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Arduino入门教程—简介篇四 Arduino语法

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[LV.9]以坛为家II

发表于 2013-4-26 10:16:11 | 显示全部楼层 |阅读模式

Arduino语法参考

这里给你提供一个Arduino语法函数的操作指令讲解。

WIKI:arduino语法参考


程序结构
一个Arduino程序分为两部分:
void setup()
在这个函数里防止初始化Arduino的程序,使主循环程序在开始之前设置好相关参数。
void loop()
这是Arduino的主函数。这套程序会一直重复执行,直到电源被断开。

特殊标点及符号
Arduino语言运用了一些符号来描绘程序代码,例如,注释和程序部分。

;(分号)
Arduino每条指令(代码行)都以分号结束。这样的语法可以让你自由安排车刚需代码,甚至可以将两条指令放在同一行,只要你用一个分号把它们隔开就行了(然而,这样做会让你的程序代码更难以阅读)。
例如:
delay(100);

{}(大括号)
用来注释程序代码的分区。例如,当你为loop()函数编写代码时,必须咱编码的前后用大括号括起来。
例如:
void loop(){
serial.println("TSRobot");
}

注释
这是Arduino程序编译中忽略的一部分,但是它有助于提醒你自己或别人这小段程序代码的功能。
Arduino里有两种形式的注释。
//单行注释:这行会被忽略掉
/*多行注释:
你可以
在这里
写出
一整首诗
*/

常量
Arduino语言有一些特殊意义的关键字。
例如:
HIGH和LOW用来表示你打开或关闭(高电平或者低电平);
Arduino的一个引脚(pin),INPUT和OUTPUT用来设定某个特定引脚是输入接口还是输出接口;
INPUT_PULLUP用来设定某个引脚为输入,并且被拉高;
True和False,像它们的字面意思一样;表示一个条件或一个运算是真还是假。

变量
变量保存在Arduino内存中,它可以用来保存数据,你可以应用这个变量的数据来计算或者将这个数据应用到程序中。正如字面意思,变量在程序中是可以随便更改的。
因为Arduino是一个非常简单的微处理器,所以当你声明一个变量时,还必须指定它的类型。这意味着告诉处理器为你所要存储的数据留出多大的空间。



下面是一些常见的数据类型:
Boolean(布尔)
只能是真或者假两种值。

char(字符)
保存一个字符,如"A"。和任何计算机一样,Arduino将字符存储为一个数字,虽然你拷打的是文字。当字符用数字里存储时,数值范围是-128127
注意:在计算机系统里主要有两组有效字符:ASCIIUNICODEASCII127个可用字符,主要用于串行终端之间文本的传输,相应的计算机系统的例子如大型机、小型机之间传送文本。UNICODE在现代计算机操作系统中有大量的实用字符,可以代表多种语言。在传输短字节语言方面,ASCII仍很实用,如只用拉丁文(意大利语、英语)、阿拉伯数字、常见的打印机符号、标点符号等情况。

byte(字节)
存储0-255的数字。像char一样,byte只能用一个字节(8位)的存储空间。

int(整型)
2个字节表示一个内存空间,从-3276832767之间的整数,这是用于Arduino的最普遍的数据类型之一。

unsigned int(无符号整型)
int一样,也用2个字节的空间,但是无符号的前缀意味着它不能存储负数,它的范围是0-65535

long(长整型)
它是int的两倍大小。能够存储-21474836482417483647之间的数字。

unsigned long(无符号长整型)
无符号长整型的范围是04294967295

float(浮点型)
它的存储空间很大,能够存储浮点值,你能用它存储带小数的数字,每个浮点型会用掉四个字节,所以要谨慎使用。

double(双精度浮点型)
双精度浮点数最大值为1.797 693 134 862 315 7乘以10308次方。哇,非常大!

string(字符串)
用一组ASCII字符来存储文本信息(你可以用字符串通过串口发送一条信息、或者在LCD显示屏上展示)。字符串的每一个字符会占用一个字节的存储空间,加上一个零字符。表示字符串的结束。
用两种表达方:
char string1[] = "Arduino"; //7个字符 + 1个零字符
char string2[] = "Arduino"; //同上

array(数组)
数组就是通过索引存取的变量列表,它们用来建立数值的表格。例如,如果你想存储不同亮度的LED值,你固然可以创立6个变量,分别为light01light02等,但更好的方法是用一个像int light[6] = {0,20,50,75,100,150};这样的数组。
array这个词实际上不用在变量声明:数组用符号[]和{}来表示即可。

