Arduino¶

约 1305 个字 202 行代码预计阅读时间 8 分钟

资源 ¶

Built-in Examples | Arduino Documentation

Arduino Tutorials

Arduino 板载设备例程

Arduino 库函数文档

Arduino 中文教程

配置 ¶

IDE 下载 ¶

Software | Arduino

下载对应版本的 IDE 即可

IDE 汉化 ¶

打开 arduino，然后点击File——>Preference，按图 3 顺序点击设置，然后重启，就可以设置成中文了

IDE 库的下载和导入 ¶

直接下载
导入 zip 库 : 点击左上角“项目” -> “加载库” -> “添加 .ZIP 库” 然后选择下载的 zip 文件即可

vscode 中 Arduino IDE 插件 ¶

保证 Arduino IDE 下载完成
下载插件

Python 固件烧录 ¶

简单例程 ¶

LED 闪烁 ¶

Blink | Arduino Documentation

This example uses the built-in LED that most Arduino boards have. This LED is connected to a digital pin and its number may vary from board type to board type.

闪烁的代码

void setup() {
  // initialize digital pin LED_BUILTIN as an output.
  pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
}

// the loop function runs over and over again forever
void loop() {
  digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);  // turn the LED on (HIGH is the voltage level)
  delay(1000);                      // wait for a second
  digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);   // turn the LED off by making the voltage LOW
  delay(1000);                      // wait for a second
}

点亮 LED，实现 LED 闪烁，周期为 1000ms

int ledPin = 13;  // LED连接到数字引脚13

void setup() {
  pinMode(ledPin, OUTPUT);  // 设置LED引脚为输出
}

void loop() {
  digitalWrite(ledPin, HIGH);  // 点亮LED
  delay(500);  // 延时500ms
  digitalWrite(ledPin, LOW);  // 熄灭LED
  delay(500);  // 延时500ms
}

串口通信 ¶

串口通信最重要的参数是波特率、数据位、停止位和奇偶校验。

串口操作函数总结 ¶

`begin()`¶

功能：初始化串口，通常放在 setup() 函数中，可配置串口参数。
语法：

Serial.begin(speed);
Serial.begin(speed, config);

参数： - speed：波特率，如 9600、115200 等。 - config：数据位、校验位和停止位配置，如 Serial.begin(9600, SERIAL_8E2)（8位数据，偶校验，2位停止位）。
返回值：无。

`end()`¶

功能：结束串口通信，释放 Rx 和 Tx 引脚，使其可作为普通 IO 使用。
语法：

Serial.end();

参数：无。
返回值：无。

`available()`¶

功能：返回串口缓冲区中可读取的字节数（最大 64B）。
语法：

Serial.available();

参数：无。
返回值：可读取的字节数。

`print()`¶

功能：输出数据到串口，以 ASCII 码格式发送。
语法：

Serial.print(val);
Serial.print(val, format);

参数： - val：要输出的数据，任意类型。 - format：输出格式，如 BIN(二进制)、OCT(八进制)、DEC(十进制)、HEX(十六进制) 或浮点数小数位数。

示例：

Serial.print(55, BIN);   // 输出 "110111"
Serial.print(55, OCT);   // 输出 "67"
Serial.print(55, DEC);   // 输出 "55"
Serial.print(55, HEX);   // 输出 "37"
Serial.print(3.1415926, 2); // 输出 "3.14"
Serial.print("Hello!");  // 输出 "Hello!"

返回值：输出的字节数。

`println()`¶

功能：与 print() 类似，但输出后自动换行。
语法：

Serial.println(val);
Serial.println(val, format);

参数：同 print()。
返回值：输出的字节数。

`read()`¶

功能：读取串口数据（一个字节），读取后从缓冲区删除。
语法：

Serial.read();

参数：无。
返回值：读取的字节，若无数据则返回 -1。

`readBytes()`¶

功能：从串口读取指定长度的数据存入数组，超时退出。
语法：

Serial.readBytes(buffer, length);

参数： - buffer：存储数据的数组（char[] 或 byte[]）。 - length：读取的字节数。
返回值：成功读取的字节数，若无数据则返回 0。

`peek()`¶

功能：读取串口缓冲区的第一个字节，但不删除。
语法：

Serial.peek();

参数：无。
返回值：缓冲区第一个字节数据，若无数据返回 -1。

`write()`¶

功能：以字节形式发送数据到串口。
语法：

Serial.write(val);
Serial.write(str);
Serial.write(buf, len);

