Arduino语法快速入门

关于这篇文章，我主要也是一个新手，今天中午看到一篇很好的文章，对我入门有着很大的帮助，让我对Arduino开发有了一定的认识，花了两个小时消化了一遍，已经迫不及待的想去练练手了，所以决定把他转载过来，也方便我日后作为参考。
原文章地址：https://blog.csdn.net/as480133937/article/details/105322822

Arduino结构

Arduino软件结构包括两个主要函数：

Setup()函数初始化变量，管脚模式，调用库函数等

Loop()函数连续循环执行loop函数内的程序bash

void setup()
{
  // 在这里加入你的setup代码，它只会运行一次：
}
 
void loop() 
{
  // 在这里加入你的loop代码,它会不断重复运行：
}

在程序开始时使用，Arduino控制器通电或复位后，，程序启动时会调用 **setup()**函数。使用它来初始化变量，引脚模式，启用库等。setup函数只能在Arduino板的每次上电或复位后运行一次。

在setup（）函数之后，即初始化之后，loop（）让你的程序循环地被执行。使用它来运转Arduino。连续执行函数内的语句，这部份的程式会一直重复的被执行，直到Arduino 板子被关闭。

Arduino I/O函数

数字 I/O

pinMode()函数

bash

pinMode(pin,mode);  //定义引脚的模式

数字IO口输入输出模式定义函数，将接口定义为输入或输出接口
pinMode()函数用于将特定引脚配置为输入或输出。可以使用INPUT_PULLUP模式启用内部上拉电阻。此外，INPUT模式显式禁止内部上拉。

pin - 你希望设置模式的引脚的编号 0～13

mode - INPUT(输入模式)，OUTPUT(输出模式)或INPUT_PULLUP(内部上拉输入)。
范例：bash

　pinMode（7，INPUT）; // 将脚位 7 设定为输入模式
　pinMode（1，INPUT）;//将脚位1设定为输入模式
　pinMode（2，INPUT）;//将脚位2设定为输入模式
　pinMode（3，INPUT）;//将脚位3设定为输入模式

引脚配置为INPUT

Arduino引脚默认配置为输入，输入模式下，由外部器件向Arduino对于引脚输入电平，和数据，Arduino识别电平及数据，进行相应的处理。

引脚配置为OUTPUT

引脚配置为输出模式，Arduino引脚向其他电路提供大量的电流。Arduino引脚可以向其他器件/电路提供（提供正电流）或吸收（提供负电流）高达40mA（毫安）的电流。这是足以点亮LED或者运行许多传感器的电流（不要忘记串联电阻），但不足以运行继电器，螺线管或电机。

上拉电阻

上拉就是将不确定的信号通过一个电阻钳位在高电平，电阻同时起限流作用，增强输出引脚的驱动能力，提高芯片输入信号的噪声容限，增强抗干扰能力。

也就是默认状态下io为高电平，下拉电阻与此同理。

digitalWrite()函数

bash

digitalWrite(pin,value);  //定义引脚的电平

pin：你希望设置模式的引脚的编号 0～13
value ：表示为HIGH(高电平)或LOW(低电平)
HIGH为5V（或3.3V在3.3V板上），LOW为0V（接地）

数字IO口输出电平定义函数，将数字接口值至高或低、开或关，即digitalWrite（接口名称， HIGH或LOW）。但脚位必须先透过pinMode明示为输入或输出模式digitalWrite才能生效。比如定义HIGH可以驱动LED。

范例：bash

digitalWrite（8，HIGH）; //将脚位 8设定输出高电位

digitalRead函数

引脚电平读取函数bash

int digitalRead（pin）

数字IO口读输入电平函数，读出数字接口的值比如可以读数字传感器。当感测到脚位处于高电位时时回传HIGH，否则回传LOW。

范例：bash

val = digitalRead（7）; // 读出脚位 7 的值并指定给 val

模拟 I/O

analogRead()函数

bash

　int analogRead（pin）

pin 要读取的模拟输入引脚的编号（Arduino Diecimila为0～5，Arduino nano为0～7 Mega上为0至15）

模拟IO口读函数，从指定的模拟接口读取值，Arduino对该模拟值进行10-bit的数字转换。此函数返回0到1023之间的数字，表示0到5伏特之间的电压。例如，如果施加到编号0的引脚的电压为2.5V，则analogRead(0)返回512。

