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一、結(jié)構(gòu)
1.1 setup()
在Arduino中程序運行時將首先調(diào)用 setup() 函數(shù)。用于初始化變量、設(shè)置針腳的輸出\輸入類型、配置串口、引入類庫文件等等。每次 Arduino板子 上電或重啟后，setup 函數(shù)只運行一次。
int buttonPin = 3;
void setup()
{
Serial.begin(9600);
pinMode(buttonPin, INPUT);
}
void loop()
{
// ...
}
1.2 loop()
在 setup() 函數(shù)中初始化和定義了變量，然后執(zhí)行 loop() 函數(shù)。顧名思義,該函數(shù)在程序運行過程中不斷的循環(huán)，根據(jù)一些反饋,相應(yīng)改變執(zhí)行情況。通過該函數(shù)動態(tài)控制 Arduino 主控板。
int buttonPin = 3; // setup 中初始化串口和按鍵針腳.
void setup()
{
beginSerial(9600);
pinMode(buttonPin, INPUT);
}
// loop 中每次都檢查按鈕,如果按鈕被按下,就發(fā)送信息到串口
void loop()
{
if (digitalRead(buttonPin) == HIGH)
serialWrite('H');
else
serialWrite('L');
delay(1000);
}
二、結(jié)構(gòu)控制
結(jié)構(gòu)控制這一塊和C語言類似，就是控制程序執(zhí)行流程的分支、循環(huán)、順序結(jié)構(gòu)的一些特定語法。
熟悉C語言的話，這塊不用過一眼就好。
2.1 if
if（條件判斷語句）和 ==、!=、<、>（比較運算符）
if 語句與比較運算符一起用于檢測某個條件是否達(dá)成，如某輸入值是否在特定值之上等。if 語句的語法是：
if (someVariable > 50)
{
// 執(zhí)行某些語句
}
本程序測試 someVariable 變量的值是否大于 50。當(dāng)大于 50 時，執(zhí)行一些語句。換句話說，只要 if 后面括號里的結(jié)果（稱之為測試表達(dá)式）為真，則執(zhí)行大括號中的語句（稱之為執(zhí)行語句塊）；若為假，則跳過大括號中的語句。 if 語句后的大括號可以省略。若省略大括號，則只有一條語句（以分號結(jié)尾）成為執(zhí)行語句。
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);
} // 以上所有書寫方式都正確
在小括號里求值的表達(dá)式，需要以下操作符：
比較運算操作符：
x == y（x 等于 y）
x != y（x 不等于 y）
x < y（x 小于 y）
x > y（x 大于 y）
x <= y（x 小于等于 y）
x >= y（x 大于等于 y）
警告：
注意使用賦值運算符的情況（如 if (x = 10)）。一個“=”表示的是賦值運算符，作用是將 x 的值設(shè)為 10（將值 10 放入 x 變量的內(nèi)存中）。兩個“=”表示的是比較運算符（如 if (x == 10)），用于測試 x 和 10 是否相等。后面這個語句只有 x 是 10 時才為真，而前面賦值的那個語句則永遠(yuǎn)為真。
這是因為 C 語言按以下規(guī)則進(jìn)行運算 if (x=10)：10 賦值給 x（只要非 0 的數(shù)賦值的語句，其賦值表達(dá)式的值永遠(yuǎn)為真），因此 x 現(xiàn)在值為 10。此時 if 的測試表達(dá)式值為 10，該值永遠(yuǎn)為真，因為非 0 值永遠(yuǎn)為真。所以，if (x = 10) 將永遠(yuǎn)為真，這就不是我們運行 if 所期待的結(jié)果。另外，x 被賦值為 10，這也不是我們所期待的結(jié)果。
if 的另外一種分支條件控制結(jié)構(gòu)是 if…else 形式。
2.2 if…else
if/else是比if更為高級的流程控制語句，它可以進(jìn)行多次條件測試。比如，檢測模擬輸入的值，當(dāng)它小于500時該執(zhí)行哪些操作，大于或等于500時執(zhí)行另外的操作。代碼如下：
