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Arduino入门

北京凯控
2019/6/7 上午8:10 386 浏览

Arduino|编程语言说明

Arduino在创客领域和简单的工业控制中得到了极为广泛的应用,Arduino使用的ATmega328p芯片,前面我有对ATmega328p芯片的系列教程讲解。今天我们主要看一下在Arduino 这个framework下的一些C语言编程规则,这个framework其实就是对ATmega328p的二次封装,才形成了现在的比较常见的arduino编程。

编程模板架构

Arduino|编程语言说明

主要涉及两个函数:

  • void setup()

初始化变量,管脚模式,调用库函数等,只执行一次。

  • void loop()

连续执行函数内的语句。这个是个while(1)

几个常量

  • 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(5V电压 40mA电流)。
  • true | false true 表示真(1),false表示假(0)。

这几个没啥好说的,基本上都宏定义了。可以去看Arduino.h这个头文件,里面都有这几个的宏定义。

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。

  • 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)

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。

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

在写arduino代码时,pinMode, digitalWrite, digitalRead等这些函数用起来是不是非常顺手呢?有了这些函数,我们就不用关心AVR单片机的那些令人头疼寄存器了。我们向函数传入引脚在Arduino开发板上的引脚号,就能对这个引脚进行读写和设置操作了。那么这些函数是如何实现的呢?下面将陆续给大家出一个系列的教程专门讲讲这个framework里面的内容,这样的话那么我们就可以来定制自己的framework了,我们在基于ATmega328p自己做个板子,那就是一套全新的产品了。是不是很帅。。。。

来源:网络

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问: 2019/6/7 上午8:10
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最后更新: 2019/6/7 上午8:12