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Arduino：一个开源社区
自从Arduino开源平台推出以来，该品牌已经成为众多开源社区的核心。Arduino生态系统包含各种型号的硬件和软件。 它以其自身的多功能性及简单界面迅速成为世界各地业余爱好者、设计师、艺术家等众多用户设计产品原型的首选工具。
Arduino开发板通过USB连接到计算机，并连接到Arduino开发环境（IDE）。用户在IDE中写入Arduino代码，然后将其上传到微控制器，执行代码、与输入和输出（例如传感器、电机和指示灯）进行交互。
初学者和专家都可以获得丰富的免费资源和材料来支持他们。用户可以查看关于如何设置其开发板的信息，甚至可以查看如何在Arduino上编写代码。 Arduino背后的开源使它对新用户和有经验的用户特别友好。网上有成千上万个Arduino代码示例。在这篇文章中，我们将带您了解Arduino编码的一些基本原理。
Arduino编码环境和基本工具
Arduino代码是用C ++语言编写的，增加了一些特殊的方法和函数，我们稍后会提到。 C ++是一种人类可读的编程语言。当你创建一个’草图（SKETCH）’（Arduino代码文件的名字）时，它将被处理并编译成机器语言。
Arduino IDE
Arduino集成开发环境（IDE）是用于编程Arduino的主要文本编辑程序。在将代码上传到想要编程的电路板之前，您可以在其中输入代码。 Arduino代码被称为草图。
注意：使用最新版本的Arduino IDE非常重要。可以在这里检查更新。
正如你所看到的，IDE具有简约的设计。菜单栏上只有5个子菜单，以及下面的一系列按钮可供您验证和上传草图。本质上，IDE将您的草图翻译并编译成Arduino可以理解的代码。一旦编译了Arduino代码，它就会上传到电路板的内存中。
所有用户必须做的才能开始编译他们的草图是按下一个按钮。
如果在Arduino代码中有任何错误，则警告消息将标记提示用户进行更改。由于Arduino严格的语法要求，大多数新用户经常遇到编译困难。如果您在使用Arduino时在标点符号上发生任何错误，代码将无法编译，您将遇到错误消息。
串行监视器和串行绘图仪
通过单击IDE右上方的放大镜图标或工具下方可打开Arduino串行监视器（Serial Monitor）。串行监视器主要用于使用计算机与Arduino板进行交互，并且是实时监视和调试的好工具。为了使用显示器，您需要使用Serial类。
您从http://circuito.io下载的代码有一个测试部分，可帮助您使用串行监视器测试每个组件，如以下屏幕截图所示：
Arduino串行绘图仪（Serial Plotter）是Arduino IDE的另一个组件，它允许您生成串行数据的实时图形。串行绘图仪使您更容易通过可视化显示来分析数据。您可以创建图表、负值图表和进行波形分析。
调试Arduino代码和硬件
与其他软件编程平台不同，Arduino没有板载调试器。用户可以使用第三方软件，也可以使用串行监视器来打印Arduino的活动进程以进行监视和调试。
通过使用Serial类，您可以打印到串行监视器，来调试变量的注释和值。对于大多数的Arduino型号，Serial类使用连接到USB端口的串行引脚0和1。
代码结构
库Libraries
与其他优秀的编程平台非常相似，在Arduino编程环境中，内置大量的库文件，以提供基本的功能。另外，它还可以导入其他库，以及扩展Arduino板卡的功能和特性。这些库大致分为与特定组件进行交互的库或实现新功能的库。
要导入新库，您需要转到”Sketch > Import Library”。
另外，在.ino文件的顶部，您需要使用’#include‘来包含外部的库文件。您还可以创建自定义库以在单独的草图中使用。
引脚定义
要使用Arduino引脚，您需要定义使用哪个引脚及其功能。一种定义使用的引脚的便捷方式是使用：
- ‘#define pinName pinNumber’。
复制代码
该功能可以是输入或输出，并且可以setup部分中使用pinMode()方法进行定义。
声明变量
无论何时使用Arduino，都需要声明全局变量和实例以供稍后使用。简而言之，变量允许您命名和存储将来使用的值。例如，您将存储从传感器获取的数据以便稍后使用。要声明变量，只需定义其类型、名称和初始值。
值得一提的是，声明全局变量不是绝对必要的。但是，建议您声明变量，以便更容易地使用您的值。
实例声明
在软件编程中，类是一个集合在一起的函数和变量。每个类都有一个称为构造函数的特殊函数，用于创建类的实例。为了使用这个类的功能，我们需要为它声明一个实例。
Setup()函数
每个Arduino草图都必须具有Setup()函数。这个函数定义了Arduino引导时的初始状态，并且只运行一次。
在这个部分，我们将定义以下内容：
1. 使用pinMode函数定义引脚功能
2. 引脚的初始状态
3. 初始化类
4. 初始化变量
5. 代码逻辑
loop()函数
loop()函数对每个Arduino草图都是必须的，并且在setup()运行完成后执行。这个是主要的函数，并且如其名称所示，它一遍又一遍地循环运行。loop函数描述了电路的主要逻辑。
例如：
注意：’void’意味着函数不返回任何值。
基本的Arduino代码逻辑
基本的Arduino代码逻辑是一个“if-then”结构，可以分为4个块：
● 设置 – 通常会写入Arduino代码的Setup部分，并执行只需要执行一次的操作，例如传感器校准。
● 输入 – 在loop函数的开始处，读取输入信号。 这些值将用作条件（“if”），例如使用analogRead()从LDR读取环境光强度。
● 操作数据 – 本节用于将数据转换为更方便的形式或执行计算。 例如，AnalogRead()输出0-1023的读数，其可以被映射到0-255的范围，以用于PWM（参见analogWrite()）。
● 输出 – 本节根据上一步计算的数据定义逻辑的最终结果（“then”）。 参看我们的LDR和PWM示例，只有当环境光照水平低于某个阈值时才打开LED。