Arduino语法基础手册专业资料.doc

Arduino 语法  

setup()     初始化函数  

loop()      循环体函数  

控制语句类似于C  
//if        if...else       for     switch case     while       do... while     break       continue        return      goto  

扩展语法类似于C  
//;（分号）     {}（花括号）     //（单行注释）        /* */（多行注释）     #define     #include  

算数运算符类似于C  
//=（赋值运算符）      +（加）        -（减）        *（乘）        /（除）        %（模）  

比较运算符类似于C  
//==（等于）        !=（不等于）     <（不大于）        >（不不大于）        <=（不大于等于）     >=（不不大于等于）  

布尔运算符类似于C  
//&&（与）     ||（或）       !（非）  

指针运算符类似于C  
//* 取消引用运算符     & 引用运算符  

位运算符类似于C  
    & (bitwise and)     | (bitwise or)      ^ (bitwise xor)     ~ (bitwise not)     << (bitshift left)        >> (bitshift right)  

复合运算符类似于C  
    ++ (increment)      -- (decrement)      += (compound addition)      -= (compound subtraction)       *= (compound multiplication)        /= (compound division)      &= (compound bitwise and)       |= (compound bitwise or)  

常量  
constants 预定义常量  
    BOOL    true false  

    引脚电压定义，HIGH和LOW【当读取（read）或写入（write）数字引脚时只有两个也许值： HIGH 和 LOW 】  
    HIGH（参照引脚）含义取决于引脚（pin）设立，引脚定义为INPUT或OUTPUT时含义有所不同。当一种引脚通过pinMode被设立为INPUT，并通过digitalRead读取（read）时。如果当前引脚电压不不大于等于3V，微控制器将会返回为HIGH。 引脚也可以通过pinMode被设立为INPUT，并通过digitalWrite设立为HIGH。输入引脚值将被一种内在20K上拉电阻 控制 在HIGH上，除非一种外部电路将其拉低到LOW。 当一种引脚通过pinMode被设立为OUTPUT，并digitalWrite设立为HIGH时，引脚电压应在5V。在这种状态下，它可以 输出电流 。例如，点亮一种通过一串电阻接地或设立为LOWOUTPUT属性引脚LED。  
    LOW含义同样取决于引脚设立，引脚定义为INPUT或OUTPUT时含义有所不同。当一种引脚通过pinMode配备为INPUT，通过digitalRead设立为读取（read）时，如果当前引脚电压不大于等于2V，微控制器将返回为LOW。 当一种引脚通过pinMode配备为OUTPUT，并通过digitalWrite设立为LOW时，引脚为0V。在这种状态下，它可以 倒灌 电流。例如，点亮一种通过串联电阻连接到+5V，或到另一种引脚配备为OUTPUT、HIGHLED。  

    数字引脚（Digital pins）定义，INPUT和OUTPUT【数字引脚当作 INPUT 或 OUTPUT都可以 。用pinMode()办法使一种数字引脚从INPUT到OUTPUT变化】  
    Arduino（Atmega）引脚通过pinMode()配备为 输入（INPUT） 即是将其配备在一种高阻抗状态。配备为INPUT引脚可以理解为引脚取样时对电路有极小需求，即等效于在引脚前串联一种100兆欧姆(Megohms)电阻。这使得它们非常利于读取传感器，而不是为LED供电。  
    引脚通过pinMode()配备为 输出（OUTPUT） 即是将其配备在一种低阻抗状态。  
    这意味着它们可觉得电路提供充分电流。Atmega引脚可以向其她设备/电路提供（提供正电流positive current）或倒灌（提供负电流negative current）达40毫安（mA）电流。这使得它们利于给LED供电，而不是读取传感器。输出（OUTPUT）引脚被短路接地或5V电路上会受到损坏甚至烧毁。Atmega引脚在为继电器或电机供电时，由于电流局限性，将需要某些外接电路来实现供电。  

    整数常量  
    进制  例子  格式  备注  
    10（十进制） 123 无     
    2（二进制）  B1111011    前缀'B'   只合用于8位值（0到255）字符0-1有效  
    8（八进制）  0173    前缀”0”   字符0-7有效  
    16（十六进制）    0x7B    前缀”0x”  字符0-9，A-F，A-F有效  