控制指令
Arduino利用了一些关键字控制了程序的执行流程。

If…else
If后面的括号里必须要有一个表示判断的表达式。如果表达式为真,则继续执行下面的语句;如果是假,则下面的代码将被跳过,执行else下的指令代码。你也可以只用if而不搭配else
例如:
If(val == 1){
digtalWrite(LED,HIGH);
}

for
用来指明一段代码重复的次数。
例如:
for(int I = 0; i< 10; i++){
Serial.print(“TSRobot”);
}

switch case
如果说if就像程序的岔路口,那么switch case就像一个多选择环形路口。switch case根据变量的数值让程序有了更多的选择,比起一长串的if函数,switch case可以让程序看上去更为简洁。
例如:
switch (sensorValue){
case 23:
digitalWrite(13,HIGH);
break;
case 46:
digitalWrite(12,HIGH);
break;
default: //以上条件都不满足时执行预设指令
digitalWrite(13,LOW);
digitalWrite(12,LOW);
}

While
whileh后的条件成立时,执行大括号内的程序代码。
例如:
// sensor值小于512时,让LED闪烁
sensorValue = analogRead(1);
while(sensorValue < 512){
digitalWrite(13,HIGH);
delay(100);
digitalWrite(13,LOW);
delay(100);
sensorValue = aalogRead(1);
}

do…while
while相似,但不同之处在于:while函数是先判断while后的表达式;而do…while是先执行do后的程度段,再对while后的表达式进行判断。因此do…while的主程序段至少会被执行一次。
例如:
do {
digtialWrite(13,HIGH);
delay(100);
digtialWrite(13,LOW);
delay(100);
sensorVaule = analogRead(1);
} while(sensorVaule < 512);

break
这个语句可以让程序跳出一个循环,然后继续执行循环之后的程序代码段。也用于分隔switch case语句的不同部分。
例如:
// sensor值小于512时,让LED闪烁。
do {
// 当按键按下时跳出循环
If(digitalRead(7) == HIGH)
Break;
digtialWrite(13,HIGH);
delay(100);
digtialWrite(13,LOW);
delay(100);
sensorVaule = analogRead(1);
} while(sensorVaule < 512);

continue
在循环程序中使用,能让你跳过程序里的某些部分,然后再次判断表达式。
例如:
for( light = 0; light <255; light++){
// 忽略介于140200之间的数值
If((x > 140) && (x < 200))
continue;
analogWrite(PWMpin, light);
delay(10);
}

return
return在一个函数的结尾返回一个数值。例如,现在有一个函数叫做computeTemperature(),你想要传回储存在目前变量中的温度值,你可以这样写程序:
int computeTemperature(){
int temperature = 0;
temperature = (analogRead(0) + 45) / 100;
return temperature;
}

运算符
你可以通过特殊语法让Arduino去做一些复杂的运算。+-就是我们在学校学习的加减法,乘法用*表示,除法用/表示。
例如:
a = 2 + 2;
light = ((12 * sensorValue) – 5 ) / 2;
remainder = 3 % 2; // 返回1,因为3除以21

比较运算符
当你在运用ifwhilefor,函数时,可以用到下列比较运算符:
==等于
!=不等于
<小于
>大于
<=小于等于
>=大于等于

布尔运算符
当你要结合多个判断条件时,可以用到布尔运算符。
例如,你要检测一个传感器的返回值是否是510之间的数,你可以这样写程序:
if((sensor >= 5) && (sensor <= 10))
布尔运算符有三种:&&逻辑与、||逻辑或、!逻辑非

复合运算符
这些运算符常用唉类似于递增这些常见的函数中,让程序代码看上去更整洁。
例如,让变量自身加1可以写成:
value = value + 1
但也可以使用复合运算符把上面的式子简化成:
value++

