前言
提示:以下是本篇文章正文内容
一、程序结构
在 Arduino 中, 标准的程序入口 main 函数在内部被定义, 用户只需要关心以下两个函数: loop() 和setup()
1.setup()
当 Arduino 板起动时 setup()函数会被调用。用它来初始化变量,引脚模式,开始使用某个库。该函数在 Arduino 板的每次上电和复位时只运行一次
2.loop()
在创建 setup 函数,该函数初始化和设置初始值, loop()函数所做的事,连续循环,允许你的程序改变状态和响应事件。可以用它来实时控制 arduino 板
二、常量宏定义
#define HIGH 0x1 高电平
#define LOW 0x0 低电平
#define INPUT 0x0 输入
#define OUTPUT 0x1 输出
#define true 0x1 真
#define false 0x0 假
#define PI 3.14159265 PI.
#define HALF_PI 1.57079 二分之一 PI
#define TWO_PI 6.283185 二倍 PI
#define DEG_TO_RAD 0.01745329 弧度转角度
#define RAD_TO_DEG 57.2957786 角度转弧度
三、数字 I/O
1.pinMode()
void pinMode (uint8_t pin, uint8_t mode)
设置引脚模式,配置引脚为输出或输出模式
pin:引脚编号
mode: INPUT, OUTPUT, 或 INPUT_PULLUP
点亮LED,连接到13引脚
int ledPin = 13; // LED connected to digital pin 13
void setup()
{
pinMode(ledPin, OUTPUT); // sets the digital pin as output
}
void loop()
{
digitalWrite(ledPin, HIGH); // sets the LED on
delay(1000); // waits for a second
digitalWrite(ledPin, LOW); // sets the LED off
delay(1000); // waits for a second
}
注:模拟引脚也可以当作数字引脚使用, 编号为 14(对应模拟引脚 0)到 19(对应模拟引脚 5)
2.digitalWrite()
void digitalWrite (uint8_t pin, uint8_t value)
设置引脚的高低电平, 在写引脚之前, 需要将引脚设置为 OUTPUT模式
value :HIGH 或 LOW
3.digitalRead()
int digitalRead (uint8_t pin)
读取引脚的高低电平,在读引脚之前, 需要将引脚设置为INPUT模式
注:如果引脚没有链接到任何地方, 那么将随机返回 HIGH 或 LOW
通过7号引脚的高低电平控制LED的亮灭
int ledPin = 13; // LED connected to digital pin 13
int inPin = 7; // pushbutton connected to digital pin 7
int val = 0; // variable to store the read value
void setup()
{
pinMode(ledPin, OUTPUT); // sets the digital pin 13 as output
pinMode(inPin, INPUT); // sets the digital pin 7 as input
}
void loop()
{
val = digitalRead(inPin); // read the input pin
digitalWrite(ledPin, val); // sets the LED to the button's value
}
四、模拟 I/O
1.analogRead()
int analogRead (uint8_t pin)
读模拟引脚, 返回[0-1023]之间的值. 每读一次需要花 1 微妙的时间
2.analogReference()
void analogReference (uint8_t type)
配置模式引脚的参考电压,可通过 AREF 引脚获取参考电压
函数 analogRead 在读取模拟值之后, 将根据参考电压将 模拟值转换到[0,1023]区间
type: 参考类型(DEFAULT/INTERNAL/EXTERNAL)
DEFAULT : 默认 5V
INTERNAL: 低功耗模式
ATmega168:1.1V
ATmega8 :2.56V
EXTERNAL: 扩展模式
3.analogWrite()
void analogWrite (uint8_t pin, int value)
设置模拟引脚的值
value 0 到 255 之间的值, 0 对应 off, 255 对应 on
用模拟中(PWM)写一个呼吸灯
int ledPin = 9; // LED connected to digital pin 9
int analogPin = 3; // potentiometer connected to analog pin 3
int val = 0; // variable to store the read value
void setup()
{
pinMode(ledPin, OUTPUT); // sets the pin as output
}
void loop()
{
val = analogRead(analogPin); // read the input pin
analogWrite(ledPin, val / 4);
}
五、高级 I/O
1.shiftOut()
void shiftOut (uint8_t dataPin, uint8_t clockPin, uint8_t bitOrder, byte val)
位移输出函数
输入 value 数据后 Arduino 会自动把数据移动分配到 8 个并行输出端. 其中dataPin 为连接 DS 的引脚号, clockPin 为连接 SH_CP 的引脚号, bitOrder 为设置数据位移顺序, 分别为高位先入MSBFIRST或者低位先入LSBFIRST
dataPin :数据引脚
clockPin: 时钟引脚
bitOrder :移位顺序 ( MSBFIRST 或 LSBFIRST)
val :数据
shiftOut函数主要作用于74HC595
通过十进制数字 0~255 对于与8位二进制的数,从而来控制各个引脚的高低电平,一次性向位移寄存器写入一个字节,若没有这个函数我们需要把一个字节8位拆开,一位一位的配置
一般到0-255 ,大于分两次
MSBFIRST serial
int data = 500;
// shift out highbyte 高8位
shiftOut(dataPin, clock, MSBFIRST, (data >> 8));
