Arduino C语言的基本结构
[if !supportLists]一、 [endif]什么是程序
程序是指挥计算机做事的一连串指令。
程序是由计算机程序设计语言写成的。计算机语言是人和机器沟通的工具,没有语言,人和机器就没有沟通的桥梁。语言有很多种,越高级的语言越接近人的语言习惯。
Arduino的程序设计采用改良过的C语言。C语言是计算机程序设计圈子常用的语言,尤其在控制硬件方面,几乎是唯一普遍使用的高级语言。
C语言是高级语言,由很多适合人阅读的英文字母和符号组成。而CPU只认得0和1组成的指令(称为“机器码”)。所以,我们必须要把C语言翻译成0和1的机器码,才能交给CPU执行。这个翻译过程,叫做编译。
[if !supportLists]二、 [endif]从Blink案例看Arduino代码
现在我们学习一个系统中的示例,我们做这样的操作:“文件->示例->0.1.Basic->Blink”,将程序下载到Arduino,观察现象吧。
代码到底是什么意思呢?代码都是有规则的,不可以随便乱写,作为初学者,我们要像学语文一样,应该先学会常用的字符代码和格式。大家先自己研究一下,试试修改里面的参数,然后再下载,观察现象,看看有没有什么变化?
以下这部分是Arduino C语言的最基本结构和语法,对初学者会显得有些难以理解,任何语言只要经常使用就会熟悉和掌握了。
[if !supportLists]1) [endif]注释
注释,只是说明性文字,便于别人和自己今后阅读,不会被翻译成机器执行的指令和数据。增加或删除注释,对指令没有任何影响。在参数之间加任意多的空格,也没有任何影响。
注释有两种形式:
1、/*-----*/
/*这种形式可以包含多行注释
直到遇到星号和斜杠的组合结束
经常用在程序开头--*/
2、//
//这种形式用于在这一行斜杠之后写注释
[if !supportLists]2) [endif]Arduino
C语言的基本架构
C语言的基本构成是函数,C语言是由大量函数组成的。函数在程序中的形式有两种,一种是定义(写)函数(有大括号),一种是调用(使用)已经写好的函数(没有大括号)。
Arduino C语言的基本架构默认必须包括以下两个函数。
void setup(){
//setup是函数名,函数名后面一定跟着小括号;
//大括号用于界定程序区块的起始范围
//这里写只需要执行一次的代码
//注意,C语言会认为大小写字母是不同的字符
//void表示函数执行完之后不向CPU作任何汇报,只要执行完就好,然后继续向下执行
}
void loop(){
//在执行完setup之后,系统会循环执行loop里的代码
//C语言中每一条完整的语句都是用分号结尾;
}
在写代码时,要注意不要把代码全都顶格写,语句前的空白,称为缩进,没有缩进的话可以按Tab键就缩进了。缩进可以让人明显地看出一个函数的控制范围,方便阅读。对于有些语言,如Python,缩进本身就是一种语法。此外,还要尽量一行只写一句代码(每个分号“;”就是一句)。这些都是程序员非常注重的习惯,会提高你今后编程的效率。
[if !supportLists]3) [endif]Arduino
C与ANSI C的关联
如果你学过标准(ANSI)C或C++语言,那你一定记得有个main函数,所有程序的起始入口都是main函数。为什么ArduinoC没有呢?这是因为Arduino IDE把main函数隐藏了。上面1.3.2中Arduino C语言的基本架构实际上是这样的。
void setup(){
}
void loop(){
}
int main(){ 此函数及函数体被隐藏
setup(); //只执行一遍
while(1){ //因为此处死循环
loop();
}
}
由于setup和loop函数在main被调用,所以用户编写的代码写在setup和loop中是一样的。
[if !supportLists]三、 [endif]一些常用函数和概念
[if !supportLists]1) [endif]设置引脚工作模式pinMode()函数
Arduino引脚有输入、输出两种模式。若是控制某个数字引脚的元器件,必须把该引脚设置为“输出(OUTPUT)”模式;若是要接收来自传感器的值,则要把该引脚设置为“输入(INPUT)”模式。
设置引脚工作模式的函数为:
pinMode(引脚号, OUTPUT/INPUT);
函数解释:pin意为引脚,Mode意为模式,通常后面的单词首字母要大写。引脚编号,数字为0~13。模拟引脚A0~A5作为输入时不需要设置,但它们作为输出时需要这条命令,作为数字输出。输出模式时为OUTPUT,输入模式时为INPUT。参数用英文下的逗号“,”隔开,用英文的括号“( )”括起来。
[if !supportLists]2) [endif]输出数字信号digitalWrite()函数
这条语句可以控制一个管脚的电压高低:
digitalWrite(引脚号, HIGH/LOW);
函数解释:digital意为数字,Write意为写(向外输出);HIGH代表输出5V高电压,LOW代表输出0V低电压。
[if !supportLists]3) [endif]延时函数delay()
计算机CPU执行指令的速度很快,如果我们要观察一些执行结果和现象,就要让它适当的时候停下来。常用的一条指令就是:
dealy(毫秒数);
在延时期间,维持之前的动作不变。
[if !supportLists]4) [endif]变量
变量,是在计算机的存储里拿出一部分空间,用来放一些数据。就像一个盒子,可以放东西,而且放的东西可以改变。
数据也有很多类型,就像人还有黑、白、黄等肤色差异一样。“int”的意思定义整数类型的变量,是一种常用数据类型。当然也有小数和文字等其它类型,这里暂不介绍。
怎么给变量空间里放数据呢?可以使用“=”,程序员称为“赋值”。可以在分配空间的时候赋值,比如:“intLED=13;”;也可以先定义,以后再赋值,比如:“int LED; LED=13;”。后面出现“LED”的地方,其实都是13。
[if !supportLists]5) [endif]常用快捷键
[if !supportLists]l [endif]撤消:Ctrl+Z
[if !supportLists]l [endif]恢复上一步撤消的操作:Ctrl+Y
[if !supportLists]l [endif]复制:Ctrl+C
[if !supportLists]l [endif]剪切:Ctrl+X
[if !supportLists]l [endif]粘贴:Ctrl+V
[if !supportLists]四、 [endif]试一试
工程应用类课程有别于你以往接触的其它课程,鼓励大家在理论指导下多进行试错实践(不要烧坏设备耗材),光动脑是学不会的。现在,你可以修改代码中的参数来改变LED的状态。