深入了解Arduino库：从基础到自定义开发

### 深入了解Arduino库：从基础到自定义开发 #### 1. 引言 在Arduino编程中，库是非常重要的一部分。它能帮助我们更高效地编写代码，避免重复劳动。本文将详细介绍Arduino库的相关知识，包括链接器的作用、不同类型的库以及如何创建自己的库。 #### 2. 链接器的作用 链接器是Arduino IDE内置的工具，它的主要任务是在编译器完成工作后，将所需的函数代码从库中提取出来并插入到我们的程序中。 - **工作流程**： 1. 当编译器遇到使用了但源代码文件中没有定义的函数（如`digitalRead()`）时，会将该函数名添加到“未解决外部符号”列表中，并标记需要插入该函数代码的位置。 2. 编译器完成任务后，链接器开始工作。它会查找编译器生成的未解决外部符号列表，然后在库文件中搜索这些缺失的函数。 3. 链接器首先会搜索默认的Arduino库，如果还有未解决的外部符号，会继续搜索与代码中包含的头文件相关的库。 4. 当链接器完成搜索后，所有缺失的函数应该都能被解决，它会将缺失的代码插入到程序中。 - **注意事项**：如果链接器提示还有“未解决外部符号”或“在该作用域中未声明”，可能是忘记使用`#include`包含相应库的头文件。另外，在C语言中，我们可以编写自己的函数来替代库中的函数，编译器会优先使用我们自己代码中的函数。 #### 3. 库的分类 我们可以将可用的库分为两类： - **Arduino库**：作为Arduino IDE的一部分进行分发。 - **其他库**：不在Arduino IDE默认分发范围内。 #### 4. Arduino库 ##### 4.1 获取信息 要获取Arduino库的信息，可以在Arduino IDE中点击“Help”菜单选项，然后选择“Reference”选项。在弹出的页面中，点击“Libraries”链接，会看到Arduino IDE提供和支持的一些库。 ##### 4.2 Arduino核心库 核心库由Arduino C支持小组直接支持，以下是一些常见的核心库： | 库名 | 描述 | | ---- | ---- | | EEPROM | 用于读写EEPROM内存的函数 | | Ethernet | 使用兼容Arduino的以太网盾牌的函数 | | Firmata | 使用标准串行协议与外部设备通信的函数 | | LiquidCrystal | 与LCD显示器配合使用的函数 | | SD | 用于读写安全数字卡数据的函数 | | Servo | 控制伺服电机的函数 | | SPI | 与串行外设接口总线设备通信的函数 | | SoftwareSerial | 使用任意数字引脚进行串行通信的函数 | | Stepper | 控制步进电机的函数 | | Wire | 用于传感器I/O通信的两线接口（TWI/I2C） | 在使用这些核心库时，可能会遇到一些问题。例如，不同的SD卡与SD盾牌的兼容性可能不同。为了避免这些问题，我们可以利用Arduino论坛（http://arduino.cc/forum/ ）。在论坛中，我们可以找到各种Arduino相关的讨论，包括使用建议、硬件接口问题的解决方案等。 要使用核心库，只需在Arduino IDE中选择“Sketch ➤ Import Library”菜单选项。如果导入的库有相关的头文件，编译器会自动在源代码文件中添加`#include`预处理指令。 ##### 4.3 贡献库 除了核心库，还有很多贡献库。以Tone库为例，获取和使用它的步骤如下： 1. 在Arduino IDE的库参考页面中找到Tone库链接，点击链接后会跳转到相关页面。 2. 点击“Downloads”标签，下载新的Tone库（文件为ZIP格式）。 3. 下载完成后，双击ZIP文件，Windows资源管理器会自动提取文件，生成一个Tone文件夹。 4. 将整个Tone目录复制到Arduino IDE的“Libraries”目录中。 5. 关闭并重新打开Arduino IDE，选择“Sketch ➤ I