Arduino核心库常用函数

二月 27, 2021

Arduino

注意！以下内容中的 int 指代整型变量，但实际上整型变量也有所不同，例如 analogWrite() 函数的原型如下：

1	void analogWrite(uint8_t pin, int val);

不必深究，只需要把它当成整形变量即可。

必备函数

`setup()`

Arduino通电或复位后，即会开始执行 setup() 函数中的程序，该函数只会执行一次。

例子：

void setup() {
    pinMode(3, OUTPUT);
    
    for (int i = 4; i < 11; i++) {
        pinMode(i, OUTPUT);
    }
}

`loop()`

在setup() 函数中的程序执行完后，Arduino会接着会无限循环 loop() 函数。

例子：

void loop() {
    digitalWrite(led, HIGH);
    delay(1000);
    digitalWrite(led, LOW);
    delay(1000);
}

`main()`函数呢？

你可能会问，为什么这个C++项目没有 main() 函数呢？

实际上，实际上 main() 函数存在于Arduino核心库中，且仍然是程序的入口。

我们翻看一下 Arduino 核心库的 main.cpp 就可以看到：

#include <Arduino.h>

int atexit(void (*)()) { return 0; }	//这表示参数为一个指向 无参数无返回值 的函数的指针

void initVariant() __attribute__((weak));
void initVariant() { }

void setupUSB() __attribute__((weak));
void setupUSB() { }

int main(void)
{
    init();

    initVariant();

#if defined(USBCON)
    USBDevice.attach();
#endif

    setup();

    for (;;) {
        loop();
        if (serialEventRun) serialEventRun();
    }

    return 0;
}

由上可见，对于一个 Arduino 项目，必须包含 setup() 和 loop() ，而不能包含 main()

输入输出

`pinMode(pin, mode)`

在使用引脚前，需要先定义引脚的模式（读或写）

参数

int pin

指定的引脚编号，如： 10 , A0 等。
int mode

共三种模式：
- INPUT
  
  输入模式
- OUTPUT
  
  输出模式
- INPUT_PULLUP
  
  输入上拉模式，也就是启动板载电阻，使该引脚可以直接连接 5V 电压而不需要在之间另加电阻，但不能接负电位，不能接大于 5V 的电压。

示例

1
2
3

pinMode(3, OUTPUT);       // 设置 3 号引脚为输出模式
pinMode(4, INPUT);        // 设置 4 号引脚为输入模式
pinMode(5, INPUT_PULLUP); // 设置 5 号引脚为输入上拉模式

`digitalWrite(pin, value)`

设置指定引脚的电位，在此之前要保证该引脚已经 pinMode 过，且为输出模式。

参数

int pin

指定的引脚编号。
int value

可以为以下两者之一：
- HIGH
  
  高电平
- LOW
  
  低电平

例子

1 2	digitalWrite(3, HIGH); // 设置 3 号引脚为高电平 digitalWrite(4, LOW); // 设置 4 号引脚为低电平

`digitalRead(pin)`

读取指定引脚的电位，在此之前要保证该引脚已经 pinMode 过，且为输入模式

参数

int pin

指定的引脚编号。

返回值

int

指定的引脚的电位，为以下两者之一：
- HIGH
  
  高电平
- LOW
  
  低电平

例子

1
2
3

// 假设 4 号引脚连接的是 高电平
int state = digitalRead(4);
// state = HIGH; 也就是 stats = 1;

`analogWrite(pin, value)`

设定指定引脚的电位，在此之前要保证该引脚已经 pinMode 过，且为输出模式

此外，还要保证该引脚支持模拟输出，也就是引脚旁边有一个波浪线。

参数

int pin

指定的引脚编号。
int value

指定电位的值，范围为 0~255 ，从 0V 到 5V 成比例对应。

示例

1
2
3

analogWrite(3, 0);   // 设置 3 号引脚为 0V
analogWrite(3, 255); // 设置 3 号引脚为 5V
analogWrite(3, 233); // 设置 3 号引脚为 (5 * 233 / 255)V

`analogRead()`

读取指定引脚的电位，在此之前要保证该引脚已经 pinMode 过，且为输入模式

此外，还要保证该引脚支持模拟输入，在 Arduino Uno 里支持模拟输入的只有： A0 ， A1 ， A2 ，A3 ， A4 ， A5 六个。

参数

int pin

指定的引脚编号。

返回值

int

指定的引脚的电位，范围： 0~1023 ，从 0V 到 5V 成比例对应。

例子

1
2
3

// 假设 4 号引脚连接的是 3V
int state = analogRead(4);
// state = 3 * 1023 / 5;

时间

`delay(ms)`

程序停止一段时间

参数

unsigned long ms

延时的时间，单位为毫秒

示例

1	delay(500); // 延时 0.5 秒

`delayMicroseconds(us)`

参数

unsigned int us

延时的时间，单位为微秒

示例

1	delayMicrosecond(300); // 延时 0.0003 秒

`millis()`

返回值

unsigned long

Arduino通电后或复位后到现在的时间，单位毫秒

示例

1	long time = millis();

`micros()`

返回值

unsigned long

Arduino通电后或复位后到现在的时间，单位毫秒

示例

1	long time = micros();

串口通信：`Serial`类

`Serial.begin()`

该函数有两个重载，

Serial.begin(speed)
- 参数：
  - speed
    
    串口通信波特率，一般为9600，可以为：
    
    300、600、1200、2400、4800、9600、14400、19200、28800、38400、57600、115200

Serial.begin(speed, config)

参数

speed 同上

config

配置信息，具体如下表：

可选配置	数据位	校验位	停止位
SERIAL_5N1	5	无	1
SERIAL_6N1	6	无	1
SERIAL_7N1	7	无	1
SERIAL_8N1(默认配置)	8	无	1
SERIAL_5N2	5	无	2
SERIAL_6N2	6	无	2
SERIAL_7N2	7	无	2
SERIAL_8N2	8	无	2
SERIAL_5E1	5	偶	1
SERIAL_6E1	6	偶	1
SERIAL_7E1	7	偶	1
SERIAL_8E1	8	偶	1
SERIAL_5E2	5	偶	2
SERIAL_6E2	6	偶	2
SERIAL_7E2	7	偶	2
SERIAL_8E2	8	偶	2
SERIAL_5O1	5	奇	1
SERIAL_6O1	6	奇	1
SERIAL_7O1	7	奇	1
SERIAL_8O1	8	奇	1
SERIAL_5O2	5	奇	2
SERIAL_6O2	6	奇	2
SERIAL_7O2	7	奇	2
SERIAL_8O2	8	奇	2

`Serial.end()`

结束串口通信。释放该串口所在的数字引脚，使得其可以作为普通数字引脚使用。

`Serial.print()` 与 `Serial.println()`

向串口写入数据，有许多重载

至于两者区别相信学过Java的都知道，Serial.println() 在输出数据的同时换行。

`Serial.read()`

接收串口数据

返回值

int

返回从串口接收的数据，也就是依次接收 ASCII 字符，每次一个比特。

`Serial.available()`

获取串口接收到的除去已经读取的数据的个数，也就是缓冲区的数据个数，缓冲区最多可保存64 bytes的数据。

返回值

int

缓冲区的数据的比特数，0~64

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