Что такое функции в Arduino и зачем они нужны. Какие виды функций существуют в Arduino. Как правильно объявлять и использовать функции в скетчах Arduino. Какие преимущества дает использование функций при программировании Arduino.
Что такое функции в Arduino и для чего они используются
Функции в Arduino — это отдельные блоки кода, которые выполняют определенную задачу. Они позволяют структурировать программу, разбивая ее на логические сегменты. Но зачем нужны функции в Arduino и какие преимущества они дают?
Основные причины использования функций:
- Улучшение организации кода — функции группируют связанные операции
- Повторное использование кода — функцию можно вызывать многократно
- Упрощение отладки — изолированные блоки кода легче тестировать
- Повышение читаемости — функции делают код более понятным
- Модульность — функции можно переносить между проектами
Таким образом, функции делают код более структурированным, гибким и простым в сопровождении. Это особенно важно для сложных проектов Arduino.
Виды функций в Arduino
В Arduino существует несколько видов функций:
Встроенные функции
Это предопределенные функции, которые уже есть в Arduino IDE:
setup()— выполняется один раз при запускеloop()— выполняется циклическиdigitalWrite()— установка значения на цифровом выходеdigitalRead()— чтение значения с цифрового входаanalogWrite()— запись аналогового значения (ШИМ)analogRead()— чтение аналогового значения
Пользовательские функции
Это функции, которые создает программист для решения конкретных задач своего проекта. Например:
- Функция для управления светодиодом
- Функция для чтения данных с датчика
- Функция для отправки данных по Serial
Функции библиотек
Это готовые функции из подключаемых библиотек Arduino. Например, функции для работы с дисплеями, моторами, датчиками и т.д.
Как объявлять и использовать функции в Arduino
Объявление пользовательской функции в Arduino состоит из нескольких частей:
- Тип возвращаемого значения (void, int, float и т.д.)
- Имя функции
- Список параметров в скобках
- Тело функции в фигурных скобках
Пример объявления функции:
int sumNumbers(int a, int b) {
int result = a + b;
return result;
}
Для использования функции ее нужно вызвать, указав имя и передав аргументы:
int sum = sumNumbers(5, 3);
Функции в Arduino можно объявлять как до, так и после функций setup() и loop(). Главное — объявить функцию до ее первого использования.
Передача параметров в функции Arduino
При объявлении функции можно задать параметры, которые она будет принимать. Это позволяет передавать в функцию различные данные при ее вызове. Как это работает?
Существует два способа передачи параметров в функции Arduino:
1. Передача по значению
При этом способе в функцию передается копия значения переменной. Изменения параметра внутри функции не влияют на исходную переменную.
void changeValue(int x) {
x = x + 1; // Изменение не затронет исходную переменную
}
int num = 5;
changeValue(num);
// num по-прежнему равно 5
2. Передача по ссылке
В этом случае в функцию передается адрес переменной в памяти. Изменения параметра внутри функции отразятся на исходной переменной.
void changeValue(int &x) {
x = x + 1; // Изменение затронет исходную переменную
}
int num = 5;
changeValue(num);
// Теперь num равно 6
Выбор способа передачи параметров зависит от задачи. Передача по значению безопаснее, но передача по ссылке может быть эффективнее для больших объектов данных.
Возвращаемые значения функций в Arduino
Функции в Arduino могут возвращать значения, которые затем используются в программе. Как это работает и зачем нужно?
Типы возвращаемых значений
Функция может возвращать значения различных типов:
void— функция не возвращает значениеint— целое числоfloat— число с плавающей точкойbool— логическое значение (true/false)char— символ- Пользовательские типы данных
Тип возвращаемого значения указывается при объявлении функции:
int calculateSum(int a, int b) {
return a + b;
}
Использование возвращаемых значений
Возвращаемое значение можно присвоить переменной или использовать напрямую:
int result = calculateSum(5, 3);
if (calculateSum(2, 2) == 4) {
// Выполнить действие
}
Возвращаемые значения позволяют получать результаты вычислений из функций и использовать их в других частях программы. Это делает код более модульным и гибким.
Рекурсивные функции в Arduino
Рекурсивные функции — это функции, которые вызывают сами себя. Как они работают в Arduino и когда их стоит использовать?
