arduino基本函数
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if (digitalPinToTimer(pin) == TIMER1A) {
uint8_t timer = digitalPinToTimer(pin); uint8_t bit = digitalPinToBitMask(pin); uint8_t port = digitalPinToPort(pin);
if (port == NOT_A_PIN) return LOW;
// start the conversion sbi(ADCSRA, ADSC); // ADSC is cleared when the conversion finishes while (bit_is_set(ADCSRA, ADSC)); // we have to read ADCL first; doing so locks both ADCL // and ADCH until ADCH is read. reading ADCL second would // cause the results of each conversion to be discarded, // as ADCL and ADCH would be locked when it completed. low = ADCL; high = ADCH; // combine the two bytes return (high << 8) | low; } 注意：函数的参数 pin 范围是 0～5，表示 6 个模拟量 I/O 口中的一个。 可以在开发环境中的下列实例程序中找到 analogRead 函数的应用： ADXL3xx.pde 、 AnalogInput.pde 、 Calibration.pde 、 Graph.pde 、 Knock.pde 、 Smoothing.pde 、 VirtualColorMixer.pde
3.1.3 digitalRead(pin)
digitalRead 函数用在引脚为输入的情况下，可以获取引脚的电压情况—HIGH（高电平）或 LOW （低电平），参数 pin 表示所要获取电压值的引脚，该函数返回值为 int 型，表示引脚的电压 情况。函数原型如下：
int digitalRead(uint8_t pin) {
注意：如果在 AREF 引脚加载外部参考电压，需要使用一个 5KW 的上拉电阻，这会避免由于 设置不当造成控制芯片的损坏。
3.2.2 analogRead(pin)
analogRead 函数用于读取引脚的模拟量电压值，每读一次需要花 100ms 的时间。参数 pin 表示所要获取模拟量电压值的引脚，该函数返回值为 int 型，表示引脚的模拟量电压值，范 围在 0～1023。函数原型可在 wiring_analog.c 文件中查看，如下：
注意：如果引脚没有链接到任何地方，那么将随机返回 HIGH 或 LOW。
可以在开发环境的下列实例程序中找到 digitalRead 函数的应用：
Button.pde、Debounce.pde
3.2.1 analogReference(type)
3.2 模拟 I/O 3.2.1 analogReference(type) analogReference 函数的作用是配置模拟引脚的参考电压。在嵌入式应用中引脚获取模拟电压
3.1.2 digitalWrite(pin,value)
digitalWrite 函数也是在 Blink 程序中见到过的，它的作用是设置引脚的输出的电压为高电平 或低电平。该函数也是一个无返回值的函数，函数有两个参数 pin 和 value，pin 参数表示所 要设置的引脚，value 参数表示输出的电压—HIGH（高电平）或 LOW（低电平）。 注意：在使用 digitalWrite(pin, value)函数设置引脚之前，需要将引脚设置为 OUTPUT 模式。 digitalWrite(pin, value)函数原型同样也可以在 wiring_digital.c 文件中找到，函数原型如下： void digitalWrite(uint8_t pin, uint8_t val) {
3.2.3 analogWrite(pin, value)
analogWrite 函数通过 PWM 的方式在引脚上输出一个模拟量，较多的应用在 LED 亮度控制、 电机转速控制等方面。
PWM（Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制）方式是通过对一系列脉冲的宽度进行调制， 来等效地获得所需要的波形或电压。脉冲宽度调制是一种模拟控制方式，其根据相应载荷的 变化调制晶体管栅极或基极的偏置，来实现开关稳压电源输出晶体管或晶体管导通时间的改 变，这种方式能使电源的输出电压在工作条件变化时保持恒定，是利用微处理器的数字输出 来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。图 3.3 是一个简单的 PWM 波示意图。 其中，VCC 是高电平值，T 是 PWM 波的周期，D 是高电平的宽度，D/T 是 PWM 波的占空比， 当上述 PWM 波通过一个低通滤波器后，波形中高频的部分被滤掉得到所需的波形，其平均 电压为 VCC×D/T。因此，可通过调节 D 的大小来改变占空比，产生不同的平均电压；同样， 调节 PWM 波的周期 T 也可以改变占空比，从而得到不同的平均电压值。
3.1.1 pinMode(pin, mode)
