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Arduino 知识速查表

基础语法​

程序结构​

void setup() {
  // 初始化代码，只执行一次
}

void loop() {
  // 主循环代码，重复执行
}

数据类型​

类型大小范围说明
byte1字节0-255无符号整数
int2字节-32768~32767整数
unsigned int2字节0-65535无符号整数
long4字节-2147483648~2147483647长整数
float4字节-3.4E+38~3.4E+38浮点数
double4字节同 float双精度（Uno 上与 float 相同）
char1字节-128~127字符
bool1字节true/false布尔值
String可变-字符串对象

常量​

常量值说明
HIGH1高电平（5V）
LOW0低电平（0V）
INPUT0输入模式
OUTPUT1输出模式
INPUT_PULLUP2输入上拉模式
LED_BUILTIN13板载 LED 引脚
true1真
false0假

数字 I/O​

函数​

pinMode(pin, mode);           // 设置引脚模式
pinMode(13, OUTPUT);

digitalWrite(pin, value);     // 数字输出
digitalWrite(13, HIGH);

int value = digitalRead(pin); // 数字输入
int buttonState = digitalRead(2);

引脚模式​

模式说明
INPUT高阻抗输入
OUTPUT输出模式
INPUT_PULLUP内部上拉电阻输入

模拟 I/O​

函数​

int value = analogRead(pin);  // 模拟输入（0-1023）
int sensorValue = analogRead(A0);

analogWrite(pin, value);      // PWM 输出（0-255）
analogWrite(9, 128);          // 50% 占空比

// 参考电压设置
analogReference(type);        // 设置 ADC 参考电压
// DEFAULT: 5V (默认)
// INTERNAL: 1.1V (内部参考)
// EXTERNAL: AREF 引脚电压

// 数值映射
map(value, fromLow, fromHigh, toLow, toHigh);
int pwm = map(sensorValue, 0, 1023, 0, 255);

// 限制范围
constrain(value, min, max);
int safe = constrain(sensorValue, 0, 255);

ADC 分辨率​

开发板ADC 分辨率电压范围
Uno, Nano10 位 (0-1023)0-5V
Mega10 位 (0-1023)0-5V
Due12 位 (0-4095)0-3.3V
Zero12 位 (0-4095)0-3.3V

PWM 引脚​

Arduino Uno 的 PWM 引脚：D3, D5, D6, D9, D10, D11

PWM 频率​

引脚默认频率
D5, D6980Hz
D3, D9, D10, D11490Hz

时间函数​

delay(ms);                    // 延时（毫秒）
delay(1000);                  // 延时 1 秒

delayMicroseconds(us);        // 延时（微秒）
delayMicroseconds(100);       // 延时 100 微秒

unsigned long ms = millis();  // 运行时间（毫秒）
unsigned long us = micros();  // 运行时间（微秒）

串口通信​

初始化与发送​

Serial.begin(baudrate);       // 初始化串口
Serial.begin(9600);

Serial.print(data);           // 打印数据（不换行）
Serial.println(data);         // 打印数据（换行）
Serial.write(byte);           // 写入字节

接收​

int available = Serial.available();  // 可读字节数
char incoming = Serial.read();       // 读取一个字节
String data = Serial.readString();   // 读取字符串
String line = Serial.readStringUntil('\n');  // 读取到换行

常用波特率​

波特率用途
9600默认，最常用
115200高速传输
57600蓝牙模块常用

数学函数​

// 基本运算
min(x, y);        // 最小值
max(x, y);        // 最大值
abs(x);           // 绝对值
constrain(x, a, b);  // 限制在范围内
map(x, a, b, c, d);  // 数值映射

// 高级运算
sqrt(x);          // 平方根
pow(base, exp);   // 幂运算
sq(x);            // 平方

// 三角函数（弧度）
sin(rad);         // 正弦
cos(rad);         // 余弦
tan(rad);         // 正切

// 随机数
random(max);      // 0 到 max-1
random(min, max); // min 到 max-1
randomSeed(seed); // 设置随机种子

位操作​

// 位运算
&   // 与
|   // 或
^   // 异或
~   // 非
<<  // 左移
>>  // 右移

// 位操作宏
bitRead(value, bit);      // 读取位
bitWrite(value, bit, bitvalue);  // 写入位
bitSet(value, bit);       // 设置位为 1
bitClear(value, bit);     // 清除位为 0
bit(bitNum);              // 获取位掩码

中断​

外部中断​

// 定义中断服务函数
void myISR() {
  // 中断处理代码（要短要快）
}

void setup() {
  // 附加中断
  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(pin), myISR, mode);
  
  // 分离中断
  detachInterrupt(digitalPinToInterrupt(pin));
}

中断模式​

模式说明
LOW低电平触发
CHANGE状态变化触发
RISING上升沿触发
FALLING下降沿触发

Uno 中断引脚​

中断号引脚
0D2
1D3

中断注意事项​

  • ISR 中的变量必须声明为 volatile
  • ISR 中不能使用 delay()
  • 保持 ISR 简短，只做必要的操作

EEPROM（存储）​

#include <EEPROM.h>

// 写入
EEPROM.write(address, value);      // 写入字节
EEPROM.put(address, value);        // 写入任意类型

// 读取
byte value = EEPROM.read(address); // 读取字节
EEPROM.get(address, variable);     // 读取任意类型

// 更新（只在值变化时写入）
EEPROM.update(address, value);

// 获取大小
int size = EEPROM.length();

