I. Einleitung
Arduino ist eine Open-Source-Plattform für elektronische Prototypen, die es Entwicklern ermöglicht, mithilfe einer leicht verständlichen Programmiersprache schnell interaktive Projekte zu erstellen. Die Arduino-C-Programmierung ist eine häufig verwendete Programmiersprache in der Arduino-Entwicklung. Es hat den Vorteil, dass es leicht zu erlernen und plattformübergreifend ist. Dieser Artikel befasst sich mit den Grundkenntnissen, fortgeschrittenen Fähigkeiten und praktischen Anwendungen der Arduino-C-Programmierung, um den Lesern ein umfassendes Verständnis der Arduino-C-Programmierung zu vermitteln.
2. Grundkenntnisse der Arduino C-Programmierung
Installieren Sie die Entwicklungsumgebung: Bevor Sie mit Arduino C programmieren, müssen Sie die Arduino IDE (Integrated Development Environment) installieren. Die Arduino IDE ist kostenlos und kann von der offiziellen Arduino-Website heruntergeladen und installiert werden. Öffnen Sie nach Abschluss der Installation die IDE und beginnen Sie mit dem Schreiben von Code.
Überblick über die Programmiersprache: Die Programmiersprache Arduino C ist eine vereinfachte Version, die auf C/C++ basiert und die grundlegende Syntax und Struktur der C-Sprache beibehält. Es verwendet hauptsächlich Funktionen in der C-Sprache, um bestimmte Aufgaben auszuführen, sodass Entwickler schnell Code schreiben können, ohne den zugrunde liegenden Details zu viel Aufmerksamkeit zu schenken.
Schreiben Sie Ihr erstes Programm: Das Schreiben Ihres ersten Programms in der Arduino IDE ist sehr einfach. Wählen Sie nach dem Öffnen der IDE „Datei“ -> „Neu“ und geben Sie den folgenden Code ein:
C
void setup() {
// Initialisieren Sie hier die serielle Kommunikation usw
}
void loop() {
//Schreiben Sie hier die Hauptlogik des Programms
}
Wählen Sie nach dem Schreiben „Datei“ -> „Speichern“, um die Datei als .ino-Datei zu speichern. Wählen Sie dann „Extras“ -> „Port“ und wählen Sie die Portnummer aus, um eine Verbindung zum Arduino herzustellen. Klicken Sie abschließend auf die Schaltfläche „Hochladen“, um das Programm auf das Arduino-Board hochzuladen.
Häufig verwendete Funktionen: Die Arduino C-Programmierung bietet viele allgemeine Funktionen zur Steuerung verschiedener Peripheriegeräte auf der Platine. Beispielsweise wird die Funktion digitalWrite() zum Steuern der hohen und niedrigen Pegel digitaler Pins, die Funktion analogWrite() zum Steuern des PWM-Signals analoger Pins und die Funktion Serial.begin() zum Initialisieren der seriellen Schnittstelle verwendet Kommunikation usw.
Datentyp: In der Arduino C-Programmierung werden häufig Datentypen wie int, float, char usw. verwendet. Darüber hinaus bietet Arduino auch einige spezielle Datentypen wie boolean, void usw.
3. Fortgeschrittene Kenntnisse in der Arduino C-Programmierung
Interrupt-Verarbeitung: In einigen Fällen müssen wir einige Aufgaben mit hohen Echtzeitanforderungen erledigen, z. B. das Scannen von Schlüsseln, die Erfassung von Sensordaten usw. Dies kann mithilfe eines Interrupt-Handlers erreicht werden. In der Arduino C-Programmierung können Sie die Funktion attachmentInterrupt() verwenden, um einen Interrupt-Handler einzurichten.
Arrays und Strings: In der Arduino C-Programmierung können Sie Arrays verwenden, um mehrere Daten desselben Typs zu speichern. Beispielsweise ist {1, 2, 3, 4, 5} ein ganzzahliges Array. Darüber hinaus können Sie Zeichenfolgen auch zum Speichern von Textdaten verwenden, z. B. „Hallo Welt!“ ist eine Zeichenfolge.
Dynamische Speicherzuweisung: In einigen Fällen müssen wir Speicher dynamisch zuweisen, um Daten zu speichern. In der Arduino C-Programmierung können Sie die Funktionen malloc() und free() verwenden, um eine dynamische Speicherzuweisung und -freigabe zu implementieren.
Funktionszeiger und Rückruffunktionen: In der Arduino C-Programmierung können Funktionszeiger und Rückruffunktionen verwendet werden, um den Rückrufmechanismus zu implementieren. Eine Rückruffunktion bezieht sich auf die Übergabe der Adresse einer Funktion als Parameter an eine andere Funktion und den Aufruf der Funktion bei Bedarf.
Verwendung von Bibliotheken: Arduino stellt viele Bibliotheksdateien zur Verfügung, um den Entwicklungsprozess zu vereinfachen. Beispielsweise kann die Wire-Bibliothek zur einfachen Implementierung der I2C-Kommunikation und die Servo-Bibliothek zur einfachen Steuerung von Servos usw. verwendet werden. Die Verwendung von Bibliotheksdateien kann die Entwicklungseffizienz erheblich verbessern.
4. Praktische Anwendung der Arduino C-Programmierung
Smart Home: Arduino kann bei der Entwicklung von Smart Home-Systemen wie Temperatur- und Feuchtigkeitssensoren, Tür- und Fenstersensoren, Lichtsteuerung usw. verwendet werden. Durch die Arduino C-Programmierung können verschiedene intelligente Steuerungen realisiert werden.
Roboterproduktion: Arduino kann im Bereich der Roboterproduktion verwendet werden, z. B. DS Arduino Smart programmierbares Roboterauto , GFS Arduino Smart programmierbares Roboterauto , TH Arduino Smart programmierbares Roboterauto , Bionic Hexapod Smart programmierbarer Roboter usw. Funktionen wie Roboterbewegung Steuerung und Sensordatenerfassung können durch Arduino C-Programmierung realisiert werden.