3.1 数字 I/O 3.1.1 pinMode(pin, mode) pinMode 函数在第 2 章中已经出现过了，用以配置引脚为输出或输出模式，它是一个无返回 值函数，函数有两个参数 pin 和 mode，pin 参数表示所要配置的引脚，mode 参数表示设置 的模式—INPUT（输入）或 OUTPUT（输出）。 注意：Arduino 板上的模拟引脚也可以当做数字引脚使用，编号为 14（对应模拟引脚 0）到 19（对应模拟引脚 5）。 由于 Arduino 项目是完全开源的，所以 pinMode(pin, mode)函数原型可直接在 Arduino 开发 环境目录下的 hardware\arduino\cores\arduino 文件夹里的 wiring_digital.c 文件中查看。 函数原型有助于我们深入了解 Ardnino 的基本函数的底层实现方式，但这部分的内容需要在 单独深入学习 AVR 单片机的基础上进行，本书将这些函数原型从文件中提取出来，有兴趣 的读者可以参考一下。一般只要能够熟练地使用这些 Arduino 基本函数就可以了，本书对函 数原型没有进行过多讲解。
uint8_t oldSREG = SREG; cli(); *reg &= ~bit; SREG = oldSREG; } else { uint8_t oldSREG = SREG; cli(); *reg |= bit; SREG = oldSREG; } } 可以在开发环境中的下列实例程序中找到 pinMode 函数的应用： ADXL3xx.pde、AnalogInput.pde、Blink.pde、BlinkWithoutDelay.pde、Button.pde、Calibration.pde、 Debounce.pde 、 Dimmer.pde 、 Knock.pde 、 Loop.pde 、 Melody.pde 、 Memsic2125.pde 、 PhysicalPixel.pde、Ping.pde
int analogRead(uint8_t pin) {
uint8_t low, high; // set the analog reference (high two bits of ADMUX) and select // the channel (low 4 bits). this also sets ADLAR (left-adjust // result) to 0 (the default). ADMUX = (analog_reference << 6) | (pin & 0x07);
// If the pin that support PWM output, we need to turn it off // before getting a digital reading. if (timer != NOT_ON_TIMER) turnOffPWM(timer);
if (*portInputRegister(port) & bit) return HIGH; return LOW; }
uint8_t timer = digitalPinToTimer(pin); uint8_t bit = digitalPinToBitMask(pin); uint8_t port = digitalPinToPort(pin);
volatile uint8_t *out; if (port == NOT_A_PIN) return; // If the pin that support PWM output, we need to turn it off // before doing a digital write. if (timer != NOT_ON_TIMER) turnOffPWM(timer); out = portOutputRegister(port); if (val == LOW) {
在 Arduino 中执行该操作后，应该等待一定时间后才能对该引脚进行下一次操作。Arduino 中的 PWM 的频率大约为 490Hz。该函数支持以下引脚：3、5、6、9、10、11。在 Arduino 控制板上引脚号旁边标注～的就是可用作 PWM 的引脚，如图 3.4 所示。
analogWrite 函数为无返回值函数，有两个参数 pin 和 value，参数 pin 表示所要设置的引脚， 只能选择函数支持的引脚；参数 value 表示 PWM 输出的占空比，范围在 0～255 的区间，对 应的占空比为 0%～100%，函数原型如下： void analogWrite(uint8_t pin, int val) {
uint8_t oldSREG = SREG; cli(); *out &= ~bit; SREG = oldSREG; } else { uint8_t oldSREG = SREG; cli(); *out |= bit; SREG = oldSREG; } } 可以在开发环境的下列实例程序中找到 digitalWrite 函数的应用： ADXL3xx.pde、AnalogInput.pde、Blink.pde、BlinkWithoutDelay.pde、Button.pde、Calibration.pde、 Debounce.pde、Knock.pdeBaidu NhomakorabeaLoop.pde、Melody.pde、PhysicalPixel.pde、Ping.pde
pinMode(pin, mode)函数原型：
void pinMode(uint8_t pin, uint8_t mode) {
uint8_t bit = digitalPinToBitMask(pin); uint8_t port = digitalPinToPort(pin); volatile uint8_t *reg; if (port == NOT_A_PIN) return; reg = portModeRegister(port); if (mode == INPUT) {
值之后，将根据参考电压将模拟值转换到 0～1023。该函数为无返回值函数，参数为 type 类型，有 3 种类型（DEFAULT/INTERNAL/EXTERNAL），具体含义如下： DEFAULT：默认值，参考电压为 5V。 INTERNAL：低电压模式，使用片内基准电压源。 EXTERNAL：扩展模式，通过 AREF 引脚获取参考电压，AREF 引脚位置见图 3.2。
