Buray's Blog
Buray's Blog

Arduino编程语句参考

Buray 收录于 笔记
 约 3300 字 预计阅读 7 分钟 

Arduino编程语句参考

Arduino程序可以分为三个主要部分：结构，数值（变量与常量）和函数。

提示：本文同时兼容 AVR‑Arduino 和 ESP32‑S3，部分函数行为会因硬件平台略有差异。

结构

基础程序结构

语法 说明
setup() 上电/复位后仅运行一次，用于初始化引脚、串口、外设。无返回值。
loop() setup执行完毕后无限循环执行，项目主业务逻辑写在此函数内。无返回值。

if…else

说明

if...else 用于条件判断。当if后的表达式结果为真，则执行if内代码；表达式为假时，执行else分支的代码。可以实现二选一的逻辑判断。

结构 

1
2
3
4
5

if(条件表达式){
  // 条件为真执行语句块
} else {
  // 条件为假执行语句块
}

代码示例 

1
2
3
4
5
6

int val = analogRead(A0);
if(val > 512){
  digitalWrite(2,HIGH);
} else {
  digitalWrite(2,LOW);
}

注意要点

  1. 区分赋值运算符=和判断相等==，新手极易写错；
  2. else 不能单独使用，必须搭配 if；
  3. 支持多分支 if‑else if‑else 链式判断。

while

说明

while 循环将会连续地循环，直到圆括号()中的表达式变为假。被测试的表达式变量必须被改变，否则 while 循环将永远不会中止。可以在代码内部改变测试变量，比如让该变量递增；或者通过外部条件改变测试变量，比如将一个传感器的读数赋值给测试变量。

结构 

1
2
3

while(表达式/循环条件){
  语句块/循环体
}

其中表达式称为循环条件，语句块称为循环体。 while 语句的意思是：先计算表达式的值，当值为真（非 0）时，执行循环体语句；执行完循环体语句，再次计算表达式的值，如果为真，继续执行循环体…… 这个过程会一直重复，直到表达式的值为假（0）才退出循环。

代码示例 

1
2
3
4
5

int i = 0;
while(i < 10){
  Serial.println(i);
  i++; // 修改条件变量，避免死循环
}

注意要点

  1. while 是先判断，后执行；条件初始为假，循环体一次都不会运行；
  2. 循环体内必须有改变条件的逻辑，否则死循环卡死 MCU；
  3. while(1) 代表无限死循环。

do… while

说明

do‑while 属于后判断循环，先执行循环体内代码，之后再判断条件表达式。无论条件真假，循环体至少执行一次。

结构 

1
2
3

do{
  语句块/循环体
} while(表达式/循环条件);

⚠️末尾 while 括号后面必须加分号。

代码示例 

1
2
3
4
5
6

int i = 20;
do{
  Serial.println(i);
  i++;
} while(i <10);
// i初始20，条件不成立，但依旧打印一次

注意要点

  1. 末尾分号不要遗漏，编译报错；
  2. 至少执行一次，这是和 while 最大区别。

for

说明

for 循环多用于已知循环次数的场景，将变量初始化、循环条件、变量更新写在一行，代码更加紧凑。

结构 

1
2
3

for(初始化表达式; 循环条件; 更新表达式){
  循环体语句块
}

代码示例 

1
2
3

for(int i=0; i<10; i++){
  Serial.println(i);
}

注意要点

  1. 三个表达式之间使用分号分隔，不是逗号；
  2. 初始化仅在循环最开始执行 1 次；
  3. 更新表达式每轮循环体结束后执行。

switch case

说明

多分支条件判断，用于匹配变量离散的取值，替代大量if‑else if。

结构 

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10

switch(变量){
  case 常量值1:
    语句;
    break;
  case 常量值2:
    语句;
    break;
  default:
    都不匹配时执行;
}

代码示例 

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11

int key = 2;
switch(key){
  case 1:
    Serial.println("按键1");
    break;
  case 2:
    Serial.println("按键2");
    break;
  default:
    Serial.println("未知按键");
}

