Forrás: https://www.arduino.cc/en/Reference/HomePage

A fontosabb változók áttekintése:

Az Arduino-ban a változók hatálya - csakúgy, mint a C-ben - függ attól, hogy hol defeiniáljuk ezeket. A void() hívása előtt definálhatók a globális változók, melyek a program egész területén elérhetők, viszont ezáltal a teljes futásidő alatt foglalják a memóriájukat.

Az adott funkciókon belül definiált változók érvényessége csak a funkción belülre terjed, a funkcióból való visszatérés után ezeknek a területe a memóriában felszabadul a következő hívásig. A szabály alól kivételt képeznek a statikus változók, lásd: Static.

Az adott eljáráson, például „for” cikluson belül definiál változók csak az eljáráson belül érvényesek.

int gPWMval;  // globális változó, az egész programban elérhető

void setup()
{
  // ...
}

void loop()
{
  int i;    // az "i" változó csak a loop()-on belül használható,
  float f;  // csakúgy, mint az "f"
  // ...

  for (int j = 0; j <100; j++){
            // a "j" változó csak ezen a cikluson belül használható
  }

}

A „volatile” egy, a fordítónak szóló jelzés, melyet a változó előtt kell használni, hogy megváltoztassa annak a lefordítási módját. Konkrétan ezzel a jelzővel utasítjuk a fordítót, hogy ne egy tárolóregiszterbe töltse az adott változót (mint a többit), hanem a RAM-ba, egy rögzített helyre. Ez például interrupt hívásoknál lehet fontos (lásd: attachinterrupt()). Amennyiben a interrupt hívása egybeesik a tárolóregiszter aktualizálásával, a megszakításhoz alkalmazott változó elveszítheti az értékét.

A statikus változókat a funkciókon belül lehet használni. A szabály szerint a funkciókon belüli változók érvényessége csak az adott funkcióra terjed ki, minden újrahívás esetén ezek is újra inicializálásra kerülnek. A statikus változóknak is csak az adott funkcióra terjed ki a hatályuk, de nem kerülnek minden híváskor újra inicializálásra, az értéküket a meghívások között is megtartják.

A „const” kulcsszóval definiálhatjuk a konstansokat, lásd: Konstansok

A konstansok előre definiált kifejezések, melyek megkönnyítik a programozást és átláthatóbbá teszik a forráskódot.

Míg a program-logikai szinteket a true (igaz, 1) és false (hamis, 0) konstansokkal, addig a pin-ek állapotát a HIGH (magas, 1) illetve a LOW (alacsony, 0) konstansokkal lehet jellemezni.

A HIGH / LOW állapotok (TTL) kiértékeléséről itt olvashat: Arduino TTL logikai szintek.

A HIGH állapot egy jel olvasása esetén az 5V-os bemeneteken 3V jelszint felett, míg a 3,3V bemeneteken 2,0V felett jelentkezik. A LOW állapotok 5-os board-oknál 1,5V alatt, 3,3V-os boardoknál kb. 1,0V alatt jelentkeznek.

A köztes feszültségszinteket (5V-os boardoknál 1,5V - 3,0V, 3,3V-os board-oknál 1,0V - 2,0V) érdemes kerülni, mert a bemeneti állapot bizonytalanná válik.

Amennyiben a bemeneti felhúzóellenállás előzőleg aktiválásra került az adott pin-en, akkor onnan jó eséllyel soha nem fogunk HIGH állapotot olvasni, lásd: digitalRead().

Kimenetek esetén a HIGH állapot kiadását követően a pin a maximális feszültségszintet veszi fel, azaz 3,3V-os board-oknál a 3,3V-ot, az 5V-osoknál az 5V-ot.