uint8_t timer = digitalPinToTimer(pin); uint8_t bit = digitalPinToBitMask(pin); uint8_t port = digitalPinToPort(pin);
if (port == NOT_A_PIN) return LOW;
// start the conversion sbi(ADCSRA, ADSC); // ADSC is cleared when the conversion finishes while (bit_is_set(ADCSRA, ADSC)); // we have to read ADCL first; doing so locks both ADCL // and ADCH until ADCH is read. reading ADCL second would // cause the results of each conversion to be discarded, // as ADCL and ADCH would be locked when it completed. low = ADCL; high = ADCH; // combine the two bytes return (high << 8) | low; } 注意：函数的参数 pin 范围是 0～5，表示 6 个模拟量 I/O 口中的一个。 可以在开发环境中的下列实例程序中找到 analogRead 函数的应用： ADXL3xx.pde 、 AnalogInput.pde 、 Calibration.pde 、 Graph.pde 、 Knock.pde 、 Smoothing.pde 、 VirtualColorMixer.pde
3.1.3 digitalRead(pin)
digitalRead 函数用在引脚为输入的情况下，可以获取引脚的电压情况—HIGH（高电平）或 LOW （低电平），参数 pin 表示所要获取电压值的引脚，该函数返回值为 int 型，表示引脚的电压 情况。函数原型如下：
int digitalRead(uint8_t pin) {
注意：如果在 AREF 引脚加载外部参考电压，需要使用一个 5KW 的上拉电阻，这会避免由于 设置不当造成控制芯片的损坏。
3.2.2 analogRead(pin)
analogRead 函数用于读取引脚的模拟量电压值，每读一次需要花 100ms 的时间。参数 pin 表示所要获取模拟量电压值的引脚，该函数返回值为 int 型，表示引脚的模拟量电压值，范 围在 0～1023。函数原型可在 wiring_analog.c 文件中查看，如下：
注意：如果引脚没有链接到任何地方，那么将随机返回 HIGH 或 LOW。
可以在开发环境的下列实例程序中找到 digitalRead 函数的应用：
Button.pde、Debounce.pde
3.2.1 analogReference(type)
3.2 模拟 I/O 3.2.1 analogReference(type) analogReference 函数的作用是配置模拟引脚的参考电压。在嵌入式应用中引脚获取模拟电压
3.1.2 digitalWrite(pin,value)
digitalWrite 函数也是在 Blink 程序中见到过的，它的作用是设置引脚的输出的电压为高电平 或低电平。该函数也是一个无返回值的函数，函数有两个参数 pin 和 value，pin 参数表示所 要设置的引脚，value 参数表示输出的电压—HIGH（高电平）或 LOW（低电平）。 注意：在使用 digitalWrite(pin, value)函数设置引脚之前，需要将引脚设置为 OUTPUT 模式。 digitalWrite(pin, value)函数原型同样也可以在 wiring_digital.c 文件中找到，函数原型如下： void digitalWrite(uint8_t pin, uint8_t val) {
3.2.3 analogWrite(pin, value)
analogWrite 函数通过 PWM 的方式在引脚上输出一个模拟量，较多的应用在 LED 亮度控制、 电机转速控制等方面。
PWM（Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制）方式是通过对一系列脉冲的宽度进行调制， 来等效地获得所需要的波形或电压。脉冲宽度调制是一种模拟控制方式，其根据相应载荷的 变化调制晶体管栅极或基极的偏置，来实现开关稳压电源输出晶体管或晶体管导通时间的改 变，这种方式能使电源的输出电压在工作条件变化时保持恒定，是利用微处理器的数字输出 来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。图 3.3 是一个简单的 PWM 波示意图。 其中，VCC 是高电平值，T 是 PWM 波的周期，D 是高电平的宽度，D/T 是 PWM 波的占空比， 当上述 PWM 波通过一个低通滤波器后，波形中高频的部分被滤掉得到所需的波形，其平均 电压为 VCC×D/T。因此，可通过调节 D 的大小来改变占空比，产生不同的平均电压；同样， 调节 PWM 波的周期 T 也可以改变占空比，从而得到不同的平均电压值。
3.1.1 pinMode(pin, mode)