通过使用**analogRead()**函数，我们可以读取施加到其中一个引脚的电压。比如可以读模拟传感器（10位AD，0～5V表示为0～1023）。

范例：bash

val = analogRead（2）; //读出类比脚位 2 的值并赋值给 val

analogWrite函数

bash

analogWrite（pin， value）;

数字IO口PWM输出函数，给一个接口写入模拟值（PWM波）改变PWM脚位的输出电压值可用于电机PWM调速或音乐播放。

pin：对于 ATmega168芯片的Arduino（包括Mini或BT），该函数可以工作于 3， 5， 6， 9， 10和 11号接口

value表示为0～255

例如：输出电压2.5伏特（V），该值大约是128。

范例：bash

　analogWrite（9，128）; // 输出电压约2.5伏特（V）;

扩展 I/O

shiftOut函数

bash

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，把资料传给用来延伸数位输出的暂存器，此函式通常使用在延伸数位的输出。函式使用一个脚位表示资料、一个脚位表示时脉。dataPin为数据口，clockPin为时钟口，bitOrder用来表示位元间移动的方式，为数据传输方向（MSBFIRST高位在前，LSBFIRST低位在前），value会以byte形式输出，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。

范例：bash

shiftOut（dataPin， clockPin， LSBFIRST， 255）;

pulseIn()函数

bash

unsigned long pulseIn（pin， value）;

脉冲长度记录函数，设定读取脚位状态的持续时间，返回时间参数（us），例如使用红外线、加速度感测器测得某一项数值时，在时间单位内不会改变状态。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。

范例：bash

time = pulsein（7，HIGH）; // 设定脚位7的状态在时间单位内保持为HIGH

Arduino 时间函数

delay（ms）延时函数

delay（ms）延时函数bash

delay (ms) ;

delay（ms）延时函数（单位ms），延时一段时间，暂停晶片执行多少毫秒。

delay（1000）为一秒。

范例：bash

//LED闪烁实验
void loop() {
   digitalWrite(ledPin, HIGH); // 打开LED灯
   delay(1000); // 延时1秒钟
   digitalWrite(ledPin, LOW); // 关闭LED灯
   delay(1000); // 延时1秒钟
}

delayMicroseconds()函数

bash

delayMicroseconds (us) ;

us 是要暂停的微秒数（无符号整型）。
延时函数（单位us）暂停晶片执行多少微秒

delayMicroseconds()函数接受单个整数（或数字）参数。此数字表示时间，以微秒为单位。一毫秒内有一千微秒，一秒内有一百万微秒

目前，可以产生精确延迟的最大值是16383

范例：bash

delayMicroseconds（1000）; //暂停1豪秒

millis（）函数

bash

unsigned long millis（）

返回时间函数（单位ms），回传晶片开始执行到目前的毫秒，此函数用于返回Arduino板开始运行当前程序时的毫秒数，该参数溢出大概需要50天时间。

范例：bash

void loop() { 
   Serial.print("Time:");  //延时1S计算运行时间
   time = millis();  
   delay(1000); 
}

micros()函数

bash

micros () ;

micros()函数返回Arduino板开始运行当前程序时的微秒数。该数字在大约70分钟后溢出，即回到零。在16 MHz Arduino板（例如Duemilanove和Nano）上，此函数的分辨率为4微秒（即返回值总是4的倍数）。在8 MHz Arduino板（例如LilyPad）上，此函数的分辨率为8微秒。

范例：bash

void loop() { 
   Serial.print("Time:");  //延时1S计算运行时间
   time = micros();  
   delay(1000); 
}

Arduino数学函数

Arduino数学库(math.h)包含了许多用于操作浮点数的有用的数学函数。

min（x， y）

求最小值，回传两数之间较小者

范例：bash

val = min（10，20）; // val=10

max（x， y）

求最大值，回传两数之间较大者

范例：bash

val = max（10，20）; // val=20

abs（x）

计算绝对值，回传该数的绝对值

范例：bash

val = abs（-5）; // val=5

constrain（x， a， b）

约束函数，下限a，上限b，判断x变数位于a与b之间的状态。

x若小于a回传a；

介于a与b之间回传x本身；

大于b回传b

范例：bash

val = constrain（i， 0， 255）; // 将i的值赋值给val 并且i的取值为0~255

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。将value变数依照fromLow与fromHigh范围，对等转换至toLow与toHigh范围。时常使用于读取类比讯号，转换至程式所需要的范围值。

