Arduino编程入门指南:从基础到高级
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更新于2024-08-24
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"Arduino编程参考手册中文版27245.doc"
Arduino编程是一种基于开源硬件和软件平台的编程语言,它简化了电子制作和物联网项目。这份中文版的手册提供了全面的Arduino编程指南,包括基本的程序结构、控制结构、相关语法以及高级功能。
1. **程序结构**:
- `setup()`:这是每个Arduino程序开始执行的地方,用于初始化设置,如设置引脚模式或初始化变量。
- `loop()`:这是程序的主要运行循环,代码会在此无限次执行,直到设备断电或复位。
2. **控制结构**:
- `if`:用于条件判断,当条件满足时执行特定代码块。
- `if...else`:提供两种情况的分支,当条件为真执行一个代码块,否则执行另一个。
- `for`:用于迭代循环,通常在已知循环次数的情况下使用。
- `switch...case`:多路选择结构,根据表达式的值执行相应的代码块。
- `while`:当条件为真时执行循环。
- `do...while`:先执行一次循环体,然后检查条件,如果为真则继续循环。
- `break`:用于退出最内层循环或switch语句。
- `continue`:跳过当前循环迭代的剩余部分,继续下一次迭代。
- `return`:结束函数并返回一个值到调用者。
- `goto`:跳转到程序的任意位置,但在Arduino编程中并不常用,因为可能导致代码难以理解和维护。
3. **相关语法**:
- 分号`;`:语句终止符。
- 大括号`{}`:用于定义代码块。
- 单行注释`//`:从`//`开始到行尾的文本被视为注释。
- 多行注释`/*...*/`:用于注释多行文本。
- `#define`:宏定义,用于创建符号常量。
- `#include`:文件包含,将其他文件的内容插入到当前文件中。
4. **运算符**:
- 算术运算符:`+`、`-`、`*`、`/`、`%`。
- 比较运算符:`==`、`!=`、`<`、`>`、`<=`、`>=`。
- 布尔运算符:`&&`(逻辑与)、`||`(逻辑或)、`!`(逻辑非)。
- 指针运算符:`*`(取指针所指的值)、`&`(取变量的地址)。
- 位运算:`&`(位与)、`|`(位或)、`^`(位异或)、`~`(位非)、`<<`(左移)、`>>`(右移)。
- 复合运算符:`++`、`--`、`+=`、`-=`、`*=`、`/=`、`&=`、`|=`。
5. **数据类型**:
- `void`:无返回值的函数类型。
- `boolean`:布尔类型,表示真或假。
- `char`、`unsigned char`、`byte`:8位整型。
- `int`、`unsigned int`:16位整型。
- `word`:在某些编译器中,16位整型。
- `long`、`unsigned long`:32位整型。
- `float`、`double`:浮点数类型。
- `string`、`String`(c++):字符串类型。
- `array`:数组类型,用于存储相同类型的数据序列。
6. **数据类型转换**:
- 提供了各种类型之间的转换函数,如`char()`, `byte()`, `int()`, `word()`, `long()`, `float()`。
7. **变量作用域**:
- 变量可以有全局、局部、静态和易变(volatile)作用域。
- `static`:在函数内部声明的变量,其值在函数调用之间保持不变。
- `volatile`:用于标记易受外部因素影响而改变的变量。
- `const`:声明常量,变量值不能被修改。
8. **辅助工具**:
- `sizeof()`:返回变量或类型占用的内存字节数。
- ASCII码表:用于字符和其对应的数字表示。
9. **数字和模拟I/O**:
- `pinMode()`:设置引脚为输入或输出模式。
- `digitalWrite()`:写入数字高电平或低电平到指定引脚。
- `digitalRead()`:读取引脚的数字状态(HIGH或LOW)。
- `analogReference()`:设置模拟输入参考电压。
- `analogRead()`:读取模拟引脚的电压值。
- `analogWrite()`:对支持PWM的引脚进行模拟输出。
10. **高级I/O**:
- `shiftOut()`:按位输出数据到指定引脚。
- `pulseIn()`:测量引脚上的脉冲宽度。
11. **时间**:
- `millis()`:返回自启动以来的毫秒数。
- `delay(ms)`:暂停程序执行指定的毫秒数。
- `delayMicroseconds(us)`:暂停微秒级的时间。
12. **数学库**:
- `min()`、`max()`:找出两个数中的最小值和最大值。
- `abs()`:计算绝对值。
- `constrain()`:限制数值在给定范围内。
- `map()`:将一个数值从一个范围映射到另一个范围。
- `pow()`:求幂运算。
- `sqrt()`:平方根运算。
- 三角函数:`sin()`, `cos()`, `tan()`,接受弧度作为参数。
13. **随机数**:
- `randomSeed()`:设置随机数生成器的种子。
- `random()`:生成指定范围内的随机数。
14. **位操作**:
- 位操作函数允许直接操作二进制位,如设置、清除、测试或翻转。
这份手册涵盖了Arduino编程的大部分基础知识,对于初学者和进阶用户来说都是宝贵的参考资料。通过学习这些内容,你可以构建各种创意项目,从简单的LED闪烁到复杂的自动化系统。
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