实验2　触摸调光灯

光线过亮或过暗对人们的生活都是有害的，因此人们设计出可调节光线亮暗的灯，即调光灯，如多个开关控制的调光灯、电位器控制的调光灯、触摸调光灯等。触摸调光灯的使用方法是用手触摸灯的感应部位，灯自动点亮，多次触摸灯的感应部位，灯的亮度逐渐增强。触摸调光灯的突出优点是操作简单、性能可靠，能有效避免开关失控与调节失灵等故障现象的发生。

2.1　实验描述

运用触摸开关TTP223B控制多个LED逐个点亮，从而实现发光亮度的调节。触摸调光灯电原理图、电路板图、实物图、流程图如图2.1所示。

2.2　知识要点

（1）触摸开关TTP223B。

触摸开关TTP223B是基于TTP223B集成电路设计的电容式点动型触摸开关模块，该模块有3个引脚，分别是GND（接电源负极）、VCC（接电源正极）、IO（信号输出端口），工作电压为2.0～5.5V。在低功耗模式下，@VDD=3V，工作电流典型值为1.5μA，最长响应时间为220ms；在快速模式下，@VDD=3V，工作电流典型值为6.5μA，最长响应时间为60ms。在通常状态下，模块没有被触摸，输出低电平，工作模式为低功耗模式；当用手指触摸模块时，模块输出高电平，工作模式为快速模式，当模块在12s内没有再次被触摸时，工作模式转为低功耗模式。此种触摸开关广泛应用于日常消费性产品，用于取代机械按钮开关，具有非接触控制、防机械疲劳等优点。例如，将该模块安装在非金属材料（塑料、玻璃）表面的下方，可起到美化外观、隐藏按键的效果。

（2）Arduino Uno开发板模拟端口。

在Arduino Uno开发板上，A0～A5为6个模拟输入端口，分辨率为10bit，默认输入信号电压为0～5V。A0～A5也可作为普通数字输入/输出端口使用。

例1.语句val=analogRead（0）；表示读出模拟端口A0的值，赋给变量val，val=0～1023。

当模拟端口A0输入信号电压为0V时，val=0；当模拟端口A0输入信号电压为5V时，val=1023；当模拟端口A0输入信号电压为2.5V时，val=512；当模拟端口A0输入信号电压为1V时，val=204。

例2.语句pinMode（A0，OUTPUT）与语句pinMode（A3，INPUT）；用在void setup（）｛｝中，表示将模拟端口当作普通数字端口使用，可设置它们为输出或输入端口。

语句pinMode（A0，OUTPUT）表示设置模拟端口A0为输出模式。

语句pinMode（A3，INPUT）表示设置模拟端口A3为输入模式。

例3.语句val=digitalRead（A3）表示读取模拟端口A3的值，赋给变量val，val=0或1。

语句digitalWrite（A0，1）表示模拟端口A0输出高电平。

语句digitalWrite（A1，0）表示模拟端口A1输出低电平。

这两条语句用在void loop（）｛｝中，表示将模拟端口当作普通数字端口使用，设置端口的值为1或0，即输出高电平或低电平。

2.3　编程要点

语句if（val==1）　｛delay（500）；flag=（flag+1）%4；｝表示如果val=1，则说明模块被触摸，延时500ms，运行模式加1。

延时500ms的目的是避免模块被长时间触摸，机器快速且频繁地切换运行模式。

一开始，flag=0；第1次触摸模块，flag=（0+1）%4=1，1除以4，商为0，余数为1，即模为1；第2次触摸模块，flag=（1+1）%4=2，2除以4，商为0，余数为2，即模为2；第3次触摸模块，flag=（2+1）%4=3，3除以4，商为0，余数为3，即模为3；第4次触摸模块，flag=（3+1）%4=0，4除以4，商为1，余数为0，即模为0；第5次触摸模块，flag=（0+1）%4=1，1除以4，商为0，余数为1，即模为1；以此循环。结果是flag取值为0、1、2、3，共产生4种运行模式。

2.4　程序设计

（1）参考程序。

（2）实验结果。

代码上传成功后，将电路板AN02安装到Arduino Uno开发板上，并接通电源，LED均为熄灭状态，用手指触摸模块，第1次触摸，VD0点亮，此时LED点亮数量较少，因此亮度较弱；第2次触摸，VD0与VD1点亮，此时LED点亮数量较多，因此亮度较强；第3次触摸，LED均为点亮状态，此时LED点亮数量最多，因此亮度最强；第4次触摸，LED均为熄灭状态，以此循环。

2.5　拓展与挑战

代码上传成功后，将电路板AN02安装到Arduino Uno开发板上，并接通电源，LED均为熄灭状态，用手指触摸模块，第1次触摸，LED均为点亮状态；第2次触摸，VD0与VD1点亮，VD2熄灭；第3次触摸，VD0点亮，VD1与VD2熄灭；第4次触摸，LED均为熄灭状态，以此循环。