《动手玩转Arduino》——2.3 在IDE里创建第一个程序

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《动手玩转Arduino》——2.3 在IDE里创建第一个程序

异步社区 2017-05-02 13:29:00 浏览1174
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本节书摘来自异步社区《动手玩转Arduino》一书中的第2章,第2.3节,作者【澳】John Boxall,译者 翁恺,更多章节内容可以访问云栖社区“异步社区”公众号查看。

2.3 在IDE里创建第一个程序

一个Arduino程序就是用来实现一个特定任务的一组指令。本节我们要创建和上传一个简单的程序,能让Arduino的LED(见图2-11)亮一秒、灭一秒,形成不断的闪烁。


screenshot

注意:

别太操心所建立的这个程序里的具体指令。这个程序是为了说明要让Arduino做点什么事情是很容易的,继续读下去会遇到更难的部分。

首先,用USB线把Arduino板连到计算机上,然后打开IDE,选择Tools->Serial Port,确认正确的串口已经被勾选上,这样就能确认Arduino板已经被正确地连接了。

2.3.1 注释

首先,输入一条注释,说明程序的用途。注释是程序里任意长度的说明,是为了程序的用户而写的。程序里的注释用来给你自己或其他人加些说明,这是很有用的。注释可以是说明指令,也可以是说明各种细节。在给Arduino编程(写程序)的时候,把你的想法写成注释是个好主意,将来修改程序的时候,这些注释能提供有用的信息。

在一行里加上注释,需要输入两个斜杠,然后写注释,就像下面这样。

// Blink LED sketch by Mary Smith, created 09/09/12(闪烁LED程序,作者Mary Smith,创建于2012年9月9日) 

这两个斜杠告诉IDE在检查程序的时候忽略后面跟着的内容(前面提过,在检查程序的时候,你要求IDE检查程序书写正确没有错误)。

输入占据两行或多行的注释,需要在注释开始之前输入/,然后在注释结束的地方输入/,就像下面这样。

/* 
Arduino Blink LED Sketch (Arduino 闪烁LED程序) 
by Mary Smith, created 09/09/12 (作者Mary Smith,创建于2012年9月9日) 
*/ 

和两个斜杠开头的单行注释一样,//告诉IDE忽略它们所括起来的文字。

用以上两种方法之一输入一条描述你的Arduino程序的注释,然后选择File->Save As保存程序。给你的程序输入一个简短的文件名(比如blinky),然后点击OK。

Arduino程序的默认文件名后缀是.ino,IDE应该会自动加上这个后缀。所以,你的程序的文件名就应该是blinky.ino,在菜单的Sketchbook(素描本)里可以看到它。

2.3.2 setup函数

创建任何程序,接下去的事情都是加上void setup()函数。这个函数里是Arduino每次重启或开机时只执行一次的指令。要创建这个setup函数,在程序的注释后面,加入下面的行。

void setup() 
{ 

} 

2.3.3 控制硬件

我们的程序要让Arduino板上的用户LED闪烁,用户LED连接在Arduino的13号数字引脚上。数字引脚可以检测电信号,也可以根据指令产生信号。在这个作品中,我们要产生一个电信号来点亮LED。这也许看上去有点复杂,数字引脚更多的细节会在后续的章节中介绍,此刻,只要继续写程序就好。

在程序的大括号({})之间输入下面的内容。

pinMode(13, OUTPUT); // 设置数字引脚13为输出 

程序里的数字13就是我们用的数字引脚的编号,设置这个引脚为输出,就表示要在这个引脚上产生(输出)一个电信号。如果你想在引脚上检测所受的电信号,就需要用INPUT。注意这个函数的调用pinMode()以分号(;)结尾。Arduino程序里的每个函数调用都要以分号结尾。

再次保存你的程序,确保你不会丢失了你的辛苦劳作。

2.3.4 loop函数

我们的目标是让LED不停地闪烁。为此,需要写一个loop(循环)函数来让Arduino不断地重复执行一些指令,直到断电或是有人按了RESET按钮。

输入下面代码中在void setup()后面加粗的部分,就有了一个空的loop函数。别忘了这个新的部分要以另一个大括号(})结束,然后再保存一次程序。

/* 
Arduino Blink LED Sketch (Arduino 闪烁LED程序) 
by Mary Smith, created 09/09/12 (作者Mary Smith,创建于2012年9月9日) 
*/ 

void setup() 
{ 
  pinMode(13, OUTPUT); // 设置数字引脚13为输出 
} 
void loop() 
{ 
// 你的主循环代码要放在这儿:
} 

