arduino map函数用法

时间: 2024-07-23 16:01:20 浏览: 192

Arduino常用函数以及使用范例

### Arduino常用函数及其使用范例 #### 一、引言 Arduino因其简易的编程环境与丰富的功能库，深受电子爱好者及开发者的喜爱。对于初学者来说，掌握几个基础且常用的函数是快速上手的关键。本文将详细介绍这些函数，并提供简单的示例代码帮助理解。 #### 二、数字输入/输出 ##### 1. `pinMode(pin, mode)` - **作用**：设置指定引脚（`pin`）的工作模式。 - **参数**： - `pin`：指定的引脚编号。 - `mode`：工作模式，包括`INPUT`（输入模式）、`OUTPUT`（输出模式）。 - **示例**： ```c++ pinMode(7, INPUT); // 设置引脚7为输入模式 pinMode(8, OUTPUT); // 设置引脚8为输出模式 ``` ##### 2. `digitalWrite(pin, value)` - **作用**：向指定数字引脚（`pin`）写入高低电平。 - **参数**： - `pin`：指定的数字引脚。 - `value`：输出值，可以是`HIGH`（高电平）或`LOW`（低电平）。 - **示例**： ```c++ digitalWrite(8, HIGH); // 将引脚8设置为高电平 digitalWrite(9, LOW); // 将引脚9设置为低电平 ``` ##### 3. `digitalRead(pin)` - **作用**：读取指定数字引脚（`pin`）的当前电平状态。 - **参数**： - `pin`：指定的数字引脚。 - **返回值**： - `HIGH`（高电平）或`LOW`（低电平）。 - **示例**： ```c++ int val = digitalRead(7); // 读取引脚7的电平状态到变量val ``` #### 三、模拟输入/输出 ##### 1. `analogRead(pin)` - **作用**：读取指定模拟引脚（`pin`）的电压值。 - **参数**： - `pin`：指定的模拟引脚。 - **返回值**： - 一个介于0至1023之间的整数值，对应0V至5V的电压范围。 - **示例**： ```c++ int val = analogRead(0); // 读取引脚0的电压值到变量val ``` ##### 2. `analogWrite(pin, value)` - **作用**：向指定PWM引脚（`pin`）写入PWM信号。 - **参数**： - `pin`：指定的PWM引脚。 - `value`：PWM信号的占空比值，范围0-255。 - **示例**： ```c++ analogWrite(9, 128); // 向引脚9输出约2.5V的电压 ``` #### 四、脉冲测量 ##### 1. `pulseIn(pin, value)` - **作用**：测量指定引脚（`pin`）处于某种状态的时间长度。 - **参数**： - `pin`：指定的引脚。 - `value`：期望的状态，如`HIGH`或`LOW`。 - **返回值**： - 脉冲持续时间（微秒）。 - **示例**： ```c++ unsigned long time = pulseIn(7, HIGH); // 测量引脚7处于高电平的时间 ``` #### 五、移位操作 ##### 1. `shiftOut(dataPin, clockPin, bitOrder, value)` - **作用**：通过数据引脚（`dataPin`）和时钟引脚（`clockPin`）输出数据，支持两种数据发送顺序（`bitOrder`）。 - **参数**： - `dataPin`：数据引脚。 - `clockPin`：时钟引脚。 - `bitOrder`：发送数据的顺序，可以是`LSBFIRST`（低位优先）或`MSBFIRST`（高位优先）。 - `value`：待发送的数据值。 - **示例**： ```c++ shiftOut(dataPin, clockPin, LSBFIRST, 255); // 低位优先发送数据255 ``` #### 六、时间管理 ##### 1. `millis()` - **作用**：获取自Arduino启动以来经过的毫秒数。 - **返回值**： - 自启动以来经过的毫秒数。 - **示例**： ```c++ unsigned long duration = millis() - lastTime; // 计算从上次记录到现在的时间差 ``` ##### 2. `delay(ms)` - **作用**：延迟指定毫秒数。 - **参数**： - `ms`：延迟的毫秒数。 - **示例**： ```c++ delay(500); // 延迟500毫秒 ``` ##### 3. `delayMicroseconds(us)` - **作用**：延迟指定微秒数。 - **参数**： - `us`：延迟的微秒数。 - **示例**： ```c++ delayMicroseconds(1000); // 延迟1000微秒（1毫秒） ``` #### 七、数学运算 ##### 1. `min(x, y)` - **作用**：返回两个数中的较小值。 - **参数**： - `x`：第一个数值。 - `y`：第二个数值。 - **示例**： ```c++ int val = min(10, 20); // 返回10 ``` ##### 2. `max(x, y)` - **作用**：返回两个数中的较大值。 - **参数**： - `x`：第一个数值。 - `y`：第二个数值。 - **示例**： ```c++ int val = max(10, 20); // 返回20 ``` ##### 3. `abs(x)` - **作用**：返回数值的绝对值。 - **参数**： - `x`：数值。 - **示例**： ```c++ int val = abs(-5); // 返回5 ``` ##### 4. `constrain(x, a, b)` - **作用**：将数值限制在给定范围内。 - **参数**： - `x`：待限制的数值。 - `a`：最小限制值。 - `b`：最大限制值。 - **示例**： ```c++ int val = constrain(analogRead(0), 0, 255); // 限制读取值在0至255之间 ``` ##### 5. `map(value, fromLow, fromHigh, toLow, toHigh)` - **作用**：将数值从一个范围映射到另一个范围。 - **参数**： - `value`：待映射的数值。 - `fromLow`：原范围最小值。 - `fromHigh`：原范围最大值。 - `toLow`：目标范围最小值。 - `toHigh`：目标范围最大值。 - **示例**： ```c++ int val = map(analogRead(0), 0, 1023, 100, 200); // 将模拟引脚0的读取值从0-1023映射到100-200 ``` ##### 6. `pow(base, exponent)` - **作用**：计算底数的指数次方。 - **参数**： - `base`：底数。 - `exponent`：指数。 - **示例**： ```c++ double x = pow(y, 32); // 计算y的32次方 ``` ##### 7. `sqrt(x)` - **作用**：计算数值的平方根。 - **参数**： - `x`：数值。 - **示例**： ```c++ double a = sqrt(1138); // 计算1138的平方根 ``` ##### 8. `sin(rad)`, `cos(rad)`, `tan(rad)` - **作用**：计算给定弧度值的正弦、余弦、正切值。 - **参数**： - `rad`：弧度值。 - **示例**： ```c++ double sine = sin(2); // 计算弧度2的正弦值 double cosine = cos(2); // 计算弧度2的余弦值 double tangent = tan(2); // 计算弧度2的正切值 ``` #### 八、随机数生成 ##### 1. `randomSeed(seed)` - **作用**：初始化随机数生成器的种子。 - **参数**： - `seed`：种子值。 - **示例**： ```c++ randomSeed(analogRead(5)); // 使用模拟引脚5的读取值作为随机数种子 ``` ##### 2. `random(max)`, `random(min, max)` - **作用**：生成随机数。 - **参数**： - `min`：最小值（可选）。 - `max`：最大值。 - **示例**： ```c++ long randnum = random(0, 100); // 生成0至99之间的随机数 long randnum = random(11); // 生成0至10之间的随机数 ``` #### 九、串口通信 ##### 1. `Serial.begin(speed)` - **作用**：初始化串口通信。 - **参数**： - `speed`：波特率，默认为9600bps。 - **示例**： ```c++ Serial.begin(9600); // 初始化串口通信，波特率为9600bps ``` ##### 2. `Serial.print(data)`, `Serial.print(data, encoding)` - **作用**：向串口输出数据。 - **参数**： - `data`：待输出的数据。 - `encoding`：输出格式（可选），例如`DEC`（十进制）、`HEX`（十六进制）等。 - **示例**： ```c++ Serial.print(75); // 输出75 Serial.print(75, DEC); // 输出75 Serial.print(75, HEX); // 输出4B (十六进制表示75) Serial.print(75, OCT); // 输出113 (八进制表示75) Serial.print(75, BIN); // 输出1001011 (二进制表示75) ``` 以上介绍了Arduino中最常用的一些函数，它们是进行各种项目开发的基础。希望通过对这些函数的学习，能够帮助初学者更好地掌握Arduino编程。

