那么好，为了能够让普通人类比较方便地和计算机沟通对话，人们创造了程序语言比如C语言，这种语言的出现是为了让人类能够比较容易理解和使用，所以用的都是符合人类逻辑的一些符号，比如用英文符号if，else等等。好的，说到这里我们有了两个概念：机器语言，程序语言。那么所谓编译就是计算机自动地把程序语言翻译成机器语言的过程。打一个比方，我写了一篇中文的行动报告给一个美国人，这个美国人先把中文翻译成英文，然后他才开始按照行动报告来行动（别问我这个美国人看得懂中文为啥还要翻译成英文再行动）。这里的中文行动报告对我来说就相当于C语言写的程序，这个翻译后的英文版行动报告就相当于机器语言，这个美国人就相当于计算机，然后他把中文翻译成英文的过程就叫“编译”。所以，在计算机运行程序之前都会编译一下，一来是必须先转换成机器语言才能运行，二来也是检查你写的程序有没有语法问题，假如有语法问题，那么编译就会报错，这时候你就要去查看程序是不是写错了什么。
2）上传：这个按钮按下去，程序就通过USB线传入了Arduino。这里需要说一点的是，这个上传按钮按下去以后，电脑会自动编译，如果有语法错误，就会上传失败，然后提示你哪儿有问题需要修改。所以，在上传前你可以不需要按“编译”键，但是我建议你编译一下看看程序语法是否有错误。
3）新建：就是重新打开一个编程窗口。
4）打开，保存：不用说了吧。
5）串口通信监控窗口：按下这个按钮，就会跳出一个新的窗口，这个窗口上面会显示Arduino通过串口传回计算机的信息，这个后面讲到串口通信会详细介绍。这个窗口非常有用，因为Arduino不像计算机有个显示器，Arduino的Debug全靠将计算结果传到这个窗口来进行。debug就是调试的意思。
6）错误提示框：就是当编译出现错误时，提示编译错误的框。
编程环境介绍完了，接下来讲解程序语句。
int val;------这句话定义了一个整型变量，变量名叫val。在Arduino的IDE中编程，和C语言一样，所有变量都要先定义类型，然后才能使用！高级语言例如Python，VBA则不需要事先定义，可以直接使用。什么叫整型变量？你就理解为整数就可以了，也就是说val这个未知数在接下去的赋值过程中只能赋给它整数。比如它可以是1，100，56......但是不能是1.2，3.14......也不能够是“Hi”，“a"。另外，每一句语句写完必须用“；”结尾，表示这句话结束了，不然Arduino可不知道你说完没有。计算机就是这么傻，你必须把它当成一个弱智来交流，你必须把每一步细节都交代清楚，否则程序就会出错。
void setup() {...}------这是一个函数，void表示这个函数没有返回值，或者说返回值为空（NULL）。好的，这里可能会比较难解释一些。什么是函数？这可不是数学里的那个函数，程序中的函数的意思你可以简单理解为“具有特定功能的一堆语句，并且它们被用一个名字来代表”，这个名字就叫函数名，此处函数名叫setup；然后函数运行完毕后可以返回一个值，也可以不返回值。嗯～我觉得可能有些同学还是没太明白，让我举个例子：比如我经常去酒吧喝酒，然后每次去我都会习惯性地要一杯99年干红，然后点上一份7分熟的菲力牛排。然后我发现一个问题，就是每次去那个酒吧服务员都要问我喝点什么，然后我回答干红，然后服务员又问我：“几几年的？”我说：“99年的”，服务员又问：“吃点什么？”我说：“牛排”，服务员又问：“什么类型的？”我说：“菲力”服务员还要问：“几分熟？”我实在懒得回答，但是还是得说：“老样子，7分熟”；每次我都被烦的想打人，但是聪明的我想出一个办法，我和服务员约定如果下次来酒吧我还是打算消费这些东西的话，我就说“套餐1”来代替。所以以后每次去酒吧，我会潇洒地吼一声“套餐1”，于是服务员就麻溜地开始准备99年干红和7分熟的菲力牛排。在这个例子中，我通过把这个准备过程取名为“套餐1”来简化了服务员和我的沟通，相当于我把这一整套的食物准备过程和沟通过程打包成了一个函数，”套餐1“就是函数名，我在写程序的时候只需要写”套餐1“而不需要每次都把具体实施过程再写一遍了，这就是函数的作用。不过在这个例子中的setup函数是一个自带的默认函数，你不用去修改它，也不用问为啥这里会出现它。这个函数的作用你可以理解为就是一个空间，你写的代码都要在这个函数的{...}里面，下面我们还会遇到一个和setup类似的函数，叫loop。它俩的区别在于setup函数范围内的代码只运行一次，loop函数范围内的代码会自动循环，一遍遍地运行下去。
pinMode(6,OUTPUT);------定义6号数字引脚为输出引脚。通常在setup函数里，我们会定义引脚状态和其他一些初始设置，因为这些内容只需要确定一次就可以了，不需要一遍遍地重复，所以不需要放在loop函数下，那你非要说全放在loop函数下，setup里面啥也不放那也可以运行，但是效率低了。回过头来继续说，每一个在前面硬件部分用到的数字引脚都需要在这里定义，定义的目的就是让Arduino知道你是想让这个引脚接受信号还是输出信号。在这个例子中，6号引脚被用来给发光二极管供电，所以就是输出OUTPUT，记得要大写。另外提一句，只写6就代表了是数字引脚6，如果是模拟引脚你可以写成A0这种形式。好的，说到这有同学会问：“你说要定义所有用到过的引脚，但是我只看你定义了数字引脚6，那模拟引脚A0我们也用了，你怎么没定义？”是这样，模拟引脚默认状态都是输入，即读取状态，所以不需要定义，但是如果你写了pinMode(A0,INPUT)也没啥问题。