Принцип работы рекурсии
При рекурсивном вызове функция создает новую копию себя в памяти. Этот процесс повторяется, пока не будет достигнуто условие выхода из рекурсии.
int factorial(int n) {
if (n <= 1) return 1;
return n * factorial(n - 1);
}
Преимущества и недостатки
Преимущества рекурсии:
- Упрощает решение некоторых задач (например, обход дерева)
- Делает код более элегантным и читаемым
Недостатки:
- Может привести к переполнению стека при глубокой рекурсии
- Часто менее эффективна, чем итеративные решения
В Arduino рекурсию следует использовать осторожно из-за ограниченной памяти микроконтроллеров. Для большинства задач предпочтительнее итеративные решения.
Оптимизация функций в Arduino для эффективного использования памяти
Микроконтроллеры Arduino имеют ограниченные ресурсы памяти, поэтому оптимизация функций крайне важна. Какие методы можно использовать для экономии памяти?
1. Использование статических переменных
Статические переменные сохраняют свое значение между вызовами функции, что позволяет избежать повторной инициализации:
void countCalls() {
static int count = 0;
count++;
Serial.println(count);
}
2. Передача параметров по ссылке
Это позволяет избежать копирования больших объектов данных:
void processData(const int &data) {
// Обработка данных без копирования
}
3. Использование макросов вместо коротких функций
Для очень коротких функций макросы могут быть эффективнее:
#define MAX(a,b) ((a) > (b) ? (a) : (b))
4. Избегание рекурсии
Замена рекурсивных функций на итеративные версии часто экономит память:
int factorial(int n) {
int result = 1;
for (int i = 2; i <= n; i++) {
result *= i;
}
return result;
}
Применение этих методов позволяет создавать более эффективные программы для Arduino, максимально использующие доступные ресурсы памяти.
Arduino - Функции - CoderLessons.com
Функции позволяют структурировать программы по сегментам кода для выполнения отдельных задач. Типичный случай создания функции – это когда в программе нужно выполнить одно и то же действие несколько раз.
Стандартизация фрагментов кода в функции имеет несколько преимуществ:
Функции помогают программисту оставаться организованным. Часто это помогает осмыслить программу.
Функции кодифицируют одно действие в одном месте, так что функцию нужно продумать и отладить только один раз.
Это также уменьшает вероятность ошибок при модификации, если код необходимо изменить.
Функции делают весь эскиз меньше и компактнее, потому что фрагменты кода многократно используются.
Они облегчают повторное использование кода в других программах, делая его модульным, а использование функций часто делает код более читабельным.
Функции помогают программисту оставаться организованным.
Часто это помогает осмыслить программу.
Функции кодифицируют одно действие в одном месте, так что функцию нужно продумать и отладить только один раз.
Это также уменьшает вероятность ошибок при модификации, если код необходимо изменить.
Функции делают весь эскиз меньше и компактнее, потому что фрагменты кода многократно используются.
Они облегчают повторное использование кода в других программах, делая его модульным, а использование функций часто делает код более читабельным.
В скриншоте Arduino или программе есть две обязательные функции: setup () и loop (). Другие функции должны быть созданы вне скобок этих двух функций.
Наиболее распространенный синтаксис для определения функции –
Функция объявляется вне любых других функций, выше или ниже функции цикла.
Мы можем объявить функцию двумя различными способами –
Первый способ – просто записать часть функции, называемую прототипом функции, над функцией цикла, которая состоит из:
- Тип возврата функции
- Имя функции
- Тип аргумента функции, не нужно писать имя аргумента
Прототип функции должен сопровождаться точкой с запятой (;).
В следующем примере показана демонстрация объявления функции с использованием первого метода.
пример
int sum_func (int x, int y) // function declaration {
int z = 0;
z = x+y ;
return z; // return the value
}
void setup () {
Statements // group of statements
}
Void loop () {
int result = 0 ;
result = Sum_func (5,6) ; // function call
}Вторая часть, которая называется определением или объявлением функции, должна быть объявлена ниже функции цикла, которая состоит из –
- Тип возврата функции
- Имя функции
- Тип аргумента функции, здесь вы должны добавить имя аргумента
- Тело функции (операторы внутри функции, выполняемые при вызове функции)
В следующем примере демонстрируется объявление функции с использованием второго метода.