`map()` 函数是 Arduino 中的一个非常实用的数学工具函数，它主要用于在两个范围之间线性映射数值。这个函数的基本语法是： ```c++ int mappedValue = map(inputValue, inputMin, inputMax, outputMin, outputMax); ``` 其中： - `inputValue`：是要转换的原始值，通常来自传感器读数或其他输入。 - `inputMin` 和 `inputMax`：输入值范围的最小值和最大值。 - `outputMin` 和 `outputMax`：映射后的目标范围的最小值和最大值。使用 `map()` 函数的工作原理是将 `inputValue` 在 `inputMin` 到 `inputMax` 的范围内映射到 `outputMin` 到 `outputMax` 的区间内。如果 `inputValue` 小于 `inputMin` 或者大于 `inputMax`，那么结果会取相应边界值；如果刚好等于 `inputMin` 或 `inputMax`，则对应 `outputMin` 或 `outputMax`。例如，如果你想将一个满度的模拟信号（0~5V）映射到 LED 灯亮暗的程度（0~255），可以这样做： ```c++ int sensorReading = analogRead(A0); // 0-1023 int ledBrightness = map(sensorReading, 0, 1023, 0, 255); digitalWrite(LED_BUILTIN, ledBrightness); ``` 在这里，`sensorReading` 会被映射到 LED_BUILTIN 引脚能够驱动的亮度等级。

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