项目19 流 水 灯
LED是发光二极管的简称，流水灯就是多个LED按顺序点
亮，反复循环。本项目设计8个指示灯，也可更多个，可随意设计。
项目意义就是控制多个发光二极管按顺序点亮，学习多个端口
编程控制技术。控制多个LED指示灯是控制常用技术，也是学
习控制技术的入门项目。该项目的主要知识点就是怎样对CPU
的多个输入输出端口进行编程控制。
Pbrzw.indd 39 2024/9/14 14:54:19 

Python 
编程入门（下）


任务19.1 流水灯硬件拼装


如何实现LED 流水灯，只是在单个LED 灯的基础上增加到8 个LED 灯，
利用Arduino 主板上的8 个引脚，每一个引脚控制一个LED。
本项目使用引脚2~9，首先进行8 个指示灯硬件设计。

1 . 流水灯CAD 原理图设计
打开CAD 软件，在主界面中分别可放置ATMEGA328P-PN 、8 个LED 
灯、+5V 电源、GND 各器件。器件放置完后，再放置导线，保存文件，命
名为“流水灯”，设计后的电路图如图19-1 所示。

图19-1 流水灯电路图
本项目使用ATMEGA328P-PN 芯片，主板中标注的2~9 对应芯片的
PD2~PD7、PB0~PB1，由于部分连线较长，软件采用放置网络端口的方法
解决这一问题。放置方法如下。一是采用主菜单，二是使用工具条。使用主
菜单时，选择“放置”→“网络端口”命令，在选择项目中可分别放置“输
40 
Pbrzw.indd 40 
2024/9/14 14:54:20 


入”“输出”“双向”3 种端口，这就要根据电路功能选择放置端口类型。对
于控制指示灯亮暗而言，CPU 就为“输出”端，另外一端为“输入”端，
如图19-1 所示。注意：网络端口标号要标注一致。相同网络的名字相同。

2. 硬件组装调试
设计好原理图后，一般要同时设计好印制电路板，也叫PCB，做PCB 
有专门的厂家，价格较贵，一般用多功能面包板替代，准备好需要的器件，
就可在面包板上连接电路。

（1）所需电子元件。
除主板+ 面包板外，还需8 只LED 灯，若干彩色面包板上的连接线，8 
只220
. 
电阻，其规格数量和外形如表19-1 所示。

表19-1 器件规格、数量和外形

器件规格数量外形
彩色连接线—若干
LED 5mm 8 
电阻器220Ω8 
（2）硬件连接。
在项目的硬件基础上，再加7 个发光二极管和7 个电阻，用线连接好。
数据口线为2~9，一共8 个端口。注意：绿色线为数字口，蓝色线为模拟
口，红色线为电源（VCC），黑色线为GND，白色线可随意搭配，使用面包
板上其他孔也可以，只要元件和线的连接顺序与原理图保持一致即可。确保
LED 连接正确，LED 长脚为+，即VCC；短脚为–，即GND。完成连接后，
给 Arduino 接上USB 数据线并供电，准备下载程序。

（3）硬件调试。
制作好电路后，要对电路进行检查，一般用电压注入法，用一根导线将
2~9 一共8 个端口连接到电源负极（地），若此时发光二极管亮，说明硬件
没有问题。

Pbrzw.indd 41 

41 
2024/9/14 14:54:20 

42 
Python编程入门（下）
任务19.2 LED 流水灯编程控制
设计好电路图和用电子元器件制作好电路后，测试也没有问题，下一步
就进行编程控制，在编程之前要对指令进行了解。
1 . 指令
本次任务练习对多个引脚的数字量控制，没有新增指令，对引脚进行写
入数字量（0 或1）操作，使用write_digital（）指令，延时指令以及初始化
操作相关指令在之前的项目中均有学习。
2 . 代码编写
主板卡上的引脚0~13 初始状态为低电平输出（0），在设计外接控制电
路时有两种设计方法：①一般设计为低电平有效（亮），与初始一致，这样
初始上电后指示灯就亮。②有些特殊电路需要设计为上电后不动作，这时外
电路要设计为高电平有效。
本项目的电路是第①种设计，为了观察到指示灯点亮过程，首先对8 个
控制引脚初始化（置1），让指示灯全部熄灭，以便后续观察运行结果。需
要注意的是，这种初始化过程会出现一上电后LED 灯闪动一下，若是控制
电机，一上电后电机会振动一下，这是不允许的。
按照电路设计，使用引脚2~9 进行控制。为方便标记，在初始化时对
各引脚分别命名为D2，D3，…，D9，单向顺序点亮即按照D2，D3，…，
D9 的顺序点亮。
初始化完成后，主循环内首先编写单个LED 灯闪烁（引脚2），测试成功，
再复制引脚2 控制代码，并修改引脚编号，完成全部代码编写，如图19-2 
所示。
逐行检查代码，连接Arduino 主板，单击“运行”按钮，8 个LED 灯按
顺序点亮，并循环执行，直到单击“停止”按钮结束循环。
Pbrzw.indd 42 2024/9/14 14:54:20 

项目19 流水灯
43 
图19-2 代码编写
3 . 流水灯程序调试
程序测试不成功会有很多原因，如语法错误、操作不当、电路错误等，
下面介绍几种可能的测试不成功的情况。
（1）程序上传失败。即可能同时打开了多个程序，并存在重复通信的情
况，需关闭其他程序，再次连接需测试的程序。
（2）程序上传成功后，没有达到预定效果。检查主板数字标号或程序数
字引脚设置是否重复或错误。本程序是用主板上的标号2~9，程序数字引脚
号也要从2~9。
Pbrzw.indd 43 2024/9/14 14:54:20 

