Arduino語言介紹

Arduino語言介紹

 

Arduino語言是創建在C/C++基礎上的，其基礎是C語言，Arduino語言只不過把AVR單片機（微控制器）相關的一些參數設置都函數化，不用咱們去了解他的底層，讓不瞭解AVR單片機（微控制器）的朋友也能輕鬆上手。

 

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基礎C語言

 

關鍵字：

• if              條件選擇語句
• if...else       條件選擇語句
• for             for 循環語句
• switch case     並行多分支選擇
• while           循環語句
• do... while     循環語句
• break           強制跳出循環
• continue        繼續   
• return          返回
• goto            無條件轉移 

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變量的做用範圍（做用域）：

    做用範圍與該變量在哪兒聲明有關，大體分爲以下兩種。

一、全局變量：若在程序開頭的聲明區或者是在沒有大括號限制的聲明區，所聲明的變量的做用域爲整個程序。

二、局部變量：若在大括號內的聲明區所聲明的變量，其做用域將受限於大括號。若在主程序與各函數中都聲明瞭相同名稱的變量，則離開主程序或函數，該變量將自動消失。

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語法符號：

• ;     每一個語句和數據定義的最後必須有一個分號，這個千萬不要漏寫了。
• {}    大括號內的內容是函數體，即{......}。
• / *  * /   C語言的註釋以 / * 開始,以 * / 結束，註釋能夠跟在指令以後，也能夠在獨立一行中。
• //   註釋也能夠用 「//」開頭，該符號右邊整行都是註釋。 

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賦值運算符：

• =     (指定)    例如：A=x    將x變量的值放入A變量；
• +=   （加入）   例如：B+=x  將B變量的值與x變量的值相加，其和放入B變量，與B=B+x相同。
• -=   （減去）   例如：C-=x  將C變量的值減去x變量的值，其差放入C變量，與C=C-x相同。
• *=   （乘入）   例如：D*=x  將D變量的值與x變量的值相乘，其積放入D變量，與D=D*x相同。
• /=   （除）     例如：E/=x  將E變量的值除以x變量的值，其商放入E變量，與E=E/x相同。
• %=   （取餘）   例如：F%=x  將F變量的值除以x變量的值，其他數放入F變量，與F=F%x相同。
• &=   （或運算） 例如：G&=x  將G變量的值與x變量的值相AND運算，其結果放入G變量，與G=G&x相同。
• |=    (或運算） 例如：H|=x  將H變量的值與x變量的值相OR運算，其結果放入H變量，與H=H|x相同。
• ^=    (互斥或)  例如：I^=x  將I變量的值與x變量的值相XOR運算，其結果放入I變量，與I=I^x相同。
• <<=   (左移)    例如：J<<=n  將J變量的值左移n位，與J=J<<n相同。
• >>=   (右移)    例如：K>>=n  將K變量的值右移n位，與K=K>>n相同。

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算數運算符：

• +     （加） 例如：A=x+y 將x與y變量的值相加，其和放入A變量；
• -     （減） 例如：B=x-y 將x變量的值減去y變量的值，其差放入B變量；
• *     （乘）例如：C=x*y 將x與y變量的值相乘，其積放入C變量；
• /     （除）例如：D=x/y 將x變量的值除以y變量的值，其商放入D變量；
• %    （取餘）例如：E=x%y 將x變量的值除以y變量的值，其他數放入E變量；

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關係運算符：

• ==   （相等）例如：x==y  比較x與y變量的值是否相等，相等則其結果爲1，不相等則爲0；
• !=   （不等）例如：x!=y  比較x與y變量的值是否相等，不相等則其結果爲1，相等則爲0；
• <   （小於）例如：x<y   若x變量的值小於y變量的值，其結果爲1，不然爲0；
• >    （大於）例如：x>y   若x變量的值大於y變量的值，其結果爲1，不然爲0;
• <=   (小等於)例如: x<=y  若x變量的值小等於y變量的值，其結果爲1，不然爲0;
• >=  （大等於)例如: x>=y  若x變量的值大等於y變量的值，其結果爲1，不然爲0;

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邏輯運算符：

• &&  （與運算） 
• 例（x>y）&&（y>z）若x變量的值大於y變量的值，且y變量的值大於z變量的值，則其結果爲1，不然爲0。
• ||  （或運算）
• 例（x>y)||（y>z）若x變量的值大於y變量的值，或y變量的值大於z變量的值，則其結果爲1，不然爲0。
• ！  （非運算）例 !(x>y)   若x變量的值大於y變量的值，則其結果爲0，不然爲1。

遞增/減運算符:

• ++     (加1)   例如：x++  將x變量的值加1；（在使用i以後，再使i值加1）
• --    （減1）  例如：x--  將x變量的值減1。（在使用i以後，再使i值減1）

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數據類型：

• char                         字符                            8bit
• unsigned char         無符號字符                  8bit                  
• int                            整數                            16bit
• unsigned int            無符號整數                  16bit
• long                        長整數                          32bit
• unsigned long         無符號長整數               32bit
• float                        浮點數                          32bit
• double                    雙倍精度浮點數            64bit
• array                      數組
• void                       無                                  0