警告:

Arduino IDE不会自动保存程序,所以要经常自己保存一下。

下面,输入实际的要在loop()里让Arduino执行的代码。

在loop函数的大括号之间输入下面的内容,然后点击Verify按钮来确认输入的一切都是对的。

digitalWrite(13, HIGH); // 打开数字引脚13 
delay(1000); // 暂停一秒 
digitalWrite(13, LOW); // 关闭数字引脚13 
delay(1000); // 暂停一秒 

我们分开来逐一说明。digitalWrite()函数控制在数字引脚上输出的电压,在这个程序里,就是控制连接了LED的13引脚上的电压。设置这个函数的第2个参数为HIGH,这就输出了“高”电平,会有电流从引脚流出,LED就会被点亮。如果设置这个参数为LOW,流经LED的电流就会停止。

LED亮了以后,用deay(1000);让它保持1秒。delay()函数可以使程序在一段时间内什么也不做。这里是1000毫秒,或者说1秒,程序什么也不做。

然后,用digitalWrite(13,LOW);把LED上的电压取消掉。最后,再用delay(1000);让LED保持1秒的熄灭状态。

完整的程序如下:

/* 
 Arduino闪灯程序 
 作者Mary Smith,创建于2012年9月9日 
*/ 

void setup() 
{ 
  pinMode(13, OUTPUT); // 设数字引脚13为输出 
} 
void loop() 
{ 
  digitalWrite(13, HIGH); // 点亮数字引脚13 
  delay(1000); // 暂停1秒 
  digitalWrite(13, LOW); // 熄灭数字引脚13 
  delay(1000); // 暂停1秒 
} 

在做任何事情之前,保存程序。

2.3.5 检查程序

检查程序是确保程序以Arduino理解的方式书写。要检查整个程序,点击IDE的Verify按钮,然后等待一会儿。一旦程序被检查完毕,就会在消息窗口显示一条消息,如图2-12所示。


screenshot

“Done compiling”消息告诉你程序已经OK了,可以上传到Arduino板。它还告诉你程序用了多少内存(这里是1 076字节),这块Arduino上总的可用内存是32 256字节。

不过,如果你的程序不对呢?比如,你忘了在第二个delay(1000)函数的后面加上一个分号。如果程序有问题,那么在点击了Verify按钮之后,消息窗口会显示检查错误消息,如图2-13所示。


screenshot

这条消息告诉你,错误出在void loop函数里,并且列出了它认为你的错误所在的程序行号(blinky:16,是blinky程序的第16行),然后是错误的描述,即error: expected ';' before '}' token(错误:在 '}'符号之前应该有一个';')。另外,IDE还会把错误的地方用黄色高亮显示,或是在错误的地方打一个点。这样能让你方便地找到并修改错误。

2.3.6 上传和运行程序

一旦程序已经正确输入了,保存好,确认Arduino板已经连接,然后点击IDE的Upload(上传)按钮。IDE可能会再次检查程序,然后再上传到Arduino板。在此过程中,板上的TX/RX LED(见图2-6)会不时地闪烁,说明数据正在Arduino和计算机之间来回传递。

现在,Arduino应该开始运行程序了。如果一切都做对了,LED应该闪烁,亮一秒灭一秒!

恭喜你,现在,你已经基本了解如何输入、检查和上传Arduino程序了。

2.3.7 修改程序

运行程序之后,可能想要改变它的动作,比如,调节LED亮或灭的时间。因为IDE很像一个文字处理软件,所以可以打开之前保存的程序,修改其中的内容,然后保存、上传到Arduino。比如,要提高闪烁的频率,改变两次delay函数的调用,调整延迟的数值为250,就可以让LED每1/4秒闪烁一次,如下所示。

delay(250); // 暂停1/4秒 

然后再次上传程序,LED就会闪烁得快点儿了,每1/4秒变化一次。

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