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Arduino学习笔记（一）：基础

分类: 文章 • 2023-11-05 17:23:10

Arduino程序结构

包括两个主要函数：

  1. void setup(){}
    程序运行时会调用一次setup函数，主要用于初始化变量和设置引脚工作模式等。
  2. void loop(){}
    相当于死循环while(1){}。
    当然，可以自定义函数，并在以上两个函数中被调用。注意，setup函数和loop函数是必不可少的。

数据类型

Arduino学习笔记（一）：基础byte：一个字节，存储一个8位无符号数。
word：在Uno和其他基于ATMEGA板上，存储一个16位无符号数;而在Due和Zero上，存储一个32位无符号数。
array：并非数据类型，只是表示支持数组。
字符串对象（String）：可以像普通变量一样被创建并分配一个值或字符串。赋值运算符不能用于字符数组，但能用于String对象。主要缺点是，会占用大量的内存。

时间函数

  1. delay()函数，以毫秒为单位，阻塞延时。
  2. delayMicroseconds()函数，以微秒为单位，阻塞延时。
  3. millis()函数，以毫秒为单位，返回从Arduino板上电开始计时的时间。
  4. micros()函数，以微秒为单位，返回从Arduino板上电开始计时的时间。

I/O函数

Arduino引脚默认为输入模式，呈现高阻抗状态。可通过pinMode()函数设置引脚为INPUT_PULLUP，使能上拉电阻，则空闲状态下，引脚电平为高电平。上拉电阻能提供足够的电流驱动LED灯变亮。
当设置引脚为输出模式时，将呈现低阻抗状态。

pinMode()函数

函数原型：pinMode(pin, mode)。可将指定引脚设置为输入或输出模式。使用INPUT_PULLUP模式启动内部上拉电阻，而INPUT模式禁止内部上拉。

digitalWrite()函数

函数原型：digitalWrite(pin, value)。可向指定的数字引脚写入HIGH或LOW值。若将某个引脚设置为INPUT模式时，调用digitalWrite()函数可启动（HIGH）或禁止（LOW）该引脚的内部上拉电阻。

digitalRead()函数

函数原型：digitalRead(pin)。可读取指定数字引脚的电平。

analogWrite()函数

函数原型：analogWrite(pin, value)。用于向指定引脚输出一定占空比的PWM波。value：0～255（导通-关断）。在大多数Arduino板上，此功能近支持数字引脚3，5，6，9，10和11，即带有 “～” 的数字引脚。

analogRead()函数

函数原型：analogRead(pin)。可读取指定模拟引脚的电压大小，返回相应的AD值（0～1023），对应于0～5V。

analogReference()函数

函数原型：analogReference(type)。
type可取：

  1. DEFAULT
    默认5或3.3V的模拟参考值
  2. INTERNAL（不适用于Arduino Mega）
    内置参考，在ATmega168或ATmega328上等于1.1V，而在ATmega8上等于2.56V
  3. INTERNAL1V1（适用于Arduino Mega）
    内置参考1.1V
  4. INTERNAL2V56（适用于Arduino Mega）
    内置参考2.56V
  5. EXTERNAL
    参考值为外部施加到AREF引脚的电压大小（限0到5V内的电压）

字符函数

Arduino学习笔记（一）：基础

随机数

randomSeed()函数

函数原型：randomSeed(seed)。伪随机数生成器，本质上生成的数是随机分布的，但其顺序是可预测的，即会循环出现。用例：randomSeed(analogRead(5)); //拾取模拟引脚5（未使用）的随机噪音，返回其AD值。

random()函数

函数原型：

  1. long random(max)。返回一个范围为0到max之间的随机数。
  2. long random(min, max)。返回一个范围为min到max之间的随机数。

中断

  1. 硬件中断：大多数Arduino设计有两个硬件中断，其相应引脚为数字引脚2和3。
  2. 软件中断：Arduino支持的是attachInterrupt()函数，其函数原型为：attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(pin), ISR, mode)；
    或attachInterrupt(pin, ISR, mode)，仅支持Arduino Due, Zero板。
    其中，ISR即指定中断处理函数。
    mode的取值：
    1）LOW：低电平触发
    2）CHANGE：跳变沿触发
    3）FALLING：下降沿触发

Arduino通信

UART

  1. 串口初始化设置：Serial.begin(baund)。设置波特率。
  2. 串口发送数据：Serial.print(data)或Serial.println(data) 、Serial.write(data)。
  3. 串口接收数据：Serial.read()。

I2C

使用SDA（数据）和SCL（时钟）引脚。需要使用到Wire库，即程序中需要包含Wire.h头文件。

发送（主机）

  1. 初始化，设置为主机：Wire.begin()。
  2. 启动，指定I2C从设备地址：Wire.beginTransmission(addr)。
  3. 数据缓存：Wire.write(value)。采用队列缓存数据。
  4. 传输数据，然后关闭：Wire.endTransmission()。
  5. 数据请求：Wire.requestFrom(addr, bytes)。向指定地址的从机请求一定字节数的数据。
  6. 数据请求的应答：Wire.onRequest(func)。接收到数据请求时，调用指定的函数进行处理。

接收（从机）

  1. 初始化，设置为从机，并指定地址：Wire.begin(addr)。
  2. 指定接收数据处理函数：Wire.onReceive(func)。
  3. 监测是否有数据：Wire.available()。
  4. 接收I2C总线上的数据：Wire.read()。

SPI

串行外设接口（SPI）总线可用于串行通信，全双工。使用SCK（时钟）、MOSI（主出从入）和MISO（主入从出）。需要用到SPI库，即程序中要包含SPI.h头文件。

  1. 初始化：SPI.begin()。

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