Amennyiben előzően a belső felhúzóellenállást aktiváltuk, a kimeneti feszültség is HIGH jel esetén az 5V helyett kevesebb (kb. 3,3V) lesz, lásd: digitalWrite()

A pinMode() funkció paraméterei:

• INPUT: az adott pin bemenetként kerül alkalmazásra
• INPUT_PULLUP: az adott pin bemenet; belső felhúzóellenálláson keresztül
• OUTPUT: az adott pin kimenetként kerül alkalmazásra

A pin, melyre az adott board-on LED van csatlakoztatva. Az UNO esetén ez a 13. pin.

A false a nulla (0) logikai kifejezését szolgálja.
A true bármely érték megfelelője lehet, mely nem nulla (-10, 2, 3.1415, ..)

Az integer konstansok egész számok előre (nem változtathatü módon) történő definiálására szolgálnak. A definiális több számrendszerben is elvégezhető:

Példák:

// OB121.com példaprogram - Vámos Sándor (2019)
// karakter konstansok alkalmazása az Arduino-ban
 
    // integer character constants,
    int c1='a'; 
    int c2='🍌'; 
 
    // multicharacter constant
    int c3='ab'; 
 
    // 16-bit wide character constants
    char16_t uc1 = u'a';
    char16_t uc2 = u'á';
    char16_t uc3 = u'¢'; 
    char16_t uc4 = u'猫'; 
 
    // 32-bit wide character constants
    char32_t Uc1 = U'a'; 
    char32_t uc2 = U'á';
    char32_t Uc3 = U'¢'; 
    char32_t Uc4 = U'猫'; 
    char32_t Uc5 = U'🍌'; 
 
    // wide character constants
    wchar_t wc1 = L'a'; 
    wchar_t uc2 = L'á';
    wchar_t wc3 = L'¢'; 
    wchar_t wc4 = L'猫'; 
    wchar_t wc5 = L'🍌'; 

A Arduino - mivel C bázisú - természetesen elérhetővé teszi a C változótípusait (intn_t, uintn_t,..) csakúgy, mint az ezekhez rendelt konstansokat is. Ezek közül néhány fontosabb:

• INTn_MIN: Az INT-ek minimum értéke (pl. INT16_MIN)
• INTn_MAX: Az INT-ek maximum értéke (pl. INT16_MAX)
• UINTn_MAX: Az előjel nélküli INT-ek maximum értéke (pl. UINT16_MAX)

// OB121.com példaprogram - Vámos Sándor (2019)
// C típuskonstansok alkalmazása az Arduino-ban
 
Serial.print("INT8_MIN");
Serial.println(INT8_MIN);
Serial.print("INT16_MIN");
Serial.println(INT16_MIN);
Serial.print("INT32_MIN");
Serial.println(INT32_MIN);
 
Serial.print("INT8_MAX");
Serial.println(INT8_MAX);
Serial.print("INT16_MAX");
Serial.println(INT16_MAX);
Serial.print("INT32_MAX");
Serial.println(INT32_MAX);

A void kulcsszó olyan funkciók deklarációjához használható, melyek meghívásuk esetén nem adnak visszatérési értéket.

// a "setup" és "loop" funkciók az Arduino alap-programszerkezetéhez tartoznak 
// visszatérési értékük nincs

void setup () 
{ 
  // ... 
} 

void loop () 
{ 
  // ... 
}

A boolean típus a true vagy false értéket veheti fel. Minden boolean változó egy bájt memóriát foglal.

A típus egy bájton egy karakter tárolására alkalmas, pl: „A”. A változó értéktartománya -128 .. 127-ig terjed. A C alap-megfeleltetése szerint a típus az int8_t-nek vagy c-char-nak felel meg, lásd: strint.h type.

A karakterlánc ismertetése itt található: char_array.