пример
int sum_func (int , int ) ; // function prototype
void setup () {
Statements // group of statements
}
Void loop () {
int result = 0 ;
result = Sum_func (5,6) ; // function call
}
int sum_func (int x, int y) // function declaration {
int z = 0;
z = x+y ;
return z; // return the value
} Второй метод просто объявляет функцию над функцией цикла.
Функции Arduino IDE Страница 1 – RxTx.su
Опубликовано:
Обновлено:
Описание функции abs
Функция abs() возвращает модуль передаваемого числа.
Подробнее…
Опубликовано:
Обновлено:
Описание функции attachInterrupt
Функция attachinterrupt() задает функцию внешнего прерывания, режим обработки и контакт ардуины, на котором это прерывание отслеживать. Другими словами, определяет функцию, которая будет выполняться при генерации внешнего прерывания. Стоит отметить, что если до этого была задана другая функция обработки прерывания, то назначается новая.
Подробнее…
Опубликовано:
Обновлено:
Описание функции lowByte
Функция lowByte возвращает младший (самый правый) байт указанной переменной.
Подробнее…
Опубликовано:
Обновлено:
Описание функции pulseIn
Функция pulseIn возвращает длительность сигнала на цифровом контакте платы Arduino при изменении состояния высокого HIGH на низкое LOW или наоборот.
Подробнее…
Опубликовано:
Обновлено:
Описание функции digitalRead
Функция digitalRead считывает значение с указанного контакта платы Ардуино: 1 (HIGH) либо 0 (LOW).
Подробнее…
Опубликовано:
Обновлено:
Описание функции sqrt
Функция sqrt() вычисляет квадратный корень числа, переданный через параметр x.
Подробнее…
Опубликовано:
Обновлено:
Описание функции bitWrite
Функция bitWrite устанавливает значение указанного бита переменной value в 0 или 1.
Подробнее…
Опубликовано:
Обновлено:
Описание функции min
В Arduino функция min() возвращает наименьшее из переданных двух значений.
Подробнее…
Опубликовано:
Обновлено:
Описание функции sq
Функция sq() в Arduino вычисляет квадрат числа (возводит в степень 2), заданного параметром x.
Подробнее…
Опубликовано:
Обновлено:
Описание функции tan
Функция tan() позволяет получить тангенс угла, переданного в радианах. Результат функции всегда в диапазоне от -∞ до +∞.
Подробнее…
ЦИФРОВОЙ ВВОД/ВЫВОД, АНАЛОГОВЫЙ ВВОД/ВЫВОД » PIJA Education
Содержание
Язык программирования Arduino можно разделить на три основные части: структура, значения (переменные и константы) и функции.
Это встроенная функция Arduino, переменная и структура доступны для использования.
Примечание: Если вы уже знакомы со всей этой теорией, вы можете переключиться на (1) образец модели программирования (2) настройки предпочтений и основные сведения о программном обеспечении IDE (3) процесс установки или (4) прямое программирование с помощью первая программа Зажгите светодиод с помощью Arduino
ARDUINO INBUILT FUNCTIONS
For controlling the Arduino board and performing computations
| DIGITAL I/O digitalRead() digitalWrite() pinMode() | ANALOG I/O AnalogRead() AnalogReference() AnalogWrite() | ТРИГОНОМЕТРИЯ cos() sin() tan() | |
| СЕМЕЙСТВО ZERO, DUE И MKR AnalogreadResolution () Analogwriteresolution () | Прерывания () NOUERENTRURPTS () | Внешние прерывания 9999| . |  |
| MATH ABS () CUNTRANE () MAP () MAX () MIN () POW () SQ () SQRT () | 9008 .0024 isAlpha() isAlphaNumeric() isAscii() isControl() isDigit() isGraph() isHexadecimalDigit() isLowerCase() isPrintable() isPunct2() isSpace() isSpace() () | БИТЫ И БАЙТЫ bit() bitClear() bitRead() bitSet() bitWrite() highByte() lowByte() | |
| USB Клавиатура Мышь | СЛУЧАЙНЫЕ ЧИСЛА random() randomSeed() | СВЯЗЬ Последовательный поток 4 | |
| Время Задержка () Delaymicroseconds () Micros () Millis () | Advanced I/ o/ O/ Advance I/ O/ O/ () () ().  () shiftOut() тон() |
ПЕРЕМЕННЫЕ ARDUINO
