Arduino C++内置函数详解

YQD_Q · 2025-05-06 15:11:37 · 算法·理论

1. 基础 I/O 函数（Arduino 特有）

• pinMode(pin, mode)
  设置引脚模式（INPUT, OUTPUT, INPUT_PULLUP）。

  pinMode(13, OUTPUT); // 将13号引脚设为输出

• digitalWrite(pin, value)
  向数字引脚写入高（HIGH）或低（LOW）电平。

  digitalWrite(13, HIGH); // 点亮LED

• digitalRead(pin)
  读取数字引脚的电平状态。

  int val = digitalRead(2); // 读取2号引脚状态

• analogRead(pin)
  读取模拟引脚的值（0-1023）。

  int sensorValue = analogRead(A0); // 读取A0引脚

• analogWrite(pin, value)
  输出 PWM 信号（0-255），支持 PWM 引脚。

  analogWrite(9, 128); // 50%占空比

2. 时间控制（Arduino 特有）

• delay(ms)
  阻塞延时（毫秒）。

  delay(1000); // 等待1秒

• delayMicroseconds(us)
  微秒级延时。

  delayMicroseconds(500); // 500微秒

• millis()
  返回系统运行时间（毫秒），非阻塞。

  unsigned long time = millis();

• micros()
  返回系统运行时间（微秒）。

  unsigned long time = micros();

3. 数学与数据处理

• 标准 C/C++ 函数（需包含 <math.h>）

  • abs(x): 绝对值
  • min(a, b), max(a, b): 最小/最大值
  • pow(base, exp): 幂运算
  • sqrt(x): 平方根
  • sin(x), cos(x), tan(x): 三角函数（弧度）

• Arduino 特有函数

  • map(value, fromLow, fromHigh, toLow, toHigh)
    线性映射数值范围。

    int mapped = map(analogRead(A0), 0, 1023, 0, 255);

  • constrain(value, min, max)
    限制数值在范围内。

    int limited = constrain(sensorValue, 0, 100);

  • random(min, max) / randomSeed(seed)
    生成伪随机数。

    randomSeed(analogRead(A0)); // 随机种子
    int num = random(1, 100);   // 1到99的随机数

4. 串口通信（Arduino 特有，需 Serial 对象）

• Serial.begin(baudrate)
  初始化串口。

  Serial.begin(9600);

• Serial.print(data) / Serial.println(data)
  发送数据到串口。

  Serial.print("Sensor: ");
  Serial.println(sensorValue);

• Serial.read()
  读取串口数据。

  if (Serial.available()) {
  char c = Serial.read();
  }

5. 中断函数（Arduino 特有）

• attachInterrupt(digitalPin, ISR, mode)
  绑定中断服务函数。
  mode: RISING, FALLING, CHANGE, LOW。

  attachInterrupt(0, buttonPress, RISING);

• detachInterrupt(digitalPin)
  禁用中断。

6. 存储器操作

• EEPROM 操作（需 #include <EEPROM.h>）
  • EEPROM.read(address)
  • EEPROM.write(address, value)
  • EEPROM.put(address, data) / EEPROM.get(address, data)（存储结构体）

7. 字符串处理

• 标准 C/C++ 函数（需 <string.h>）
  • strcpy(), strcat(): 字符串复制、拼接
  • strlen(): 字符串长度
• Arduino String 类
  支持动态字符串操作：

  String msg = "Hello";
  msg += " World!";

8. 其他实用函数

• tone(pin, frequency) / noTone(pin)
  生成指定频率的方波（驱动蜂鸣器）。

  tone(8, 1000); // 1kHz 声音
  delay(1000);
  noTone(8);

• pulseIn(pin, state)
  测量引脚脉冲持续时间。

  long duration = pulseIn(2, HIGH); // 高电平脉冲时长

总结

• Arduino 特有函数：主要用于硬件交互（如 digitalWrite()、analogRead()）、时间控制（millis()）和通信（Serial）。
• 标准 C/C++ 函数：数学运算、字符串处理等，需包含对应头文件（如 <math.h>、<string.h>）。

使用时需注意 Arduino 的内存限制（如避免动态内存分配），并优先使用非阻塞函数（如 millis() 替代 delay()）以提高效率。