// shift out lowbyte 低9位
shiftOut(dataPin, clock, MSBFIRST, data);
2.pulseIn()
unsigned long pulseIn (uint8_t pin, uint8_t state, unsigned long timeout)
读取高低电平持续的时间
state :脉冲状态
timeout :超时时间
读引脚的脉冲, 脉冲可以是 HIGH 或 LOW. 如果是 HIGH, 函数将先等引脚变为高电平, 然后开始计时, 一直到变为低电平为止. 返回脉冲持续的时间长短,单位为毫秒. 如果超时还没有读到的话, 将返回 0
六、时间函数
1.millis()
unsigned long millis (void)
获取机器运行的时间长度, 单位毫秒
注:系统最长的记录时间为 9 小时 22 分, 如果超出时间将从 0 开始;
时间为 unsigned long 类型, 如果用 int 保存时间将得到错误结果
2.delay()
void delay (unsigned long ms)
毫秒延时
3.delayMicroseconds()
void delayMicroseconds (unsigned int us)
微妙延时函数
七、中断函数
1.attachInterrupt()
void attachInterrupt (uint8_t interruptNum, void(*)(void)userFunc, int mode)
为中断发生时指定特定名称的中断服务程序. 外部中断有 0 和 1 两种, 一般对应 2 号和 3 号数字引脚
interrupt :中断类型, 0 或 1
fun :中断服务函数
mode :触发方式
▪ LOW 低电平触发中断
▪ CHANGE 变化时触发中断
▪ RISING 低电平变为高电平触发中断
▪ FALLING 高电平变为低电平触发中断
注:
1.在中断函数中 delay 函数不能使用, millis 始终返回进入中断前的值. 读串口数据的话, 可能会丢失
2.中断函数中使用的变量需要定义为 volatile 类型
通过外部引脚触发中断函数, 然后控制 LED 的闪烁
int pin = 13;
volatile int state = LOW;
void setup()
{
pinMode(pin, OUTPUT);
attachInterrupt(0, blink, CHANGE);
}
void loop()
{
digitalWrite(pin, state);
}
void blink()
{
state = !state;
}
2.detachInterrupt()
void detachInterrupt (uint8_t interruptNum)
取消指定类型的中断
3.interrupts()
#define interrupts() sei()
开中断
4.noInterrupts()
#define noInterrupts() cli()
关中断
这两个作用保护临界区代码和操作系统的临界区保护一样的原理
void setup() {
}
void loop()
{
noInterrupts();
// critical, time-sensitive code here
interrupts();
// other code here
}
八、串口通讯
1.begin()
void HardwareSerial::begin (long speed)
打开串口
speed 波特率
2.available()
Serial.available()
获取串口上可读取的数据的字节数
该数据是指已经到达并存储在接收缓存(共有 64 字节)中。 available()继承自 Stream 实用类
两个串口通信
void setup()
{
Serial.begin(9600);
Serial1.begin(9600);
}
void loop()
{
// read from port 0, send to port 1:
if (Serial.available())
{
int inByte = Serial.read();
Serial1.print(inByte, BYTE);
}
// read from port 1, send to port 0:
if (Serial1.available())
{
int inByte = Serial1.read();
Serial.print(inByte, BYTE);
}
}
3.read()
Serial.read()
读串口数据, read()继承自 Stream 实用类
注:串口上第一个可读取的字节,如果没有可读取的数据则返回-1
4.flush()
刷新串口数据
5.print()
Serial.print(val, format)
val: 要发送的数据
format:可选,相当于格式化数据
返回的是发送的字节数
往串口发数据,无换行
注:浮点数默认发送两位小数
可选的第二个参数用于指定数据的格式
Serial.print(78, BIN) gives "1001110"
Serial.print(78, OCT) gives "116"
Serial.print(78, DEC) gives "78"
Serial.print(78, HEX) gives "4E"
Serial.println(1.23456, 0) gives "1"
Serial.println(1.23456, 2) gives "1.23"
Serial.println(1.23456, 4) gives "1.2346"
用 F()把待发送的字符串包装到 flash 存储器
Serial.print(F(“Hello World” ))
要发送单个字节数据,使用 Serial.write()
6.println()
往串口发数据,类似 Serial.print(),但有换行
7.write()
Serial.write(buf, len)
buf: 发送的数据
len:发送数据长度
返回值发送数据的长度
写二进制数据到串口,数据是一个字节一个字节地发送的,若以字符形式发送数字请使用 print()代替
void setup()
{
Serial.begin(9600);
}
void loop()
{
Serial.write(45); //以二进制形式发送数字 45
int bytesSent = Serial.write(“hello” ); //发送字符串“hello” 并返回该字符串的长度。
}
8.peak()
返回收到的串口数据的下一个字节(字符),但是并不把该数据从串口数据缓存中清除。每次成功调用 peak()将返回相同的字符。与 read()一样语法
9.serialEvent()
当串口有数据到达时调用该函数,然后使用 Serial.read()捕获该数据
总结
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