注意要点

  1. case后面只能写常量，不能写范围表达式；
  2. 不要忘记break，缺少 break 会发生 case 穿透，顺序执行后面 case 代码；
  3. default 是可选分支。

break

说明

跳出当前for/while/do‑while循环，或者跳出switch‑case语句，直接结束当前循环 /switch。

结构 

1

break;

代码示例 

1
2
3
4
5
6

for(int i=0;i<10;i++){
  if(i ==5){
    break; // i等于5直接跳出for循环
  }
  Serial.println(i);
}

注意要点

  1. 仅跳出当前一层循环，嵌套循环不会一次性全部跳出；

continue

说明

跳过本次循环剩余代码，直接进入下一轮循环条件判断，不会终止整个循环。

结构 

1

continue;

代码示例 

1
2
3
4
5
6

for(int i=0;i<10;i++){
  if(i ==5){
    continue; // i=5时跳过打印，直接下一轮
  }
  Serial.println(i);
}

注意要点

  1. 只跳过本轮，不会结束整个循环；

return

说明

提前结束当前函数，若是有返回值函数，需要携带返回数据。

结构 

1
2
3

return;
// 带返回值
return value;

代码示例 

1
2
3

int add(int a,int b){
  return a+b;
}

注意要点

  1. void类型函数使用return;不带数值；
  2. return 之后的代码不会执行。

goto

说明

跳转到标记的代码位置，语法支持，但普通项目不推荐使用，容易打乱程序执行流程。

结构 

1
2
3

goto label_name;
// ...
label_name:

注意要点

  • 仅建议在极端出错复位场景少量使用，业务逻辑尽量避免。

数值

常量

  • IO 电平常量：HIGH / LOW
  • 引脚模式常量：INPUT / OUTPUT / INPUT_PULLUP
  • 布尔常量：true / false
  • 整数常量：支持十进制、十六进制0x、八进制0开头
  • 浮点数常量：带小数点数字，例如3.14

注意：ESP32没有 INPUT_PULLDOWN，该常量仅部分 AVR 板子支持。

数据类型

表格

类型 中文名称 说明
void 无返回值 仅用于函数声明，代表函数不返回任何数据，不能用来定义变量
boolean 布尔型 取值 true / false；底层存储为 1 字节
char 字符型 单个字符，1 字节；AVR 是有符号 (-128~127)，ESP32 char 默认为无符号
unsigned char 无符号字符型 1 字节，数值范围 0‑255
byte 字节型 等价 unsigned char，范围0‑255，硬件位操作常用
int 整型 AVR：16 位 -32768 ~ 32767；ESP32 是 32 位 int，范围大幅扩大
word 字型 无符号 16 位，取值 0‑65535
long 长整型 32 位带符号整数
float 单精度浮点型 4 字节，保存小数
double 双精度浮点 AVR 为 8 字节；ESP32 下 double 和 float 完全等价，没有更高精度
String 字符串对象 Arduino 封装类，方便文本操作；内存碎片风险，嵌入式谨慎高频使用
array 数组 相同类型数据集合；int arr[10]; 定义数组

类型转换函数

强制把数据转为对应类型

  • char() 转为 char
  • byte() 转为 byte
  • int() 转为 int
  • word() 转为 word
  • long() 转为 long
  • float() 转为 float

变量范围与限定符

  • 变量作用域
    • 全局变量：写在所有函数外面，整个程序全部函数都可以访问；上电初始化一次
    • 局部变量：写在函数 / 大括号{}内部，仅该代码块内有效；每次进入代码块重新创建
  • static：静态局部变量；函数退出后，变量数值保留，不会销毁
  • volatile：易变限定符；阻止编译器优化读取，中断服务函数访问共享变量必须加 volatile
  • const：常量，赋值后数值不可修改

运算符

算术运算符

  • = 赋值运算符，把右侧值存入左侧变量，不等于数学等于
  • + 加法
  • - 减法
  • * 乘法
  • / 除法；整数相除结果为整数，舍弃小数
  • % 取模（求余数）；仅支持整数，不能用于浮点数

