深入探索Arduino：库、外部接口与中断机制

### 深入探索Arduino：库、外部接口与中断机制 #### 1. Arduino库的使用与自定义 在Arduino开发中，库的运用能极大提升开发效率。库是预先编写好的函数集合，通常围绕一个共同主题组织，可在自己的程序中直接使用。以下为你详细介绍不同类型的库。 - **核心库**：编译器在编译程序时常用的库。例如，`Arduino.h` 头文件会自动包含在所有编写的源程序中，它使编译器能调用各种库。同时，也有一些贡献库会自动安装。 - **贡献库**：由Arduino系统的用户提供。由于Arduino是开源项目，鼓励用户分享开发的代码，贡献库就是代码分享的成果之一。 若想自定义库并使其永久可供IDE使用，可将库放置在 `Libraries` 目录下，目录结构如下： ```plaintext Libraries YourLibraryName examples YourLibraryName.h YourLibraryName.cpp keywords.txt ``` 其中，`examples` 包含至少一个使用该库的示例源代码。 此外，还可通过修改 `keywords.txt` 和 `theme.txt` 文件改变编辑器中关键字的显示方式。例如，使用Notepad++搜索方法修改 `theme.txt` 中的 `keyword2` 和 `keyword3` 的颜色值，保存为 `theme.txt` 后重新加载IDE，颜色更改将成为编辑器的默认颜色。若不喜欢更改，可将 `themebackup.txt` 重命名为 `theme.txt` 恢复默认颜色。 若不清楚 `theme.txt` 文件中RGB十六进制颜色值，可通过网络查询，如访问 [www.2createawebsite.com/build/hex-color-chart-grid.html](www.2createawebsite.com/build/hex-color-chart-grid.html) 挑选喜欢的颜色。 #### 2. 与外部世界的接口——SPI协议与LED显示 多数Arduino程序员希望将程序输出显示在除 `Serial` 监视器之外的设备上。常见的显示设备有2×16或4×20的LCD显示屏，价格实惠且能显示字母和数字数据，网络上有大量相关源代码。这里着重介绍8位7段LED显示屏，它使用MAX7219芯片通过串行外设接口（SPI）协议与Arduino通信。 SPI协议用于与一个或多个外设通信，Arduino通常作为主设备控制外设，通信通过四条共享线路完成： - **MISO**：主设备输入、从设备输出线，用于从从设备向主设备发送数据。 - **MOSI**：主设备输出、从设备输入线，用于向从设备发送数据。 - **SCK**：串行时钟线，同步主设备的数据传输。 - **SS**：主设备用于选择设备的引脚。 由于SPI的普及，多数Arduino板将这些控制线引出到一个名为在线串行编程（ICSP）的单头接口，但ICSP头中缺少SS线。可使用任意数字引脚控制选择线，不过尽量避免使用0 - 3引脚，因为USB通信和中断常使用这些引脚。 以下是一个模拟计数器定时器的SPI程序示例： ```cpp /* Program is a quick-count stopwatch. The code starts with zero and counts up from there. No protection rollover. Base code by Blair Thompson. Modified by Dr. Purdum, 12/26/2014 */ #include <LedControl.h> // From Arduino LedControl library int DIN = 10; int LOADCS = 11; int CLK = 13; int ledBrightness = 5; // range is 0-15. 0=lowest, 15 = full power // DIN, CLK, Load/CS, 8 digits LedControl myLEDs = LedControl(DIN, CLK, LOADCS, 8); int hundredths0, hundredths1; int seconds0, seconds1; int minutes0, minutes1; int hours0, hours1; void setup() { pinMode(DIN, OUTPUT); pinMode(CLK, OUTPUT); pinMode(LOADCS, OUTPUT); myLEDs.shutdown(0, false); // Wake 'em up Reset(); myLEDs.setIntensity(0, ledBrightness ); //set the brightness } void loop() { BumpFrame(); // Bump the necessary display digits } /***** This function increments the hundredths of a second counter and rolls to the next digit as needed. Parameter L ```