if (pinFiveInput < 500)
{
// 執(zhí)行A操作
}
else
{
// 執(zhí)行B操作
}
else可以進(jìn)行額外的if檢測，所以多個互斥的條件可以同時進(jìn)行檢測。
測試將一個一個進(jìn)行下去，直到某個測試結(jié)果為真，此時該測試相關(guān)的執(zhí)行語句塊將被運行，然后程序就跳過剩下的檢測，直接執(zhí)行到if/else的下一條語句。當(dāng)所有檢測都為假時，若存在else語句塊，將執(zhí)行默認(rèn)的else語句塊。
注意else if語句塊可以沒有else語句塊。else if分支語句的數(shù)量無限制。
if (pinFiveInput < 500)
{
// 執(zhí)行A操作
}
else if (pinFiveInput >= 1000)
{
// 執(zhí)行B操作
}
else
{
// 執(zhí)行C操作
}
另外一種進(jìn)行多種條件分支判斷的語句是switch case語句。
2.3 switch case
switch / case語句
和if語句相同，switch…case通過程序員設(shè)定的在不同條件下執(zhí)行的代碼控制程序的流程。特別地，switch語句將變量值和case語句中設(shè)定的值進(jìn)行比較。當(dāng)一個case語句中的設(shè)定值與變量值相同時，這條case語句將被執(zhí)行。
關(guān)鍵字break可用于退出switch語句，通常每條case語句都以break結(jié)尾。如果沒有break語句，switch語句將會一直執(zhí)行接下來的語句（一直向下）直到遇見一個break，或者直到switch語句結(jié)尾。
例子
switch (var) {
case 1:
//當(dāng)var等于1時，執(zhí)行一些語句
break;
case 2
//當(dāng)var等于2時，執(zhí)行一些語句
break;
default:
//如果沒有任何匹配，執(zhí)行default
//default可有可不有
}
語法
switch (var) {
case label:
// 聲明
break;
case label:
// 聲明
break;
default:
// 聲明
}
參數(shù)
var: 用于與下面的case中的標(biāo)簽進(jìn)行比較的變量值
label: 與變量進(jìn)行比較的值
2.4 for
for語句
描述
for語句用于重復(fù)執(zhí)行一段在花括號之內(nèi)的代碼。通常使用一個增量計數(shù)器計數(shù)并終止循環(huán)。for語句用于重復(fù)性的操作非常有效，通常與數(shù)組結(jié)合起來使用來操作數(shù)據(jù)、引腳。
for循環(huán)開頭有3個部分：
（初始化;條件;增量計數(shù)）{
//語句
}
“初始化”只在循環(huán)開始執(zhí)行一次。每次循環(huán)，都會檢測一次條件；如果條件為真，則執(zhí)行語句和“增量計數(shù)”，之后再檢測條件。當(dāng)條件為假時，循環(huán)終止。
例子
//用PWM引腳將LED變暗
int PWMpin = 10; //將一個LED與47Ω電阻串聯(lián)接在10腳
void setup()
{
//無需設(shè)置
}
void loop()
{
for (int i=0; i <= 255; i++)
{
analogWrite(PWMpin, i);
delay(10);
}
}
編程提示
C語言的for循環(huán)語句比BASIC和其他電腦編程語言的for語句更靈活。除了分號以外，其他3個元素都能省略。同時，初始化，條件，增量計算可以是任何包括無關(guān)變量的有效C語句，任何C數(shù)據(jù)類型包括float。這些不尋常的for語句可能會解決一些困難的編程問題。
例如，在增量計數(shù)中使用乘法可以得到一個等比數(shù)列：
for(int x = 2; x < 100; x = x * 1.5){
println(x);
}
生成：2,3,4,6,9,13,19,28,42,63,94
另一個例子，使用for循環(huán)使LED產(chǎn)生漸亮漸滅的效果：
void loop()
{
int x = 1;