递增和递减(++--
当对一个数值进行递增或递减时,要注意一点,那就是i++++i之间的不同。i++是将i的值加1使i的值等于i+1;而当使用++i时,i在第一次执行程序时是i,直到第二次执行程序时才会被加1。这个原理同样适用于--
+=-=*=/=
这些运算符可以使程序运算式更加精简,下面是两个等价式:
a = a + 5;
a += 5;

输入输出函数
Arduino有一些处理输入输出功能的函数,在书中的一些例程里我们已经用到了一些。

pinMode(pin, mode)
将一个引脚配置成输入或者输出。
例如:
pinMode(7, INPUT); // 将引脚7定义为输入接口

digitalWrite(pin, value)
打开一个数值引脚并将其赋值高电平或者低电平,此引脚必须是前面定义过的输入或者输出模式,否则digitalWrite不生效。
例如:
digitalWrite(8, HIGH); // 8号引脚高电平

int digitalRead(pin)
读取一个输入状态的引脚值。当引脚处于高电平状态时返回HIGH,否则返回LOW
例如:
val = digitalRead(7); // 读取7号引脚的值并赋值给val

int analogRead(pin)
读取模拟输入引脚的值,并将其表示为01023之间的数值,对应05V的电压。
例如:
val = analogRead(0); // 读取模拟接口0的值,并赋值给val

analogWrite(pin, value)
改变该引脚的PWM输出数值,引脚(pin)可以是35691011PWM值的改变范围是0255,对应的电压输出值是05V
例如:
analogWrite(9, 128); // 9号引脚的LED点亮至50%亮度

shiftOut(dataPin, clockPin, bitOrder, value)
发送数据到移位寄存器,用来扩大数字输出范围,此函数使用时有一个引脚作为数据输出,另一个引脚用来表示时钟,bitOrder用来表示字节的格式(LSBFIRST是最低有效位,MSBFIRST是最高有效位),value则要输出字节的值。
例如:
shiftOut(dataPin, clockPin, LSBFIRST, 255);

unsigned long pulseIn(pin, value)
读取一个引脚的脉冲持续时间,例如使用红外传感器或者加速度计时。它们都是利用单位时间不同的脉冲来获得状态值的传感器。
例如:
time = pulseIn(7,HIGH); // 读取7号引脚持续为高电平的时间

时间函数
计算与控制芯片执行程序的时间。
unsigned long millis()
检测程序执行开始到当前的时间。
例如:
duration = millis()-lastTime; //表示从lastTime到当前的时间

delay(ms)
延迟一定毫秒的时间。
例如:
delay(500); // 延迟500ms

delayMicroseconds(us)
延迟一定微秒的时间。
例如:
delayMicroseconds(1000); //延时1000us

数学函数
Arduino也有很多自带的数学函数,包括三角函数等。
min(x, y)
xy中返回最小值。
例如:
val = min(10, 20); // val 的值为10

max(x, y)
xy中返回最大值。
例如:
val = max(10, 20); // val 的值为20

abs(x)
传回x的绝对值,正数的绝对值是其本身,负数的绝对值是其相反的数。例如:
val = abs(-5); // val 的值是5

constrain(x, a, b)
判断xab的关系,若x小于a,则传回a;若x介于ab之间,则传回x本身;若大于b,则传回b
例如:
val = constrain(analogRead(0), 0, 255); // 忽略大于255的数

map(value, fromLow, fromHigh, toLow, toHigh)
value的值按照fromLowfromHigh的范围,对等转换至toLowtoHigh的范围。通常应用于读取相似信号,并将其转换到程序中所需的范围。
例如:
val = map(analogRead(0), 0,1023, 100, 200);
//将模拟接口0读取的0~1023的值转换成0~100的值

double pow(base, exponent)
传回一个数(base)的指数(exponent)的值
例如:
double x = pow(y, 32); //使xy32次方

double sqrt(x)
x的平方根。
例如:
double a = sqrt(1138); // 1138的平方根是33.73425674438

double sin(rad)
传回某个角度(用弧度单位)的正弦值。
例如:
double sine = sin(2); // 2弧度的正弦值近似为0.90929737091

double cos(rad)
传回某个角度(用弧度单位)的余弦值。
例如:
double cosine = cos(2); // 2弧度的余弦值近似为 -0.41614685058

double tan(rad)
传回某个角度(用弧度单位)的正切值。
例如:
double tangent = tan(2); // 2弧度的正切值近似为 -2.18503975868

