3.7 光敏电阻
前面的实践都是在对数字I/O的操作以及PWM输出，本节会通过一个光敏电阻的练习来学习模拟输入。
我们所使用的微控制器是数字芯片，其数字I/O口只能有两种状态：高电平或低电平，出现中间状态芯片是不识别或无法输出的。其中PWM输出，尽管在程序中用analogWrite()这样的函数，但实际上也还是一种数字的输出。
这里要使用的I/O模拟输入功能，其实是通过ADC的电路，将环境中获取的模拟量（连续值），通常是电压值转化成一个数字量，该数值与电压值成正比例关系。
- 基本原理
光敏电阻是一种将光信号转换成电信号的半导体元器件，如图3-29所示。在没有光线的情况下，电阻值很高，而当受到光照时，电阻值会下降。光照愈强，阻值愈低。光敏电阻跟普通电阻一样，没有极性，交流或直流都能使用。
在晚上没有光线时，光敏电阻的阻值在几兆欧左右，而在白天强光照射的情况下，其电阻值下降至几百欧到几千欧。如图3-30所示，光线越强，光敏电阻和固定电阻总的电阻越小，电流增大，使得定值电阻两端电压增大，而光敏电阻两端电压减小。可见光敏电阻两端的电压可以直接反映光线强度，即两端电压越高，光线越弱。所以我们可以认为，如果测到的电压高于某个值，就说明天黑了；而低于某个值，说明天亮了。通过这样的方式来模拟一个自动的路灯。
- 具体步骤
硬件清单
硬 件 名 称 数 量 功 能
Microduino-Core 1 核心控制板
Microduino-USBTTL 1 下载程序，串口通信
USB数据线 1 连接计算机和USB串口设备
光敏电阻 1 感应光的强度
220Ω的电阻 2 限流，保护LED
LED 1 发光二极管
面包板 1 万能连接板
导线 若干 连接电子元器件
根据上面提供的硬件清单准备好多种元器件，然后根据连接示意图搭建电路，如
图3-31所示。
程序清单
/* 功能描述：
* 用光敏电阻感应周围环境光的强度，根据检测到的数值与参考值作比较，判断是白天
* 还是黑夜
*
* 引脚映射：
* D13 --> LED
* A0 --> 光敏电阻
*/
int ledPin = 13;
int rPin = A0;
int ref =600; //光线强度参考值，此处数值要略大于所测得的数据但小于灯光下的数据
void setup ()
{
Serial.begin(115200); //初始化串口通信，设置115?200波特率
pinMode(ledPin,OUTPUT); //将D13引脚设置为输出
}
void loop()
{
int n = analogRead(rPin); //读取光敏电阻的电压，读到的数值为0～1023
Serial.println(n);
if (n>= ref ) //对光线强度进行判断，如果高于参考值，则点亮LED，否则关闭
digitalWrite(ledPin,HIGH);
else
digitalWrite(ledPin,LOW);
delay(1000);
}程序中用于判断的参考值是一个经验值，可以根据实际情况在程序中修改该参考值。当然，另一种可选的方案是，将外部的固定电阻换成一个100KΩ的可调电阻，同样可以用来调节开关灯的阈值。
将程序清单中的源代码输入Arduino IDE中，并编译下载到控制板芯片中。
- 观察现象
当用灯照着光敏电阻时，即模拟白天时，LED是熄灭的；而当用遮盖物罩住光敏电阻时，即模拟晚上，LED是点亮的。