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标题: Arduino入门教程—简介篇四 Arduino语法 [打印本页]
作者: AllBlue 时间: 2013-4-26 10:16
标题: Arduino入门教程—简介篇四 Arduino语法
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。
在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-128到127。
注意：在计算机系统里主要有两组有效字符：ASCII和UNICODE。ASCII有127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）
用2个字节表示一个内存空间，从-32768到32767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）
像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-2147483648到2417483647之间的数字。
unsigned long（无符号长整型）
无符号长整型的范围是0到4294967295
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10的308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light01、light02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
当whileh后的条件成立时，执行大括号内的程序代码。
例如：
// 当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
与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：
// 当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140至200之间的数值
If((x > 140) && (x < 200))
continue;
analogWrite(PWMpin, light);
delay(10);
}
return
用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。+和-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2余1
比较运算符
当你在运用if，while，for，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5至10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（++和 --）
当对一个数值进行递增或递减时，要注意一点，那就是i++和++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--。
+=，-=，*=及/=
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); // 给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0至1023之间的数值，对应0至5V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3、5、6、9、10、11。PWM值的改变范围是0至255，对应的电压输出值是0至5V。
例如：
analogWrite(9, 128); // 将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)
x和y中返回最小值。
例如：
val = min(10, 20); // val 的值为10
max(x, y)
x和y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x与a和b的关系，若x小于a，则传回a；若x介于a与b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)
将value的值按照fromLow与fromHigh的范围，对等转换至toLow与toHigh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x是y的32次方
double sqrt(x)
去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USB与Arduino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”（K的ASCII码值是75）
Serial.println(data)
Serial.println(data, encoding)
与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！
作者: AllBlue 时间: 2013-5-29 19:00
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
作者: reg2018 时间: 2013-6-12 16:25
Thank you for your share 
作者: scaeac 时间: 2013-7-31 16:14
void setup()
{
serial.begin(9600);
}
void loop()
{
for(int i = 0; i <=100; i++)
{
Serial.println("感谢楼主分享!")
}
}
作者: robot 时间: 2014-8-27 00:47
谢谢楼主分享
作者: adv6 时间: 2016-8-13 20:51
感谢楼主，写的详细。
作者: cjt880 时间: 2018-7-20 08:39
很好。谢谢分享啦
作者: 懒样 时间: 2019-3-20 11:01
感谢楼主，写的详细易懂，很有帮助
作者: xi235x 时间: 2019-6-24 16:36
这个就有难度了，没编程基础的要从头来学了
作者: phoenix_zeng 时间: 2019-9-20 23:43
很好。谢谢分享啦
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