My_Arduino(1)基础入门篇

这里主要是依托Simon Monk著的《Aruduino编程从零开始》，更多的是对其中出现过的内置函数语法的简单说明，同时在数据结构存储篇稍微详细的进行了总结，本博文内容不包含该书的第九章与第十章的内容，仅对其他章节进行学习说明(因为第十一章内容涉及C++同时书中也是简写，这里只是简单的写出了书中写的例子，一个简单的库，没有过多的写)。

这里给出该书的PDF版的下载地址：（等审核通过了再补上吧。。。）

以下为该书中出现的内置函数：

Serial.begin(9600);

初始化串口通信，并将波特率设置为9600

  Serial.available();

函数返回缓冲区等待读取的数据的字节数，若无，返回0.

Serial.read();

读取一个Byte的数据;

digitalRead（pin）

读取数字引脚的HIGH或LOW
返回值：HIGH 或 LOW

analogWrite（pin，x)

x的参数范围为0-255，0为关闭，255为全功率。

analogRead(pin)

介绍：从指定的模拟引脚读取值。
Arduino主板有6个通道（Mini和Nano有8个，Mega有16个），10位AD（模数）转换器。
这意味着输入电压0-5伏对应0-1023的整数值。这就是说读取精度为：5伏/1024个单位，约等于每个单位0.049伏（4.9毫伏）。
输入范围和进度可以通过analogReference()进行修改。
pin：读取的模拟输入引脚号（大多数主板是0-5，Mini和Nano是0-7，Mega是0-15）
返回值：整数型 int（0到1023）
注：如果模拟输入引脚没有连接到任何地方，analogRead()的返回值也会因为某些因素而波动（如其他模拟输入，你的手与主板靠的太近）

 random(max) 
 random(min, max)

min - 随机数的最小值，随机数将包含此值。（此参数可选）
max - 随机数的最大值，随机数不包含此值。（数据类型为long ）
注：配合以randomSeed()设定的种子输出指定范围的整数伪随机数

bitRead（要被操作的数，要被操作数的第几位）

返回值：被操作数的第几位。

bitWrite(操作的数，第几位，位的值）

返回值：把操作数的第几位改为位的值后的数。

tone（针脚，声音的频率，声音的长度（可选））

若不写第三个参数，则声音会一直响下去。
介绍：让针脚发出声音

notone(针脚)

让针脚停止发出声音

shiftOut(位需要发送到的针脚，被用作时钟的针脚号（每发送一位后触发一次），MSBFRIST(LSBFRIST),发送数据的字节数)

第三个参数用来决定位是从最小的开始发送还是从最大的。

attachInterrupt（interrupt，function，mode）中断函数

第一个参数指定你想要使用哪个中断（0意味着使用D2，1意味着使用D3）
第二个参数是中断是被调用的函数名。
第三个参数是常量CHANGE、RISING、FALLING、LOW中的一个
注：interrupts（）函数与noInterrupts（）函数分别负责打开与关闭总中断，这两个函数均为无返回值函数，无参数。
注：LOW（低电平触发）、CHANGE（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）

数据存储

把数据存储在闪存中：

PROGMEM（）（需要#include <avr/pgmspace.h>）（本方法只适用于AVR为核心的arduino 现在并不懂这句话的意思。。。）难
注：需要确保使用特殊的PROGMEM可以支持的数据类型（并不包括char的字符串））
引用：使用PROGMEM在flash中存储数据：https://www.arduino.cn/thread-7781-1-1.html

把数据存储在EEPROM中：

（#include <EEPROM.h>）
写入方法：EEPROM.write(address, value)
第一个参数为EEPROM中的内存地址：数值在0-1023
第二个参数是需要在这个地址写入的数据，只能有一个字节。

写入整数

因为EEPROM每次只能读写一个字节，所以存储2个字节的整数将有些难度：
补充：
lowByte(x)
介绍：提取一个变量（例如一个字）的低位（最右边）字节。
返回：x是任何类型的值，返回byte
highByte(x)
介绍：提取一个字节的高位（最左边的），或一个更长的字节的第二低位。
返回：x是任何类型的值，返回byte
eg：

int x = 1234;
EEPROM.write(0,highByte(x));
EEPROM.write(1,lowByte(x));

则：
写入整数的原理

若想把该整数从EEPROM中读取出来，需要这样：

byte high = EEPROM.read(0);
byte low = EEPROM.read(1);
int x = (high << 8 ) + low;

补充：
x << num 或者 x>> num
其中<<左运算符，表示使左运算元中的某些位移动右运算元中的指定位数。
其中>>右运算符，表示使左运算元中的某些位移动右运算元中的指定位数。

写入浮点数

在EEPROM中存储浮点数（union）使用C语言中的共用体
共用体：就是一个多个变量的结构同时使用一块内存区域，区域的取值大小为该结构中长度最大的变量的值

eg：

//定义一个共用体convert
union data
{
    float f;
    int i;

}convert;

然后可以用下面的方法再union中放置一个浮点数：

float f = 1.23;
convert.f = f;

然后就可以像下面一样把一个整数拆成2字节，并存储到EEPROM

EEPROM.write(0,highByte(convert.i));
EEPROM.write(1,highByte(convert.i));

