一、数字 I/O
- pinMode()
描述
将指定的引脚配置成输出或输入。详情请见digital pins。
语法
pinMode(pin, mode)
参数
pin:要设置模式的引脚
mode:INPUT或OUTPUT
返回
无
例子
ledPin = 13 // LED连接到数字脚13
void setup()
{
pinMode（ledPin，OUTPUT）; //设置数字脚为输出
}
void loop()
{
digitalWrite（ledPin，HIGH）; //点亮LED
delay(1000); // 等待一秒
digitalWrite(ledPin, LOW); // 灭掉LED
延迟（1000）; //等待第二个
}
注意
模拟输入脚也能当做数字脚使用，参见A0，A1等
- digitalWrite()
描述
给一个数字引脚写入HIGH或者LOW。
如果一个引脚已经使用pinMode()配置为OUTPUT模式，其电压将被设置为相应的值，HIGH为5V（3.3V控制板上为3.3V），LOW为0V。
如果引脚配置为INPUT模式，使用digitalWrite()写入HIGH值，将使内部20K上拉电阻（详见数字引脚教程）。写入LOW将会禁用上拉。上拉电阻可以点亮一个LED让其微微亮，如果LED工作，但是亮度很低，可能是因为这个原因引起的。补救的办法是 使用pinMode()函数设置为输出引脚。
注意：数字13号引脚难以作为数字输入使用，因为大部分的控制板上使用了一颗LED与一个电阻连接到他。如果启动了内部的20K上拉电阻，他的电压将在1.7V左右，而不是正常的5V，因为板载LED串联的电阻把他使他降了下来，这意味着他返回的值总是LOW。如果必须使用数字13号引脚的输入模式，需要使用外部上拉下拉电阻。
语法
digitalWrite(pin, value)
参数
pin: 引脚编号（如1,5,10，A0，A3）
value: HIGH or LOW
返回
无
例子
int ledPin = 13; // LED连接到数字13号端口
void setup()
{
pinMode(ledPin, OUTPUT); // 设置数字端口为输入模式
}
void loop()
{
digitalWrite(ledPin, HIGH); // 使LED亮
delay(1000); // 延迟一秒
digitalWrite(ledPin, LOW); // 使LED灭
delay(1000); // 延迟一秒
}
13号端口设置为高电平，延迟一秒，然后设置为低电平。
注释
模拟引脚也可以当做数字引脚使用，使用方法是输入端口A0，A1，A2等。
- digitalRead()
描述
读取指定引脚的值，HIGH或LOW。
语法
digitalRead（PIN）
参数
pin：你想读取的引脚号（int）
返回
HIGH 或 LOW
例子
ledPin = 13 // LED连接到13脚
int inPin = 7; // 按钮连接到数字引脚7
int val = 0; //定义变量存以储读值
void setup()
{
pinMode(ledPin, OUTPUT); // 将13脚设置为输出
pinMode(inPin, INPUT); // 将7脚设置为输入
}
void loop()
{
val = digitalRead(inPin); // 读取输入脚
digitalWrite(ledPin, val); //将LED值设置为按钮的值
}
将13脚设置为输入脚7脚的值。
注意
如果引脚悬空，digitalRead()会返回HIGH或LOW（随机变化）。
模拟输入脚能当做数字脚使用，参见A0，A1等。
二、模拟 I/O
analogReference()
描述
配置用于模拟输入的基准电压（即输入范围的最大值）。选项有:
DEFAULT：默认5V（Arduino板为5V）或3.3伏特（Arduino板为3.3V）为基准电压。
INTERNAL：在ATmega168和ATmega328上以1.1V为基准电压，以及在ATmega8上以2.56V为基准电压（Arduino Mega无此选项）
INTERNAL1V1：以1.1V为基准电压（此选项仅针对Arduino Mega）
INTERNAL2V56：以2.56V为基准电压（此选项仅针对Arduino Mega）
EXTERNAL：以AREF引脚（0至5V）的电压作为基准电压。
参数
type：使用哪种参考类型（DEFAULT, INTERNAL, INTERNAL1V1, INTERNAL2V56, 或者 EXTERNAL）。
返回
无
注意事项
改变基准电压后，之前从analogRead()读取的数据可能不准确。
警告
不要在AREF引脚上使用使用任何小于0V或超过5V的外部电压。如果你使用AREF引脚上的电压作为基准电压，你在调用analogRead()前必须设置参考类型为EXTERNAL。否则，你将会削短有效的基准电压（内部产生）和AREF引脚，这可能会损坏您Arduino板上的单片机。