Speciális karakter a '\0' (null terminal), amivel a karakter-láncokat kell lezárni.

  char myChar = 'A';
  char myChar = 65;      // a két definíció egyenértékű

A típus lehetséges konvertálási lehetőségei itt találhatók: Arduino típuskonvertálások

A típus egy bájton egy karakter tárolására alkalmas, pl: „A”. A típus megegyezik a „char”-ral, de a változó értéktartománya itt 0 .. 255-ig terjed. A C alap-megfeleltetése szerint a típus az uint8_t-nek felel meg, lásd: strint.h type.

unsigned char myChar = 240;

A típus lehetséges konvertálási lehetőségei itt találhatók: Arduino típuskonvertálások

A C-ben alapvetően négy „char” típus található, ezek mindegyike használható az Arduino-nál (lásd: karakter konstansok):

• char (c_char): 8 bit
• char16_t : 16 bit
• char32_t : 32 bit
• wchar_t : 64 bit

A byte típus egy nyolc bit terjedelmű előjel nélküli típus. Értéktartománya 0 .. 255-ig terjed.

A típus lehetséges konvertálási lehetőségei itt találhatók: Arduino típuskonvertálások

A típus előjeles, két bájt terjedelmű változókat tárolhat. Értéktartománya: -32.768 .. 32.767 (- 2 ^ 15 .. 2 ^ 15 - 1). A számértékek tárolását az un. kettes komplementer képzéssel valósítja meg. Az INT típus 4 bájt hosszú változata a LONG. A típus általában megegyezik a SHORT-tal. A C alap-megfeleltetése szerint a típus az int16_t-nek felel meg, lásd: strint.h type.

Néhány példa az INT típus számérték-tárolására:

A típus lehetséges konvertálási lehetőségei itt találhatók: Arduino típuskonvertálások

Képzése megegyezik az INT-ével: a típus előjeles, két bájt terjedelmű változókat tárolhat. Értéktartománya: -32.768 .. 32.767 (- 2 ^ 15 .. 2 ^ 15 - 1). Előnye azt INT-tel szemben, hogy a terjedelme minden plattformon azonos. A C alap-megfeleltetése szerint a típus az int16_t-nek felel meg, lásd: strint.h type.

A típus lehetséges konvertálási lehetőségei itt találhatók: Arduino típuskonvertálások

Az Arduino, mivel a fordítója C bázisú, az „alap” C változótípusokat is ismeri és kezeli. Ilyen típus intN_t is. Ennek a használatával (ha szükséges), elkerülhető, hogy a különböző board-ok az INT-et más-más bithosszal értelmezzék, ez a típus ugyanis rögzíti az alkalmazott bithosszt:

• int8_t : 8 bit
• int16_t : 16 bit, az Uno-n ez felel meg az INT típusnak
• int32_t : 32 bit, az Uno-n ez felel meg az DINT típusnak, az Arduino Due, SAMD boardokon ez felel meg az INT típusnak
• int64_t : 64 bit

A típusokkal együtt a konstansok is elérhetők a C-ből, lásd: C típuskonstansok

Az Arduino, mivel a fordítója C bázisú, az „alap” C változótípusokat is ismeri és kezeli. Ilyen típus uintN_t (előjel nélküli integer) is. Ennek a használatával (ha szükséges), elkerülhető, hogy a különböző board-ok az UINT-et más-más bithosszal értelmezzék, ez a típus ugyanis rögzíti az alkalmazott bithosszt:

• uint8_t : 8 bit
• uint16_t : 16 bit, az Uno-n ez felel meg az unsigned int típusnak
• uint32_t : 32 bit, az Uno-n ez felel meg az unsigned long típusnak, az Arduino Due, SAMD boardokon ez felel meg az unsigned int típusnak
• uint64_t : 64 bit

A típusokkal együtt a konstansok is elérhetők a C-ből, lásd: C típuskonstansok

A típus előjel nélküli, két bájt terjedelmű változókat tárolhat. Értéktartománya: 0 .. 65.535 (0 .. 2 ^ 16 - 1). A C alap-megfeleltetése szerint a típus az uint16_t-nek felel meg, lásd: strint.h type.

