Arduino学习笔记② Arduino语言基础

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1.前言

    在初步认识什么是Arduino之后，我们就开始讲解一下Arduino语言基础，我们需要知道到底Arduino提供了什么平台以及什么语言来让我们做开发（技术基本上都是先学习开发语言）。

2.Arduino语言以及程序结构

    Arduino使用C/C++语言编写程序（绝大部分的程序员大学都学了这个）。C语言是一种面向过程的编程语言，C++是一种面向对象的编程语言（虽然楼主已经忘光了这个）。早期Arduino核心库使用C语言编写，后来引进了面向对象的思想，目前最新核心库采用C与C++混合编程。
    通常所说的Arduino语言，就是指Arduino核心库提供的各种API的集合。这些API是对更底层的单片机支持库进行二次封装所形成的（玩过单片机的人估计都是经常和各种寄存器打交道）。Arduino提供的API可以让初学者不用理会单片机复杂寄存器配置，然后就能直观控制Arduino，提高开发效率。
    Arduino程序的基本结构如下：

void setup() {
  // put your setup code here, to run once(这里代码只运行一次):
 
}
 
void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly(这里代码不断运行):
 
}

    这个模型可以这样理解（估计学过c语言的都知道main）:

int main() {
    setup() ；
    while(1) {
        loop() ；
    }
}

3.语言基础

    对于学过C语言的人，可以直接大概扫描一下。

3.1 数据类型

3.1.1 常量

    程序运行中，值不能改变，常量可以是字符，也可以是数字，语句：

#define 常量名  常量值

    例子：一般人都要用到调试功能（这里我个人是用串口），但是在真正最终代码的时候又想关闭调试功能，那么就可以这么用：

#define MyDebugSerial Serial
 
//该条语句用于使能DEBUG输出信息，屏蔽掉就不会输出debug调试信息
#define DEBUG
 
#ifdef DEBUG
#define DBGLN(message)    MyDebugSerial.println(message)
#else
#define DBGLN(message)
#endif
 
void setup() {
  MyDebugSerial.begin(9600);
  DBGLN("setup end");
}
 
void loop() {
  
}

3.1.2 变量

    程序中可变的值称为变量。

3.1.2.1 整型

    Arduino可使用的整数类型以及取值范围如下：

    而在Arduino Due中，int型以及unsigned int型占用4字节（32位Arm处理器）。

3.1.2.2 浮点型

    float double 实数,两者精度一样，都占有4字节（32位）内存空间，在Arduino Due中，double类型占用8字节（64位）内存空间。

3.1.2.3 字符型

    char类型，占用1字节，字符需用单引号引用，如:char data = ‘c’;

3.1.2.4 布尔型

    boolean类型，只有两个：false和true，占用1字节内存空间。

3.1.2.5 数组

    int a[5],char b[6],注意不要数组溢出，数组下标从0开始编号。

3.1.2.6 字符串

    char 字符串名称[字符个数]或者 String 字符串名称,我个人是喜欢String。

3.1.3 常见运算符

3.1.4 三大组织结构

3.1.4.1 顺序结构

    程序语句按先后顺序依次执行。

3.1.4.2 选择结构

    根据判断以决定下一步操作。

形式1（单分支）：

if(表达式){
    语句;
}

形式2（双分支）：

if(表达式1){
    语句1;
}else{
    语句2;
}

形式3（多分支）：

if(表达式1){
    语句1;
}else if(表达式2){
    语句2;
}else if(表达式3){
    语句3;
}

形式4（超多分支，一般超过4个）：

switch(){
   case 常量表达式1:
          语句1;
          break;
   case 常量表达式2:
          语句2;
          break;
   case 常量表达式3:
          语句3;
          break;
     ......
     default:
          语句n;
          break;
}

注意：
switch后的表达式的结果只能是整型或字符型，如果使用其他类型，则必须使用if语句。switch结构会将switch语句后的表达式与case后的常量表达式比较，如果相符就运行常量表达式所对应的语句；如果都不相符，则会运行default后的语句；如果不存在default部分，程序就直接退出switch结构。一般要使用break语句退出switch结构，如果没有使用break语句，则程序一直执行到有break的位置才退出或者运行完该switch结构退出。

3.1.4.3 循环结构

    重复结构，反复执行某一部分代码，while(当)循环和until(直到)循环。

    while型循环结构会先判断给定条件，当给定条件不成立，则退出该结构，当给定条件成立，继续执行A，如此反复;
    until型循环结构会先执行A，然后判断给定条件是否成立，若成立立即退出循环，不成立则继续执行A,如此反复;

    while循环形式：

while(表达式){
   语句;
}

    until循环形式:

do{
  语句;
}while(表达式);

    for循环形式：

for(表达式1;表达式2;表达式3){
   语句;
}

    循环结构中都有一个表达式用于判断是否进入循环，但有时候需要提前结束循环或者跳过某次循环，则使用break和continue实现；

• break 终止当前选择结构或者循环结构
• continue 跳过本次循环中剩下的语句

4.总结

    大概Arduino语法基础就讲到这里（有c语言基础的人直接扫描一下就可以了，毕竟语言是相通的），接下来我准备开始讲解实战，敬请期待。