Arduino数字输入输出控制：LED灯与按钮的互动

# 1. Arduino简介和数字输入输出概述

## 1.1 Arduino简介

Arduino是一种开源的硬件平台，由一个简单的单片机和开发环境组成，可以用来进行电子原型开发。它的设计初衷是为艺术家、设计师、爱好者和对电子科技感兴趣的人提供一个简单易用的平台。

## 1.2 Arduino数字引脚和模拟引脚概述

Arduino板上有数字引脚和模拟引脚。数字引脚可以进行高低电平的输入输出，模拟引脚可以读取0到5V范围内的模拟输入信号。

## 1.3 数字输入输出原理简述

数字输入输出是Arduino控制外部设备的基本操作之一，通过设定引脚的电平状态，可以实现控制LED灯、按钮等外围设备的功能。数字输入输出是Arduino与外部世界互动的重要方式之一。

# 2. 准备工作及电路连接

在进行Arduino数字输入输出控制实验之前，我们需要进行一些准备工作，包括准备所需的材料清单、连接电路以及配置Arduino集成开发环境（IDE）。

### 2.1 所需材料清单

在开始实验之前，我们需要准备以下材料：
- Arduino Uno 或类似款式的Arduino板卡 x1
- 面包板 x1
- LED灯 x1
- 220Ω 电阻 x1
- 按钮开关 x1
- 连接线若干

### 2.2 电路连接示意图

接下来, 我们将LED灯和按钮连接到Arduino板卡上。请按照以下电路连接示意图进行连接：

Arduino数字引脚 ------  LED长脚（正极） ------  220Ώ电阻 ------  面包板列联点 ------  LED短脚（负极）
Arduino数字引脚 ------  按钮1端 ------  面包板列联点
按下按钮1端 ------ 按钮2端
按钮2端 ------ GND

### 2.3 Arduino IDE的安装和基本设置

在连接好电路后，我们需要前往Arduino官网下载并安装Arduino IDE。安装完成后，打开IDE并通过“工具”菜单设置相应的开发板（如Arduino Uno）、处理器和端口。

准备工作完成后，我们就可以开始进入LED灯控制和按钮输入的实验内容。

# 3. LED灯控制

LED灯是一种常见的电子元件，具有发光功能，被广泛应用于各种电子设备和装置中。在本章中，我们将介绍LED灯的原理，以及如何利用Arduino来控制LED灯的亮灭状态。

#### 3.1 LED灯的原理介绍

LED是Light Emitting Diode（发光二极管）的缩写，其工作原理是当正向电压施加到LED两端时，电子会与空穴结合，释放能量并发出光子，从而产生光线。LED灯具有低功耗、高亮度、长寿命等优点，广泛应用于各种场景。

#### 3.2 通过Arduino控制LED灯的方法

通过Arduino控制LED灯，主要是利用Arduino的数字输出功能，将数字引脚的电压高低状态控制在5V和0V之间，从而控制LED的亮灭状态。

#### 3.3 编写Arduino代码实