Arduino¶

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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

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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 ¶

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中断 ¶

定时器 ¶

MsTimer2¶

TimerOne¶

注意事项 ¶

`begin()`¶

`end()`¶

`available()`¶

`print()`¶

`println()`¶

`read()`¶

`readBytes()`¶

`peek()`¶

`write()`¶