Типы данных и константы Arduino
| КОНСТАНТЫ Константы с плавающей точкой Целочисленные константы 904 | НИЗКИЙ ВХОД | ВЫХОД | INPUT_PULLUP LED_BUILTIN верно | false | ПРЕОБРАЗОВАНИЕ byte() char() float() int() long() word() | String 90 902 ТИПЫ ДАННЫХ 9002 024 String() array bool boolean byte char double float int long short unsigned char unsigned int unsigned long word 4 void 4 | ||
| Переменная прицел и квалификаторы CONST Область Статический . Влатительный | Утилиты PROGMEM Sizeof () | 99 | 9199 | 999 |
КОНСТРУКЦИЯ ARDUINO
Элементы Arduino (C ++) Код
| Эскиз LOOP () | Boolean Operation (логическое НЕ) && (логическое И) || (логическое ИЛИ) | ОПЕРАТОРЫ ДОСТУПА & (ОПЕРАТОР ССЫЛКИ) * (оператор разыменования) | |
| АРИФМЕТИЧЕСКИЕ ОПЕРАТОРЫ 9(побитовое исключающее ИЛИ) | (побитовое или) ~ (побитовое нет) | |||
| Операторы сравнения ! = (Не равен) | Структура управления 9003 | . break continue do...while else for goto if...else return switch...case while | СОСТАВНЫЕ ОПЕРАТОРЫ 9= (составное побитовое исключающее ИЛИ) |= (составное побитовое ИЛИ) |
Читать далее: Начало работы с Arduino
Источник Официальный сайт Arduino: Функции arduino
4 4 голосов
Рейтинг статьи
Список функций для пакета 'arduino'
Реализация Basic Octave расширения matlab arduino, обеспечивающая связь с запрограммированной платой arduino для управления ее оборудованием.
Select category: General FunctionsArduino FunctionsArduino I2C FunctionsArduino Rotary Encoder FunctionsArduino Servo FunctionsArduino Shiftregister FunctionsArduino SPI FunctionsArduino Serial FunctionsArduino Device FunctionsArduino Ultrasonic FunctionsArduino AddonsArduino SensorsArduino I/O packageMatlab Compatability ClassesSensorsTest Functions
General Functions
arduinosetup
Open the arduino config / инструмент программирования для программирования оборудования Arduino для использования с функциями Octave arduino.
isarduino
Проверить, является ли входное значение объектом Arduino.
scanForArduinos
Система сканирования запрограммированных плат arduino.
Функции Arduino
@arduino/checkI2CAddress
Проверить, отвечает ли адрес с заданным адресом на шине I2C
@arduino/configurePin
Установить/получить режим контакта для указанного контакта на соединении Arduino.
@arduino/configurePinResource
Установить/получить режим вывода для указанного вывода в соединении arduino.
@arduino/decrementResourceCount
Уменьшить счетчик именованного ресурса на 1 и вернуть новый счетчик.
@arduino/delete
Свободные ресурсы объекта arduino.
@arduino/display
Подробно отобразите объект arduino, показав плату и доступные контакты.
@arduino/getEndian
Получить порядок байтов, используемый подключенным Arduino.
@arduino/getI2CTerminals
Получить список ячеек доступных идентификаторов контактов, используемых для режима I2C.
@arduino/getInterruptTerminals
Получить список ячеек с идентификаторами контактов, имеющими функцию прерывания.
@arduino/getMCU
Получить MCU, используемый подключенным Arduino.
@arduino/getPWMTerminals
Получить список ячеек с идентификаторами контактов, доступных для использования PWM.
@arduino/getPinAlias
Получить фактическое имя вывода из псевдонима вывода.
@arduino/getPinInfo
Получить информацию о контактах из значений входных контактов.
@arduino/getPinsFromTerminals
Получить имена выводов из значений входных клемм.
@arduino/getResourceCount
Получить количество использований данного ресурса.
@arduino/getResourceOwner
Получить владельца вывода, выделенного ранее с помощью configurePinResource.
@arduino/getSPITterminals
Получить список ячеек с идентификаторами контактов, доступных для режима SPI.
@arduino/getServoTerminals
Получить список ячеек с идентификаторами контактов, доступных для использования сервоприводом.