    小数是十进制数。这是数学常识。如果一种数没有特定前缀，则默以为十进制。  
    二进制以2为基底，只有数字0和1是有效。  

    'u' or 'U' 指定一种常量为无符号型。（只能表达正数和0） 例如: 33u  
    'l' or 'L' 指定一种常量为长整型。（表达数范畴更广） 例如: 100000L  
    'ul' or 'UL' 这个你懂，就是上面两种类型，称作无符号长整型。 例如：32767ul  

    浮点常量  
    浮点数 被转换为    被转换为  
    10.0        10  
    2.34E5  2.34 * 10^5 234000  
    67E-12  67.0 * 10^-12   0.  

数据类型类似于C  
    void        boolean     char        unsigned char       byte        int     unsigned int        word  
    long        unsigned long       float       double      string - char array     String - object     array -（数组）  

数据类型转换类似于C  
    char()      byte()      int()       word()      long()      float()  
    word()  
    把一种值转换为word数据类型值，或由两个字节创立一种字符。  
    word(x)   
    word(h, l)  
    参数  
    X：任何类型值   
    H：高阶（最左边）字节   
    L：低序（最右边）字节  

修饰符类似于C  
    static      volatile        const  

辅助工具  
    sizeof()  

数字 I/O  
    pinMode()  
    将指定引脚配备成输出或输入【pinMode(pin, mode) pin:要设立模式引脚  mode:INPUT或OUTPUT】  
    例子：  
    ledPin = 13 // LED连接到数字脚13  
    void setup()  
    {  
        pinMode（ledPin，OUTPUT）; //设立数字脚为输出  
    }  
    void loop()  

    {  
        digitalWrite（ledPin，HIGH）; //点亮LED  
        delay(1000);                  // 等待一秒  
        digitalWrite(ledPin, LOW);    // 灭掉LED  
        delay(1000);  //等待第二个  
    }  

    digitalWrite()  
    给一种数字引脚写入HIGH或者LOW。  
    如果一种引脚已经使用pinMode()配备为OUTPUT模式，其电压将被设立为相应值，HIGH为5V（3.3V控制板上为3.3V），LOW为0V。  
    如果引脚配备为INPUT模式，使用digitalWrite()写入HIGH值，将使内部20K上拉电阻（详见数字引脚教程）。写入LOW将会禁用上拉。上拉电阻可以点亮一种LED让其微微亮，如果LED工作，但是亮度很低，也许是由于这个因素引起。补救办法是 使用pinMode()函数设立为输出引脚。  
    注意：数字13号引脚难以作为数字输入使用，由于大某些控制板上使用了一颗LED与一种电阻连接到她。如果启动了内部20K上拉电阻，她电压将在1.7V左右，而不是正常5V，由于板载LED串联电阻把她使她降了下来，这意味着她返回值总是LOW。如果必要使用数字13号引脚输入模式，需要使用外部上拉下拉电阻。  

    digitalRead()  
    digitalRead（PIN）【pin：你想读取引脚号（int），返回 HIGH 或 LOW】  
    例子：  
    ledPin = 13 // LED连接到13脚  
    int inPin = 7;   // 按钮连接到数字引脚7  
    int val = 0;  //定义变量存以储读值  
    void setup()  
    {  
        pinMode(ledPin, OUTPUT);      // 将13脚设立为输出  
        pinMode(inPin, INPUT);      // 将7脚设立为输入  
    }  
    void loop()  
    {  
        val = digitalRead(inPin);   // 读取输入脚  
        digitalWrite(ledPin, val);    //将LED值设立为按钮值  
    }  