Python 
编程入门（下）


任务19.3 扩展阅读：LED 灯带


LED 灯带是指把LED 组装在带状的FPC（柔性线路板）或PCB 硬板上，
因其产品形状像一条带子而得名。因为其使用寿命长（一般寿命在8~10 万
小时），又非常节能和绿色环保而逐渐在各种装饰行业中崭露头角。

1 . 分类
LED 灯带常规分为柔性LED 灯带和LED 硬灯条两种，一般也包含用线
材连接线路板上的LED 老式灯带，如扁三线5.3W/m、扁四线6.58W/m、扁
五线8.65W/m 灯带等。

（1）柔性LED 灯带是采用FPC 做组装线路板，用贴片LED 进行组装，
使产品的厚度仅为0.1cm，不占空间；普遍规格有30cm 长18 颗LED、25 
颗LED 以及50cm 长15 颗LED、25 颗LED、30 颗LED 等，还有60cm、
80cm 等不同的规格，并且可以随意剪断，也可以任意延长而发光不受影响。
而FPC 材质柔软，可以任意弯曲、折叠、卷绕，可在三维空间随意移动及
伸缩而不会折断，适合于不规则和狭小的地方使用，也因其可以任意弯曲和
卷绕，适合在广告装饰中任意组合各种图案。
（2）LED 硬灯条是用PCB 硬板做组装线路板，LED 有用贴片LED 进
行组装的，也有用直插LED 进行组装的，视需要不同而采用不同的元件。
硬灯条的优点是比较容易固定，加工和安装都比较方便；缺点是不能随意弯
曲，不适合不规则的地方。硬灯条用贴片LED 的有18 颗LED、25 颗LED、
30 颗LED、36 颗LED、50 颗LED 等多种规格；用直插LED 的有18 颗、
25 颗、36 颗、58 颗等不同规格，有正面的也有侧面的，侧面发光的又叫作
长城灯条。


2 . 鉴别质量方式
44 
Pbrzw.indd 44 
LED 灯带市场良莠不齐，正规厂家产品和“山寨”厂家产品价格差别


2024/9/14 14:54:20 


很大。如果从专业技术上来鉴别LED 灯带的质量，恐怕很多人都不具备这
个能力。主要可从以下几方面来鉴别LED 灯带质量。

（1）看焊点。正规的LED 灯带生产商生产的LED 灯带是采用SMT 贴
片工艺，用锡膏和回流焊生产的。因此，LED 灯带上的焊点比较光滑而且
焊锡量不会多，焊点呈圆弧状从FPC 焊盘处往LED 电极处延伸。
（2）看FPC 质量。FPC 分敷铜和压延铜两种，敷铜板的铜箔是凸出来
的，细看的话能从焊盘与FPC 的连接处看出来。而压延铜是密切和FPC 连
为一体的，可以任意弯折而不会出现焊盘脱落现象。敷铜板如果弯折过多就
会出现焊盘脱落，维修时温度过高也会造成焊盘脱落。
（3）看LED 灯带表面的清洁度。采用SMT 工艺生产的LED 灯带，其
表面的清洁度非常好，看不到什么杂质和污渍。采用手焊工艺生产的“山寨
版”LED 灯带，其表面不管如何清洗，都会残留污渍和清洗的痕迹。
（4）看包装。正规的LED 灯带会采用防静电卷料盘包装，5m 一卷或
者是10m 一卷，包装外面再采用防静电防潮包装袋密封。“山寨版”的LED 
灯带采用回收卷料盘，没有防静电防潮包装袋，仔细看卷料盘能看出外表有
清除标签时留下的痕迹和划痕。
（5）看标签。正规的LED 灯带包装袋和卷料盘上面都会有印刷标签，
不是打印标签。
（6）看附件。正规的LED 灯带会在包装箱里附带使用说明和灯带规格
书，同时还会配备LED 灯带连接器或者是卡座；而“山寨版”的LED 灯带
包装箱里则没有这些附件，因为这些厂家希望节省成本。
任务19.4 总结及评价


自主评价式地展示，说一说制作单个LED 灯闪动的全过程，包括介绍

所用每个电子元器件的功能，电子CAD 使用方法和步骤，每条指令的作用

和使用方法，最终展示自己制作的流水灯作品。

Pbrzw.indd 45 


45 
2024/9/14 14:54:20 

46 
Python编程入门（下）
（1）集体讨论
①若输出端口高电平有效（亮）电路如何修改？提示：最好加一个反相
器或三极管驱动。
②若输出端口高电平有效（亮）程序如何修改？
（2）思考与练习
①当硬件与程序引脚号不一致时，在电子CAD 中将电路修改完成。
②自己设计一种花样，编写程序并调试成功。
练习题程序参考：先读懂程序，再运行程序，再修改程序。
Pbrzw.indd 46 2024/9/14 14:54:21 

项目19 流水灯
47 
Pbrzw.indd 47 2024/9/14 14:54:21 

48 
Python编程入门（下）
（3）项目19 已完成，在表19-2 中画☆，最多画3 个☆。
表19-2 项目19 评价表
评价描述评价结果
会使用电子CAD 完成本次项目电路设计和绘制
能编写流水灯LED 并测试成功
能说出端口高电平有效和低电平有效在控制上的不同
能自己设计出其他LED 点亮方式
Pbrzw.indd 48 2024/9/14 14:54:21