6.3 应用实践-Arduino编程基础

应用实践——Arduino编程基础Arduino语言通常我们说的Arduino语言，是指Arduino核心库文件提供的各种应用程序编程接口（ApplicationProgrammingInterface，简称API）的集合。这些API是对更底层的单片机支持库进行二次封装所形成的。传统开发方式中，需要理清楚每个寄存器的意义及之间的关系，然后通过配置多个寄存器来达到目的。而在Arduino中，使用了清楚明了的API替代繁杂的寄存器配置过程。Arduino语言代码pinMode(13,OUTPUT);digitalWrite(13,HIGH);pinMode(13,OUTPUT)即是设置引脚的模式，这里设定了13脚为输出模式；而digitalWrite(13,HIGH)是让13脚输出高电平数字信号。这些封装好的API，使得程序中的语句更容易被理解，我们不用理会单片机中繁杂的寄存器配置，就能直观的控制Arduino，增强程序的可读性的同时，也提高了开发效率。Arduino程序的基本结构Arduino程序的基本结构Arduino程序基本结构由setup()和loop()两个函数组成。Arduino控制器通电或复位后，即会开始执行setup()函数中的程序，该部分只会执行一次。通常我们会在setup()函数中完成Arduino的初始化设置，如配置I/O口状态，初始化串口等操作。在setup()函数中的程序执行完后，Arduino会接着执行loop()函数中的程序。loop()函数是一个循环，其中的程序会不断的重复运行。通常我们会在loop()函数中完成程序的主要功能，如驱动各种模块，采集数据等。特殊标点及符号Arduino语言运用了一些符号来描绘程序代码，例如，注释和程序部分。

；（分号）

Arduino每条指令（代码行）都以分号结束。这样的语法可以让你自由安排代码，甚至可以将两条指令放在同一行，只要你用一个分号把它们隔开就行了（然而，这样做会让你的程序代码更难以阅读）。

例如：

delay(100);大括号{}（大括号）

用来注释程序代码的分区。例如，当你为loop()函数编写代码时，必须把编码的前后用大括号括起来。

例如：

voidloop(){

serial.println(“TSRobot”);

}注释注释

这是Arduino程序编译中忽略的一部分，但是它有助于提醒你自己或别人这小段程序代码的功能。

在Arduino里有两种形式的注释。

//单行注释：这行会被忽略掉

/*多行注释：

你可以

在这里

写出

一整首诗

*/

常量常量

Arduino语言有一些特殊意义的关键字。

例如：

HIGH和LOW用来表示打开或关闭（高电平或者低电平）；

Arduino的一个引脚（pin），INPUT和OUTPUT用来设定某个特定引脚是输入接口还是输出接口；

True和False，像它们的字面意思一样；表示一个条件或一个运算是真还是假。

变量变量

变量保存在Arduino内存中，它可以用来保存数据，你可以应用这个变量的数据来计算或者将这个数据应用到程序中。变量在程序中是可以更改的。因为Arduino是一个非常简单的微处理器，所以当你声明一个变量时，还必须指定它的类型。这意味着告诉处理器为你所要存储的数据留出多大的空间。

变量范围有三个地方可以声明变量。它们是：•在函数或代码块内部，称为局部变量。•在函数参数的定义中，称为形式参数。•在所有函数之外，称为全局变量。局部变量在函数或代码块中声明的变量是局部变量。它们只能由该函数或代码块中的语句使用。局部变量不能在它们自己之外运行。全局变量全局变量在所有函数之外定义，通常位于程序的顶部。全局变量将在程序的整个生命周期中保持其价值。全局变量可以被任何函数访问。也就是说，一个全局变量可以在整个程序中声明后使用。字符串字符串用于存储文本。它们可用在LCD或ArduinoIDE串口监视器窗口中显示文本。字符串也可用于存储用户输入。例如，用户在连接到Arduino的键盘上键入的字符。字符串的定义方式有两种，一种是以字符型数组方式定义，char字符串名称[字符个数];另一种是使用String类型定义。String

字符串名称;数组array（数组）

数组就是通过索引存取的变量列表，它们用来建立数值的表格。例如，如果你想存储不同亮度的LED值，你固然可以创立6个变量，分别为light01、light02等，但更好的方法是用一个如下的数组intlight[6]={0,20,50,75,100,150};

