语言控制结构：使Arduino程序容易控制

风筝

通过学习如何使用Arduino语言控制结构，可以使您的Arduino程序更加灵活。

编程语言的控制结构允许您在某些条件下采取措施。 Arduino控制结构与C语言的控制结构非常相似，包括：

◾     if

◾     if...else

◾    for

◾    switch case

◾    while

◾    do... while

◾    break

◾    continue

◾    return

◾    goto

在本篇文章中，我们将讨论最常用的控制结构：

◾    for循环

◾    switch语句

◾    if-else

◾    while循环

条件语句

if语句和while语句称为条件语句（conditional statements）。它们评估特定条件，如果条件为真，则在括号{}中执行一系列语句。以下是示例：

1. if (pin_b == LOW) { digitalWrite(ledPin, HIGH);// This tells the LED to turn on }

复制代码

if语句由单词“if”后跟括号中的条件组成。如果条件为真，则将执行后面括号之间的语句。在示例中，如果pin_b的数值为LOW，则程序将ledPin的值设置为HIGH。括号里的语句只执行一次。

while循环类似于if语句，但在该语句中，括号里的语句会反复执行，直到条件变为false。以下是示例：

1. while (pin_0 == LOW) {
   
2. 
   
3. digitalWrite(ledPin, HIGH);
   
4. 
   
5. delay(100);
   
6. 
   
7. digitalWrite(ledPin, LOW);
   
8. 
   
9. delay(100);
   
10. 
    
11. switchValue = digitalRead(pin_0); // This stores a new value into the variable switchValue
    
12. 
    
13. }

复制代码

在这个例子中，程序将切换LED状态（即闪烁），直到用户按下开关，导致pin_0的数字值变为高电平。

实验1：FOR循环

在本实验中，我们演示了如何使用'for loop'来改变LED的亮度。

需要的硬件

●    Arduino Uno开发板

●    面包板

●    LED指示灯

●    220欧姆电阻

●    连接导线

接线图

在这个简单的电路中，LED连接到Arduino的引脚2。为了改变LED的亮度，我们改变了引脚2处脉冲宽度调制（PWM）信号输出的占空比。程序使用for循环先从暗到亮，接着从亮到暗。

代码：使用For循环改变亮度

1. // changing brightness using for loop
   
2. const int pwm = 8 ;
   
3. int i ;
   
4. 
   
5. void setup()
   
6. {
   
7.       pinMode(pwm,OUTPUT);
   
8. }
   
9. void loop()
   
10. {
    
11. 
    
12. /*
    
13. FOR LOOP SYNTAX
    
14. for(initialization ; condition ; increment)
    
15. {
    
16. CODE
    
17. }   
    
18. */
    
19. 
    
20.    for(i=0 ; i < 256 ; i++ )
    
21.    {
    
22.        analogWrite(pwm,i)  ;                  // for loop from low to High
    
23.        delay(10);
    
24.    }
    
25. 
    
26.    for(i=255 ; i > 0 ; i-- )
    
27.    {
    
28.        analogWrite(pwm,i)  ;                  // for loop from high to low
    
29.        delay(10);
    
30.    }
    
31. 
    
32. }

复制代码

实验2：条件语句

在本实验中，我们将根据串口发送到Arduino的消息内容打开或关闭两个LED。该程序使用以下控制结构：

●    Switch语句

●    if-else if- else

●    While循环

switch语句要紧凑得多，特别是在需要检查很多条件的情况下。编译器还可以优化switch语句，从而加快代码执行速度。

while循环不同于for循环，因为它没有限制循环计数。退出while循环的唯一方法是不满足括号内的条件。

需要的硬件

●    Arduino Mega2560开发板

●    面包板

●    LED指示灯

●    220欧姆电阻器

●    连接导线

接线图

两个LED连接到两个Arduino输出引脚，Arduino使用条件语句打开或关闭它们。有四种不同的状态：

1.    如果串行数据== 1，则只有绿色LED指示灯亮。

2.    如果串行数据== 2，则只有黄色LED指示灯亮。

3.    如果串行数据== 3，则两个LED都将亮起。

4.    如果串行数据等于任何其他值，LED将关闭。

代码1：switch语句

1. // Use of Switch Structure
   
2.    const int green  = 8;
   
3.    const int yellow = 9;
   
4.    
   