模仿 I/O  
    analogReference()  
    analogReference(type)  
    配备用于模仿输入基准电压（即输入范畴最大值）。选项有:  
    DEFAULT：默认5V（Arduino板为5V）或3.3伏特（Arduino板为3.3V）为基准电压。  
    INTERNAL：在ATmega168和ATmega328上以1.1V为基准电压，以及在ATmega8上以2.56V为基准电压（Arduino Mega无此选项）  
    INTERNAL1V1：以1.1V为基准电压（此选项仅针对Arduino Mega）  
    INTERNAL2V56：以2.56V为基准电压（此选项仅针对Arduino Mega）  
    EXTERNAL：以AREF引脚（0至5V）电压作为基准电压。  
    type：使用哪种参照类型（DEFAULT, INTERNAL, INTERNAL1V1, INTERNAL2V56, 或者 EXTERNAL）  
    变化基准电压后，之前从anal??ogRead()读取数据也许不精确。  
    不要在AREF引脚上使用使用任何不大于0V或超过5V外部电压。如果你使用AREF引脚上电压作为基准电压，你在调用analogRead()前必要设立参照类型为EXTERNAL。否则，你将会削短有效基准电压（内部产生）和AREF引脚，这也许会损坏您Arduino板上单片机。  
    此外，您可以在外部基准电压和AREF引脚之间连接一种5K电阻，使你可以在外部和内部基准电压之间切换。请注意，总阻值将会发生变化，由于AREF引脚内部有一种32K电阻。这两个电阻均有分压作用。因此，例如，如果输入2.5V电压，最后在在AREF引脚上电压将为2.5 * 32 /（32 + 5）= 2.2V。  

    analogRead()  
    从指定模仿引脚读取数据值。 Arduino板包括一种6通道（Mini和Nano有8个通道，Mega有16个通道），10位模仿数字转换器。这意味着它将0至5伏特之间输入电压映射到0至1023之间整数值。这将产生读数之间关系：5伏特/ 1024单位，或0.0049伏特（49 mV）每单位。输入范畴和精度可以使用analogReference()变化。 它需要大概100微秒（0.0001）来读取模仿输入，因此最大阅读速度是每秒10000次。  
    analogRead（PIN）  
    引脚：从输入引脚（大某些板子从0到5，Mini和Nano从0到7，Mega从0到15）读取数值，返回从0到1023整数值  
    例子：  
    int analogPin = 3;    //电位器（中间引脚）连接到模仿输入引脚3  
                          //此外两个引脚分别接地和+5 V  
    int val = 0;  //定义变量来存储读取数值  
    void setup()  
    {  
        serial.begin（9600）; //设立波特率（9600）  
    }  
    void loop()  
    {  
        val = analogRead（analogPin）; //从输入引脚读取数值  
        serial.println（val）; //显示读取数值  
    }  

    analogWrite() - PWM  
    analogWrite（pin,value）  
    从一种引脚输出模仿值（PWM）。可用于让LED以不同亮度点亮或驱动电机以不同速度旋转。analogWrite()输出结束后，该引脚将产生一种稳定特殊占空比喻波，直到下次调用analogWrite()（或在同一引脚调用digitalRead()或digitalWrite()）。PWM信号频率大概是490赫兹。  
    在大多数arduino板（ATmega168或ATmega328），只有引脚3，5，6，9，10和11可以实现该功能。在aduino Mega上，引脚2到13可以实现该功能。老Arduino板（ATmega8）只有引脚9、10、11可以使用analogWrite()。在使用analogWrite()前，你不需要调用pinMode()来设立引脚为输出引脚。  
    analogWrite函数与模仿引脚、analogRead函数没有直接关系。  
    pin：用于输入数值引脚。   
    value：占空比：0（完全关闭）到255（完全打开）之间。  
    例子：  
    int ledPin = 9;  // LED连接到数字引脚9  
    int analogPin = 3;  //电位器连接到模仿引脚3  
    int val = 0;  //定义变量存以储读值  
    void setup()  
    {  
        pinMode（ledPin,OUTPUT）;  //设立引脚为输出引脚  
    }  
    void loop()  
    {  
        val = analogRead（analogPin）;  //从输入引脚读取数值  
        analogWrite（ledPin，val / 4）;  // 以val / 4数值点亮LED（由于analogRead读取数值从0到1023，而analogWrite输出数值从0到255）  
    }  