参数： - val：单个字节数据。 - str：String 类型数据。 - buf：数据数组。 - len：数据长度。
返回值：输出的字节数。

通信例程 ¶

串口读取字符串

// 读取字符串
void setup(){
  Serial.begin(9600);
}

void loop(){
  String inString="";
  while(Serial.available()>0){
    inString += char(Serial.read());
    delay(10);      // 延时函数用于等待字符完全进入缓冲区，可以尝试没有延时，输出结果会是什么
  }
  // 检查是否接收到数据，如果接收到数据，则输出该数据
  if(inString!=""){
    Serial.print("Input String:");
    Serial.println(inString);
  }
}

使用串口控制 LED 的亮灭

int ledPin = 13;  // LED连接到数字引脚13
String inputString = "";  // 用于存储串口输入的字符串

void setup() {
  pinMode(ledPin, OUTPUT);  // 设置LED引脚为输出
  Serial.begin(9600);  // 初始化串口通信
}

void loop() {
  // 检查串口是否有数据输入
  if (Serial.available() > 0) {
    char incomingChar = Serial.read();  // 读取串口输入的字符
    inputString += incomingChar;  // 将字符添加到输入字符串中

    // 如果接收到"On"或者"1"，点亮LED
    if (inputString == "On" || inputString == "1") {
      digitalWrite(ledPin, HIGH);  // 点亮LED
      Serial.println("LED is ON");  // 输出状态
    }
    // 如果接收到"Off"或者"0"，熄灭LED
    else if (inputString == "Off" || inputString == "0") {
      digitalWrite(ledPin, LOW);  // 熄灭LED
      Serial.println("LED is OFF");  // 输出状态
    }

    inputString = "";  // 清空输入字符串
  }
}

两个 Arduino 通信 ¶

中断 ¶

Interrupts are useful for making things happen automatically in microcontroller programs and can help solve timing problems. Good tasks for using an interrupt may include reading a rotary encoder, or monitoring user input.

If you wanted to ensure that a program always caught the pulses from a rotary encoder, so that it never misses a pulse, it would make it very tricky to write a program to do anything else, because the program would need to constantly poll the sensor lines for the encoder, in order to catch pulses when they occurred. Other sensors have a similar interface dynamic too, such as trying to read a sound sensor that is trying to catch a click, or an infrared slot sensor (photo-interrupter) trying to catch a coin drop. In all of these situations, using an interrupt can free the microcontroller to get some other work done while not missing the input.

当手指触摸 2 号引脚时，打印一次 finger touch, 手指离开 2 号引脚的时候，打印一次 finger leave

int pinInterrupt = 2; // 接中断信号的引脚
 
void onTouch()
{
  Serial.println("[info] finger touch");   
}

void onLeave()
{
  Serial.println("[info] finger leave");
}
 
void setup()
{
  Serial.begin(9600);
  Serial.println("[info] begin to work");
 
  pinMode( pinInterrupt, INPUT);// 设置管脚为输入
   
  // Enable中断管脚, 中断服务程序为onTouch(), 监视引脚变化
  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(pinInterrupt), onLeave, FALLING);
  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(pinInterrupt), onTouch, RISING);
}
 
void loop()
{
  while(1);
}

按照触发方式分为下面四类： - LOW to trigger the interrupt whenever the pin is low, - CHANGE to trigger the interrupt whenever the pin changes value - RISING to trigger when the pin goes from low to high, - FALLING for when the pin goes from high to low.

定时器 ¶

参考文献：Arduino 定时器 & 中断的使用和快速上手 _arduino 定时器 -CSDN 博客

TimerOne 不仅可以完成定时器的功能，也封装了 PWM 的功能，功能上更加丰富。不过在代码可读性上来说，MsTimer2 更具优势

Arduino UNO 有三个定时器，

timer0：一个被 Arduino 的delay() , millis()和micros()使用的 8 位定时器
timer1：一个被 Arduino 的Servo()库使用的 16 位定时器
timer2：一个被 Arduino 的Tone()库使用的 8 位定时器

Actually，定时器的使用也有多种方式，常见的定时器使用方式有自定义触发、MsTimer2 库、TimeOne 库三种方式，但事实上，我们不推荐自定义编写定时器触发方式，如果你想使用操作寄存器这种复杂的方式，你就没必要使用 arduino