变量类型Boolean（布尔）真，假char（字符）-128到127占用一字节

byte（字节）0-255一字节int（整型）-32768到32767两字节unsignedint（无符号整型）0-65535short（短整型）–32768到32767long（长整型）-2147483648到2417483647float（浮点型）占4个字节，很大double（双精度浮点型）占8个字节，非常大运算符运算符名称运算符简写描述例子赋值运算符

=将等号右侧的值存储在等号左边的变量中。A=B加号+两个操作数相加A+B将得出30

减号-从第一个操作数中减去第二个操作数A-B将得出-10

乘号*将两个操作数相乘A*B将得出200

除号/用分母除分子B/A将得出2

模数%模数运算符和整数除后的余数B%A将得出0运算符运算符名称运算符简写描述例子等于==检查两个操作数的值是否相等，如果相等，则条件为真（true）。(A==B)不为真不等于!=检查两个操作数的值是否相等，如果值不相等，则条件为真。(A!=B)为真小于<检查左操作数的值是否小于右操作数的值，如果是，则条件为真。(A<B)为真大于>检查左操作数的值是否大于右操作数的值，如果是，则条件为真。(A>B)不为真小于或等于<=检查左操作数的值是否小于或等于右操作数的值，如果是，则条件为真。(A<=B)为真大于或等于>=检查左操作数的值是否大于或等于右操作数的值，如果是，则条件为真。(A>=B)不为真运算符运算符名称运算符简写描述例子and（与）&&称为逻辑运算符与。如果两个操作数都是非零，那么条件为真。(A&&B)为真or（或）||称为逻辑运算符或。如果两个操作数中的任何一个是非零，则条件为真。(A||B)为真not（非）!称为逻辑运算符非。用于反转其操作数的逻辑状态。如果条件为真，则逻辑运算符非将为假。!(A&&B)为假位运算符运算符名称运算符简写描述例子and（与）&如果同时存在于两个操作数中，二进制AND运算符复制一位到结果中。(A&B)将得出12，即00001100or（或）|如果存在于任一操作数中，二进制OR运算符复制一位到结果中。(A|B)将得出61，即00111101xor（异或）^如果存在于其中一个操作数中但不同时存在于两个操作数中，二进制XOR运算符复制一位到结果中。(A^B)将得出49，即00110001not（非）~二进制NOT运算符是一元运算符，具有"翻转"位效果。(〜A)将得出-60，即11000011shiftleft（左移）

<<二进制左移运算符。左操作数的值向左移动右操作数指定的位数。A<<2将得出240，即11110000shiftright（右移）

>>二进制右移运算符。左操作数的值向右移动右操作数指定的位数。A>>2将得出15，即00001111复合运算符运算符名称运算符简写描述例子自增++自增运算符，将整数值增加1A++将得出11

自减--自减运算符，将整数值减1A--将得出9复合加

+=加且赋值运算符。把右边操作数加上左边操作数的结果赋值给左边操作数。B+=A等效于B=B+A复合减

-=减且赋值运算符。把左边操作数减去右边操作数的结果赋值给左边操作数。B-=A等效于B=B-A复合乘

*=乘且赋值运算符。把右边操作数乘以左边操作数的结果赋值给左边操作数。B*=A等价于B=B*A复合除

/=除且赋值运算符。把左边操作数除以右边操作数的结果赋值给左边操作数。B/=A等效于B=B/A复合模数

%=求模且赋值运算符。求两个操作数的模赋值给左边操作数B%=A等效于B=B%A复合按位或|=按位或且赋值运算符A|=2与A=A|

2相同复合按位与&=按位与且赋值运算符A&=2与A=A&

2相同时间函数Arduino提供四种不同的时间操作函数。序号函数和描述delay()函数delay()函数的工作方式非常简单。它接受单个整数（或数字）参数。此数字表示时间（以毫秒为单位）。delayMicroseconds()函数delayMicroseconds()函数接受单个整数（或数字）参数。一毫秒内有一千微秒，一秒内有一百万微秒。millis()函数此函数用于返回Arduino板开始运行当前程序时的毫秒数。micros()函数micros()