Arduino 函数库

Arduino I/O函数

Arduino板上的引脚可以配置为输入或输出。我们将在这些模式下解释引脚的功能。重要的是要注意，大多数Arduino模拟引脚可以按照与数字引脚完全相同的方式进行配置和使用。

引脚配置为INPUT

引脚默认配置为输入，因此在使用它作为输入时，不用显式的pinMode() 输入引脚对电路要求小，可用于电容式触摸传感器或者LED作为光电二极管。

使用方法

pinMode(pin, INPUT)

pin - 设置模式的引脚编号

mode - INPUT、OUTPUT或者INPUT_PULLUP

引脚配置为OUTPUT

通过pinMode()配置引脚为底阻抗状态时，意味着他可以向其他电路提供大量电流。Atmega 引脚可以提供正向电流，高达40mA。这足以点亮LED或者运行许多传感器。但是不足以运行继电器、电机。

pinMode()函数

pin - 设置模式的引脚编号

mode - INPUT、OUTPUT或者INPUT_PULLUP

digitalWrite() 函数

digitalWrite()函数向数字引脚写入HIGH或者LOW值：

1、如果引脚通过pinMode()设置为OUTPUT，这电压被设置为响应的值：HIGH为5V（3.3V），LOW为0V(接地)。

2、如果引脚配置为INPUT。则digitalWrite()将启用HIGH或者禁用LOW输入引脚的内部上拉，建议设置为 INPUT_PULLUP 以启用内部上拉电阻。

3、如果不将pinMode()设置为OUTPUT，而将LED连接到引脚，则在调用digitalWrite(HIGH)时，LED可能会变暗。在没有明确设置pinMode()时，digitalWrite()将启用内部上拉电阻，这就像一个大的限流电阻。

Void loop() {
   digitalWrite (pin ,value);
}

pin - 你希望设置模式的引脚编号

value - HIGH 或者 LOW

int LED = 6; // LED connected to pin 6

void setup () {
   pinMode(LED, OUTPUT); // set the digital pin as output
}

void setup() { 
   digitalWrite(LED,HIGH); // turn on led
   delay(500); // delay for 500 ms
   digitalWrite(LED,LOW); // turn off led
   delay(500); // delay for 500 ms
}

analogRead() 函数

Arduino能够检测是否有一个电压施加到其引脚，并通过digitalRead()函数报告。开/关传感器（检测物体的存在）和模拟传感器之间存在一个差异，模拟传感器的值连续变化。为了读取这种类型的传感器，我们需要一个不同类型的引脚。

在Arduino板的右下角，你会看到6个标记为“Analog In”的引脚。这些特殊引脚不仅可以告知是否有电压施加给它们，还可以告知它们的值。通过使用**analogRead()**函数，我们可以读取施加到其中一个引脚的电压。

此函数返回0到1023之间的数字，表示0到5伏特之间的电压。例如，如果施加到编号0的引脚的电压为2.5V，则analogRead(0)返回512。

analogRead(pin);

pin - 要读取的模拟输入引脚的编号（大多数电路板上为0至5，Mini和Nano上为0至7，Mega上为0至15）

int analogPin = 3;//使用analog in 引脚3 作为电压标记
int val = 0; // 读取到的电压值

void setup() {
   Serial.begin(9600); //串口传输波特率 1s传输的字节
} 

void loop() {
   val = analogRead(analogPin); // 读取输入的电压值
   Serial.println(val); // 串口输出返回值
}

analogReference() 函数

配置用于模拟输入的参考电压（即用作输入范围顶部的值）。选项是：

DEFAULT - 5伏（5V Arduino板）或3.3伏（3.3V Arduino板）的默认模拟参考值
INTERNAL - 内置参考，在ATmega168或ATmega328上等于1.1伏特，在ATmega8上等于2.56伏特（不适用于Arduino Mega）
INTERNAL1V1 - 内置1.1V参考（仅限Arduino Mega）
INTERNAL2V56 - 内置2.56V参考（仅限Arduino Mega）
EXTERNAL - 施加到AREF引脚的电压（仅限0到5V）用作参考

analogReference (type);

type - 可以使用以下任何类型（DEFAULT，INTERNAL，INTERNAL1V1，INTERNAL2V56，EXTERNAL）

对AREF引脚的外部参考电压，请勿使用小于0V或大于5V的任何值。如果在AREF引脚上使用外部参考，则必须在调用 **analogRead()**函数之前将模拟参考设置为EXTERNAL。否则，将短路有效参考电压（内部产生的）和AREF引脚，可能会损坏Arduino板上的微控制器。

attachInterrupt() 中断函数

中断在 Arduino 程序中非常有用，因为它有助于解决时序问题。中断的良好应用是读取旋转编码器或观察用户输入。一般情况下，ISR 应尽可能短且快。如果你的草图使用多个 ISR，则一次只能运行一个。其他中断将在当前完成之后执行，其顺序取决于它们的优先级。