当想要重新读取浮点数的时候，需要先把2字节组装成一个单独的整数，然后将整数放入union作为浮点数读取出来：

byte high = EEPROM.read(0);
byte low = EEPROM.read(1);
convert.i = (high << 8 ) + low;
float f = convert.f;

（也可以通过union来吧float分为四个字节，byte a[4],读者可以自行尝试。）

在EEPROM中存储字符串

读写字符串相对简单，只需要每次写入一个字符。。
写：

char *a = "Hello World!";
int i=0;
while(a[i]!='\0'){
   EEPROM.write(i,a[i]);
   i++;
}

读：

char a[20];
int i = 0;
char ch;
ch = EEPROM.read(i);
while(ch != '\0' && i < 20){
   a[i] = ch;
   ch = EEPROM.read(i):
   i++;
}

清除EEPROM的内容

即便你上传新的sketch也不会清空EEPROM，仍会在EEPROM中遗留数据，这里给出可以将EEPROM的数据清空为0的代码：
书中的sketch 8-03：

#include <avr/eeprom.h>

void setup() 
{
  Serial.begin(9600);
  int i1 = 123;
  eeprom_write_block(&i1, 0, 2);
  int i2 = 0;
  eeprom_read_block(&i2, 0, 2);
  Serial.println(i2);
}

void loop() 
{
}

注：
1.EEPROM的同一位置只能被读写10W次，之后将变得不可靠。
2.EEPROM很慢，3ms才能写入1字节。

压缩：
当存储空间不太够用的时候，就需要用最有效的办法来表示数据。

eg：
你想要把 float类型的20.25存储到EEPROM中，若此时只使用1字节，将会节省空间。这个时候你可以采用的方法是，在存储之前改变数据
因为一个字节可以存储一个0-255之间的整数，故有两种办法：

int x = (int)20.25;//进行强制类型转换,这种办法只能保留住整数部分，造成精度缺失。
int x = 20.25 * 4；//这时将存储进EEPROM的数是原来数字的四倍，当我们读取的时候需要除以4倍，这种方法不失精度，但是注意数据范围。
当想要读取数据的时候：
float y = (float)(x) / 4;
其他压缩数据的方法：
若要记录变化很慢的度数，例如温度，可以先全分辨率的存储第一个温度值，然后每次只记录w温度相对于前一个值的变化值，变化值一般比较小，占据更少的字节数。

C++编写类

一个类包含俩文件：拓展名为.h的头文件,和实现文件功能的.cpp文件
保存位置：Windows下我的文档\arduino\libraies(libraies文件夹是放置所有库的地方)下新建文件夹
写一个简单的灯闪烁的类：
1.位置

2.文件夹内部

文件夹内
.h文件的代码

//灯闪库
//注意，书中给的是#include “WProgram.h” ，需要换为#include "Arduino.h"
#include "Arduino.h"

class Flasher
{//类分为了共有和私有
    public://共有部分看起来像函数开头，被称为方法，只能被作为类的一部分使用，不能单独使用。
    Flasher(int pin,int duration);
    void flash(int times);
    private://私有部分包含俩个变量的定义，每当你创建一个Flasher类的对象的时候，必须包含这俩个变量。
        //使得在新的对象中可以记住针脚和日期。
        //变量称为成员变量，都以下划线开头（另外一种命名方法是以小写m开头）
        int _pin;
        int _d;

};

方法被称为构建函数，可以通过他来创建一个新的Flasher对象在Sketch中使用：
Flasher slowFlasher（13，500）；//将创建一个新的被称为slowFlasher的Flasher，可以以500ms为周期在D13针脚上闪烁。
头文件只定义了类看起来什么样，仍需要一个实现文件去做真正的工作

.cpp文件的代码

//注意，书中给的是#include “WProgram.h” ，需要换为#include "Arduino.h"
#include "Arduino.h"
#include "Flasher.h"


Flasher::Flasher(int pin, int duration)
{
    pinMode(pin,OUTPUT);
    _pin = pin;
    _d = duration / 2;
}

void Flasher::flash(int times)//Flasher::作前缀。表明方法都属于Flasher类
{
    for (int i = 0;i<times;i++)
    {
        digitalWrite(_pin,HIGH);
        delay(_d);
        digitalWrite(_pin,LOW);
        delay(_d);
    }
}

完成k库后，仍需要在Flasher”文件夹内创建一个名为“keyword.txt”的文件，文件只有俩行：

Flasher KEYWORD1
flash KEYWORD2

（俩列中空格数量不重要，但每个关键字必须另起一行）
最后添加范例即可（这里不再说明添加方法）。

写在最后的小零碎

小知识：

有些针脚上写的有：PWM 表示脉冲宽度调制，旨在控制输出的功率，通过快速地开关输出实现

小技巧：

1.数字输入的常见用途是检测某个开关是否被关闭。
2.digitalWrite(inputPin,HIGH); 开打input阵脚内部的上拉电阻
3.消除抖动的方法：在检测到第一次按钮按下之后加上一个延迟
4.D2和D3针脚可以附加中断。若这俩个针脚作为输入使用，通过某种特殊的方式收到信号的时候，arduino处理器会停止正在做的任何事情并执行中断的函数

注意：

LED_BUILTIN的常量值为 D13
1，模式名必须大写。
2.数字输入只给一个0或1表开关，模拟输入可以给你0-1023之间的值，值的大小取决于模拟输入针脚上的电压。
3.如果想学在电脑上写接口与arduino对话，可以学processing