void Loop（）{...} ------奇怪了，怎么又冒出来一个函数。呵呵，这就是Arduino的独特之处，Arduino有两个主体函数，区别在于Setup函数里的语句只会运行一次，而loop内的语句会自动无限循环下去。其实这个也好理解，因为Arduino作为一块单片机，它需要不停地去查看引脚状态，确认是否有信号进来，然后做出反应，所以Arduino需要这样一个自动循环的函数，于是你也就会领悟到，我们所有涉及引脚的重复操作都要放到loop函数里才可以（定义操作不算，因为定义只需要定义一次就可以了，比如上面的pinMode()指令）。
val=analogRead(A0);------这句话是让Arduino读取A0接口的模拟信号，然后赋值给val变量。analogRead按照英文字面理解就是“模拟读入”。还有一个命令叫digitalRead（），是用来读入数字信号的，当然你不能在A0口上用digitalRead（）命令，因为模拟口读取模拟量，数字口读取数字量。另外，数字口的输出功能多一些，数字口既可以输出数字量（digitalWrite）也可以输出“调制的模拟量”（analogWrite）。继续往下讲，还记得上一篇说的模数转换吗？在这里analogRead(A0)读入的就是模数转换后的数字，例如我对A0输入5V，那么赋值给val的就是1023这个数，假如我给A0输入2.5V,那么val将会被赋值为512，具体给A0输入多少V的电平这就取决于我们刚才说的分压器了，当你转动分压器的时候，分压器的4号引脚（见图1）就会将变化的电平信号输入A0引脚，然后通过A0内部的模数转换器将这个电平转换成对应的数字，最后这个数字会由val=analogRead(A0)这个语句赋值给val,这就是模拟信号从外界传入Arduino内部的整个过程。
val=map(val,0,1023,0,255);------这句语句应该是整个项目中最关键的一句了。先说一下这句语句的含义吧，map就是"映射"的意思，对谁映射呢？就是对括号里面的第一个参数val进行映射；怎么个映射法呢？就是把第2个参数对应为第4个参数，把第3个参数对应为第5个参数。换句话说就是在这条语句中，val的初始值范围是0到1023之间，然后我们把val的这个初始范围转换为0到255之间，所以初始值中的0变成了后来值中的0，初始值中的1023变成了后来值中的255，以此类推初始值中的512就应该变为后来值中的127，最后再把映射后的val 值重新赋值给val自身。有的同学会问：“为什么刚好是把0～1023转换成0～ 255呢？”这又回到上一讲中的内容了，所以说我的连载说的全是重点，并且一定会立刻用到，大家一定要注意哦：）上一讲中我们说过模拟接口用的是10位二进制空间来进行模数转换，它的范围就是0～1023；数字接口的“调制模拟信号”用的是8位二进制空间进行模拟，它的范围是0～255，所以在这个LED灯发光的项目中，我们从A0中获取的变阻器分压信号会被模数转换成0～1023之间的某一个数字，然后我们需要把这个数字作为指令来控制数字接口6的输出电压，但是数字接口6的输出电压在控制的时候代表数字最大不能超过255，所以我们要实施映射转变，否则假如A0口获得一个数字是500，然后你直接把500发送给6号口，那就溢出了，这样6号口就不能够输出正确的电压来点亮LED灯。
analogWrite(6,val);------最后这一句语句，意味着把val值输出到6号数字接口上，根据我们上一篇讲的，6号口会根据val的值来定义对应的“占空比”，然后特定的“占空比”会产生0～5V之间的某一个电压值，最后这个电压值就会驱动LED灯亮。那么随着我们改变变阻器的阻值，A0口接收到的值也会随着改变，进而map获得的val值也会随着改变，于是6号口的输出电压也会变，这样LED灯的亮度就改变了，这就是整个项目的工作原理。
这一讲全部讲完了，用USB线连接Arduino和电脑，然后点击上传按钮录入程序，你的LED灯就可以按照你的意愿变换亮度了！其实舵机，直流电机在Arduino上的驱动也是一个道理，只不过把LED灯换成了电机。所以理论上现在你可以自己做一个电动飞机了，只不过你还需要学习无线串口通信才能实现遥控。
下一讲我们讲一讲库的概念，这个东西对于Arduino来说很重要，因为Arduino之所以容易上手就是因为里面有很多“库”。
讲完库后，就讲一讲串口通信。
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