高档 I/O  
    tone()  
    在一种引脚上产生一种特定频率方波（50%占空比）。持续时间可以设定，否则波形会始终产生直到调用noTone()函数。该引脚可以连接压电蜂鸣器或其她喇叭播放声音。  
    在同一时刻只能产生一种声音。如果一种引脚已经在播放音乐，那调用tone()将不会有任何效果。如果音乐在同一种引脚上播放，它会自动调节频率。  
    使用tone()函数会与3脚和11脚PWM产生干扰（Mega板除外）。  
    注意：如果你要在各种引脚上产生不同音调，你要在对下一种引脚使用tone()函数前对此引脚调用noTone()函数。  
    tone(pin, frequency)   
    tone(pin, frequency, duration)  
    pin：要产生声音引脚   
    frequency: 产生声音频率，单位Hz，类型unsigned int   
    duration：声音持续时间，单位毫秒（可选），类型unsigned long  

    noTone()  
    停止由tone()产生方波。如果没有使用tone()将不会有效果。  
    noTone(pin)  
    pin: 所要停止产生声音引脚  

    shiftOut()  
    将一种数据一种字节一位一位移出。从最高有效位（最左边）或最低有效位（最右边）开始。依次向数据脚写入每一位，之后时钟脚被拉高或拉低，批示刚才数据有效。  
    注意：如果你所连接设备时钟类型为上升沿，你要拟定在调用shiftOut()前时钟脚为低电平，如调用digitalWrite(clockPin, LOW)。  
    注意：这是一种软件实现；Arduino提供了一种硬件实现SPI库，它速度更快但只在特定脚有效。  
    shiftOut(dataPin, clockPin, bitOrder, value)  
    dataPin：输出每一位数据引脚(int)   
    clockPin：时钟脚，当dataPin有值时此引脚电平变化(int)   
    bitOrder：输出位顺序，最高位优先或最低位优先   
    value: 要移位输出数据(byte)  
    dataPin和clockPin要用pinMode()配备为输出。 shiftOut当前只能输出1个字节（8位），因此如果输出值不不大于255需要分两步。  
    //最高有效位优先串行输出  
    int data= 500;  
    //移位输出高字节  
    shiftOut(dataPin, clock, MSBFIRST, (data >> 8));    
    //移位输出低字节  

    shiftOut(data, clock, MSBFIRST, data);  
    //最低有效位优先串行输出  
    data = 500;  
    //移位输出低字节  
    shiftOut(dataPin, clock, LSBFIRST, data);    
    //移位输出高字节  
    shiftOut(dataPin, clock, LSBFIRST, (data >> 8));  
    例子：  
    相应电路，查看tutorial on controlling a 74HC595 shift register  
    //引脚连接到74HC595ST_CP  
    int latchPin = 8;  
    //引脚连接到74HC595SH_CP  
    int clockPin = 12;  
    // //引脚连接到74HC595DS  
    int dataPin = 11;  
    void setup() {  
    //设立引脚为输出  
        pinMode(latchPin, OUTPUT);  
        pinMode(clockPin, OUTPUT);  
        pinMode(dataPin, OUTPUT);  
    }  
    void loop() {  
        //向上计数程序  
        for(J = 0; J <256; J + +){  
            //传播数据时候将latchPin拉低  
            digitalWrite(latchpin, LOW);  
            shiftOut(dataPin,clockPin,LSBFIRST,J);  
            //之后将latchPin拉高以告诉芯片  
            //它不需要再接受信息了  
            digitalWrite(latchpin, HIGH);  
            delay(1000);  
        }  
    }  

    shiftIn()  
    将一种数据一种字节一位一位移入。从最高有效位（最左边）或最低有效位（最右边）开始。对于每个位，先拉高时钟电平，再从数据传播线中读取一位，再将时钟线拉低。  
    注意：这是一种软件实现；Arduino提供了一种硬件实现SPI库，它速度更快但只在特定脚有效。  
    shiftIn(dataPin,clockPin,bitOrder)  
    dataPin：输出每一位数据引脚(int)   
    clockPin：时钟脚，当dataPin有值时此引脚电平变化(int)   
    bitOrder：输出位顺序，最高位优先或最低位优先  