常用库​

舵机​

#include <Servo.h>

Servo myServo;
myServo.attach(pin);      // 连接舵机
myServo.write(angle);     // 设置角度（0-180）
myServo.detach();         // 断开连接

步进电机​

#include <Stepper.h>

Stepper myStepper(stepsPerRev, pin1, pin2, pin3, pin4);
myStepper.setSpeed(rpm);  // 设置转速
myStepper.step(steps);    // 转动步数

软件串口​

#include <SoftwareSerial.h>

SoftwareSerial mySerial(rxPin, txPin);
mySerial.begin(baudrate);
mySerial.print(data);

I2C​

#include <Wire.h>

Wire.begin();             // 以主设备加入 I2C 总线
Wire.beginTransmission(address);
Wire.write(data);
Wire.endTransmission();

Wire.requestFrom(address, quantity);
while (Wire.available()) {
  char c = Wire.read();
}

SPI​

#include <SPI.h>

SPI.begin();
SPI.transfer(data);
SPI.end();

Arduino Uno 引脚说明​

数字引脚​

引脚特殊功能说明
D0RX串口接收（上传程序时断开）
D1TX串口发送（上传程序时断开）
D2INT0外部中断 0
D3INT1, PWM外部中断 1，PWM 输出
D4-通用数字引脚
D5PWMPWM 输出
D6PWMPWM 输出
D7-通用数字引脚
D8-通用数字引脚
D9PWMPWM 输出
D10PWM, SSPWM 输出，SPI 片选
D11PWM, MOSIPWM 输出，SPI 数据输出
D12MISOSPI 数据输入
D13SCK, LEDSPI 时钟，板载 LED

模拟引脚​

引脚特殊功能说明
A0-模拟输入
A1-模拟输入
A2-模拟输入
A3-模拟输入
A4SDAI2C 数据线
A5SCLI2C 时钟线

电源引脚​

引脚说明
VIN外部电源输入（7-12V）
5V稳压 5V 输出
3.3V稳压 3.3V 输出
GND地线（多个）
AREF模拟参考电压输入
RESET复位引脚

引脚布局​

PWM 引脚​

Arduino Uno 有 6 个 PWM 引脚：D3, D5, D6, D9, D10, D11

PWM 频率：

  • D5, D6：约 980Hz
  • D3, D9, D10, D11：约 490Hz

常用传感器接线速查​

DHT11/DHT22 温湿度​

VCC  → 5V
DATA → D2（需 10kΩ 上拉）
GND  → GND

HC-SR04 超声波​

VCC  → 5V
Trig → D9
Echo → D10
GND  → GND

HC-SR501 人体红外​

VCC  → 5V
OUT  → D2
GND  → GND

I2C 设备（LCD/OLED/BMP280）​

VCC  → 3.3V 或 5V（根据设备）
GND  → GND
SCL  → A5
SDA  → A4

MPU6050 六轴传感器​

VCC  → 3.3V 或 5V
GND  → GND
SCL  → A5
SDA  → A4
AD0  → GND（地址 0x68）或 VCC（地址 0x69）

红外接收模块​

VCC  → 5V
GND  → GND
OUT  → D11（或其他数字引脚）

继电器模块​

VCC  → 5V
GND  → GND
IN   → D7（或其他数字引脚）
COM  → 公共端
NO   → 常开触点
NC   → 常闭触点

代码片段​

按钮消抖（非阻塞）​

int lastButtonState = HIGH;
int buttonState = HIGH;
unsigned long lastDebounceTime = 0;
const unsigned long DEBOUNCE_DELAY = 50;

void loop() {
  int reading = digitalRead(BUTTON_PIN);
  
  if (reading != lastButtonState) {
    lastDebounceTime = millis();
  }
  
  if ((millis() - lastDebounceTime) > DEBOUNCE_DELAY) {
    if (reading != buttonState) {
      buttonState = reading;
      if (buttonState == LOW) {
        // 按钮按下
      }
    }
  }
  
  lastButtonState = reading;
}

检测按钮边沿​

int lastButtonState = HIGH;

void loop() {
  int currentButtonState = digitalRead(BUTTON_PIN);
  
  // 检测下降沿（按下）
  if (currentButtonState == LOW && lastButtonState == HIGH) {
    // 按钮刚被按下
  }
  
  // 检测上升沿（释放）
  if (currentButtonState == HIGH && lastButtonState == LOW) {
    // 按钮刚被释放
  }
  
  lastButtonState = currentButtonState;
}

平滑传感器读数​

int smoothRead(int pin, int samples = 10) {
  long sum = 0;
  for (int i = 0; i < samples; i++) {
    sum += analogRead(pin);
    delayMicroseconds(100);
  }
  return sum / samples;
}

非阻塞延时​

unsigned long previousMillis = 0;
const long interval = 1000;

void loop() {
  unsigned long currentMillis = millis();
  
  if (currentMillis - previousMillis >= interval) {
    previousMillis = currentMillis;
    // 执行定时任务
  }
}

故障排除​

上传失败​

  • 检查端口选择
  • 检查开发板型号
  • 检查驱动安装
  • 断开 D0/D1 外部连接

程序不运行​

  • 检查电源连接
  • 检查引脚编号
  • 检查 pinMode() 设置

串口乱码​

  • 检查波特率设置
  • 检查串口监视器波特率

传感器读数异常​

  • 检查接线
  • 检查电源稳定性
  • 添加去耦电容
  • 使用滤波算法

资源链接​