Arduino语言介绍

Arduino语言介绍

Arduino语言是建立在C/C++基础上的，其基础是C语言，Arduino语言只不过把AVR单片机（微控制器）相关的一些参数设置都函数化，不用我们去了解他的底层，让不了解AVR单片机（微控制器）的朋友也能轻松上手。

基础C语言

关键字：

if 条件选择语句
if...else 条件选择语句
for for 循环语句
switch case 并行多分支选择
while 循环语句
do... while 循环语句
break 强制跳出循环
continue 继续
return 返回
goto 无条件转移

变量的作用范围（作用域）：

作用范围与该变量在哪儿声明有关，大致分为如下两种。

1、全局变量：若在程序开头的声明区或者是在没有大括号限制的声明区，所声明的变量的作用域为整个程序。

2、局部变量：若在大括号内的声明区所声明的变量，其作用域将受限于大括号。若在主程序与各函数中都声明了相同名称的变量，则离开主程序或函数，该变量将自动消失。

语法符号：

; 每个语句和数据定义的最后必须有一个分号，这个千万不要漏写了。
{} 大括号内的内容是函数体，即{......}。
/ * * / C语言的注释以 / * 开始,以 * / 结束，注释可以跟在指令之后，也可以在独立一行中。
// 注释也可以用 “//”开头，该符号右边整行都是注释。

赋值运算符：

= (指定) 例如：A=x 将x变量的值放入A变量；
+= （加入）例如：B+=x 将B变量的值与x变量的值相加，其和放入B变量，与B=B+x相同。
-= （减去）例如：C-=x 将C变量的值减去x变量的值，其差放入C变量，与C=C-x相同。
*= （乘入）例如：D*=x 将D变量的值与x变量的值相乘，其积放入D变量，与D=D*x相同。
/= （除）例如：E/=x 将E变量的值除以x变量的值，其商放入E变量，与E=E/x相同。
%= （取余）例如：F%=x 将F变量的值除以x变量的值，其余数放入F变量，与F=F%x相同。
&= （或运算）例如：G&=x 将G变量的值与x变量的值相AND运算，其结果放入G变量，与G=G&x相同。
|= (或运算）例如：H|=x 将H变量的值与x变量的值相OR运算，其结果放入H变量，与H=H|x相同。
^= (互斥或) 例如：I^=x 将I变量的值与x变量的值相XOR运算，其结果放入I变量，与I=I^x相同。
<<= (左移) 例如：J<<=n 将J变量的值左移n位，与J=J<<n相同。
>>= (右移) 例如：K>>=n 将K变量的值右移n位，与K=K>>n相同。

算数运算符：

+ （加）例如：A=x+y 将x与y变量的值相加，其和放入A变量；
- （减）例如：B=x-y 将x变量的值减去y变量的值，其差放入B变量；
* （乘）例如：C=x*y 将x与y变量的值相乘，其积放入C变量；
/ （除）例如：D=x/y 将x变量的值除以y变量的值，其商放入D变量；
% （取余）例如：E=x%y 将x变量的值除以y变量的值，其余数放入E变量；

关系运算符：

== （相等）例如：x==y 比较x与y变量的值是否相等，相等则其结果为1，不相等则为0；
!= （不等）例如：x!=y 比较x与y变量的值是否相等，不相等则其结果为1，相等则为0；
< （小于）例如：x<y 若x变量的值小于y变量的值，其结果为1，否则为0；
> （大于）例如：x>y 若x变量的值大于y变量的值，其结果为1，否则为0;
<= (小等于)例如: x<=y 若x变量的值小等于y变量的值，其结果为1，否则为0;
>= （大等于)例如: x>=y 若x变量的值大等于y变量的值，其结果为1，否则为0;

逻辑运算符：

&& （与运算）
例（x>y）&&（y>z）若x变量的值大于y变量的值，且y变量的值大于z变量的值，则其结果为1，否则为0。
|| （或运算）
例（x>y)||（y>z）若x变量的值大于y变量的值，或y变量的值大于z变量的值，则其结果为1，否则为0。
！（非运算）例 !(x>y) 若x变量的值大于y变量的值，则其结果为0，否则为1。

递增/减运算符:

++ (加1) 例如：x++ 将x变量的值加1；（在使用i之后，再使i值加1）
-- （减1）例如：x-- 将x变量的值减1。（在使用i之后，再使i值减1）

数据类型：

char 字符 8bit
unsigned char 无符号字符 8bit
int 整数 16bit
unsigned int 无符号整数 16bit
long 长整数 32bit
unsigned long 无符号长整数 32bit
float 浮点数 32bit
double 双倍精度浮点数 64bit
array 数组
void 无 0

为什么要定义变量？定义变量就相当于给存储地址取个名字。

数据类型转换：

char()
byte()
int()
long()
float()

常量：

HIGH / LOW 表示数字IO口的电平，HIGH 表示高电平（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能提供5V电压 40mA电流）。
true / false true 表示真（1），false表示假（0）。

以上为基础c语言的关键字和符号

Arduino 语言

结构

void setup() 初始化变量，管脚模式，调用库函数等
void loop() 连续执行函数内的语句

功能

数字 I/O

pinMode(pin, mode) 数字IO口输入输出模式定义函数，pin表示为0～13， mode表示为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。比如定义HIGH可以驱动LED。
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。

模拟 I/O

int analogRead(pin) 模拟IO口读函数，pin表示为0～5（Arduino Diecimila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，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。

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。

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）。

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)

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。

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。

中断使能函数

interrupts() 使能中断
noInterrupts() 禁止中断

串口收发函数

Serial.begin(speed) 串口定义波特率函数，speed表示波特率，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.println(data) 串口输出数据并带回车符。

Arduino语言库文件

官方库文件

EEPROM - EEPROM读写程序库
Ethernet - 以太网控制器程序库
LiquidCrystal - LCD控制程序库
Servo - 舵机控制程序库
SoftwareSerial - 任何数字IO口模拟串口程序库
Stepper - 步进电机控制程序库
Wire - TWI/I2C总线程序库
Matrix - LED矩阵控制程序库
Sprite - LED矩阵图象处理控制程序库

非官方库文件

DateTime - a library for keeping track of the current date and time in software.
Debounce - for reading noisy digital inputs (e.g. from buttons)
Firmata - for communicating with applications on the computer using a standard serial protocol.
GLCD - graphics routines for LCD based on the KS0108 or equivalent chipset.
LCD - control LCDs (using 8 data lines)
LCD 4 Bit - control LCDs (using 4 data lines)
LedControl - for controlling LED matrices or seven-segment displays with a MAX7221 or MAX7219.
LedControl - an alternative to the Matrix library for driving multiple LEDs with Maxim chips.
Messenger - for processing text-based messages from the computer
Metro - help you time actions at regular intervals
MsTimer2 - uses the timer 2 interrupt to trigger an action every N milliseconds.
OneWire - control devices (from Dallas Semiconductor) that use the One Wire protocol.
PS2Keyboard - read characters from a PS2 keyboard.
Servo - provides software support for Servo motors on any pins.
Servotimer1 - provides hardware support for Servo motors on pins 9 and 10
Simple Message System - send messages between Arduino and the computer
SSerial2Mobile - send text messages or emails using a cell phone (via AT commands over software serial)
TextString - handle strings
TLC5940 - 16 channel 12 bit PWM controller.
X10 - Sending X10 signals over AC power lines

以上库文件都需要下载到编译环境（如下目录：arduino-0022\hardware\libraries）中才能使用。

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