范例：bash

val = map（analogRead（0），0，1023，100， 200）; // 将analog0 所读取到的讯号0~1023对等转换至100，200之间的数值。

pow（base， exponent）

开方函数，base的exponent次方。回传一个数（base）的指数（exponent）值。

范例：bash

double x = pow（y， 32）; // 设定x为y的32次方

sq（x）平方

平方函数，返回x的平方值

范例：bash

val=sq(2);  //val等于2的平方

sqrt（x）开根号

回传double型态的取平方根值。
范例：bash

double val = sqrt（1138）; // 回传1138平方根的近似值 33.73425674438

double log (double __x)

log()函数返回参数x的自然对数。
范例：bash

double val = log(2);

double round (double __x)

round()函数将x四舍五入到最近的整数，但中间情况不舍入到0（不是到最近的偶数整数）。不可能会溢出。

范例：bash

double val = round(5.6); //val=6

Arduino三角函数

Arduino提供了传统的三角函数（sin，cos，tan，asin，acos，atan）

bash

double sin(double x); //返回x弧度的正弦
double cos(double y); //返回y弧度的余弦
double tan(double x); //返回x弧度的正切
double acos(double x); //返回A，对应于cos（A）=x的角度
double asin(double x); //返回A，与sin（A）=x相对应的角度
double atan(double x); //返回A，与tan（A）=x相对应的角度

范例：bash

double sine = sin（2）; // 近似值 0.90929737091
double cosine = cos（2）; //近似值-0.41614685058
double tangent = tan（2）; //近似值-2.18503975868

Arduino 随机数函数

randomSeed（）函数

randomSeed（seed）

随机数端口定义函数，seed表示读模拟口analogRead（pin）函数

randomSeed(seed)函数重置Arduino的伪随机数生成器

虽然random()返回的数字的分布本质上是随机的，但是顺序是可预测的。所以如果需要一个真正的乱数，可以呼叫此函式重新设定产生乱数种子。你可以使用乱数当作乱数的种子，以确保数字以随机的方式出现，通常会使用类比输入当作乱数种子，藉此可以产生与环境有关的乱数（例如：无线电波、宇宙雷射线、电话和萤光灯发出的电磁波等）。
范例：bash

randomSeed(analogRead(5)); //使用来自模拟管脚5的噪声随机化

random()函数

long random(min, max)

随机数函数，返回数据大于等于min，小于max。

long random(max)

返回数据大于等于0，小于max。

范例：bash

long randnum = random（11）; // 回传 0 -10之间的数字
long randnum = random（0， 100）; // 回传0 – 99 之间的数字

Arduino外部中断函数

中断：**

中断（interrupt）停止Arduino的当前工作，以便可以完成一些其他工作。

什么是中断

CPU在处理某一事件A时，发生了另一事件B请求CPU迅速去处理（中断发生）；
CPU暂时中断当前的工作，转去处理事件B（中断响应和中断服务）；
待CPU将事件B处理完毕后，再回到原来事件A被中断的地方继续处理事件A（中断返回），这一过程称为中断。

通俗点说：你正在家里做家务，突然有人来找你，打断了你的进程，在你们交谈完之后，你就又回去继续进行你的家务活，这其中被打断的过程，就叫做中断，而在中断结束之后，你则会继续进行本来应该做的事情

中断是一种使CPU中止正在执行的程序而转去处理特殊事件的操作，这些引起中断的事件称为中断源，它们可能是来自外设的输入输出请求，也可能是计算机的一些异常事故或其它内部原因。

