以Switch(Button)作為輸入端
我們也可以將Arduino的I / O引腳用作輸入。在本節中，我們會以按鈕用作輸入設備，當然也可以使用任何開關。
上拉和下拉
Arduino可以使用邏輯輸入：1 = 5v，0 = 0v。為了使按鈕輸出這些電壓，我們將使用上拉或下拉電阻。（圖1和2）
對於下拉電阻（圖1），我們將開關的一個分支連接到5v，另一分支通過一個電阻（在這種情況下為10kΩ）連接到地（0v）。連接電阻的支腳連接到Arduino的輸入引腳。
這樣，當未按下按鈕（且未連接2條支腳）時，輸入為0v，因為它通過電阻接地。按下按鈕時，輸入為5v，因為它通過開關直接連接到5v。按下按鈕時的電阻無關緊要，僅當不按下按鈕時確保輸入為0v。
上拉電阻（圖2）的工作原理完全相同，但是所有部分都被交換了：第一條腳通過電阻接地而不是5v，第二條腳通過電阻連接到5v（因此名稱為上拉電阻，因為它將其拉至5v）。輸入引腳仍與電阻側相連，但是現在，當不按下按鈕時該引腳為高電位，而當該開關閉合時該引腳變為低電位。
| 按鈕 | 邏輯狀態上拉 | 邏輯狀態下拉 |
| 放開 | 1 | 0 |
| 按下 | 0 | 1 |
現在，將帶有下拉電阻的按鈕連接到Arduino的引腳3，並將帶有上拉電阻的按鈕連接到引腳5。然後將兩個LED（及其相應的電阻）連接到引腳10和12。圖片3）
現在看範例button2。該程序僅讀取兩個輸入，並將輸出設置為讀取的兩個輪入端口。
只有兩行程式碼是新的，很明顯可以看出來：我們使用INPUT而不是OUTPUT常數將按鈕的引腳設置為輸入，而digitalRead（pin）函數僅返回給定輸入引腳的狀態。
digitalWrite(10,digitalRead(3));//這裏把OUTPUT改成由digitalRead(3)輸入引數狀態
注意：實際上不需要使用pinMode（pin，INPUT），因為Arduino上的所有引腳預設都是輸入，但是為了使代碼更具可讀性，通常還是這樣做。
上傳本程式碼後，按一下按鈕，您會看到狀態跟上面表反應相同：引腳12上的LED一直亮著，直到您按引腳5上的按鈕，這是因為它具有上拉電阻。
如果希望僅在按下按鈕時LED才點亮，則可以使用Boolean型非運算式判斷：這只是將“ true”更改為“ false”（或將1更改為0），反之亦然。在C ++（在Arduino IDE中）中，此運算符是感嘆號（！）。
digitalWrite（12，！digitalRead（5））;
內部上拉電阻
每次我們要使用普通開關時，如果必須使用額外的電阻和額外的電線，那將會非常不便的。這就是為什麼Arduino晶片的每個引腳上都有一個內置上拉電阻的原因。
有兩種方法可以啟用它們：
pinMode（pin，INPUT）; digitalWrite（pin，HIGH）;
pinMode（pin，INPUT_PULLUP）;
兩者俱有相同的效果，但是後一種效果更好，因為它更具可讀性。
注意：如果忘記使用pinMode（pin，OUTPUT），然後再使用digitalWrite（pin，HIGH），則將啟用上拉電阻，因為預設情況下所有引腳都設置為輸入。
現在連接沒有電阻的按鈕，只需連接到地面即可（如上圖所示）。
您可以看到我們不再需要使用Arduino的5v引腳了，假設我們要大規模生產成品，這種模式可以省下兩個電阻也會明顯降低生產成本。
範例button2-b。如您所見，我使用了兩種方式來啟用上拉電阻。另請注意，我使用了“非”運算符，因此按下按鈕時LED亮起。
小結
- 要將buttons和switches與Arduino一起使用，您必須使用上拉或下拉電阻。
- pinMode（pin，INPUT_PULLUP）; 啟用Arduino的內部上拉電阻。
digitalWrite（pin，HIGH）; 輸入引腳啟用內部上拉電阻。 - digitalRead（pin）返回輸入引腳1 = 5v，0 = 0v的狀態。
如果你使用帶有上拉電阻的按鈕（例如內部電阻），則1表示未按下該按鈕，0表示已按下。 - 你可以使用非運算符（！）交換1和0。例如，！digitalRead（pin）在未按下按鈕時返回0，在按下按鈕時返回1。
補充：直接端口操作（進階）
DigitalRead，digitalWrite和pinMode是好用且簡單的功能，但相對較慢。同樣，您不能完全同時打開或關閉2個引腳，也無法同時寫入8 bits用於同步通信。有時候，當您的記憶體不足時，這三個功能也可能佔用大量可用空間。
這些問題的解決方案是直接端口操作。Atmel晶片有一些（在大多數Arduinos上為3個）I / O引腳暫存器，這些bytes只是儲存了有關引腳是輸入還是輸出，設定為高還是低電位等信息的bytes。每個bytes中的bit對應Arduino上的I / O相對的引腳。
在Arduino Uno上，port D包含引腳0至7，port B的引腳是8至13而port C 是A0至A5。
晶片每個 port 都受三個暫存器控制，分別是 (x 代表 B, C, D)：
- DDRx：Data Direction Register：用來決定腳位是 INPUT 或 OUTPUT。（pinMode）
- PORTx：Port Data Register：用來控制腳位輸出訊號為 HIGH 或為 LOW，以及禁用或啟用輸入上拉電阻。（digitalWrite）
- PINx：Port Input Register：用來讀取腳位的輸入訊號。
在上圖中，您可以看到Arduino Uno 的整個引腳架構圖，埠口號位於引腳旁邊的黃色字段中。(圖片來源)
由於byte的每一個bit都代表一個引腳，因此以二進位表示法寫入值更加容易。您可以通過在數字前添加大寫字母B來實現此目的，例如B111是十進制的7（2 2 + 2 1 + 2 0）。
