Arduino语言介绍

Arduino语言介绍

Arduino语言是建立在C/C++基础上的，其基础是C语言，Arduino语言只不过把AVR单片机（微控制器）相关的一些参数设置都函数化，不用我们去了解他的底层，让不了解AVR单片机（微控制器）的朋友也能轻松上手。

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基础C语言

关键字：

• if              条件选择语句
• if...else       条件选择语句
• for             for 循环语句
• switch case     并行多分支选择
• while           循环语句
• do... while     循环语句
• break           强制跳出循环
• continue        继续
• return          返回
• goto            无条件转移

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变量的作用范围（作用域）：

作用范围与该变量在哪儿声明有关，大致分为如下两种。

1、全局变量：若在程序开头的声明区或者是在没有大括号限制的声明区，所声明的变量的作用域为整个程序。

2、局部变量：若在大括号内的声明区所声明的变量，其作用域将受限于大括号。若在主程序与各函数中都声明了相同名称的变量，则离开主程序或函数，该变量将自动消失。

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语法符号：

• ;     每个语句和数据定义的最后必须有一个分号，这个千万不要漏写了。
• {}    大括号内的内容是函数体，即{......}。
• / *  * /   C语言的注释以 / * 开始,以 * / 结束，注释可以跟在指令之后，也可以在独立一行中。
• //   注释也可以用 “//”开头，该符号右边整行都是注释。 

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赋值运算符：

• =     (指定)    例如：A=x    将x变量的值放入A变量；
• +=   （加入）   例如：B+=x  将B变量的值与x变量的值相加，其和放入B变量，与B=B+x相同。
• -=   （减去）   例如：C-=x  将C变量的值减去x变量的值，其差放入C变量，与C=C-x相同。
• *=   （乘入）   例如：D*=x  将D变量的值与x变量的值相乘，其积放入D变量，与D=D*x相同。
• /=   （除）     例如：E/=x  将E变量的值除以x变量的值，其商放入E变量，与E=E/x相同。
• %=   （取余）   例如：F%=x  将F变量的值除以x变量的值，其余数放入F变量，与F=F%x相同。
• &=   （或运算） 例如：G&=x  将G变量的值与x变量的值相AND运算，其结果放入G变量，与G=G&x相同。
• |=    (或运算） 例如：H|=x  将H变量的值与x变量的值相OR运算，其结果放入H变量，与H=H|x相同。
• ^=    (互斥或)  例如：I^=x  将I变量的值与x变量的值相XOR运算，其结果放入I变量，与I=I^x相同。
• <<=   (左移)    例如：J<<=n  将J变量的值左移n位，与J=J<<n相同。
• >>=   (右移)    例如：K>>=n  将K变量的值右移n位，与K=K>>n相同。

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算数运算符：

• +     （加） 例如：A=x+y 将x与y变量的值相加，其和放入A变量；
• -     （减） 例如：B=x-y 将x变量的值减去y变量的值，其差放入B变量；
• *     （乘）例如：C=x*y 将x与y变量的值相乘，其积放入C变量；
• /     （除）例如：D=x/y 将x变量的值除以y变量的值，其商放入D变量；
• %    （取余）例如：E=x%y 将x变量的值除以y变量的值，其余数放入E变量；

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关系运算符：

• ==   （相等）例如：x==y  比较x与y变量的值是否相等，相等则其结果为1，不相等则为0；
• !=   （不等）例如：x!=y  比较x与y变量的值是否相等，不相等则其结果为1，相等则为0；
• <   （小于）例如：x<y   若x变量的值小于y变量的值，其结果为1，否则为0；
• >    （大于）例如：x>y   若x变量的值大于y变量的值，其结果为1，否则为0;
• <=   (小等于)例如: x<=y  若x变量的值小等于y变量的值，其结果为1，否则为0;
• >=  （大等于)例如: x>=y  若x变量的值大等于y变量的值，其结果为1，否则为0;

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逻辑运算符：

• &&  （与运算）
• 例（x>y）&&（y>z）若x变量的值大于y变量的值，且y变量的值大于z变量的值，则其结果为1，否则为0。
• ||  （或运算）
• 例（x>y)||（y>z）若x变量的值大于y变量的值，或y变量的值大于z变量的值，则其结果为1，否则为0。
• ！  （非运算）例 !(x>y)   若x变量的值大于y变量的值，则其结果为0，否则为1。

递增/减运算符:

• ++     (加1)   例如：x++  将x变量的值加1；（在使用i之后，再使i值加1）
• --    （减1）  例如：x--  将x变量的值减1。（在使用i之后，再使i值减1）

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数据类型：

• char                         字符                            8bit
• unsigned char         无符号字符                  8bit
• int                            整数                            16bit
• unsigned int            无符号整数                  16bit
• long                        长整数                          32bit
• unsigned long         无符号长整数               32bit
• float                        浮点数                          32bit
• double                    双倍精度浮点数            64bit
• array                      数组
• void                       无                                  0

为什么要定义变量？定义变量就相当于给存储地址取个名字。

数据类型转换：

• char()
• byte()
• int()
• long()
• float()

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常量：

• HIGH / LOW      表示数字IO口的电平，HIGH 表示高电平（1），LOW 表示低电平（0）。
• INPUT / OUTPUT  表示数字IO口的方向，INPUT 表示输入（高阻态），OUTPUT  表示输出（AVR能提供5V电压 40mA电流）。
• true / false    true 表示真（1），false表示假（0）。