中断可以来自各种来源。在这种情况下，我们使用的是由数字引脚上的状态改变触发的硬件中断

大多数Arduino设计有两个硬件中断（称为“interrupt0”和“interrupt1”）分别硬连接到数字I/O引脚2和3。

Arduino Mega有六个硬件中断，包括引脚21，20，19和18上的附加中断（“interrupt2”到“interrupt5”）。

你可以定义该程序并指定上升沿，下降沿或两者的条件。在这些特定条件下，将处理中断。

中断类型

硬件中断 - 它们响应外部事件而发生，例如外部中断引脚变为高电平或低电平。

软件中断 - 它们响应于在软件中发送的指令而发生。“Arduino语言”支持的唯一类型的中断是attachInterrupt()函数。

attachInterrupt()函数

attachInterrupt（interrupt，function，mode）

interrupt：中断源（在Arduino中，中断源可选值为0或1，一般分别对应2号和3号引脚）

function：需要中断的函数名bash

mode：
LOW（低电平触发）
CHANGE（在引脚电平变化时触发）
RISING（低电平变为高电平触发）
FALLING（高电平变为低电平触发）

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()函数

detachInterrupt（interrupt）

中断开关函数，interrupt=1 开，interrupt=0 关。

范例：bash

detachInterrupt（1）//打开中断

中断使能函数

interrupts（）// 使能中断

noInterrupts（） //禁止中断

Arduino串口收发函数

Arduino Uno R3开发板上，硬件串口位于Rx(0)和Tx(1)引脚上，Arduino的USB口通过转换芯片与这两个引脚连接。该转换芯片会通过USB接口在PC机上虚拟出一个用于Arduino通讯的串口，我们下载程序也是通过串口进行的。

Serial.begin（speed）

串口定义波特率函数，设置串行每秒传输数据的速率（波特率），可以指定Arduino从电脑交换讯息的速率，通常置于setup()函数中。

原型：

Serial.begin(speed)

Serial.begin(speed, config)
参数：
speed：波特率，一般取值9600,115200等。在同计算机通讯时，使用下面这些值：300， 1200， 2400， 4800， 9600， 14400， 19200， 28800， 38400， 57600或 115200 bps（每秒位元组）

config：设置数据位、校验位和停止位。默认SERIAL_8N1表示8个数据位，无校验位，1个停止位。

返回值：无。
范例：bash

Serial.begin（9600）

Serial.end()

描述：禁止串口传输。此时串口Rx和Tx可以作为数字IO引脚使用。

原型：Serial.end()

参数：无。

返回值：无。

Serial.print()

描述：串口输出数据，写入字符数据到串口。

原型：

Serial.print(val)

Serial.print(val, format)

参数：

val：打印的值，任意数据类型。

config：输出的数据格式。BIN(二进制)、OCT(八进制)、DEC(十进制)、HEX(十六进制)。对于浮点数，此参数指定要使用的小数位数。

范例：bash

Serial.print（75）; // 列印出 “75”
Serial.print（75， DEC）; //列印出 “75”
Serial.print（75， HEX）; // “4B” （75 的十六进位）
Serial.print（75， OCT）; // “113” （75 in的八进位）
Serial.print（75， BIN）; // “1001011” （75的二进位）
Serial.print（75， BYTE）; // “K” （以byte进行传送，显示以ASCII编码方式）
Serial.print(1.23456, 0) 得到 “1”
Serial.print(1.23456, 2) 得到 “1.23”
Serial.print(1.23456, 4) 得到 “1.2346”
Serial.print(‘N’) 得到 “N”
Serial.print(“Hello world.”) 得到 “Hello world.”
返回值：返回写入的字节数。

Serial.println()

描述：串口输出数据并换行。

原型：

Serial.println(val)

Serial.println(val, format)

参数：

val：打印的值，任意数据类型。

config：输出的数据格式。

返回值：返回写入的字节数。

Serial.available()

描述：判断串口缓冲区的状态，返回从串口缓冲区读取的字节数。

原型：Serial.available()

参数：无。

返回值：可读取的字节数, 如果回传值是0代表所有序列埠上资料都已经被read（）函式读取。
范例：bash

int count = Serial.available（）;

Serial.read()

描述：读取串口数据，一次读一个字符，读完后删除已读数据。

原型：Serial.read()

参数：无。

返回值：返回串口缓存中第一个可读字节，当没有可读数据时返回-1，整数类型。
范例：bash

int data = Serial.read（）;

Serial.readBytes()