MsTimer2¶

MsTimer2 封装了 Timer2 的定时器，因为为第三方库，所以需要先安装 MsTimer2 库。

MsTimer2 | Arduino Documentation

每 500ms 让 13 引脚的 LED 灯亮一下
#include <MsTimer2.h>

void flash() {
  static boolean output = HIGH;
  digitalWrite(13, output);
  output = !output;
}

void setup() {
  pinMode(13, OUTPUT);
  MsTimer2::set(500, flash); // 500ms period
  MsTimer2::start();  // enables the interrupt.
  // MsTimer2::stop();  // disables the interrupt.
}

void loop() {
}

定时器控制 LED 闪烁，点亮 400ms, 熄灭 600ms, 窗口输出状态

#include <MsTimer2.h>

int ledPin = 13;  // LED 连接到数字引脚 13
bool ledState = LOW;  // LED 状态（初始熄灭）
int interval = 400;  // 400ms 亮，600ms 灭

void toggleLED() {
  ledState = !ledState;  // 切换 LED 状态
  digitalWrite(ledPin, ledState);  // 设置 LED 状态
  Serial.println(ledState ? "LED is ON" : "LED is OFF");  // 通过串口输出状态
  MsTimer2::set(ledState ? 400 : 600, toggleLED);  // 设置下次定时
  MsTimer2::start();  // 重新启动定时器
}

void setup() {
  pinMode(ledPin, OUTPUT);  // 设置 LED 引脚为输出
  Serial.begin(9600);  // 初始化串口通信
  MsTimer2::set(interval, toggleLED);  // 设置定时器
  MsTimer2::start();  // 启动定时器
}

void loop() {
  // 主循环无须处理，LED 由中断定时控制
}

TimerOne¶

Arduino Playground - Timer1

在引脚 9 上设置占空比为 50% 的 PWM 输出，并附加一个中断 , 使 LED 灯频闪

#include <TimerOne.h>

void callback()
{
    static boolean output = HIGH;
    digitalWrite(13, output);	// 状态翻转
    output = !output;
}

void setup()
{
    pinMode(13, OUTPUT);
    Timer1.initialize(500000); // initialize timer1, and set a 1/2 second period
    Timer1.pwm(9, 512); // setup pwm on pin 9, 50% duty cycle
    Timer1.attachInterrupt(callback); // attaches callback() as a timer overflow interrupt
}

void loop()
{
    
}

定时器控制 LED 闪烁，点亮 400ms, 熄灭 600ms, 窗口输出状态

#include <TimerOne.h>

int ledPin = 13;  // LED 连接到数字引脚 13
bool ledState = LOW;  // LED 状态（初始熄灭）

void toggleLED() {
  ledState = !ledState;  // 切换 LED 状态
  digitalWrite(ledPin, ledState);  // 设置 LED 状态
  Serial.println(ledState ? "LED is ON" : "LED is OFF");  // 通过串口输出状态
  Timer1.initialize(ledState ? 400000 : 600000);  // 重新设置定时时间（us）
  Timer1.attachInterrupt(toggleLED);  // 绑定中断函数
}

void setup() {
  pinMode(ledPin, OUTPUT);  // 设置 LED 引脚为输出
  Serial.begin(9600);  // 初始化串口通信
  Timer1.initialize(400000);  // 设置定时 400ms（us）
  Timer1.attachInterrupt(toggleLED);  // 绑定中断函数
}

void loop() {
  // 主循环无须处理，LED 由中断定时控制
}

注意事项 ¶

如果你使用了 MsTimer2 库，则 pin11 和 pin3 就不能再用做 PWM 输出了 ! 因为该 pin3 和 pin11 的 PWM 是靠 timer2 帮忙的 ! ( tone()也是 )
注意 Servo.h 库与 TimerOne 都是使用内部定时器 timer1 会影响pin 9 , pin 10的 PWM
tone() 使用 timer2 定时器 ; 若使用 Tone 库的 Tone 对象 ( Tone变量 ) 也是优先使用 timer2 定时器，若用两个 Tone 变量则 timer1 也会被用掉，用三个 Tone 则连控制 millis( )的 timer0 也会被用掉。
别忘了， timer0 负责帮忙控制 pin 5 和 pin 6 的 PWM 输出。只要不去改变 timer 的 Prescaler 就不会影响其控制的 PWM pin，但MsTimer2 库与 tone( )都会改变 Prescaler

Arduino¶

资源 ¶

配置 ¶

IDE 下载 ¶

IDE 汉化 ¶

IDE 库的下载和导入 ¶

vscode 中 Arduino IDE 插件 ¶

Python 固件烧录 ¶

简单例程 ¶

LED 闪烁 ¶

串口通信 ¶

串口操作函数总结 ¶

begin()¶

end()¶

available()¶

print()¶

println()¶

read()¶

readBytes()¶

peek()¶

write()¶

通信例程 ¶

两个 Arduino 通信 ¶

中断 ¶

定时器 ¶

MsTimer2¶

TimerOne¶

注意事项 ¶

`begin()`¶

`end()`¶

`available()`¶

`print()`¶

`println()`¶

`read()`¶

`readBytes()`¶

`peek()`¶

`write()`¶