Arduino学习笔记（2）-- Arduino基本函数

Arduino提供了大量的基础函数，包括I/O控制、时间函数、中断函数、数学函数、串口通信函数等，这些基础函数使单片机系统开发不再有复杂的底层代码，使用者可以很方便的对板子上的资源进行控制。另外，Arduino还提供了许多关于这些基础函数的应用实例，这些例子程序可以在Arduino开发环境的Files-Examples中找到，从而大大降低了初学者的学习难度，缩短了单片机系统开发周期。

数字I/O口的操作

1、pinMode(pin,mode)函数

pinMode函数用于配置引脚为输入或者输出模式，它是一个无返回值的函数，一般放在setup（）函数体重，先设置再使用。

pinMode函数由两个参数--pin 和 mode，pin参数表示要配置的引脚代号，以Arduino Uno为例，它的取值范围是0~13，也可以把模拟引脚（A0~A5）作为数字引脚使用，此时编号为14脚到19脚。mode参数表示设置的模式——INPUT输入模式或者OUTPUT输出模式，其中INPUT用于读取信号，OUTPUT用于输出控制信号。

配置数字引脚3位输出模式的语句如下所示：

pinMode(3,OUTPUT);

2、digitalWrite(pin,value)

digitalWrite函数的作用是设置引脚的输出电压为高电平或低电平，也是一个无返回值的函数，在使用该函数设置引脚之前，需要先用pinMode()函数交引脚设置为OUTPUT模式，因为数字口具有输入或输出两种状态，需要预先定义。

digitalWrite函数有两个参数---pin 和 value, pin 代表引脚，value代表输出的电平——HIGH（高电平）或LOW（低电平）。

配置数字引脚2的输出电平为高：

pinMode(2,OUTPUT);
digitalWrite(2,HIGH);

3、digitaRead(pin)

digitalRead函数的作用是获取引脚的电平情况，该函数返回值为int型———HIGH（高电平）或者LOW（低电平），在使用该函数时需要预先定义管脚INPUTmode。

digitalRead函数只有一个参数——pin，他表示所要获取的电压情况的引脚号，如果引脚没有连接到任何地方，那么将随机返回HIGH或者LOW。

获取4号管脚的电压情况语句：

pinMode(4,INPUT);
digitalRead(4);

模拟I/O接口的操作函数

1、analogReference(type)

analogReference函数的作用是配置模拟输入引脚的基准电压（即输入范围的最大值），它是一个无返回值的函数，只有一个参数type，type的选项有DEFAULT（默认）/INTERANL（内部）/INTERNAL1V1/INTERNAL2V56/EXTERNAL,，具体含义如下：

DEFAULT：默认5V或者3.3V为基准电压。
INTERANL：低电压模式，使用片内基准电压源
INTERNAL1V1：低电压模式，以1.1V为基准电压
INTERNAL2V56：低电压模式，以2.56V为基准电压。
EXTERNAL：扩展接口，以AREF引脚（0~5V）的电压为基准电压。

设置模拟输入引脚的基准电压默认的语句：

analogRefernece(DEFAULT);

2、analogRead(pin)

analogRead函数的作用是从指定的模拟引脚读取模拟量，读取周期为100微妙，即最大读取速度可达每秒10000次，参数pin表示读取的模拟输入引脚编号，返回值为int型（范围在0~1023）。

Arduino Uno主板有6个通道10位AD转换器，即精度为10位，返回值是0~1023，也就是说输入电压为5V的读取精度为5V/1024个单位，约定于每个单位0.049V（4.9mV）。输入范围和进度可以通过analogReference（）进行修改。

如输入电压为a，那么获取的模拟量输入3的电压值为：

int potPin = 3;
int value = 0;
void setup()
{Serial.begin(9600);
}
void loop()
{value = analogRead(potPin) *a*1000/1023;    //输入电压为aSerial.println(value);
}

3、analogWrite(pin,value)

analogWrite函数的作用是通过PWM的方式将模拟值输入到引脚，即调用analogWrite函数后，相应的引脚会产生一个指定占空比的稳定方波（频率大约为490Hz），直到下一次调用该函数，可应用在LED亮度调节、电机调速控制等方面。

analogWrite函数是无返回值函数，有两个参数pin和value，参数pin表示输出PWM的引脚，这里只能选择函数支持的引脚，这个函数支持的引脚为3、5、6、9、10和11，参数value表示PWM占空比，因为PWM输出位数为8，所以其范围在0~255，对应占空比为0~100%，带PWM功能的引脚标有波浪线'~'。

从引脚11输出PWM：

int sensor = A0;
int LED = 11;
int value = 0;void setup(){Serial.begin(9600);
}void loop()
{value = analogRead(sensor);Serial.println(value,DEC);  //可以观察读取的模拟量的值analogWrite（LED，value/4）;   //读取的模拟量是0~1023*分辨率，结果除以4才能到0-255
}

注意：

引脚5和6的PWM功能输出时将产生高于预期的占空比，这是因为millis（）和delay（）函数共用一个内部定时器，使得内部计时器在处理PWM时候分心，这种情况一般出现在低占空比时。

时间函数

delay（ms）

delay函数是一个延时函数，它是一个无返回值函数，参数是延时的时间长度，单位是ms。

delayMicroseconds（us）

delayMicroseconds函数是一个延时函数，可以产生更短时间的延时，参数是延时的长度，单位为微秒。

中断函数

单片机的中断可以描述为：由于某一随机事件的发生，单片机暂停在原程序的运行，转而执行另一个程序（随机事件），处理完毕之后又自动回到断点处继续执行，其中，中断源、主程序、中断服务程序简述如下：

中断源：引起中断的原因，或能够发生中断请求的来源。
主程序：单片机现在运行的程序。
中断服务程序：处理中断请求的程序。

interrupts（）和noInterrupts（）

在Arduino中，interrupts函数和noInterrupts函数分别负责打开与关闭中断，这两个函数均为无返回值的函数，无参数。

attachInterrrupt（interrupt，function，mode）

该函数用于设置外部中断，有三个参数，分别表示中断源、中断处理函数和触发模式，它们的具体含义如下：

中断源：可选0、1，对应2或3号数字引脚。
中断处理函数：指定中断的处理函数，是一段程序，当中断发生时执行该子程序部分，其中参数为函数的指针。
触发模式：有四种类型-LOW（低电平触发）、CHANGE（跳变时触发）、RISING(上升沿触发）、FALLING（下降沿触发）。

detachInterrupt（interrupt）用于取消中断。

串口通信函数

1、Serial.begin()

用于设置串口的波特率，波特率是指每秒传输的比特数，除以8就可以得到每秒传输的字节数，一般用9600、19200、57600、115200。

2、Serial.available()

用于判断串口是否接受到数据，该函数返回值为int型，不带参数。

3、Serial.read()

用于将串口数据读入，该函数返回值是int型，不带参数。

4、Serial.print()

用于从串口输出数据，数据可以是变量，也可以是字符串。

5、Serial.printIn()

比Serial.print()多了回车换行功能。

Serial.printIn(x,DEC);//输出并换行