for (int i = 0; i > -1; i = i + x)
{
analogWrite(PWMpin, i);
if (i == 255) x = -1; // 在峰值轉(zhuǎn)變方向
delay(10);
}
}
2.5 while
while循環(huán)
描述
while循環(huán)會無限的循環(huán)，直到括號內(nèi)的判斷語句變?yōu)榧佟１仨氁心芨淖兣袛嗾Z句的東西，要不然while循環(huán)將永遠(yuǎn)不會結(jié)束。這在您的代碼表現(xiàn)為一個遞增的變量，或一個外部條件，如傳感器的返回值。
語法
while(表達(dá)){
//語句
}
參數(shù)
表達(dá)：為真或為假的一個計算結(jié)果
例子
var = 0;
while(var < 200){
//重復(fù)一件事200遍
var++
}
2.6 do…while
do…while循環(huán)與while循環(huán)運行的方式是相近的，不過它的條件判斷是在每個循環(huán)的最后，所以這個語句至少會被運行一次，然后才被結(jié)束。
do
{
//語句
}while（測試條件）;
例子
do{
delay（50）; //等待傳感器穩(wěn)定
X = readSensors（）; //檢查傳感器取值
}while（X <100）; //當(dāng)x小于100時，繼續(xù)運行
2.7 break
break用于退出do，for，while 循環(huán)，能繞過一般的判斷條件。它也能夠用于退出 switch語句。
例子
for (x = 0; x < 255; x ++)
{
digitalWrite(PWMpin, x);
sens = analogRead(sensorPin);
if (sens > threshold){
// 超出探測范圍
x = 0;
break;
}
delay(50);
}
2.8 continue
continue語句跳過當(dāng)前循環(huán)中剩余的迭代部分（ do，for 或 while ）。它通過檢查循環(huán)條件表達(dá)式，并繼續(xù)進(jìn)行任何后續(xù)迭代。
例子
for (x = 0; x < 255; x ++)
{
if (x > 40 && x < 120){
// 當(dāng)x在40與120之間時，跳過后面兩句，即迭代。
continue;
}
digitalWrite(PWMpin, x);
delay(50);
}
2.9 return
終止一個函數(shù)，如有返回值，將從此函數(shù)返回給調(diào)用函數(shù)。
語法
return;
return value; // 兩種形式均可
參數(shù)
value：任何變量或常量的類型
例子
一個比較傳感器輸入閾值的函數(shù)
int checkSensor(){
if (analogRead(0) > 400) {
return 1;}
else{
return 0;
}
}
return關(guān)鍵字可以很方便的測試一段代碼，而無需“comment out(注釋掉)” 大段的可能存在bug的代碼。
void loop(){
//寫入漂亮的代碼來測試這里。
return;
//剩下的功能異常的程序
//return后的代碼永遠(yuǎn)不會被執(zhí)行
}
2.10 goto
程序?qū)䦶某绦蛑幸延械臉?biāo)記點開始運行
語法
label:
goto label; //從label處開始運行
提示
不要在C語言中使用goto編程，某些C編程作者認(rèn)為goto語句永遠(yuǎn)是不必要的，但用得好，它可以簡化某些特定的程序。許多程序員不同意使用goto的原因是， 通過毫無節(jié)制地使用goto語句，很容易創(chuàng)建一個程序，這種程序擁有不確定的運行流程，因而無法進(jìn)行調(diào)試。
的確在有的實例中g(shù)oto語句可以派上用場，并簡化代碼。例如在一定的條件用if語句來跳出高度嵌入的for循環(huán)。
例子
for(byte r = 0; r < 255; r++){
for(byte g = 255; g > -1; g--){
for(byte b = 0; b < 255; b++){
if (analogRead(0) > 250){
goto bailout;
}
//更多的語句...