另外，您可以在外部基准电压和AREF引脚之间连接一个5K电阻，使你可以在外部和内部基准电压之间切换。请注意，总阻值将会发生改变，因为AREF引脚内部有一个32K电阻。这两个电阻都有分压作用。所以，例如，如果输入2.5V的电压，最终在在AREF引脚上的电压将为2.5 * 32 /（32 + 5）= 2.2V。analogRead()
描述
从指定的模拟引脚读取数据值。 Arduino板包含一个6通道（Mini和Nano有8个通道，Mega有16个通道），10位模拟数字转换器。这意味着它将0至5伏特之间的输入电压映射到0至1023之间的整数值。这将产生读数之间的关系：5伏特/ 1024单位，或0.0049伏特（4.9 mV）每单位。输入范围和精度可以使用analogReference()改变。 它需要大约100微秒（0.0001）来读取模拟输入，所以最大的阅读速度是每秒10000次。
语法
analogRead（PIN）
数值的读取
引脚：从输入引脚（大部分板子从0到5，Mini和Nano从0到7，Mega从0到15）读取数值
返回
从0到1023的整数值
注意事项
如果模拟输入引脚没有连入电路，由analogRead()返回的值将根据多项因素（例如其他模拟输入引脚，你的手靠近板子等）产生波动。
例子
int analogPin = 3; //电位器（中间的引脚）连接到模拟输入引脚3
//另外两个引脚分别接地和+5 V
int val = 0; //定义变量来存储读取的数值
void setup()
{
serial.begin（9600）; //设置波特率（9600）
}
void loop()
{
val = analogRead（analogPin）; //从输入引脚读取数值
serial.println（val）; //显示读取的数值
}
- analogWrite() PWM
描述
从一个引脚输出模拟值（PWM）。可用于让LED以不同的亮度点亮或驱动电机以不同的速度旋转。analogWrite()输出结束后，该引脚将产生一个稳定的特殊占空比方波，直到下次调用analogWrite()（或在同一引脚调用digitalRead()或digitalWrite()）。PWM信号的频率大约是490赫兹。
在大多数arduino板（ATmega168或ATmega328），只有引脚3，5，6，9，10和11可以实现该功能。在aduino Mega上，引脚2到13可以实现该功能。老的Arduino板（ATmega8）的只有引脚9、10、11可以使用analogWrite()。在使用analogWrite()前，你不需要调用pinMode()来设置引脚为输出引脚。
analogWrite函数与模拟引脚、analogRead函数没有直接关系。
语法
analogWrite（pin,value）
参数
pin：用于输入数值的引脚。
value：占空比：0（完全关闭）到255（完全打开）之间。
返回
无
说明和已知问题
引脚5和6的PWM输出将高于预期的占空比（输出的数值偏高）。这是因为millis()和delay()功能，和PWM输出共享相同的内部定时器。这将导致大多时候处于低占空比状态（如：0 - 10），并可能导致在数值为0时，没有完全关闭引脚5和6。
例子
通过读取电位器的阻值控制LED的亮度
int ledPin = 9; // LED连接到数字引脚9
int analogPin = 3; //电位器连接到模拟引脚3
int val = 0; //定义变量存以储读值
void setup()
{
pinMode（ledPin,OUTPUT）; //设置引脚为输出引脚
}
void loop()
{
val = analogRead（analogPin）; //从输入引脚读取数值
analogWrite（ledPin，val / 4）; // 以val / 4的数值点亮LED（因为analogRead读取的数值从0到1023，而analogWrite输出的数值从0到255）
}
三、高级 I/O
- tone()
描述
在一个引脚上产生一个特定频率的方波（50%占空比）。持续时间可以设定，否则波形会一直产生直到调用noTone()函数。该引脚可以连接压电蜂鸣器或其他喇叭播放声音。
在同一时刻只能产生一个声音。如果一个引脚已经在播放音乐，那调用tone()将不会有任何效果。如果音乐在同一个引脚上播放，它会自动调整频率。
使用tone()函数会与3脚和11脚的PWM产生干扰（Mega板除外）。
注意：如果你要在多个引脚上产生不同的音调，你要在对下一个引脚使用tone()函数前对此引脚调用noTone()函数。
语法
tone(pin, frequency)
tone(pin, frequency, duration)
参数
pin：要产生声音的引脚
frequency: 产生声音的频率，单位Hz，类型unsigned int
duration：声音持续的时间，单位毫秒（可选），类型unsigned long - noTone()
描述
停止由tone()产生的方波。如果没有使用tone()将不会有效果。
注意：如果你想在多个引脚上产生不同的声音，你要在对下个引脚使用tone()前对刚才的引脚调用noTone().
