程序结构
Arduino程序结构是指Arduino程序的基本组成和执行逻辑,它由两个主要函数和一些可选的函数组成。这些函数是:
setup()
这个函数在Arduino控制器通电或复位后,只会执行一次。它用于初始化变量、设置引脚模式、启用库函数等操作。
loop()
这个函数在setup()执行完毕后,会不断地重复执行。它用于实现程序的主要功能,如控制硬件、采集数据、处理逻辑等操作。
示例:
in t buttonPin = 3;
void setup (){
Serial.begin (9600); //初始化串口
pinMode(buttonPin, INPUT); //设置 3 号引脚为输入模式
}
void loop (){
if (digitalRead(buttonPin) == HIGH)
Serial.write('H');
else
Serial.write('L');
delay (1000);
}
二、控制语句
Arduino控制语句是指Arduino编程语言中用于控制程序流程的语句,它们可以让你根据条件、循环或跳转来执行不同的代码块。
1、if
if是一种Arduino控制语句,它用于根据一个布尔表达式的真假来执行不同的代码块。如果表达式为真,就执行if后面的代码块;如果为假,就执行else后面的代码块(如果有的话)。if,用于与比较运算符结合使用,测试是否已达到某些条件,例如一个输入数据在某个范围之外。使用格式如下:
if (value > 50)
{
// 这里加入你的代码
}
该程序测试 value 是否大于 50。如果是,程序将执行特定的动作。换句话说, 如果圆括号中的语句为真,大括号中的语句就会执行。如果不是,程序将跳过这 段代码。大括号可以被省略,如果这么做,下一行(以分号结尾)将成为唯一的 条件语句。
if (x > 120) digitalWrite(LEDpin, HIGH);
if (x > 120)
digitalWrite(LEDpin, HIGH);
if (x > 120){ digitalWrite(LEDpin, HIGH); }
if (x > 120){
digitalWrite(LEDpin1, HIGH);
digitalWrite(LEDpin2, HIGH);
} // 都是正确的
圆括号中要被计算的语句需要一个或多个操作符。
案例一:使用if实现一个简单的温度报警器,可以根据温度传感器读取的温度,控制蜂鸣器发出不同的声音。代码如下:
// 定义一个常量,表示温度传感器的引脚号
const int sensorPin = A0;
// 定义一个常量,表示蜂鸣器的引脚号
const int buzzerPin = 10;
// 定义一个变量,用来存储当前的温度,单位是摄氏度
float temperature = 0;
void setup() {
// 初始化串口通信,设置波特率为9600
Serial.begin(9600);
// 设置蜂鸣器的引脚为输出模式
pinMode(buzzerPin, OUTPUT);
}
void loop() {
// 读取温度传感器的模拟值
int sensorValue = analogRead(sensorPin);
// 将模拟值转换为摄氏度
temperature = sensorValue * (5.0 / 1023.0) * 100;
// 在串口监视器上显示当前的温度
Serial.print("Current temperature: ");
Serial.println(temperature);
// 使用if判断当前的温度是否超过设定的阈值
if (temperature > 30) {
// 如果是,使用tone函数发出高频声音
tone(buzzerPin, 1000);
} else if (temperature > 25) {
// 如果不是,但是温度仍然较高,使用tone函数发出低频声音
tone(buzzerPin, 500);
} else {
// 如果不是,且温度正常,使用noTone函数停止发出声音
noTone(buzzerPin);
}
// 延时一秒
delay(1000);
}
案例二:使用if实现一个简单的密码锁,可以根据用户输入的四位数字密码,控制继电器开关门锁。代码如下:
// 定义一个常量数组,表示四个按键的引脚号
const int buttonPins[] = {2, 3, 4, 5};
// 定义一个常量数组,表示正确的密码
const int password[] = {1, 2, 3, 4};
// 定义一个变量数组,用来存储用户输入的密码
int input[4];
// 定义一个变量,用来记录用户输入的密码位数
int count = 0;
// 定义一个常量,表示继电器的引脚号
const int relayPin = 13;
void setup() {
// 初始化串口通信,设置波特率为9600
Serial.begin(9600);
// 使用for循环遍历四个按键的引脚号
