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# Arduino 程式架構及語法
Arduino有自己的一套IDE(整合開發環境)，包含了編輯器以及編譯器，且它能編譯數十種不同型號的版子(不同的微控)，有需要都可以上Google找。這篇主要是講Arduino IDE中的程式部分，要看介面使用請見這篇
[Arduino IDE 2.0](/8oBFuKhKQamJBh0OKP4UpQ)

## 基本架構

//範例程式------
#include<...>          //1. 引入函式庫
//--------------------------------------------------------------------------
const int pin = 13;    //2. 腳位或變數定義
int blink = 1000;
//--------------------------------------------------------------------------
void setup(){          //3. 重複執行前的定義或是只需要做一次的動作
    pinMode(pin,OUTPUT);
}
//--------------------------------------------------------------------------
void loop(){           //4. 主程式
    while(blink>0){
        digitalWrite(pin,HIGH);
        delay(blink);
        digitalWrite(pin,LOW);
        delay(blink);
        blink -= 100;
    }
    blink = 1000;
}
//--------------------------------------------------------------------------
void OuO(){            //5. 自訂函式

}

### 1. 引入函式庫
因為Arduino是個不完全的Cpp，且語法不完全相同，加上它又需要去控制及讀取Arduino的訊號，所以時不時會需要不同的函式去做操作，最常見的有< SoftwareSerial.h > < SPI.h > < Wire.h >等，除了引用寫好的函式，也可以從網上下載，詳情請見[Arduino Libraries](https://hackmd.io/LThJq7lpR-q9cm3RqXzq8g)

### 2. 腳位或變數定義
Arduino的腳位是用數字來定義，像是0到13的digital pin，其實只需要直接寫入就行，但有時為了辨識方便，所以用一個廣域變數來幫它命名，所以在主程式中打它的名字就會是你定義的腳位，有時會怕不小心動到腳位的定義，所以會在前面加上一個const。除了腳位定義，這裡也能放你需要計算的變數，在程式中的任何一個地方都能取用(全域變數)。

### 3. 重複執行前的定義或是只需要做一次的動作
我們通常會將腳位的狀態定義放在這裡，或是像一些通訊的速率、頻段的設置，只需要做一次的事情放這就行了，不用讓它在下面的loop中一直跑。

### 4. 主程式
顧名思義就是放要執行的程式的地方，和Cpp不同的是它本身就是一個無限迴圈，所以它會一直執行一套相同的動作，或是你用變數控制裡面的動作次數。

### 5. 自訂函數
如果覺得寫一些要執行的動作會很複雜，又或是你要寫遞迴的式子，都可以用自訂函數來簡化loop中的結構，也能讓程式比較容易閱讀。

## 基本函式
下面幾個常用的函式是內建在Arduino中的，雖簡單但是很重要，如果無法理解就很難融會貫通，而其它複雜的大多要進行include才能使用，但只需下面幾個就能做到很簡單的Arduino project，如需了解digital,analog的差別，請見[基本電學及基礎電料](https://hackmd.io/vQxNZbMrQtqY77zWp7jzMg)

* **pinMode(腳位,狀態)**
在setup中是不可或缺的一個函式，如果沒有定義腳位是輸出或輸入，它完全不會做動(沒有預設狀態)，可設的狀態有兩種，分別是++INPUT++和++OUTPUT++，而在數位腳上，Arduino有內建上拉電阻，只要用++INPUT_PULLUP++就能啟動
* **digital**
它適用於所有腳位包括類比腳位

1.digitalRead(腳位)
它讀到的數值只有1和0(高電位和低電位)，多用來判斷有無觸發開關或感測器

2.digitalWrite(腳位,電位)
它和read相對，電位可以寫HIGH或是LOW(高電平及低電平)
* **analog**
1.analogRead(腳位)
++只適用類比腳位++，讀入的數值會是0到1023的值(2⁰~2¹⁰)

2.analogWrite(腳位,電位)
**++只適用於有寫~(pwm)符號的數位腳位++**，這是pwm的寫法，可以輸出0-255的值，或是用map轉成0-1023，輸出電壓由低電位到高電位，pwm的介紹請見[基本電學及基礎電料](/vQxNZbMrQtqY77zWp7jzMg)
* **Serial**

1.Serial.begin(鮑率)
鮑率是板子和電腦之間的通訊頻率，通常會使用9600或是115200，鮑率介紹見[Aduino IDE使用與操作](/M_yqUR41RhSFhaJb2YyA0Q)

2.Serial.print(數值/字串/字元)
可以在序列埠監控視窗看到輸出，一次只能輸出一行，和cpp是一樣的

3.Serial.println(數值/字串/字元)
和print不同的是它會先換行再輸出

4.Srial.available()
通常會用if來判斷，它會讀取序列通訊介面是否有任何資料輸入，如果有則為true，反之為false。

<font color = "red">補充.</font>
習慣cpp的人在做輸入輸出時會很想打>>和<<，這可以在<Streaming.h>中找到，如要使用要上網下載函式庫

* **delay(毫秒數)**
功用是延遲程式的執行，或是製造緩衝時間，也可以用delayMicroseconds()