语法
noTone(pin)
参数
pin: 所要停止产生声音的引脚 - shiftOut()
描述
将一个数据的一个字节一位一位的移出。从最高有效位（最左边）或最低有效位（最右边）开始。依次向数据脚写入每一位，之后时钟脚被拉高或拉低，指示刚才的数据有效。
注意：如果你所连接的设备时钟类型为上升沿，你要确定在调用shiftOut()前时钟脚为低电平，如调用digitalWrite(clockPin, LOW)。
注意：这是一个软件实现；Arduino提供了一个硬件实现的SPI库，它速度更快但只在特定脚有效。
语法
shiftOut(dataPin, clockPin, bitOrder, value)
参数
dataPin：输出每一位数据的引脚(int)
clockPin：时钟脚，当dataPin有值时此引脚电平变化(int)
bitOrder：输出位的顺序，最高位优先或最低位优先
value: 要移位输出的数据(byte)
返回
无
注意
dataPin和clockPin要用pinMode()配置为输出。 shiftOut目前只能输出1个字节（8位），所以如果输出值大于255需要分两步。
//最高有效位优先串行输出
int 数据= 500;
//移位输出高字节
shiftOut(dataPin, clock, MSBFIRST, (data >> 8));
//移位输出低字节
shiftOut(data, clock, MSBFIRST, data);
//最低有效位优先串行输出
data = 500;
//移位输出低字节
shiftOut(dataPin, clock, LSBFIRST, data);
//移位输出高字节
shiftOut(dataPin, clock, LSBFIRST, (data >> 8));
例子
// 相应电路，查看tutorial on controlling a 74HC595 shift register
// ************************************************ ************** //
// 注释：使用74HC595移位寄存器从0到255计数 //
//
// ************************************************ ****************
//引脚连接到74HC595的ST_CP
int latchPin = 8;
//引脚连接到74HC595的SH_CP
int clockPin = 12;
// //引脚连接到74HC595的DS
int dataPin = 11;
void setup() {
//设置引脚为输出
pinMode(latchPin, OUTPUT);
pinMode(clockPin, OUTPUT);
pinMode(dataPin, OUTPUT);
}
void loop() {
//向上计数程序
（J = 0; J <256; J + +）{
//传输数据的时候将latchPin拉低
digitalWrite(latchpin, LOW);
shiftOut的 （dataPin，clockPin，LSBFIRST，J）;
//之后将latchPin拉高以告诉芯片
//它不需要再接受信息了
digitalWrite(latchpin, HIGH);
delay(1000);
}
}
- shiftIn()
描述
将一个数据的一个字节一位一位的移入。从最高有效位（最左边）或最低有效位（最右边）开始。对于每个位，先拉高时钟电平，再从数据传输线中读取一位，再将时钟线拉低。
注意：这是一个软件实现；Arduino提供了一个硬件实现的SPI库，它速度更快但只在特定脚有效。
语法
shiftIn(dataPin,clockPin,bitOrder)
参数
dataPin：输出每一位数据的引脚(int)
clockPin：时钟脚，当dataPin有值时此引脚电平变化(int)
bitOrder：输出位的顺序，最高位优先或最低位优先
- pulseIn()
描述
读取一个引脚的脉冲（HIGH或LOW）。例如，如果value是HIGH，pulseIn()会等待引脚变为HIGH，开始计时，再等待引脚变为LOW并停止计时。返回脉冲的长度，单位微秒。如果在指定的时间内无脉冲函数返回。
此函数的计时功能由经验决定，长时间的脉冲计时可能会出错。计时范围从10微秒至3分钟。（1秒=1000毫秒=1000000微秒）
语法
pulseIn(pin, value)
pulseIn(pin, value, timeout)
参数
pin:你要进行脉冲计时的引脚号（int）。
value:要读取的脉冲类型，HIGH或LOW（int）。
timeout (可选）：指定脉冲计数的等待时间，单位为微秒，默认值是1秒（unsigned long）
返回
脉冲长度（微秒），如果等待超时返回0（unsigned long）
