第 7 章：Arduino API 速览——硬件代码字典

本章能学到什么

• pinMode / digitalWrite / digitalRead：数字引脚读写
• analogWrite / analogRead：PWM 输出与模拟读取
• delay / millis：延时与计时
• Serial：串口通信

这一章和第二册的 machine 库速览一样，是用来查的字典，不用背。后面每个硬件实验的代码里都会反复出现这些"单词"，遇到不认识的，回这一章查就行。

每个 API 配一个最小示例，和第二册的 machine 库一一对应。

pinMode + digitalWrite：数字输出

void setup() {
  pinMode(0, OUTPUT);       // GP0 设为输出（GP 编号，和第二册一致）
}

void loop() {
  digitalWrite(0, HIGH);    // 高电平 → 灯亮
  delay(1000);
  digitalWrite(0, LOW);     // 低电平 → 灯灭
  delay(1000);
}

对照 Python：Pin(0, Pin.OUT) + led.value(1/0)。

pinMode + digitalRead：数字输入

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  pinMode(10, INPUT);       // GP10 设为输入（读循迹探头）
}

void loop() {
  int state = digitalRead(10);   // 读到 HIGH 或 LOW
  Serial.println(state);         // 打印 1 或 0
  delay(200);
}

analogWrite：PWM 输出

void setup() {
  pinMode(0, OUTPUT);
}

void loop() {
  analogWrite(0, 128);    // 占空比 50%（默认分辨率 0~255）
}

RP2040 的所有 GPIO 都支持 PWM（不像 Arduino UNO 只有带 ~ 的引脚）。analogWrite 默认用 8 位分辨率（0~255），和第二册 duty_u16 的换算关系：duty_u16 = analogWrite值 × 257（比如 128 × 257 = 32896 ≈ 32768）。

analogRead：模拟读取

void setup() {
  Serial.begin(115200);
}

void loop() {
  int value = analogRead(26);   // 读 GP26（ADC0），返回 0~1023
  Serial.println(value);
  delay(200);
}

Arduino 的 analogRead 默认返回 0~1023（10 位），Python 的 read_u16() 返回 0~65535。Pico 只有 GP26~GP28 三个引脚支持模拟读取。

delay 与 millis：延时与计时

delay(500);        // 阻塞延时 500 毫秒——这期间板子什么都不干

millis() 返回开机至今的毫秒数，能实现"不阻塞"的计时：

unsigned long lastTime = 0;

void loop() {
  if (millis() - lastTime >= 500) {   // 每 500ms 执行一次
    lastTime = millis();
    // 做事……
  }
  // 这里还能同时干别的，不会像 delay 那样卡住
}

Serial：串口通信

void setup() {
  Serial.begin(115200);          // 初始化，波特率 115200
  Serial.println("ready");       // 打印并换行
  Serial.print("no newline");    // 打印不换行
}

常见坑

• analogWrite 的值默认 0~255，不是 0~65535（那是 Python 的 duty_u16）
• analogRead 只能用于 GP26~GP28
• 串口监视器波特率要和 Serial.begin() 一致

想一想

1. delay 和 millis 的根本区别是什么？为什么"不阻塞"在单片机里很重要？

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   delay 是阻塞的：等待期间板子什么都不干，像"闭眼数数"。millis 是不阻塞的：看一眼"表"（开机至今的毫秒数），没到时间就继续干别的，到点了再做事。单片机经常要同时照顾多个传感器（边测距边看循迹），一旦被 delay 卡住，别的事全耽误了——所以"不阻塞"很重要。

2. 把第二册第 7 章的 4 个 Python 示例和这里的 C++ 示例并排看，是不是几乎一一对应？

   💡 查看答案

   是的，几乎一一对应：Pin(0, Pin.OUT) ↔ pinMode(0, OUTPUT)、value(1) ↔ digitalWrite(0, HIGH)、duty_u16() ↔ analogWrite()、read_u16() ↔ analogRead()、sleep() ↔ delay()。只是名字和数值范围（0~65535 vs 0~255）不同。