Программирование Arduino: язык, структура скетча и первые команды

На каком языке пишут

На C++. Не на «языке Arduino» — такого языка нет. Есть C++ плюс библиотека, которая прячет работу с процессором за простыми словами вроде digitalWrite. Из этого следует важное: всё, что умеет C++, умеет и Arduino — переменные, условия, циклы, функции, массивы. Просто на первых порах это не нужно.

Есть и другие варианты: MicroPython на ESP32 и Raspberry Pi Pico, визуальные блоки в Scratch-подобных средах для детей. Но девяносто процентов примеров, библиотек и ответов на форумах — на C++ в Arduino IDE, и учиться проще всего именно там.

Как устроен скетч

Две функции, и обе обязательны. setup выполняется один раз при включении: здесь назначаются роли выводам и открывается связь с компьютером. loop крутится по кругу, пока есть питание: закончился — начался снова. Всё, что плата делает, живёт внутри loop.

// Всё, что до setup, выполняется один раз при старте
const int LED = 13;          // константа: номер вывода
int counter = 0;             // переменная: будет меняться

void setup() {
  // выполняется один раз после включения или сброса
  pinMode(LED, OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  // выполняется по кругу, пока есть питание
  counter = counter + 1;
  Serial.println(counter);
  delay(1000);
}

Всё, что написано выше setup, — объявления: переменные, константы, подключение библиотек через #include. Строка с const int LED = 13 даёт выводу имя, чтобы не переписывать номер в пяти местах, когда решите перепаять.

Десять команд, которых хватает

Три скетча, которые стоит набрать руками

Не копируйте — набирайте. Так запоминаются скобки, точки с запятой и то, что HIGH пишется большими буквами. Каждый скетч собран под UNO, схемы к ним — на страницах кнопки и потенциометра.

Кнопка и светодиод

Первое условие. Кнопка между выводом 2 и землёй, подтяжка включена в коде, поэтому в покое на входе единица, а нажатие даёт ноль. Это не оговорка, а норма: так подключают кнопки почти везде.

// Кнопка на выводе 2 зажигает светодиод на выводе 13
const int BUTTON = 2;
const int LED = 13;

void setup() {
  pinMode(BUTTON, INPUT_PULLUP);   // вход с подтяжкой: не нажата — HIGH
  pinMode(LED, OUTPUT);
}

void loop() {
  if (digitalRead(BUTTON) == LOW) {   // нажата — замкнута на землю
    digitalWrite(LED, HIGH);
  } else {
    digitalWrite(LED, LOW);
  }
}

Потенциометр и яркость

Аналоговый вход, ШИМ и перевод диапазона. Плюс монитор порта: откройте его кнопкой с лупой в правом верхнем углу среды, и увидите, что читает плата.

// Потенциометр на A0 задаёт яркость светодиода на выводе 9
const int POT = A0;
const int LED = 9;             // вывод с ШИМ, помечен ~

void setup() {
  pinMode(LED, OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  int raw = analogRead(POT);            // 0..1023
  int bright = map(raw, 0, 1023, 0, 255); // 0..255 для ШИМ
  analogWrite(LED, bright);
  Serial.print("raw=");
  Serial.print(raw);
  Serial.print(" bright=");
  Serial.println(bright);
  delay(50);
}

Мигание без delay

Тот же Blink, но плата не спит. Пока внутри delay она не слышит ни кнопок, ни датчиков. Как только в проекте появляется вторая задача, переходят на millis — и этот шаблон стоит запомнить целиком.

// Мигаем без delay: плата остаётся свободной для других дел
const int LED = 13;
unsigned long lastToggle = 0;
bool ledOn = false;

void setup() {
  pinMode(LED, OUTPUT);
}

void loop() {
  unsigned long now = millis();       // миллисекунд с момента старта
  if (now - lastToggle >= 500) {
    lastToggle = now;
    ledOn = !ledOn;
    digitalWrite(LED, ledOn ? HIGH : LOW);
  }
  // здесь можно читать кнопки, датчики — ничего не ждёт
}

Ошибки компиляции по-русски

Сообщения компилятора не переводятся даже в русифицированной среде. Вот что они значат на самом деле.

Что учить дальше