通常，全局变量用于在 ISR 和主程序之间传递数据。为了确保在 ISR 和主程序之间共享的变量正确更新，请将它们声明为 volatile。

Arduino 中主要有时钟中断和外部中断，本文所说的中断指的是外部中断。Arduino 中的外部中断通常是由Pin 口（数字 Pin 口,不是模拟口）电平改变触发的。每种型号的 Arduino 版都有数个 Pin 口可以用来注册中断，具体如下:

开发板	可以用来注册中断的Pin口
Uno, Nano, Mini, other 328-based	2, 3
Uno WiFi Rev.2	所有数字口
Mega, Mega2560, MegaADK	2, 3, 18, 19, 20, 21
Micro, Leonardo, other 32u4-based	0, 1, 2, 3, 7
Zero	除了4号口外的所有数字口
MKR Family boards	0, 1, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A1, A2
Due	所有数字口
101	所有数字口 (只有 2, 5, 7, 8, 10, 11, 12, 13数字口可以使用 `CHANGE` 类型中断,中断类型在下文有介绍)

注册中断主要是通过attachInterrupt()函数实现的，其原型为：

void attachInterrupt(uint8_t interruptNum, void (*userFunc)(void), int mode);

第一个参数为中断号，Arduino上每个可以注册中断的Pin口都会被分配一个中断号，这里需要传入的是中断号而不是Pin口号。但是不同的Arduino开发板上面的中断号分配并不完全一样。各个开发板的Pin口号和中断号对应关系如下：

开发板	中断号0	中断号1	中断号2	中断号3	中断号4	中断号5
Uno, Ethernet	PIN 2	PIN 3
Mega2560	PIN 2	PIN 3	PIN 21	PIN 20	PIN 19	PIN 18
基于32u4的开发板如 Leonardo, Micro	PIN 3	PIN 2	PIN 0	PIN 1	PIN 7

从上表中可以看出同一个 Pin 口在不同的开发板上可能会有不同的中断号，这势必会影响程序的可移植性。幸运的是，Arduino 还提供了另一个函数 digitalPinToInterrupt(int)。从名字就能看出，这个函数能输入 Pin 口号并输出对应的中断号。需要注意的是，输入的 Pin 口号需要在上述的支持列表当中。所以，Arduino 官方推荐我们使用

attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(pin), ISR, mode);

第二个参数是中断服务例程(ISR)的函数指针，在 C/C++ 中直接写该函数的函数名即可。在触发时，该函数将会被调用。该函数必须没有任何的参数也没有任何的返回值。
第三个参数是中断触发条件，由几个可选的值：
LOW 当中断所在 Pin 口处于低电平时触发
CHANGE 当中断所在 Pin口电平改变时触发
RISING 当中断所在Pin口从低电平变为高电平(上升沿)时触发
FALLING 当中断所在Pin口从高电平变为低电平(下降沿)时触发
对于 Due,Zero 和 MKR1000开发板，还有一个 HIGH 表示当中断所在 Pin 口处于高电平时触发

int pin = 2; //define interrupt pin to 2
volatile int state = LOW; // To make sure variables shared between an ISR
//the main program are updated correctly,declare them as volatile.

void setup() {
   pinMode(13, OUTPUT); //set pin 13 as output
   attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(pin), blink, CHANGE);
   //interrupt at pin 2 blink ISR when pin to change the value
} 
void loop() { 
   digitalWrite(13, state); //pin 13 equal the state value
} 

void blink() { 
   //ISR function
   state = !state; //toggle the state when the interrupt occurs
}

注意：

由于中断会打断正常代码的运行，因此 ISR 的应该尽可能快地执行完毕。
在 ISR 中修改的全局变量要用 volatile 修饰符修饰以防止编译器优化
在 ISR 中不能使用其他用中断实现的函数，如 millis() delay() 等。延时可以使用 delayMicroseconds()，它不是用中断实现的。

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