@arduino/getSharedResourceProperty
Получить значение свойства из данного ресурса.
@arduino/getTerminalMode
Получить режим вывода, выделенного ранее с помощью configurePinResource.
@arduino/getTerminalsFromPins
Получите номер терминала для каждого контакта.
@arduino/incrementResourceCount
Увеличение значения счетчика именованного ресурса на 1 и возврат нового счетчика
@arduino/isTerminalAnalog
Возвращает true, если контакт поддерживает аналоговый ввод
@arduino/isTerminalDigital
Возвращает true, если контакт поддерживает цифровые функции
@arduino/playTone
указанный пин.
@arduino/readAnalogPin
Чтение аналогового напряжения PIN-кода.
@arduino/readDigitalPin
Чтение цифрового значения с цифрового контакта ввода-вывода.
@arduino/readVoltage
Чтение аналогового напряжения вывода.
@arduino/reset
Отправьте команду сброса на оборудование arduino, чтобы принудительно выполнить аппаратный сброс.
@arduino/sendCommand
Отправьте команду с данными опций на подключенный Arduino, ожидая ответа до указанного количества секунд.
@arduino/setSharedResourceProperty
Установить значения свойств для данного ресурса.
@arduino/uptime
Получить количество секунд, в течение которых плата arduino работала одновременно.
@arduino/validatepin
Подтвердите, что режим разрешен для указанного вывода
@arduino/version
Получить версию библиотеки, установленную на плате Arduino
@arduino/writedigite.
значение на цифровой контакт ввода-вывода.
@arduino/writePWMDutyCycle
Установите вывод для вывода прямоугольной волны с заданным коэффициентом заполнения.
@arduino/writePWMVoltage
Эмулировать приблизительное напряжение на выводе с помощью ШИМ.
@arduino/arduino
Создайте объект arduino с подключением к плате arduino.
Функции Arduino I2C
scanI2Cbus
Сканировать Arduino на наличие устройств на шине I2C.
@i2cdev/delete
Свободные ресурсы объекта i2cdev.
@i2cdev/display
Показать объект i2cdev.
@i2cdev/read
Прочитать указанное количество байтов из объекта i2cdev, используя дополнительную точность для размера байта.
@i2cdev/readRegister
Считать указанное количество байтов из регистра объекта i2cdev, используя дополнительную точность для размера байта.
@i2cdev/subsref
subref для i2cdev
@i2cdev/write
Запишите данные в объект i2cdev, используя необязательную точность для байта данных, используемого для данных.
@i2cdev/writeRegister
Запись данных в объект i2cdev в заданной позиции реестра с использованием дополнительной точности для байта данных, используемого для данных.
@i2cdev/i2cdev
'i2cdev' устарел и будет удален в будущей версии.
@device/delete
Свободные ресурсы объекта устройства.
@device/display
Объект устройства отображения.
@device/read
Считать указанное количество байтов из объекта i2c или последовательного устройства, используя дополнительную точность для размера байта.
@device/readRegister
Прочитать указанное количество байтов из регистра объекта i2cdev, используя дополнительную точность для размера байта.
@device/subsref
subref для устройства
@device/write
Запишите данные в объект I2C или последовательного устройства, используя дополнительную точность для байта данных, используемого для данных.
@device/writeRegister
Запись данных в объект устройства i2c в заданной позиции реестра с использованием дополнительной точности для байта данных, используемого для данных.
Функции поворотного энкодера Arduino
@rotaryEncoder/delete
Свободные ресурсы объекта энкодера.
@rotaryEncoder/дисплей
Подробное отображение объекта поворотного энкодера,
@rotaryEncoder/readCount
чтение значения счетчика с поворотного энкодера.
@rotaryEncoder/readSpeed
считать скорость вращения с поворотного энкодера.
@rotaryEncoder/resetCount
сброс значений счетчика поворотного энкодера0403
Создайте объект rotateEncoder, управляемый входными контактами.
Сервофункции Arduino
@servo/delete
Свободные ресурсы сервообъекта.
@servo/display
Показать сервообъект.
@Servo/Readposition
Прочтите позицию сервопривода
@servo/subref
Subref для сервопривода
@Servo/WritePosition
Напишите позицию.
@servo/servo
Создайте сервообъект, используя указанный контакт на плате Arduino.