}
}
}
bailout:
三、擴(kuò)展語法
3.1 ;（分號）
用于表示一句代碼的結(jié)束。
例子
int a = 13;
提示
在每一行忘記使用分號作為結(jié)尾，將導(dǎo)致一個編譯錯誤。錯誤提示可能會清晰的指向缺少分號的那行，也可能不會。如果彈出一個令人費解或看似不合邏輯的編譯器錯誤，第一件事就是在錯誤附近檢查是否缺少分號。
3.2 {}（花括號）
大括號（也稱為“括號”或“大括號”）是C編程語言中的一個重要組成部分。它們被用來區(qū)分幾個不同的結(jié)構(gòu)，下面列出的，有時可能使初學(xué)者混亂。
左大括號“{”必須與一個右大括號“}”形成閉合。這是一個常常被稱為括號平衡的條件。在Arduino IDE（集成開發(fā)環(huán)境）中有一個方便的功能來檢查大括號是否平衡。只需選擇一個括號，甚至單擊緊接括號的插入點，就能知道這個括號的“伴侶括號”。
目前此功能稍微有些錯誤，因為IDE會經(jīng)常會認(rèn)為在注釋中的括號是不正確的。
由于大括號被用在不同的地方，這有一種很好的編程習(xí)慣以避免錯誤：輸入一個大括號后，同時也輸入另一個大括號以達(dá)到平衡。然后在你的括號之間輸入回車，然后再插入語句。這樣一來，你的括號就不會變得不平衡了。不平衡的括號常可導(dǎo)致許多錯誤，比如令人費解的編譯器錯誤，有時很難在一個程序找到這個錯誤。由于其不同的用法，括號也是一個程序中非常重要的語法，如果括號發(fā)生錯誤，往往會極大地影響了程序的意義。
大括號中的主要用途
功能
void myfunction(datatype argument){
statements(s)
}
循環(huán)
while (boolean expression)
{
statement(s)
}
do
{
statement(s)
} while (boolean expression);
for (initialisation; termination condition; incrementing expr)
{
statement(s)
}
條件語句
if (boolean expression)
{
statement(s)
}
else if (boolean expression)
{
statement(s)
}
else
{
statement(s)
}
3.3 //（單行注釋）
Comments（注釋）
注釋用于提醒自己或他人程序是如何工作的。它們會被編譯器忽略掉，也不會傳送給處理器，所以它們在Atmega芯片上不占用體積。 注釋的唯一作用就是使你自己理解或幫你回憶你的程序是怎么工作的或提醒他人你的程序是如何工作的。編寫注釋有兩種寫法：
例子
x = 5; // 這是一條注釋斜杠后面本行內(nèi)的所有東西是注釋
/* 這是多行注釋-用于注釋一段代碼
if (gwb == 0){ // 在多行注釋內(nèi)可使用單行注釋
x = 3; /* 但不允許使用新的多行注釋-這是無效的
}
// 別忘了注釋的結(jié)尾符號-它們是成對出現(xiàn)的！
*/
小提示
當(dāng)測試代碼的時候，注釋掉一段可能有問題的代碼是非常有效的方法。這能使這段代碼成為注釋而保留在程序中，而編譯器能忽略它們。這個方法用于尋找問題代碼或當(dāng)編譯器提示出錯或錯誤很隱蔽時很有效。
3.4 /* */（多行注釋）
3.5 #define
#define 是一個很有用的C語法，它允許程序員在程序編譯之前給常量命名。在Arduino中，定義的常量不會占用芯片上的任何程序內(nèi)存空間。在編譯時編譯器會用事先定義的值來取代這些常量。
然而這樣做會產(chǎn)生一些副作用，例如，一個已被定義的常量名已經(jīng)包含在了其他常量名或者變量名中。在這種情況下，文本將被＃defined 定義的數(shù)字或文本所取代。
通常情況下，優(yōu)先考慮使用 const 關(guān)鍵字替代 #define 來定義常量。
Arduino 擁有和 C 相同的語法規(guī)范。
語法
#define 常量名 常量值 注意，＃是必須的。
例子
#define ledPin 3 //在編譯時，編譯器將使用數(shù)值 3 取代任何用到 ledPin 的地方。 提示 在#define 聲明后不能有分號。如果存在分號，編譯器會拋出語義不明的錯誤，甚至關(guān)閉頁面。 #define ledPin 3; //這是一種錯誤寫法 類似的，在#define聲明中包含等號也會產(chǎn)生語義不明的編譯錯誤從而導(dǎo)致關(guān)閉頁面。 #define ledPin = 3 //這是一種錯誤寫法
3.6 #include
#include用于調(diào)用程序以外的庫。這使得程序能夠訪問大量標(biāo)準(zhǔn)C庫，也能訪問用于arduino的庫。 AVR C庫（Arduino基于AVR標(biāo)準(zhǔn)語法）語法手冊請點擊這里。 注意#include和#define一樣，不能在結(jié)尾加分號，如果你加了分號編譯器將會報錯。
例子
此例包含了一個庫，用于將數(shù)據(jù)存放在flash空間內(nèi)而不是ram內(nèi)。這為動態(tài)內(nèi)存節(jié)約了空間，大型表格查表更容易實現(xiàn)。
#include <avr/pgmspace.h>
prog_uint16_t myConstants[] PROGMEM = {
0, 21140, 702 , 9128, 0, 25764, 8456,0,0,0,0,0,0,0,0,29810,8968,29762,29762,4500};
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