5.    char i;
   
6.    void setup()
   
7.    {
   
8.         pinMode(green  , OUTPUT);                   //setting pins output
   
9.         pinMode(yellow , OUTPUT);
   
10.         Serial.begin(9600);
    
11.    }
    
12.    void loop()
    
13.    {
    
14.         i = Serial.read();                          // To serially send data to switch statements
    
15.         Serial.println(i);
    
16.         delay(50) ;
    
17.       
    
18.         switch(i)                                   //Typical switch structure
    
19.         {
    
20.               case '1':                                   //Condition for Green LED
    
21.               digitalWrite(green,HIGH);
    
22.               digitalWrite(yellow,LOW);
    
23.               delay(350);
    
24.               break;
    
25.    
    
26.               case '2':                                  //Condition for Yellow LED
    
27.               digitalWrite(green,LOW);
    
28.               digitalWrite(yellow,HIGH);
    
29.               delay(350);
    
30.               break;
    
31.      
    
32.               case '3':                                  //Condition for Both LED
    
33.               digitalWrite(green,HIGH);
    
34.               digitalWrite(yellow,HIGH);
    
35.               delay(350);
    
36.               break;
    
37.      
    
38.               default:                                           //Leds are off
    
39.               digitalWrite(green,LOW);
    
40.               digitalWrite(yellow,LOW);
    
41.               break;
    
42.        }     
    
43.       
    
44.    }

复制代码

代码2：使用If-Else语句

1. // Use of If - else statements  
   
2.    const int green  = 8;
   
3.    const int yellow = 9;
   
4.    
   
5.    char i ;
   
6.    void setup()
   
7.    {
   
8.         pinMode(green  , OUTPUT);                           //setting pins output
   
9.         pinMode(yellow , OUTPUT);
   
10.         Serial.begin(9600) ;
    
11.    }
    
12.    void loop()
    
13.    {
    
14.         i = Serial.read();                                  // To serially send data to switch statements
    
15.         Serial.println(i);
    
16.         delay(50);
    
17.       
    
18.         if(i=='1')
    
19.         {
    
20.              digitalWrite(green,HIGH);
    
21.              digitalWrite(yellow,LOW);
    
22.              delay(350);
    
23.         }
    
24.      
    
25.         else if(i=='2')
    
26.         {
    
27.              digitalWrite(green,LOW);
    
28.              digitalWrite(yellow,HIGH);
    
29.              delay(350);
    
30.         }
    
31.      
    
32.         else if(i=='3')
    
33.         {
    
34.              digitalWrite(green,HIGH);
    
35.              digitalWrite(yellow,HIGH);
    
36.              delay(350);
    
37.         }
    
38.      
    
39.         else
    
40.         {
    
41.              digitalWrite(green,LOW) ;
    
42.              digitalWrite(yellow,LOW) ;
    
43.         }     
    
44.    
    
45.    }

复制代码

代码3：使用while循环

1. // Use of while Loop  
   
2.    const int green  = 8 ;
   
3.    const int yellow = 9 ;
   
4.    
   
5.    char i ;
   
6.    void setup()
   
7.    {
   
8.    pinMode(green  , OUTPUT) ;                   //setting pins output
   
9.    pinMode(yellow , OUTPUT) ;
   
10.    Serial.begin(9600) ;
    
11.    }
    
12.    
    
13.    void loop()
    
14.    {
    
15. 
    
16.     i = Serial.read() ;                  // To serially send data to switch statements
    
17.     Serial.println(i) ;
    
18.     delay(50) ;
    
19.       
    
20.     digitalWrite(green,LOW) ;
    
21.     digitalWrite(yellow,LOW) ;
    
22.       
    
23.     while(i=='1')
    
24.     {
    
25.     digitalWrite(green,HIGH) ;
    
26.     digitalWrite(yellow,LOW) ;
    
27.     i = Serial.read() ;  
    
28.     Serial.println(i) ;
    
29.     delay(350) ;
    
30.     }
    
31.      
    
32.     while(i=='2')
    
33.     {
    
34.     digitalWrite(green,LOW) ;
    
35.     digitalWrite(yellow,HIGH) ;
    
36.     i = Serial.read() ;  
    
37.     Serial.println(i) ;
    
38.     delay(350) ;
    
39.     }
    
40.      
    
41.     while(i=='3')
    
42.    {
    
43.     digitalWrite(green,HIGH) ;
    
44.     digitalWrite(yellow,HIGH) ;
    
45.     i = Serial.read() ;  
    
46.     Serial.println(i) ;
    
47.     delay(350) ;
    
48.    }
    
49.          
    
50.    }

复制代码