关系运算符（比较运算，返回 true/false）

  • == 判断是否相等，不要和赋值=混淆
  • != 判断不等于
  • < 小于
  • > 大于
  • <= 小于等于
  • >= 大于等于

布尔逻辑运算符（逻辑与 / 或 / 非）

  • && 逻辑与，两边条件全部为真结果才为真
  • || 逻辑或，任意一边条件为真结果即为真
  • ! 逻辑非，取反，真变假，假变真

位运算符

  • & 按位与
  • | 按位或
  • ^ 按位异或
  • ~ 按位取反
  • << 位左移
  • >> 位右移

指针运算

  • 指针的概念
  • 指针变量

提示：普通 Arduino 项目很少用到指针，高级 C 语言特性。

工具

  • sizeof() 获取变量 / 数据类型占用内存字节大小

函数

通信 Serial（串口通讯） 

1
2
3
4
5

Serial.begin(波特率);
Serial.print();      // 打印不换行
Serial.println();    // 打印并换行
Serial.read();       // 读取1字节串口数据
Serial.available();  // 获取接收缓冲区可用字节数量

数字 I/O

  • pinMode(pin, mode) 设置引脚模式：INPUT / OUTPUT / INPUT_PULLUP
  • digitalWrite(pin, val) 输出引脚电平：HIGH / LOW
  • digitalRead(pin) 读取数字引脚电平，返回HIGH或LOW

模拟 I/O

  • analogRead(pin) 读取 ADC 模拟输入；返回采样数值；ESP32 ADC 存在噪声
  • analogWrite(pin, duty) PWM 脉冲宽度调制输出；不是 DAC 模拟电压输出

高级 I/O

  • tone(pin, freq) 在指定引脚输出方波，常用于驱动蜂鸣器
  • noTone(pin) 停止 tone 方波输出
  • shiftOut(dataPin, clockPin, bitOrder, value) 串行移位输出
  • shiftIn(dataPin, clockPin, bitOrder) 串行移位输入
  • pulseIn(pin, value) 读取引脚上指定电平脉冲持续时间（微秒）

时间函数

millis/micros 为非阻塞，推荐优先使用；delay 是阻塞延时，程序卡在该处不能做别的任务

  • millis() 返回系统上电运行总毫秒数，返回 unsigned long
  • micros() 返回系统上电运行总微秒数，返回 unsigned long
  • delay(ms) 毫秒级阻塞延时
  • delayMicroseconds(us) 微秒级阻塞延时

数学函数

  • min(a,b) 返回两个数最小值
  • max(a,b) 返回两个数最大值
  • abs(x) 返回绝对值
  • constrain(x,min,max) 将数值限制在 min‑max 区间，超出直接截断到边界
  • map(val,in_min,in_max,out_min,out_max) 将输入区间线性映射到输出区间
  • pow(base,exp) 幂运算，求 base 的 exp 次方，返回 float
  • sqrt(x) 平方根运算

三角函数

⚠️ 参数单位是弧度，不是角度，角度需要先转换 角度 * PI / 180

  • sin(rad) 正弦
  • cos(rad) 余弦
  • tan(rad) 正切

随机数

  • random(max) / random(min,max) 获取随机整数；范围 [min, max‑1]，上限不包含
  • randomSeed(seed) 设置随机数种子；通常用analogRead(悬空引脚)获取噪声做种子

位与字节操作

  • lowByte() 获取 16 位数值低字节
  • highByte() 获取 16 位数值高字节
  • bitRead() 读取指定 bit 位
  • bitWrite() 修改指定 bit 位
  • bitSet() 将指定 bit 置 1
  • bitClear() 将指定 bit 置 0
  • bit() 返回第 n 位掩码数值
更新于 2026-08-25 
CC BY-NC-SA 4.0
阅读原始文档
单片机ESP32Arduino
返回 | 主页
0%