Функции регистра сдвига Arduino
@shiftRegister/delete
Свободные ресурсы объекта регистра сдвига.
@shiftRegister/display
Подробное отображение объекта регистра,
@shiftRegister/read
чтение значения из сдвигового регистра.
@shiftRegister/reset
очистить значение сдвигового регистра.
@shiftRegister/write
Запись значения в сдвиговый регистр.
@shiftRegister/subsref
subref для shiftRegister
@shiftRegister/shiftRegister
Создать сдвиговый регистр заданного типа, управляемый входными контактами.
Функции Arduino SPI
@spidev/delete
Свободные ресурсы объекта spidev.
@spidev/display
Показать объект spidev.
@spidev/subsref
subref для spidev
@spidev/writeRead
Запись данных uint8 на устройство spi и возврат обратно синхронизированных данных ответа того же размера.
@spidev/spidev
'spidev' устарел и будет удален в будущей версии.
@device/delete
Свободные ресурсы объекта устройства.
@device/display
Объект устройства отображения.
@device/subsref
subref для устройства
@device/writeRead
Запись данных uint8 на spi-устройство и возврат обратно синхронизированных данных ответа того же размера.
Последовательные функции Arduino
@device/delete
Свободные ресурсы объекта устройства.
@device/display
Объект устройства отображения.
@device/flush
Очистить буферы последовательного порта
@device/read
Считать указанное количество байтов из объекта i2c или последовательного устройства, используя необязательную точность для размера байта.
@device/subsref
subref для устройства
@device/write
Запись данных в объект I2C или последовательного устройства с использованием дополнительной точности для байта данных, используемого для данных.
@устройство/устройство
Создайте объект i2c, spi или последовательный порт для связи на подключенном Arduino.
Функции устройства Arduino
@device/delete
Свободные ресурсы объекта устройства.
@device/display
Объект устройства отображения.
@device/flush
Очистить буферы последовательного порта
@device/read
Считать указанное количество байтов из объекта i2c или последовательного устройства, используя необязательную точность для размера байта.
@device/readRegister
Прочитать указанное количество байтов из регистра объекта i2cdev, используя дополнительную точность для размера байта.
@device/subsref
subref для устройства
@device/write
Запись данных в объект I2C или последовательного устройства с использованием дополнительной точности для байта данных, используемого для данных.
@device/writeRead
Запись данных uint8 на spi-устройство и возврат обратно синхронизированных данных ответа того же размера.
@device/writeRegister
Запишите данные в объект устройства i2c в заданной позиции реестра, используя дополнительную точность для байта данных, используемого для данных.
@device/device
Создайте объект i2c, spi или последовательный порт для связи на подключенном Arduino.
Ультразвуковые функции Arduino
@ultrasonic/delete
Свободные ресурсы ультразвукового объекта.
@ультразвук/дисплей
Отображение ультразвукового объекта.
@ultrasonic/subsref
subref for ultrasonic
@ultrasonic/readDistance
Read the distance from a ultrasonic device
@ultrasonic/readEchoTime
Measure the time for waves to reflect back to the ультразвуковое устройство
@ultrasonic/ultrasonic
Создание ультразвукового объекта для связи с подключенным ультразвуковым устройством
Аддоны Arduino
аддон
Создайте объект аддона, используя именованный класс аддона.
arduinoioaddons.ExampleAddon.Echo
Базовый пример кода matlab/octave для иллюстрации создания пользовательского дополнения.
arduinoioaddons.Examplelcd.lcd
Основной пример октава для LCD
Arduinoaddons.EEPROMADDON.EEPROM
EEPROM ADDON. ARDUINON.
EEPROM ADDON.0403
DS1307 addon
arduinoioaddons.adafruit.motorshieldv2
Adafruit motor shield addon
arduinoioaddons.adafruit.dcmotorv2
DC Motor class for dc motor control on the adafruit motor shield
arduinoioaddons.adafruit. stepper
Класс Stepper для управления шаговым двигателем на плате Adafruit Motor Shield
arduinoioaddons.SimpleStepper.SimpleStepper
Класс Stepper для управления шаговым двигателем с использованием ULN2003 и совместимых драйверов
Arduino Sensors
arduinosensor.DS1307
DS1307 realtime clock sensor
arduinosensor.