    pulseIn()  
    读取一种引脚脉冲（HIGH或LOW）。例如，如果value是HIGH，pulseIn()会等待引脚变为HIGH，开始计时，再等待引脚变为LOW并停止计时。返回脉冲长度，单位微秒。如果在指定期间内无脉冲函数返回。  
    此函数计时功能由经验决定，长时间脉冲计时也许会出错。计时范畴从10微秒至3分钟。（1秒=1000毫秒=1000000微秒）  
    pulseIn(pin, value)   
    pulseIn(pin, value, timeout)  
    pin:你要进行脉冲计时引脚号（int）。   
    value:要读取脉冲类型，HIGH或LOW（int）。   
    timeout (可选）：指定脉冲计数等待时间，单位为微秒，默认值是1秒（unsigned long）  
    返回：脉冲长度（微秒），如果等待超时返回0（unsigned long）  
    例子：  
    int pin = 7;  
    unsigned long duration;  
    void setup()  
    {  
        pinMode(pin, INPUT);  
    }  
    void loop()  
    {  
        duration = pulseIn(pin, HIGH);;  
    }  

时间  
    millis()  
    返回Arduino开发板从运营当前程序开始毫秒数。这个数字将在约50天后溢出（归零）  
    例子：  
    unsigned long time;  
    void setup(){  
        Serial.begin(9600)；  
    }  
    void loop(){  
        serial.print("Time:");  
        time = millis();  
        //打印从程序开始到当前时间  
        serial.println(time);  
        //等待一秒钟，以免发送大量数据  
        delay(1000);  
    }  
    参数 millis 是一种无符号长整数，试图和其她数据类型（如整型数）做数学运算也许会产生错误  

    micros()  
    返回 Arduino 开发板从运营当前程序开始微秒数。这个数字将在约70分钟后溢出（归零）。在 16MHz  Arduino 开发板上（例如 Duemilanove 和 Nano），这个函数辨别率为四微秒（即返回值总是四倍数）。在 8MHz  Arduino 开发板上（例如 LilyPad），这个函数辨别率为八微秒。  
    注意 ：每毫秒是1,000微秒，每秒是1,000,000微秒。  
    例子：  
    unsigned long time;  
    void setup(){  
        Serial.begin(9600);  
    }  
    void loop(){  
        Serial.print（“Time:”）;  
        time = micros();  
        //打印从程序开始时间  
        Serial.println(time);  
        //等待一秒钟，以免发送大量数据  
        delay(1000);  
    }  

    delay()  
    使程序暂停设定期间（单位毫秒）。（一秒等于1000毫秒）  
    参数：ms：暂停毫秒数（unsigned long）  
    例子：  
    ledPin = 13 / / LED连接到数字13脚  
    void setup()  
    {  
        pinMode(ledPin, OUTPUT);      // 设立引脚为输出  
    }  
    void loop()  
    {  
        digitalWrite(ledPin, HIGH);   // 点亮LED  
        delay(1000);                  // 等待1秒  
        digitalWrite(ledPin, LOW);    // 灭掉LED  
        delay(1000);                  // 等待一秒  
    }  
    虽然创立一种使用delay()闪烁LED很简朴，并且许多例子将很短delay用于消除开关抖动，delay()的确拥有诸多明显缺陷。在delay函数使用过程中，读取传感器值、计算、引脚操作均无法执行，因而，它所带来后果就是使其她大多数活动暂停。其她操作定期办法请参加millis()函数和它下面例子。大多数纯熟程序员普通避免超过10毫秒delay(),除非arduino程序非常简朴。  
    但某些操作在delay()执行时任然可以运营，由于delay函数不会使中断失效。通信端口RX接受到得数据会被记录，PWM(analogWrite)值和引脚状态会保持，中断也会按设定执行。  

    delayMicroseconds()  
    使程序暂停指定一段时间（单位微秒）。一毫秒等于一千微秒，一秒等于1000000微秒。 当前，可以产生最大延时精确值是16383。这也许会在将来Arduino版本中变化。对于超过几千微秒延迟，你应当使用delay()代替。  
    例子：  
    int outPin = 8;                 // digital pin 8  
    void setup()  
    {  
        pinMode（outPin，OUTPUT）; //设立为输出数字管脚  
    }  
    void loop()  
    {  
        digitalWrite（outPin，HIGH）; //设立引脚高电平  
        delayMicroseconds(50);        // 暂停50微秒  
        digitalWrite(outPin, LOW);    // 设立引脚低电平  
        delayMicroseconds(50);        // 暂停50微秒  
    }  