例子
int pin = 7;
unsigned long duration;
void setup()
{
pinMode(pin, INPUT);
}
void loop()
{
duration = pulseIn(pin, HIGH);;
}
四、时间
- millis()
描述
返回Arduino开发板从运行当前程序开始的毫秒数。这个数字将在约50天后溢出（归零）。
参数
无
返回
返回从运行当前程序开始的毫秒数（无符号长整数）。
例子
unsigned long time;
void setup(){
Serial.begin(9600)；
}
void loop(){
serial.print(“Time:”);
time = millis();
//打印从程序开始到现在的时间
serial.println(time);
//等待一秒钟，以免发送大量的数据
delay(1000);
}
提示
注意，参数 millis 是一个无符号长整数，试图和其他数据类型（如整型数）做数学运算可能会产生错误。
当中断函数发生时，millis()的数值将不会继续变化。
- micros()
描述
返回 Arduino 开发板从运行当前程序开始的微秒数。这个数字将在约70分钟后溢出（归零）。在 16MHz 的 Arduino 开发板上（比如 Duemilanove 和 Nano），这个函数的分辨率为四微秒（即返回值总是四的倍数）。在 8MHz 的 Arduino 开发板上（比如 LilyPad），这个函数的分辨率为八微秒。
注意 ：每毫秒是1,000微秒，每秒是1,000,000微秒。
参数
无
返回
返回从运行当前程序开始的微秒数（无符号长整数）。
例子
unsigned long time;
void setup(){
Serial.begin(9600);
}
void loop(){
Serial.print（“Time:”）;
time = micros();
//打印从程序开始的时间
Serial.println(time);
//等待一秒钟，以免发送大量的数据
delay(1000);
}
- delay()
描述
使程序暂定设定的时间（单位毫秒）。（一秒等于1000毫秒）
语法
delay(ms)
参数
ms：暂停的毫秒数（unsigned long）
返回
无
例子
ledPin = 13 / / LED连接到数字13脚
void setup()
{
pinMode(ledPin, OUTPUT); // 设置引脚为输出
}
void loop()
{
digitalWrite(ledPin, HIGH); // 点亮LED
delay(1000); // 等待1秒
digitalWrite(ledPin, LOW); // 灭掉LED
delay(1000); // 等待一秒
}
警告
虽然创建一个使用delay()的闪烁LED很简单，并且许多例子将很短的delay用于消除开关抖动，delay()确实拥有很多显著的缺点。在delay函数使用的过程中，读取传感器值、计算、引脚操作均无法执行，因此，它所带来的后果就是使其他大多数活动暂停。其他操作定时的方法请参加millis()函数和它下面的例子。大多数熟练的程序员通常避免超过10毫秒的delay(),除非arduino程序非常简单。
但某些操作在delay()执行时任然能够运行，因为delay函数不会使中断失效。通信端口RX接收到得数据会被记录，PWM(analogWrite)值和引脚状态会保持，中断也会按设定的执行。
- delayMicroseconds()
描述
使程序暂停指定的一段时间（单位：微秒）。一秒等于1000000微秒。 目前，能够产生的最大的延时准确值是16383。这可能会在未来的Arduino版本中改变。对于超过几千微秒的延迟，你应该使用delay()代替。
语法
delayMicroseconds（us)
参数
us:暂停的时间，单位微秒（unsigned int）
返回
无
例子
int outPin = 8; // digital pin 8
void setup()
{
pinMode（outPin，OUTPUT）; //设置为输出的数字管脚
}
void loop()
{
digitalWrite（outPin，HIGH）; //设置引脚高电平
delayMicroseconds(50); // 暂停50微秒
digitalWrite(outPin, LOW); // 设置引脚低电平
delayMicroseconds(50); // 暂停50微秒
}
将8号引脚配置为输出脚。它会发出一系列周期100微秒的方波。
警告和已知问题
此函数在3微秒以以上工作的非常准确。我们不能保证，delayMicroseconds在更小的时间内延时准确。
Arduino0018版本后，delayMicroseconds()不再会使中断失效。