描述：从串口读取指定长度的字符到缓存数组。

原型：Serial.readBytes(buffer, length)

参数：

buffer：缓存变量。

length：设定的读取长度。

返回值：返回存入缓存的字符数。

Serial.flush（）

描述：清空缓冲器。有时候因为资料速度太快，超过程式处理资料的速度，你可以使用此函式清除缓冲区内的资料。经过此函式可以确保缓冲区（buffer）内的资料都是最新的。

原型：Serial.flush（）;

参数：无

返回值：无
范例：bash

Serial.flush（）;

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

Arduino 内部集成电路I2C

内部集成电路（I2C）是用于微控制器和新一代专用集成电路之间的串行数据交换系统。当它们之间的距离很短（接收器和发射器通常在同一个印刷电路板上）时使用。通过两根导线建立连接。一个用于数据传输，另一个用于同步（时钟信号）。

Arduino板的I2C引脚

I2C总线由两个信号组成 - SCL和SDA。SCL是时钟信号，SDA是数据信号。当前总线主机总是产生时钟信号。一些从设备可能迫使时钟低电平以延迟主设备发送更多数据（或者在主设备尝试将数据写出之前请求更多的时间来准备数据）。这被称为“时钟伸展”。

以下是不同Arduino板的引脚：

Uno, Pro Mini A4 (SDA), A5 (SCL)

Mega, Due 20 (SDA), 21 (SCL)

Leonardo, Yun 2 (SDA), 3 (SCL)

Arduino I2C

我们有两种模式 - 主代码和从代码 - 使用I2C连接两个Arduino板。它们是：

Master Transmitter / Slave Receiver 主发射器/从接收器

Master Receiver / Slave Transmitter 主接收器/从发射器

主发射器/从接收器

让我们现在看看什么是主发送器和从接收器。

主发射器

以下函数用于初始化Wire库，并将I2C总线作为主器件或从器件加入。这通常只被调用一次。

Wire.begin(地址) - 在我们的例子中，地址是7位从地址，因为未指定主机，它将作为主机加入总线。

Wire.beginTransmission(地址) - 开始向给定地址的I2C从设备发送数据。

Wire.write(值) - 用于从主设备传输到从设备的队列字节（在beginTransmission()和endTransmission()之间的调用）。

Wire.endTransmission() - 结束由beginTransmission()开始的对从设备的传输，并传输由wire.write()排队的字节。

从接收器

使用以下函数：

Wire.begin(地址) - 地址是7位从地址。

Wire.onReceive(收到的数据处理程序) - 当从设备从主设备接收数据时调用的函数。

Wire.available() - 返回Wire.read()可用于检索的字节数，应在Wire.onReceive()处理程序中调用。

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Arduino结构

Arduino I/O函数

数字 I/O

pinMode()函数

引脚配置为INPUT

引脚配置为OUTPUT

上拉电阻

digitalWrite()函数

digitalRead函数

模拟 I/O

analogRead()函数

analogWrite函数

扩展 I/O

shiftOut函数

pulseIn()函数

Arduino 时间函数

delay（ms） 延时函数

delayMicroseconds()函数

millis（）函数

micros()函数

Arduino数学函数

min（x， y）

max（x， y）

abs（x）

constrain（x， a， b）

map（value， fromLow， fromHigh， toLow， toHigh）

pow（base， exponent）

sq（x） 平方

sqrt（x） 开根号

double log (double __x)

double round (double __x)

Arduino三角函数

Arduino提供了传统的三角函数（sin，cos，tan，asin，acos，atan）

Arduino 随机数函数

randomSeed（）函数

random()函数

Arduino外部中断函数

什么是中断

中断类型

attachInterrupt()函数

detachInterrupt()函数

Arduino串口收发函数

Serial.begin（speed）

Serial.end()

Serial.print()

Serial.println()

Serial.available()

Serial.read()

Serial.readBytes()

Serial.flush（）

Arduino语言库文件

官方库文件

Arduino 内部集成电路I2C

Arduino板的I2C引脚

Arduino I2C

主发射器/从接收器

主发射器

从接收器

浏览器最强插件油猴使用

Arduino LCD1602A液晶_I2C使用及常见bug解析

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sq（x）平方

sqrt（x）开根号