for (int i = 0; i < 4; i++) {
// 设置每个按键的引脚为输入模式,并启用内部上拉电阻
pinMode(buttonPins[i], INPUT_PULLUP);
}
// 设置继电器的引脚为输出模式,并初始化为关闭状态
pinMode(relayPin, OUTPUT);
digitalWrite(relayPin, LOW);
}
void loop() {
// 使用for循环遍历四个按键的引脚号
for (int i = 0; i < 4; i++) {
// 判断当前按键是否被按下(低电平)
if (digitalRead(buttonPins[i]) == LOW) {
// 如果是,将当前按键对应的数字存入用户输入数组中,并增加计数变量
input[count] = i + 1;
count++;
// 在串口监视器上显示用户输入的数字
Serial.print("Input: ");
Serial.println(i + 1);
// 延时一段时间,防止抖动
delay(200);
}
}
// 判断用户是否输入了四位密码
if (count == 4) {
// 如果是,使用if判断用户输入的密码是否和正确的密码一致
if (input[0] == password[0] && input[1] == password[1] && input[2] == password[2] && input[3] == password[3]) {
// 如果是,给继电器引脚输出高电平,开启门锁
digitalWrite(relayPin, HIGH);
// 在串口监视器上显示密码正确的信息
Serial.println("Password correct, door unlocked");
} else {
// 如果不是,给继电器引脚输出低电平,关闭门锁
digitalWrite(relayPin, LOW);
// 在串口监视器上显示密码错误的信息
Serial.println("Password wrong, door locked");
}
// 重置用户输入数组和计数变量
for (int i = 0; i < 4; i++) {
input[i] = 0;
}
count = 0;
}
}
案例三:使用if实现一个简单的光控开关,可以根据光敏电阻读取的光照强度,控制LED灯的亮度。代码如下:
// 定义一个常量,表示光敏电阻的引脚号
const int sensorPin = A0;
// 定义一个常量,表示LED灯的引脚号
const int ledPin = 9;
// 定义一个变量,用来存储当前的光照强度,单位是勒克斯
float light = 0;
void setup() {
// 初始化串口通信,设置波特率为9600
Serial.begin(9600);
// 设置LED灯的引脚为输出模式
pinMode(ledPin, OUTPUT);
}
void loop() {
// 读取光敏电阻的模拟值
int sensorValue = analogRead(sensorPin);
// 将模拟值转换为光照强度,单位是勒克斯(假设最大值为1000勒克斯)
light = sensorValue * (1000.0 / 1023.0);
// 在串口监视器上显示当前的光照强度
Serial.print("Current light: ");
Serial.println(light);
// 使用if判断当前的光照强度是否低于设定的阈值(假设为200勒克斯)
if (light < 200) {
// 如果是,使用map函数将光照强度映射为LED灯的亮度(假设最大值为255)
int brightness = map(light, 0, 200, 255, 0);
// 使用analogWrite函数控制LED灯的亮度
analogWrite(ledPin, brightness);
} else {
// 如果不是,关闭LED灯
analogWrite(ledPin, 0);
}
// 延时一秒
delay(1000);
}
使用if语句时,需要注意以下几点:
1)if语句中的条件必须用括号括起来,且可以是任何能够返回布尔值(true或false)的表达式,如变量、常量、逻辑运算、关系运算等。 2)if语句中的每个分支都必须用大括号括起来,即使只有一条语句。这样可以避免因为缺少大括号而导致的逻辑错误。 3)if语句中的分支是互斥的,即只有一个分支会被执行。因此,需要注意分支的顺序和覆盖范围,避免出现冗余或无效的分支。 4)if语句可以嵌套使用,即在一个if语句中包含另一个if语句。这样可以实现更复杂的逻辑控制,但也会增加代码的复杂度和可读性。因此,在使用嵌套if语句时,需要注意缩进和注释,以提高代码的清晰度。 5)if语句可以和其他控制语句(如switch、for、while等)结合使用,以实现更灵活的程序流程。但是,在这种情况下,也要注意避免逻辑混乱或死循环。