3.1 数字 I/O 3.1.1 pinMode(pin, mode) pinMode 函数在第 2 章中已经出现过了，用以配置引脚为输出或输出模式，它是一个无返回 值函数，函数有两个参数 pin 和 mode，pin 参数表示所要配置的引脚，mode 参数表示设置 的模式—INPUT（输入）或 OUTPUT（输出）。 注意：Arduino 板上的模拟引脚也可以当做数字引脚使用，编号为 14（对应模拟引脚 0）到 19（对应模拟引脚 5）。 由于 Arduino 项目是完全开源的，所以 pinMode(pin, mode)函数原型可直接在 Arduino 开发 环境目录下的 hardware\arduino\cores\arduino 文件夹里的 wiring_digital.c 文件中查看。 函数原型有助于我们深入了解 Ardnino 的基本函数的底层实现方式，但这部分的内容需要在 单独深入学习 AVR 单片机的基础上进行，本书将这些函数原型从文件中提取出来，有兴趣 的读者可以参考一下。一般只要能够熟练地使用这些 Arduino 基本函数就可以了，本书对函 数原型没有进行过多讲解。
uint8_t oldSREG = SREG; cli(); *reg &= ~bit; SREG = oldSREG; } else { uint8_t oldSREG = SREG; cli(); *reg |= bit; SREG = oldSREG; } } 可以在开发环境中的下列实例程序中找到 pinMode 函数的应用： ADXL3xx.pde、AnalogInput.pde、Blink.pde、BlinkWithoutDelay.pde、Button.pde、Calibration.pde、 Debounce.pde 、 Dimmer.pde 、 Knock.pde 、 Loop.pde 、 Melody.pde 、 Memsic2125.pde 、 PhysicalPixel.pde、Ping.pde
int analogRead(uint8_t pin) {
uint8_t low, high; // set the analog reference (high two bits of ADMUX) and select // the channel (low 4 bits). this also sets ADLAR (left-adjust // result) to 0 (the default). ADMUX = (analog_reference << 6) | (pin & 0x07);
// If the pin that support PWM output, we need to turn it off // before getting a digital reading. if (timer != NOT_ON_TIMER) turnOffPWM(timer);
if (*portInputRegister(port) & bit) return HIGH; return LOW; }
uint8_t timer = digitalPinToTimer(pin); uint8_t bit = digitalPinToBitMask(pin); uint8_t port = digitalPinToPort(pin);
volatile uint8_t *out; if (port == NOT_A_PIN) return; // If the pin that support PWM output, we need to turn it off // before doing a digital write. if (timer != NOT_ON_TIMER) turnOffPWM(timer); out = portOutputRegister(port); if (val == LOW) {
在 Arduino 中执行该操作后，应该等待一定时间后才能对该引脚进行下一次操作。Arduino 中的 PWM 的频率大约为 490Hz。该函数支持以下引脚：3、5、6、9、10、11。在 Arduino 控制板上引脚号旁边标注～的就是可用作 PWM 的引脚，如图 3.4 所示。
analogWrite 函数为无返回值函数，有两个参数 pin 和 value，参数 pin 表示所要设置的引脚， 只能选择函数支持的引脚；参数 value 表示 PWM 输出的占空比，范围在 0～255 的区间，对 应的占空比为 0%～100%，函数原型如下： void analogWrite(uint8_t pin, int val) {
uint8_t oldSREG = SREG; cli(); *out &= ~bit; SREG = oldSREG; } else { uint8_t oldSREG = SREG; cli(); *out |= bit; SREG = oldSREG; } } 可以在开发环境的下列实例程序中找到 digitalWrite 函数的应用： ADXL3xx.pde、AnalogInput.pde、Blink.pde、BlinkWithoutDelay.pde、Button.pde、Calibration.pde、 Debounce.pde、Knock.pdeBaidu NhomakorabeaLoop.pde、Melody.pde、PhysicalPixel.pde、Ping.pde
pinMode(pin, mode)函数原型：
void pinMode(uint8_t pin, uint8_t mode) {
uint8_t bit = digitalPinToBitMask(pin); uint8_t port = digitalPinToPort(pin); volatile uint8_t *reg; if (port == NOT_A_PIN) return; reg = portModeRegister(port); if (mode == INPUT) {
值之后，将根据参考电压将模拟值转换到 0～1023。该函数为无返回值函数，参数为 type 类型，有 3 种类型（DEFAULT/INTERNAL/EXTERNAL），具体含义如下： DEFAULT：默认值，参考电压为 5V。 INTERNAL：低电压模式，使用片内基准电压源。 EXTERNAL：扩展模式，通过 AREF 引脚获取参考电压，AREF 引脚位置见图 3.2。