Arduino语言介绍

时间:2022-10-03 00:11:28

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。


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

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。


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。 

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。

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;

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;

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)

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()

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


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。