A típus lehetséges konvertálási lehetőségei itt találhatók: Arduino típuskonvertálások

A LONG típus képzését tekintve megegyezik az INT-tel, azzal a különbséggel, hogy 4 byte hosszú, így értéktartománya: -2.147.483.648 .. 2.147.483.647 (- 2 ^ 31 .. 2 ^ 31 - 1). A számértékek tárolását az un. kettes komplementer képzéssel valósítja meg. A C alap-megfeleltetése szerint a típus az int32_t-nek felel meg, lásd: strint.h type.

Konstansként megadása esetén az "L" formázókarakterrel lehet „force”-olni a típus használatát.

A típus lehetséges konvertálási lehetőségei itt találhatók: Arduino típuskonvertálások

Hasonlóan az UNSIGNED_INT típushoz, a típus előjel nélküli, négy bájt terjedelmű változókat tárolhat. Értéktartománya: 0 .. 4.294.967.295 (0 .. 2 ^ 32 - 1). A C alap-megfeleltetése szerint a típus az uint32_t-nek felel meg, lásd: strint.h type.

A típus lehetséges konvertálási lehetőségei itt találhatók: Arduino típuskonvertálások

A WORD típus egy 2 bájt hosszú tárolótípus. Képzési logikája nincs, a tartalma szabadon meghatározható, kezelhető. A típus kétszeres hosszú változata a DOUBLE.

A típus lehetséges konvertálási lehetőségei itt találhatók: Arduino típuskonvertálások

A DOUBLE típus egy 4 bájt hosszú tárolótípus, terjedelme gyakorlatilag a WORD duplája. Képzési logikája nincs, a tartalma szabadon meghatározható, kezelhető.

A típus lehetséges konvertálási lehetőségei itt találhatók: Arduino típuskonvertálások

A típus törtszámok lebegőpontos számábrázolás-sal tárolására alkalmas 4 bájton. Értéktartománya: -3.4028235E+38 .. 3.4028235E+38.

A lebegőpontos műveletek sokkal több időt vesznek igénybe, mint a fixpontosok, időkritikus program esetén érdemes ezeket kerülni, vagy sűrűbben konvertálni.

A típus változóit minden esetben tizedesponttal kell megadni (10 ☛ 10.0), egyébként int típusúként kerülnek feldolgozásra.

   int x;
   int y;
   float z;

   x = 1;
   y = x / 2;            // az y eredménye 0 lesz, mert egész számként a ½ nem ábrázolható
   z = (float)x / 2.0;   // a z eredmény most 0,5 lesz

A típus lehetséges konvertálási lehetőségei itt találhatók: Arduino típuskonvertálások

A sting típust kétféle módon lehet kezelni. Egyrészt karakterek sorozataként, másrészt egyfefüggő önálló objektumként. Az első meoldást kis s-sel kell írni (string), míg a másodikat, melyet itt talál, nagy S-sel (String).

Speciális karakter a '\0' (null terminal), amivel a karakter-láncokat kell lezárni. Automatikus értékadás mellett ezt a fordító valósítja meg:

char greeting[] = "Hello";

A fenti esetben a karaktersorozat hossza 6 byte lesz, mert a fordító a kifejezés végére beilleszt egy null-terminált: 'H', 'e', 'l', 'l', 'o', '\0'. Kézi értékmegadásnál erről a programozónak kell gondoskodnia:

char greeting[6] = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o', '\0'};

Ez itt a kis s-sel írandó típus, azaz a string itt karakterek (CHAR) sorozata:

  char Str1 [15];                                               
  char Str2 [8] = {'a', 'r', 'd', 'u', 'i', 'n', 'o'};          // arduino
  char Str3 [8] = {'a', 'r', 'd', 'u', 'i', 'n', 'o', '\ 0'};   // arduino + null-karakter
  char Str4 [] = "arduino";                                     // automatikus méretezés
  char Str5 [8] = "arduino";                                    
  char Str6 [15] = "arduino";

A karakterláncokat mindig null-karakterrel zárni, ez lehetővé teszi a string-kezelő funkciók számára (pl. Serial.print ()) hogy megállapítsák a string végét. Ezért a string-eket egy karakterrel hosszabbra kell méretezni, mint azoknak a várható tartalma, így a fenti példában a Str4 automatikusan 8 karakter hosszú lesz. A típusban a formázókaraktereket is lehet tárolni, lásd a karakter konstansoknál.