五、数学运算
- min()
min(x, y)
描述
计算两个数字中的最小值。
参数
X：第一个数字，任何数据类型
Y：第二个数字，任何数据类型
返回
两个数字中的较小者。
举例
sensVal = min(sensVal，100); //将 sensVal 或 100 中较小者赋值给 sensVal
//确保它永远不会大于 100。
注释
直观的比较，max() 方法常被用来约束变量的下限，而 min() 常被用来约束变量的上限。
警告
由于 min() 函数的实现方式，应避免在括号内出现其他函数，这将导致不正确的结果。
min(a++, 100); //避免这种情况 - 会产生不正确的结果
a++;
min(a, 100); //使用这种形式替代 - 将其他数学运算放在函数之外
- max()
max(x,y)
描述
计算两个数的最大值。
参数
X：第一个数字，任何数据类型
Y：第二个数字，任何数据类型
返回
两个参数中较大的一个。
例子
sensVal = max(senVal, 20); // 将20或更大值赋给sensVal
//（有效保障它的值至少为20）
注意
和直观相反，max()通常用来约束变量最小值，而min()通常用来约束变量的最大值。
警告
由于max()函数的实现方法，要避免在括号内嵌套其他函数，这可能会导致不正确的结果。
max(a–, 0); //避免此用法，这会导致不正确结果
a–; // 用此方法代替
max(a, 0); // 将其他计算放在函数外
- abs()
ABS（X）
描述
计算一个数的绝对值。
参数
X：一个数
返回
如果x大于或等于0，则返回它本身。 如果x小于0，则返回它的相反数。
警告
由于实现ABS（）函数的方法，避免在括号内使用任何函数（括号内只能是数字），否则将导致不正确的结果。
ABS（a+ +）; //避免这种情况，否则它将产生不正确的结果
a ++; //使用这段代码代替上述的错误代码
ABS（a）; //保证其他函数放在括号的外部 - constrain()
描述
将一个数约束在一个范围内
参数
x：要被约束的数字，所有的数据类型适用。
a：该范围的最小值，所有的数据类型适用。
b：该范围的最大值，所有的数据类型适用。
返回值
x：如果 x是介于 a 和 b之间
a：如果 x小于a
b：如果 x大于b
例子
sensVal = constrain(sensVal, 10, 150);
//传感器返回值的范围限制在10到150之间
- map()
map(value, fromLow, fromHigh, toLow, toHigh)
描述
将一个数从一个范围映射到另外一个范围。也就是说，会将 fromLow 到 fromHigh 之间的值映射到 toLow 在 toHigh 之间的值。
不限制值的范围，因为范围外的值有时是刻意的和有用的。如果需要限制的范围， constrain() 函数可以用于此函数之前或之后。
注意，两个范围中的“下限”可以比“上限”更大或者更小，因此 map() 函数可以用来翻转数值的范围，例如:
y = map(x, 1, 50, 50, 1);
这个函数同样可以处理负数，请看下面这个例子:
y = map(x, 1, 50, 50, -100);
是有效的并且可以很好的运行。
map() 函数使用整型数进行运算因此不会产生分数，这时运算应该表明它需要这样做。小数的余数部分会被舍去，不会四舍五入或者平均。
参数
value:需要映射的值
fromLow:当前范围值的下限
fromHigh:当前范围值的上限
toLow:目标范围值的下限
toHigh:目标范围值的上限
返回值
被映射的值。
例子
/映射一个模拟值到8位（0到255）/
void setup(){}
void loop()
{
int val = analogRead(0);
val = map(val, 0, 1023, 0, 255);
analogWrite(9, val);
}
附录:
关于数学的实现，这里是完整函数
long map(long x, long in_min, long in_max, long out_min, long out_max)
{
return (x - in_min) * (out_max - out_min) / (in_max - in_min) + out_min;
}
- pow()
pow(base, exponent)
描述
计算一个数的幂次方。Pow()可以用来计算一个数的分数幂。这用来产生指数幂的数或曲线非常方便。
参数
base：底数（float）
exponent：幂（float）
返回
一个数的幂次方值（double）
例子
详情见 库代码中的fscale函数。 - sqrt()
sqrt(x)
描述
计算一个数的平方根。
参数
x：被开方数，任何类型
返回值
此数的平方根，类型double