随机数函数
如果你需要随机数,你可以利用Arduino的随机数函数来产生随机数。
randomSeed(seed)
复位Arduino的随机数发生器,会产生一系列的随机数,虽然这些数字貌似是随机产生,但是它们的顺序其实还是可以被预测的。所以如果我们需要真正的一组随机数,我们就要重新设定随机数的种子。若我们没有连接一个模拟值引脚,它可以从周围环境(无线电波、宇宙射线、手机或者荧光灯的电磁干扰等)获得随机噪声。
例如:
randomSeed(analogRead(5)); // 利用5号引脚的噪声

long random(max)
long random(min, max)
传回指定区间的长整型随机数。如果没有规定最小值,则默认最小值为0
例如:
long randnum = random(o, 100); //传回一个介于0~100之间的数
long randnum = random(11); //传回一个介于0~10之间的数

串行通信
前面实验课我们介绍过,可以通过USBArduino进行串口通信。下面我们介绍一些相关串口通信的函数。
Serial.begin(speed)
为与Arduino串口通信做准备,我们可以通过Arduino的上位机软件检测返回值,这里设置通信的波特率,我们通常使用9600,我们也可以使用其他的通信波特率,但最大值是115200.
例如:
Serial.begin(9600);

Serial.print(data)
Serial.print(data, encoding)
将数据通过串口传回,encoding指明数据传回类型,默认为纯文本格式。
例如:
Serial.print(75); //显示75
Serial.print(75, DEC); //同上
Serial.print(75, HEX); //4B”(75的十六进制表达)
Serial.print(75,OCT); //113”(75的八进制表达)
Serial.print(75, BIN); //1001011”(75的二进制表达)
Serial.print(75, BYTE); //K”(KASCII码值是75

Serial.println(data)
Serial.println(data, encoding)
Serial.print(data)相同,只是在传回数据的末尾多加一个换行符(\r\n)。换行符的意义就等于你在输入一些文字后敲入的回车键。
例如:
Serial.println(75); //显示“75\r\n
Serial.println(75, DEC); //同上
Serial.println(75, HEX); //4B\r\n
Serial.println(75,OCT); //113\r\n
Serial.println(75, BIN); //1001011\r\n
Serial.println(75, BYTE); //K\r\n

int Serial.available()
传回一个数值,告诉上位机有多少字节没有被read()函数读取,若Serial.available()返回值是0,则代表串行数据都已被read()读取。
例如:
int count = Serial.available();

int Serial.read()
读取一个字节的串行数据
例如:
int data = Serial.read();

Serial.flush()
因为数据传输的速度要大于Arduino程序处理速度,所以Arduino会将数据先存放在缓存区中。如果有需要,我们可以利用Serial.flush()函数来清空缓存区,以确保缓存区的数据是最新的。
例如:
Serial.flush();

语法的学习很重要,它是我们与Arduino主板交流互动的桥梁,当然你也不用一口气全学会,可以先学习基础的,以后的实验中再累积!

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该用户从未签到

发表于 2013-5-28 00:24:20 | 显示全部楼层
谢谢楼主分享真的好
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[LV.9]以坛为家II

 楼主| 发表于 2013-5-29 19:00:07 | 显示全部楼层
保卫萝卜 发表于 2013-5-28 00:24
谢谢楼主分享真的好

多多交流
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该用户从未签到

发表于 2013-6-12 16:25:52 | 显示全部楼层
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该用户从未签到

发表于 2013-7-31 16:14:35 | 显示全部楼层
void setup()
{
serial.begin(9600);
}

void loop()
{
for(int i = 0; i <=100; i++)
   {
    Serial.println("感谢楼主分享!")
   }
}
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[LV.8]以坛为家I

发表于 2014-8-27 00:47:49 | 显示全部楼层
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[LV.1]初来乍到

发表于 2016-7-21 11:43:49 | 显示全部楼层
谢谢分享,学习了
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发表于 2016-8-13 20:51:29 | 显示全部楼层
感谢楼主,写的详细。
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发表于 2016-8-24 19:58:59 | 显示全部楼层
很有用,感谢。
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