关于 Arduino

• 公司名称：Arduino（/ɑːrˈdwiːnoʊ/）是一家意大利开源硬件和软件公司
• 硬件：
  • 狭义：由 Arduino 公司授权制造的硬件开发板
  • 广义：兼容 Arduino 软件的所有开发板
• 软件：Arduino IDE

Arduino IDE2 - 安装

支持 Windows、macOS https://www.arduino.cc/en/software/

无脑下一步即可

Windows

• 项目文件夹地址：“首选项 - 项目文件夹地址” 处设置，默认为 C:\Users\用户名\Documents\Arduino
• 库安装位置： {项目文件夹地址}\libraries
• 开发板包安装目录： C:\Users\用户名\AppData\Local\Arduino15

CH343 驱动 - 安装

macOS 参考：WCHSoftGroup/ch34xser_macos: MacOS USB driver for USB to serial chip ch340, ch341, ch342, ch343, ch344, ch9101, ch9102, ch9103, etc (opens new window)

Note

macOS26，在没有额外手动安装 CH323 驱动下，Arduino 也能识别到串口设备 ESP32，不确定是不是下面安装 ESP32 库时自动安装了。

Arduino IDE2 - 基本操作

基本设置

修改简体中文

File (文件) - Preferences (首选项) - Language (编辑器语言)

开启代码补全

File (文件) - Preferences (首选项) - 编辑快速建议

添加 ESP32 开发板

• 开发板管理 - 搜 esp32 ，安装 By Espressif Systems （乐鑫官方）的库

• 安装成功后，在 （顶部）工具 - 开发板 出现 esp32 选项

调整 工程参数

以 esp32-s3 为例

由于我手上 adafruit 的 ESP32-S3 只丝印了 ESP32-S3-MINI-1 ，没有具体的 Flash、PSRAM 信息，通过翻查当时活动的教程 (opens new window)可知是： 4 MB Flash + 2 MB of PSRAM ，再翻查乐鑫官网的 ESP32-S3 技术规格书 (opens new window)，对应为 ESP32-S3FH4R2 。

• 工具 - 开发板…… ，选择 ESP32S3 Dev Module
• 工具 - 端口 ，选择连接的开发板 COM
• 修改工程参数

属性	推荐参数	说明
CPU Frequency	240Mhz	默认频率，如需低功耗，可调低
Flash Mode	QIO 120MHz	QIO 即 Quad I/O，根据技术手册选择 120MHz，手册可知默认为 80，可调至 120
Flash Size	4MB(32Mb)	Flash 大小，按芯片实际选择
Partition Scheme	4MB FATFS	分区表，按芯片实际选择；读写 FATFS，只读 SPIFFS
PSRAM	QSPI PSRAM	RAM 类型，按芯片实际选择

上传 固件

不同的开发板，进入烧写模式的方法不同，以文档为准。

以为手上的 Feather ESP32-S3 TFT 为例，在烧机前，需要按住 BOOT，再按一下 RST，进入烧机模式，再在 工具 - 端口 选择对应的设备，再上传。

查看开发板引脚文档：https://learn.adafruit.com/adafruit-esp32-s3-tft-feather/pinouts (opens new window)，可知红色 LED 的引脚为 13

void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
  pinMode(13, OUTPUT);
  digitalWrite(13, HIGH);
}

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
  digitalWrite(13, LOW);
  delay(500);
  digitalWrite(13, HIGH);
  delay(500);
}

安装库

• 在线安装：窗口左侧 - 库管理
• 离线安装：窗口顶部 - 项目 - 导入库 - 添加.ZIP 库

在 Arduino 代码中，使用 #include 指令引入所需的库文件，然后调用库中函数。

Arduino IDE2 - 基本语法

参考资料

• C++ 基本语法 | 菜鸟教程 (opens new window)

• Arduino 使用 C/C++ 语言编写程序
• 不直接操作 main 函数，而是使用 setup 和 loop 函数，执行顺序为：

int main(void)
{
	setup(); // 常用语初始化设置
	while(true){
		loop(); // 程序的主要功能
	}
}

数据类型

单片机内存是否受限，一个合理的类型是否重要。

整型

类型	关键字 (简写)	占用内存 / Byte	取值范围
短整型	int16_t（short）	2	-32768 ~ 32767
无符号短整型	uint16_t（unsigned short）	2	0 ~ 65535
整型	int32_t（int）	4	-2147483648 ~2147483647
无符号整型	uint32_t（unsigned int）	4	0 ~ 4294967295
长整型	int64_t（long long）	8	-9223372036854775808~ 9223372036854775807
无符号长整型	uint64_t（unsigned long long）	8	0 ~18446744073709551615

浮点数

数据类型	描述	大小（字节）	范围 / 取值示例
float	单精度浮点数	4	约 ±3.4e±38（6-7 位有效数字）
double	双精度浮点数	8	约 ±1.7e±308（15 位有效数字）

模块化编程

传统方式编程：所有的函数都放在 xxx.ino 里，不利于代码的组织和管理，而且很影响编程者的思路。 模块化编程：把各个模块的代码放进不同的 .cpp 文件里，在 .h 里面提供外部可调用函数的声 明，其他 .cpp 文件想使用其中代码时，只需要 #include “xxx.h” 文件即可。使用模块化编程可极大的提高代码的可阅读性、可维护性、可移植性。

• .h 文件：可被外部调用的函数、变量的声明、以及一些宏定义（某程度可以理解为 Java 的接口）
• .c/.cpp 文件：函数、变量的定义

任何自定义的变量、函数在调用之前必须有定义或声明 要调用自定义函数，必须 #include 对应的 .h 文件

filename.cpp

#include "filename.h"

void func(void)
{
	// ....
}

filename.h

#ifndef __FILENAME_H
#define __FILENAME_H

void func(void);

#endif

LED 实验示例

led.h 定义一些常量、函数

// 固定写法
#ifndef __LED_H
#define __LED_H

// 引入Arduino.h，因为digitalWrite、digitalRead来自于此
#include "Arduino.h"

// 定义了一个LED_PIN常量，值为13
#define LED_PIN 13

// 定义了一些函数
#define LED(x) digitalWrite(LED_PIN, x)
#define LED_TOGGLE() digitalWrite(LED_PIN, !digitalRead(LED_PIN))

// 声明了一个函数，但为实现
void led_init(void);

#endif

led.cpp 实现 led.h 定义的 led_init 函数

#include "led.h"

void led_init(void)
{
  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
  digitalWrite(LED_PIN, LOW);
}

led.ino

// 引入led.h
#include "led.h"

void setup() {
	// 调用led.h的led_init，实际调用的led.cpp的实现
  led_init();
}

void loop() {
  LED(1);
  delay(500);
  LED(0);
  delay(500);
}