A típus lehetséges konvertálási lehetőségei itt találhatók: Arduino típuskonvertálások

• strlen() - karakterlánc (char array) hossza
• strcpy() - karakterlánc (char array) másolása
• memcpy() - karakterlánc (char array) másolása a memóriában
• strcat() - karakterlánc (char array) hozzáfűzés
• strcmp() - karakterláncok (char array) összehasnlítása
• strchr() - egy karakter első előfordulása a karakterláncban (char array)
• strstr() - egy karakterlánc első előfordulása a karakterláncban (char array)

A String objektum, eltérően a string karakterlénctól, inkább összefüggő, komplexebb szövegek kezelésére készült. Ennek egyelőre nincs kész a fordítása, az eredetije itt található: https://www.arduino.cc/en/Reference/StringObject

A típus lehetséges konvertálási lehetőségei itt találhatók: Arduino típuskonvertálások

A tömb valamilyen változótípushoz tartozó indexelhető és fix-hosszúságú értékek összessége. A tömb létrehozására néhány példa:

  int myInts [6];                         // "üres" tömb, kezdeti értékadás nélkül
  int myPins [] = {2, 4, 8, 3, 6};        // a tömb méretezése automatikusan, a megadott elemek számától függően
  int mySensVals [6] = {2, 4, -8, 3, 2};  // kezdeti értékekkel részben feltöltött tömb
  char message [6] = "hello";             // karakterlánc, ahol legalább egy karaktert "üresen" kell hagyni, lásd: string

A C-fordító nem ellenőrzi, hogy a tömb indexelésével a területről „kiindexel-e”. Azaz az alábbi példa szerint

  int myArray [10] = {9,3,2,4,3,2,7,8,9,11}; 

A myArray[9] értéke 11, mivel az indexelést mindig 0-val kell kezdeni. A myArray[10]-ben, amit probléma nélkül olvashatunk, sőt, írhatunk is (!), a tömb területén kívül eső memóriaterület lesz.

A pointer a változók memóriabeli címét tárolja. Szintaktikája: type *var-name;

Néhány példa a definiálására:

int    *ip;    /* pointer to an integer */
double *dp;    /* pointer to a double */
float  *fp;    /* pointer to a float */
char   *ch     /* pointer to a character */

Példa a pointer alkalmazására:

   int  var = 20;   /* actual variable declaration */
   int  *ip;        /* pointer variable declaration */
 
void setup() {
}
 
void loop() {
   ip = &var;  /* store address of var in pointer variable*/
 
// &var: Address of var variable
// ip:   Address stored in ip variable
// *ip:  Value of *ip variable
 
}

A sizeof funkció a paraméterében megadott változó vagy tömb bájt-hosszával tér vissza.

sizeof (változó)

változó: bármely típus, vagy bármilyen elem-típusú tömb

char myStr[] = "ez egy teszt";
int i;

void setup(){
  Serial.begin(9600);
}

void loop() { 
  for (i = 0; i < sizeof(myStr) - 1; i++){
    Serial.print(i, DEC);
    Serial.print(" = ");
    Serial.write(myStr[i]);
    Serial.println();
  }
  delay(5000); // csak szép lassan
}

for (i = 0; i < (sizeof(myInts)/sizeof(int)); i++) {
  // műveletek a myInts[i]-vel
}