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[讨论] Arduino编程语言教程,Arduino和单片机的区别

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本帖最后由 Mary 于 2021-7-20 15:01 编辑

众所周知,Arduino是一个开放性源码电子平台,拥有灵活、易用的硬件和软件。Arduino作为知名度很高的微控制器,已经融入到好多领域。现在很多中小学生、老师、创客们、设计师、艺术家等都在玩arduino。
Arduino可以接受各种传感器的输入信号从而检测出运行环境,并通过控制光源,电机以及其他驱动器来影响其周围环境。板上的微控制器使用Arduino编程语言和Arduino开发环境,Arduino可以独立运行也可以与计算机进行通信。


Arduino编程语言入门难吗?很多朋友会问,其实如果你会编程语言C或者C++的话那一点都不难,如果您是小白用户那估计要费点功夫学习了。

Arduino使用C/C++编写程序,虽然C++兼容C语言,但这是两种语言,C语言是一种面向过程的编程语言,C++是一种面向对象的编程语言。早期的Arduino核心库使用C语言编写,后来引进了面向对象的思想,目前最新的Arduino核心库采用C与C++混合编写而成。

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(Application Programming Interface,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。例如,使用AVR单片机的Arduino的核心库是对AVR-Libc(基于GCC的AVR支持库)的二次封装。
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,这也是arduino与单片机的最大区别,使用更简单,效率更高。


下面我们就来学习下arduino编程语言入门教程:
1. 关键字
语法符号:
;
;是一条语句结束的标志,供编译器识别,必须得有。

{}
{}将多条语句合成一个复合语句,能划分语句的作用域,增强整体整体的可读性。
//
//行注释,该行//后的所有语句,文字将不被编译器所编译、执行。相似的,还有,在中的所有语句,文字将不被编译器所编译、执行。

if(表达式)  
{
语句A;
}
   
if(表达式1)
{
语句1;
}
    else if(表达式2)
    {
    语句2;
    }
          ...
       else if(表达式n)
              {
               语句n;
               }
                 else
                        {
                        语句n+1;
                        }

for(初始表达式;条件表达式;循环变量表达式)
{
循环体语句;
}

switch(表达式)
{
case 表达式常量1:语句序列1;
case 表达式常量2:语句序列2;
       ...
case 表达式常量i:语句序列i;
case 表达式常量n:语句序列n;
default:语句序列n+1;
}

while(条件表达式)
{
循环语句;
循环变量表达式;
}

do
{
循环体语句;
}while(条件表达式);

break;

continue;

return x;

goto 语句标号;

2. 数据类型:
Arduino编程语言教程,Arduino和单片机的区别图1

3. 常量
HIGH | LOW 表示数字IO口的高低电平。HIGH 表示高电(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单片机能提供5V电压 40mA电流)。
true | false  true 表示真(1),false表示假(0)。

4. 程序结构
声明变量及接口名称(例如:int i;int ledPin=13;)。
void setup() 函数在程序开始时使用,初始化变量,管脚模式,调用库函数等(例如:pinMode(ledPin,OUTUPT);)。
void loop()  在void setup()函数之后,即初始化之后,loop() 让你的程序循环地被执行。使用它来运转Arduino。

5. 数字 I/O
以下型号为UNO
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。
必须先定义为输入或输出模式digitalWrite才能生效。
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。

6. 模拟IO
int analogRead(pin);  
模拟IO口读函数,pin表示为0~5(ArduinoDiecimila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口可使用该函数通常在引脚的旁边标注~,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。

7. 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。

8. 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)。

9. 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);

10. 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。

11. 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。
interrupts();中断使能函数,用于使能中断。
noInterrupts();中断禁止函数,禁止中断。

12. 串口收发函数
Serial.begin(speed);串口定义波特率函数,speed表示波特率(串行每秒传输数据位数的速率),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.print(数据,数据的进制) 默认为十进制(DEC)
Serial.println(data);串口输出数据并带回车符。

13. 重要
以上列举了一些较常用的函数,事实上,在Arduino的安装目录下的libraries还有众多函数可以根据需要进行调用和学习。
也可以自己编写函数然后按照libraries目录下其他函数的格式打包好。放置在libraries目录下,然后自己就可以在IDE环境下调用自己编写的函数了。
Arduino编程语言教程,Arduino和单片机的区别图2

通过以上介绍,其实大家可以看到arduino编程语言入门并不难,以上内容分享出来给大家作为参考,想要了解更多更专业的arduino编程语言教程可以去
DF创客社区Arduino教程专栏学习。



gada888  版主

发表于 2019-12-25 10:23:23

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