    爲何要定義變量？定義變量就至關於給存儲地址取個名字。

數據類型轉換：

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

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常量：

• HIGH / LOW      表示數字IO口的電平，HIGH 表示高電平（1），LOW 表示低電平（0）。
• INPUT / OUTPUT  表示數字IO口的方向，INPUT 表示輸入（高阻態），OUTPUT  表示輸出（AVR能提供5V電壓 40mA電流）。
• true / false    true 表示真（1），false表示假（0）。 

以上爲基礎c語言的關鍵字和符號

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Arduino 語言

 

結構

• void setup()   初始化變量，管腳模式，調用庫函數等
• void loop()    連續執行函數內的語句

功能

數字 I/O

• pinMode(pin, mode)    數字IO口輸入輸出模式定義函數，pin表示爲0～13， mode表示爲INPUT或OUTPUT。
• digitalWrite(pin, value)    數字IO口輸出電平定義函數，pin表示爲0～13，value表示爲HIGH或LOW。好比定義HIGH能夠驅動LED。
• int digitalRead(pin)    數字IO口讀輸入電平函數，pin表示爲0～13，value表示爲HIGH或LOW。好比能夠讀數字傳感器。

模擬 I/O

• int analogRead(pin)    模擬IO口讀函數，pin表示爲0～5（Arduino Diecimila爲0～5，Arduino nano爲0～7）。好比能夠讀模擬傳感器（10位AD，0～5V表示爲0～1023）。
• analogWrite(pin, value) - PWM     數字IO口PWM輸出函數，Arduino數字IO口標註了PWM的IO口可以使用該函數，pin表示3, 5, 6, 9, 10, 11，value表示爲0～255。好比可用於電機PWM調速或音樂播放。

擴展 I/O

• shiftOut(dataPin, clockPin, bitOrder, value)    SPI外部IO擴展函數，一般使用帶SPI接口的74HC595作8個IO擴展，dataPin爲數據口，clockPin爲時鐘口，bitOrder爲數據傳輸方向（MSBFIRST高位在前，LSBFIRST低位在前），value表示所要傳送的數據（0～255），另外還須要一個IO口作74HC595的使能控制。
• unsigned long pulseIn(pin, value)    脈衝長度記錄函數，返回時間參數（us），pin表示爲0～13，value爲HIGH或LOW。好比value爲HIGH，那麼當pin輸入爲高電平時，開始計時，當pin輸入爲低電平時，中止計時，而後返回該時間。

時間函數

• unsigned long millis()   返回時間函數（單位ms），該函數是指，當程序運行就開始計時並返回記錄的參數，該參數溢出大概須要50天時間。
• delay(ms)                延時函數（單位ms）。
• delayMicroseconds(us)    延時函數（單位us）。

數學函數

• min(x, y)             求最小值
• max(x, y)             求最大值
• abs(x)                計算絕對值
• constrain(x, a, b)    約束函數，下限a，上限b，x必須在ab之間才能返回。
• map(value, fromLow, fromHigh, toLow, toHigh)    約束函數，value必須在fromLow與toLow之間和fromHigh與toHigh之間。
• pow(base, exponent)   開方函數，base的exponent次方。
• sq(x)                 平方
• sqrt(x)               開根號

三角函數

• sin(rad)
• cos(rad)
• tan(rad)

隨機數函數

• randomSeed(seed)        隨機數端口定義函數，seed表示讀模擬口analogRead(pin)函數 。
• long random(max)        隨機數函數，返回數據大於等於0，小於max。
• long random(min, max)   隨機數函數，返回數據大於等於min，小於max。

外部中斷函數

• attachInterrupt(interrupt, , mode)    外部中斷只能用到數字IO口2和3，interrupt表示中斷口初始0或1，表示一個功能函數，mode：LOW低電平中斷，CHANGE有變化就中斷，RISING上升沿中斷，FALLING 降低沿中斷。
• detachInterrupt(interrupt)    中斷開關，interrupt=1 開，interrupt=0 關。

中斷使能函數

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

串口收發函數

• Serial.begin(speed)       串口定義波特率函數，speed表示波特率，如9600，19200等。
• int Serial.available()    判斷緩衝器狀態。
• int Serial.read()         讀串口並返回收到參數。
• Serial.flush()            清空緩衝器。
• Serial.print(data)        串口輸出數據。
• Serial.println(data)      串口輸出數據並帶回車符。

 

Arduino語言庫文件

官方庫文件

• EEPROM         - EEPROM讀寫程序庫
• Ethernet       - 以太網控制器程序庫
• LiquidCrystal  - LCD控制程序庫
• Servo          - 舵機控制程序庫
• SoftwareSerial - 任何數字IO口模擬串口程序庫
• Stepper        - 步進電機控制程序庫
• Wire           - TWI/I2C總線程序庫
• Matrix         - LED矩陣控制程序庫
• Sprite         - LED矩陣圖象處理控制程序庫

非官方庫文件

• 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

 

以上庫文件都須要下載到編譯環境（以下目錄：arduino-0022\hardware\libraries）中才能使用。