同樣，您可以使用前導0來使用八進位表示法，或者使用0x來表示十六進位表示法，但是在這種情況下，使用這兩種表示法實際上沒有任何意義。
在計算bits(進位)時，最右邊的 (least significant, LSB) bit為0，因此它對應於埠口的第一個引腳，而MSB（最高有效位）對應於埠口的第八個引腳。
一些例子：
將引腳7設置為輸出，並將引腳0-6設置為輸入：
DDRD = B10000000;
將（輸出）引腳7設置為高：
PORTD = B10000000;
在（輸入）引腳6上啟用內部上拉電阻器：
PORTD = B01000000;
讀取引腳0到7的狀態：
byte state = PIND;
但以這種方式使用可能會有一些問題：例如，在第二個範例中，引腳7設置為高電位，但埠口中的所有其他引腳均設置為零，無論它們先前的狀態如何。要一次只更改一個引腳，我們可以使用一些位元運算。
要設定一個高電位而不改變其他電位，可以使用位元運算子（|）。注意：這只是一個|，而boolean 運算子是||。位元運算表示分別應用設置於每一個bit。我們使用遮罩將右邊的bit設置為高：設定1為高的bit，其他bit設為0。
byte previousPORTD = PORTD；//讀取資料暫存器，並將其儲存在變數中 PORTD = previousPORTD | B10000000; //將第7個bit設置為high
如果遮罩中的一個bit為1，則該bit將在PORTD暫存器中設置為1；如果它為0，則將其值保留在以前的PORTD中。您可以在上面的圖片中查看真相表和一些案例。
要將bit設置為low，而不更改其他bit，可以使用位元運算子（＆）。注意：這只是一個＆，而boolean 運算子是&&。現在我們必須反轉遮罩：要設置為low的bit為0，所有其他bit為1。
byte previousPORTD = PORTD；//讀取data暫存器，並將其儲存在變數中 PORTD = previousPORTD＆B01111111; //將第7個bit設置為low
這種表示法很好用，但我們可以使其更具可讀性。不用寫一個完整的二進位數作為遮罩，我們可以使用左移位元運算子（<<）。它是將所有數字向左移動給定數量的位置。例如：1 << 2 = B100，B101 << 1 = B1010，依此類推。這也是計算2的次方的簡單方法：1 << 7 = B10000000 = 128 = 2 7
我們將使用它來建立遮罩：例如，遮罩 B10000000可以寫為1 << 7，現在您可以輕鬆地看到它是暫存器中的第八個引腳，而不必計算0。
為了建立反遮罩，對於反向標記，我們可以使用位元非運算子（〜）反轉每個位：B01111111可以寫為〜（1 << 7）。（見圖片）
如果只想翻轉一位或多位，則可以使用互斥運算子。（xor，^）。如果輸入bit之一為1，則返回1；如果兩個bit輸入相同，則返回0。
byte previousPORTD = PORTD；//讀取data暫存器，並將其儲存在變數中 PORTD = previousPORTD ^ B10000000;//翻轉第7個bit
我們可以使用複合運算子來縮小代碼：x = x + 1; 可以寫成x + = 1; 例如。位元運算子也是如此。我們不再需要臨時變數。
PORTD | = 1 << 7; //將第7bit設置為high
PORTD＆=〜（1 << 7）; //將第7bit設置為low
PORTD ^ = 1 << 7; //翻轉第7bit
例如，要從輸入暫存器中獲取一個特定的bit，可以使用bitRead（byte，bit）函數：
boolean state = bitRead（PIND，6）; //讀取port D的第6引腳的狀態
您可以使用一些基本數學來達到相同的結果：
boolean state =（PIND >> 6）％2; //讀取port D的第6引腳的狀態
這使用了右移（>>）和餘數運算子（％）：>>與<<相同，但方向相反。例如，如果PIND為B10101010，則PIND >> 6 = B10，則它將截斷最後6位（二進位）數字。現在，我們要檢查的bit是最右邊的bit。取餘給你一個除法的餘數，例如10％3 = 1，因為3 * 3 + 1 = 10，5％6 = 5，因為0 * 6 + 5 = 5，23％8 = 7，因為2 * 8 + 7=23。如果x為偶數，x％2將為您提供0，如果x為奇數，則將為您提供1。用二進位表示法，偶數的最後一個bit（最右邊的bit）為0，奇數的最後一個bit為1。因此，如果我們只想知道二進制數的最後一個bit，則可以使用x％ 2。
僅獲得一個數字的另一種方法是使用條件運算子 (？: )
boolean state =（PIND＆（1 << 6））== 0？0：1; //讀取port D的第6引腳的狀態
PIND＆（1 << 6）僅保留PIND的第6個bit，所有其他數字均為0。例如，如果PIND為B10101010，則PIND＆（1 << 6）= B00000000，如果PIND為B01010101，則PIND ＆（1 << 6）= B01000000。從這些示例中，您可以看到如果bit 6為0，則結果為零。因此，如果測試此結果是否== 0，我們將知道bit 6的狀態。使用條件運算子：condition？resultIfTrue：resultIfFalse；如果條件為true，則運算子將返回resultIfTrue；如果為false，則將返回resultIfFalse。
注意兼容性：port-to-pin的對映匹配取決於晶片。意思是如果使用另一個Arduino，則必須更改程序。對於個人使用來說，這並不是什麼大問題，但是如果您正在為團體編寫程序或程式庫或要在網上共享，則應考慮到這一點。
