創建您的第一個草圖以及瞭解有關程式設計語言的更多資訊

Published by Deviceplus 編輯團隊 at 2022.07.13

詞彙表

首先，我們定義一些您將在本指南中以及在未來專案中看到的術語：

● 整合式開發環境（IDE）：該術語指用於開發程式的軟體，其中包括代碼編輯器以及調試工具、軟體範本和其他編輯代碼所需要的工具。Arduino IDE簡稱為Arduino或Arduino軟體。
● 草圖：在Arduino開發板上運行的程式被稱為“草圖”。這些程式很簡單，可以在開發板上持續運行，即使在您將其與電腦斷開連接後也會繼續運行。
● Arduino語言：Arduino程式設計語言是一組C/C++函數，如果您習慣於使用C/C++進行編碼，那麼您會發現使用該程式設計語言非常自如。您可以點擊此處查看Arduino特定功能的相關資訊。

設置IDE

首先，請在此處下載適用於您的作業系統的Arduino IDE。在本指南中，我們使用的是Windows系統。下載後運行安裝程式，並按照嚮導安裝必要的元件。在設置過程中，您還會被要求安裝USB驅動程式，這將使您的電腦與Uno（或其他任何開發板）之間能夠進行通信。

安裝完成後，啟動Arduino IDE。您會看到像下面那樣的螢幕。

您可以在此處編寫代碼，然後將其上傳到您的Arduino。空白草圖包括兩個函數，它們是每個Arduino草圖的核心部分：setup() 和 loop()。當Arduino打開時，setup()函數中的代碼將被運行一次。只要設備被啟動，loop()中的所有內容都會被重複執行。

在上傳草圖之前，您需要確保IDE可以和您的開發板之間進行正確通信。在Tools > Board下，確認選擇了您的Arduino特定型號。在本指南中，我們使用的是“Arduino Uno”。接下來，在Tools > Port下，選擇連接到開發板的COM埠。如果您的驅動程式安裝正確，它旁邊將顯示您的開發板名稱。如果沒有，請按照這些說明手動安裝開發板的驅動程式。

如果您更願意在web端進行編碼（在使用多台電腦來開發Arduino專案時會用到），您可以設置 Arduino Web Editor並安裝Arduino Create Plugin，以實現在Google Chrome或者Mozilla Firefox上編寫及上傳草圖。

Blink草圖

為了瞭解草圖的工作原理，我們將運行一個名為Blink的基本草圖。您不需要為該草圖進行任何特別的接線，運行該草圖是檢測您的Arduino是否工作正常的便捷方法。

Blink草圖內置於Arduino IDE。要打開它，請進入File > Examples > 01.Basics > Blink。這將在新視窗中打開簡版草圖。上傳後，該草圖將使開發板上的橙色LED進行週期性閃爍。

要上傳草圖，請將Arduino插入您的電腦中，然後點擊“Sketch > Upload”或按下“Ctrl-U”鍵。草圖上傳完成後，Uno上標有“L”的橙色LED將開始以每秒一次的頻率進行閃爍。

恭喜您！您已經成功上傳了第一個草圖。

修改Blink草圖

既然您已經知道Blink草圖是用來幹什麼的了，我們可以回過頭來看看它是如何工作的，還可以對其進行一些調整。首先，讓我們看一下代碼中的setup()部分：

void setup() {
// initialize digital pin LED_BUILTIN as an output.
pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
}

這部分代碼僅運行一次，用來初始化Arduino板上的LED。pinMode() 函數使您能夠將引腳分配為輸入或輸出。Arduino Uno有14個可用作輸入或輸出的數位引腳。但是，該草圖使用的是內置LED，所以引腳已經指定好了。因此，這行代碼將LED指定為輸出。

接下來，我們來看一下loop()函數中的內容。

void loop() {
digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH); // turn the LED on (HIGH is the voltage level)
delay(1000); // wait for a second
digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW); // turn the LED off by making the voltage LOW
delay(1000); // wait for a second
}

只要Arduino啟動，該代碼就會被運行。這部分有四行代碼。第一行使用了digitalWrite() 函數，將引腳（在本例中為內置LED）分配為高電平或低電平。對於該代碼，您可以將其視為開啟或關閉。當引腳設置為高電平時，Arduino Uno將引入5V電流通過LED，使其點亮。當引腳設置為低電平時，Uno將把電壓降至0V，LED關閉。

因此，迴圈代碼中的第一行用於打開LED。下一個函數是delay()。這個函數的作用和它的名稱含義一樣。它會使草圖停滯等待一段時間，不執行任何操作。delay()函數以毫秒為單位。因為該草圖告訴Uno延遲1000毫秒，所以LED將會保持亮起1秒。

第三行和第四行會以相反的順序重複執行以上操作。第三行將LED引腳設置為低電平，將其關閉，第四行使程式等待1秒。通過迴圈該過程，LED將閃爍1秒，關閉1秒，然後循環往復，從而在通電的情況下一直閃爍。

現在您已經瞭解了該草圖的工作原理了，可以嘗試對腳本進行修改來獲得不同的效果。您可以將delay()間隔設置為100毫秒來實現燈光快速閃爍的效果。您還可以刪除掉關閉LED的代碼，讓燈光始終保持亮起的狀態。

在編寫草圖時，內置LED是一個特別有用的工具。因為如果您的程式失敗，Arduino並不能總是提供足夠的回饋。您可以使用LED來診斷草圖是否可以正常工作，例如在草圖成功運行的時候LED可以被點亮，或者草圖運行失敗的時候LED會發生閃爍。雖然僅僅有LED閃爍這樣的資訊可能看起來並不夠，但是在更大的項目中這將會非常有用。