数学运算  
    min()       max()       abs()  
    constrain(x,a,b)【将一种数约束在一种范畴内】  
    map(value, fromLow, fromHigh, toLow, toHigh)  
    value:需要映射值   
    fromLow:当前范畴值下限   
    fromHigh:当前范畴值上限   
    toLow:目的范畴值下限   
    toHigh:目的范畴值上限  
    例子：  
    void setup(){}  
    void loop()  
    {  
        int val = analogRead(0);  
        val = map(val, 0, 1023, 0, 255);  
        analogWrite(9, val);  
    }  
    数学实现  
    long map(long x, long in_min, long in_max, long out_min, long out_max)  
    {  
      return (x - in_min) * (out_max - out_min) / (in_max - in_min) + out_min;  
    }  

    pow(base, exponent)     sqrt(x)  

三角函数  
    sin()       cos()       tan()  

随机数  
    randomSeed()【随机数种子】     random()【random(max),random(min, max)】  

位操作  
    lowByte()   取一种变量（例如一种字）低位（最右边）字节。  
    highByte()  提取一种字节高位（最左边），或一种更长字节第二低位。  
    bitRead()   读取一种数位。bitRead(x, n) X：想要被读取数 N：被读取位，0是最重要（最右边）位    该位值（0或1）  
    bitWrite()  在位上写入数字变量   bitWrite(x, n, b)   X：要写入数值变量 N：要写入数值变量位，从0开始是最低（最右边）位 B：写入位数值（0或1）  
    bitSet()    为一种数字变量设立一种位    bitSet(x, n)    X：想要设立数字变量 N：想要设立位，0是最重要（最右边）位  
    bitClear()  清除一种数值型数值指定位(将此位设立成 0) bitClear(x, n)  X：指定要清除位数值 N：指定要清除位位置，从0开始，0 表达最右端位  
    bit()   计算指定位值（0位是1，1位是2，2位4，以此类推） bit(n)  需要计算位  

设立中断函数  
    attachInterrupt()  
    attachInterrupt(interrupt, function, mode)  
    当发生外部中断时，调用一种指定函数。当中断发生时，该函数会取代正在执行程序。大多数Arduino板有两个外部中断：0（数字引脚2）和1（数字引脚3）。  
    arduino Mege有四个外部中断：数字2（引脚21），3（20针），4（引脚19），5（引脚18）  

    interrupt：中断引脚数   
    function：中断发生时调用函数，此函数必要不带参数和不返回任何值。该函数有时被称为中断服务程序。   
    mode：定义何时发生中断如下四个contstants预定有效值：  
    LOW 当引脚为低电平时，触发中断  
    CHANGE 当引脚电平发生变化时，触发中断  
    RISING 当引脚由低电平变为高电平时，触发中断  
    FALLING 当引脚由高电平变为低电平时，触发中断.  

    当中断函数发生时，delya()和millis()数值将不会继续变化。当中断发生时，串口收到数据也许会丢失。你应当声明一种变量来在未发生中断时储存变量。  
    在单片机自动化程序中当突发事件发生时，中断是非常有用，它可以协助解决时序问题。一种使用中断任务也许会读一种旋转编码器，监视顾客输入。  
    如果你想以保证程序始终抓住一种旋转编码器脉冲，从来不缺少一种脉冲，它将使写一种程序做任何事情都要非常棘手，由于该筹划将需要不断轮询传感器线编码器，为了赶上脉冲发生时。其她传感器也是如此，如试图读取一种声音传感器正试图赶上一按，或红外线槽传感器（照片灭弧室），试图抓住一种硬币下降。在所有这些状况下，使用一种中断可以释放微控制器来完毕其她某些工作。  

    例子：  
    int pin = 13;  
    volatile int state = LOW;  

    void setup()  
    {  
        pinMode(pin, OUTPUT);  
        attachInterrupt(0, blink, CHANGE);  
    }  
    void loop()  
    {  
        digitalWrite(pin, state);