一、Arduino程序的核心架構與函數解析

Arduino程序的核心由兩個函數構成：setup() 和 loop()。這兩個函數是所有Arduino代碼的骨架，它們的合理使用決定了程序的結構和功能。

1.1 setup() 函數：初始化階段

setup() 函數在程序啟動時僅執行一次，用于完成初始化配置，例如設置引腳模式、啟動串口通信或初始化外設。

示例代碼

void setup() {pinMode(13, OUTPUT);  // 設置13號引腳為輸出模式（LED）Serial.begin(9600);   // 初始化串口通信，波特率9600
}

編程知識擴展

1. 引腳模式配置：

   • pinMode(pin, INPUT/OUTPUT)：定義引腳為輸入或輸出。
   • 輸入模式：用于讀取傳感器數據（如按鈕狀態）。
   • 輸出模式：用于控制外設（如LED亮度）。

2. 串口通信：

   • Serial.begin(baudRate)：初始化串口，波特率需與PC端一致（如9600）。
   • Serial.print() / Serial.println()：向串口發送數據，便于調試和實時監控。

實際應用

• 調試工具：通過串口打印傳感器數據（如溫度、濕度），驗證硬件連接是否正常。
• 錯誤提示：在初始化失敗時輸出錯誤信息，幫助快速定位問題。

1.2 loop() 函數：主循環邏輯

loop() 函數無限循環執行，包含程序的主要邏輯，例如控制LED閃爍、讀取傳感器數據或響應用戶輸入。

示例代碼

void loop() {digitalWrite(13, HIGH);  // 點亮LEDdelay(1000);             // 延時1秒digitalWrite(13, LOW);   // 熄滅LEDdelay(1000);             // 延時1秒
}

編程知識擴展

1. 延時函數：

   • delay(milliseconds)：阻塞式延時，適用于簡單定時任務。
   • 非阻塞延時：使用時間戳計算避免程序卡頓（見下文“高級延時策略”）。

2. 狀態機設計：

   • 通過定義多個狀態（如“等待”、“運行”、“結束”）管理復雜邏輯，提高代碼可讀性和可維護性。

實際應用

• LED控制：實現呼吸燈效果（通過PWM調節亮度）。
• 傳感器采集：周期性讀取環境數據并存儲。

二、編程知識擴展：從基礎到進階

2.1 串口通信的高級應用

串口通信不僅是調試工具，還可實現與外部設備的數據交換。

示例代碼：讀取模擬傳感器數據

void setup() {Serial.begin(9600);
}void loop() {int sensorValue = analogRead(A0);  // 讀取模擬輸入