以上为基础c语言的关键字和符号

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Arduino 语言

结构

• void setup()   初始化变量，管脚模式，调用库函数等
• void loop()    连续执行函数内的语句

功能

数字 I/O

• pinMode(pin, mode)    数字IO口输入输出模式定义函数，pin表示为0～13， mode表示为INPUT或OUTPUT。
• digitalWrite(pin, value)    数字IO口输出电平定义函数，pin表示为0～13，value表示为HIGH或LOW。比如定义HIGH可以驱动LED。
• int digitalRead(pin)    数字IO口读输入电平函数，pin表示为0～13，value表示为HIGH或LOW。比如可以读数字传感器。

模拟 I/O

• int analogRead(pin)    模拟IO口读函数，pin表示为0～5（Arduino Diecimila为0～5，Arduino nano为0～7）。比如可以读模拟传感器（10位AD，0～5V表示为0～1023）。
• analogWrite(pin, value) - PWM     数字IO口PWM输出函数，Arduino数字IO口标注了PWM的IO口可使用该函数，pin表示3, 5, 6, 9, 10, 11，value表示为0～255。比如可用于电机PWM调速或音乐播放。

扩展 I/O

• shiftOut(dataPin, clockPin, bitOrder, value)    SPI外部IO扩展函数，通常使用带SPI接口的74HC595做8个IO扩展，dataPin为数据口，clockPin为时钟口，bitOrder为数据传输方向（MSBFIRST高位在前，LSBFIRST低位在前），value表示所要传送的数据（0～255），另外还需要一个IO口做74HC595的使能控制。
• unsigned long pulseIn(pin, value)    脉冲长度记录函数，返回时间参数（us），pin表示为0～13，value为HIGH或LOW。比如value为HIGH，那么当pin输入为高电平时，开始计时，当pin输入为低电平时，停止计时，然后返回该时间。

时间函数

• unsigned long millis()   返回时间函数（单位ms），该函数是指，当程序运行就开始计时并返回记录的参数，该参数溢出大概需要50天时间。
• delay(ms)                延时函数（单位ms）。
• delayMicroseconds(us)    延时函数（单位us）。

数学函数

• min(x, y)             求最小值
• max(x, y)             求最大值
• abs(x)                计算绝对值
• constrain(x, a, b)    约束函数，下限a，上限b，x必须在ab之间才能返回。
• map(value, fromLow, fromHigh, toLow, toHigh)    约束函数，value必须在fromLow与toLow之间和fromHigh与toHigh之间。
• pow(base, exponent)   开方函数，base的exponent次方。
• sq(x)                 平方
• sqrt(x)               开根号

三角函数

• sin(rad)
• cos(rad)
• tan(rad)

随机数函数

• randomSeed(seed)        随机数端口定义函数，seed表示读模拟口analogRead(pin)函数 。
• long random(max)        随机数函数，返回数据大于等于0，小于max。
• long random(min, max)   随机数函数，返回数据大于等于min，小于max。

外部中断函数

• attachInterrupt(interrupt, , mode)    外部中断只能用到数字IO口2和3，interrupt表示中断口初始0或1，表示一个功能函数，mode：LOW低电平中断，CHANGE有变化就中断，RISING上升沿中断，FALLING 下降沿中断。
• detachInterrupt(interrupt)    中断开关，interrupt=1 开，interrupt=0 关。

中断使能函数

• interrupts()        使能中断
• noInterrupts()      禁止中断

串口收发函数

• Serial.begin(speed)       串口定义波特率函数，speed表示波特率，如9600，19200等。
• int Serial.available()    判断缓冲器状态。
• int Serial.read()         读串口并返回收到参数。
• Serial.flush()            清空缓冲器。
• Serial.print(data)        串口输出数据。
• Serial.println(data)      串口输出数据并带回车符。

Arduino语言库文件

官方库文件

• EEPROM         - EEPROM读写程序库
• Ethernet       - 以太网控制器程序库
• LiquidCrystal  - LCD控制程序库
• Servo          - 舵机控制程序库
• SoftwareSerial - 任何数字IO口模拟串口程序库
• Stepper        - 步进电机控制程序库
• Wire           - TWI/I2C总线程序库
• Matrix         - LED矩阵控制程序库
• Sprite         - LED矩阵图象处理控制程序库

非官方库文件

• DateTime   - a library for keeping track of the current date and time in software.
• Debounce   - for reading noisy digital inputs (e.g. from buttons)
• Firmata    - for communicating with applications on the computer using a standard serial protocol.
• GLCD       - graphics routines for LCD based on the KS0108 or equivalent chipset.
• LCD        - control LCDs (using 8 data lines)
• LCD 4 Bit  - control LCDs (using 4 data lines)
• LedControl - for controlling LED matrices or seven-segment displays with a MAX7221 or MAX7219.
• LedControl - an alternative to the Matrix library for driving multiple LEDs with Maxim chips.
• Messenger  - for processing text-based messages from the computer
• Metro      - help you time actions at regular intervals
• MsTimer2   - uses the timer 2 interrupt to trigger an action every N milliseconds.
• OneWire    - control devices (from Dallas Semiconductor) that use the One Wire protocol.
• PS2Keyboard - read characters from a PS2 keyboard.
• Servo      - provides software support for Servo motors on any pins.
• Servotimer1 - provides hardware support for Servo motors on pins 9 and 10
• Simple Message System  - send messages between Arduino and the computer
• SSerial2Mobile  - send text messages or emails using a cell phone (via AT commands over software serial)
• TextString     - handle strings
• TLC5940        - 16 channel 12 bit PWM controller.
• X10            - Sending X10 signals over AC power lines

 

以上库文件都需要下载到编译环境（如下目录：arduino-0022\hardware\libraries）中才能使用。