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Arduino 库创建

在Arduino开发中，库（Library）是一个非常重要的概念。它允许你将常用的代码封装起来，以便在不同的项目中重复使用。通过创建自己的Arduino库，你可以提高代码的可维护性和可重用性。本文将详细介绍如何创建Arduino库，并通过实际案例帮助你理解这一过程。

什么是Arduino库？​

Arduino库是一组相关的函数和类的集合，通常用于实现特定的功能。例如，Arduino自带的Servo库用于控制伺服电机，Wire库用于I2C通信。通过使用库，你可以避免重复编写相同的代码，从而专注于项目的核心逻辑。

创建Arduino库的基本步骤​

1. 创建库的文件夹结构​

首先，你需要为你的库创建一个文件夹结构。通常，一个Arduino库包含以下文件：

  • 库名.h：头文件，包含类的声明和函数的原型。
  • 库名.cpp：源文件，包含类的实现和函数的定义。
  • keywords.txt（可选）：用于定义库中的关键字，以便在Arduino IDE中高亮显示。
  • examples文件夹（可选）：包含使用该库的示例代码。

2. 编写头文件（.h）​

头文件通常包含类的声明和函数的原型。以下是一个简单的头文件示例：

cpp
#ifndef MyLibrary_h
#define MyLibrary_h

#include "Arduino.h"

class MyLibrary {
  public:
    MyLibrary(int pin);
    void begin();
    void doSomething();
  private:
    int _pin;
};

#endif

在这个示例中，我们定义了一个名为MyLibrary的类，它包含一个构造函数、一个begin()函数和一个doSomething()函数。

3. 编写源文件（.cpp）​

源文件包含类的实现和函数的定义。以下是一个简单的源文件示例：

cpp
#include "MyLibrary.h"

MyLibrary::MyLibrary(int pin) {
  _pin = pin;
}

void MyLibrary::begin() {
  pinMode(_pin, OUTPUT);
}

void MyLibrary::doSomething() {
  digitalWrite(_pin, HIGH);
  delay(1000);
  digitalWrite(_pin, LOW);
}

在这个示例中，我们实现了MyLibrary类的构造函数、begin()函数和doSomething()函数。

4. 添加示例代码（可选）​

为了帮助其他开发者使用你的库，你可以添加一些示例代码。将示例代码放在examples文件夹中。以下是一个简单的示例代码：

cpp
#include <MyLibrary.h>

MyLibrary myLib(13);

void setup() {
  myLib.begin();
}

void loop() {
  myLib.doSomething();
  delay(1000);
}

在这个示例中，我们创建了一个MyLibrary对象，并在setup()函数中调用begin()函数，在loop()函数中调用doSomething()函数。

5. 添加keywords.txt文件（可选）​

keywords.txt文件用于定义库中的关键字，以便在Arduino IDE中高亮显示。以下是一个简单的keywords.txt文件示例：

MyLibrary KEYWORD1
begin KEYWORD2
doSomething KEYWORD2

在这个示例中，我们将MyLibrary定义为KEYWORD1，将begin和doSomething定义为KEYWORD2。

实际案例：创建一个LED控制库​

让我们通过一个实际案例来展示如何创建一个简单的LED控制库。这个库将允许你轻松地控制一个LED的开关。

1. 创建文件夹结构​

首先，创建一个名为LEDControl的文件夹，并在其中创建以下文件：

  • LEDControl.h
  • LEDControl.cpp
  • examples/LEDBlink/LEDBlink.ino

2. 编写头文件​

在LEDControl.h文件中，添加以下代码：

cpp
#ifndef LEDControl_h
#define LEDControl_h

#include "Arduino.h"

class LEDControl {
  public:
    LEDControl(int pin);
    void begin();
    void on();
    void off();
  private:
    int _pin;
};

#endif

3. 编写源文件​

在LEDControl.cpp文件中，添加以下代码：

cpp
#include "LEDControl.h"

LEDControl::LEDControl(int pin) {
  _pin = pin;
}

void LEDControl::begin() {
  pinMode(_pin, OUTPUT);
}

void LEDControl::on() {
  digitalWrite(_pin, HIGH);
}

void LEDControl::off() {
  digitalWrite(_pin, LOW);
}

4. 添加示例代码​

在examples/LEDBlink/LEDBlink.ino文件中，添加以下代码：

cpp
#include <LEDControl.h>

LEDControl led(13);

void setup() {
  led.begin();
}

void loop() {
  led.on();
  delay(1000);
  led.off();
  delay(1000);
}

5. 测试库​

将LEDControl文件夹放入Arduino的libraries文件夹中，然后打开Arduino IDE。你应该能够在示例菜单中找到LEDBlink示例。上传代码到Arduino板，LED应该会以1秒的间隔闪烁。

总结​

通过创建自己的Arduino库，你可以将常用的代码封装起来，以便在不同的项目中重复使用。本文介绍了创建Arduino库的基本步骤，并通过一个实际案例展示了如何创建一个简单的LED控制库。希望本文能帮助你更好地理解Arduino库的创建过程，并在你的项目中应用这一技能。

附加资源​

练习​

  1. 尝试创建一个库，用于控制多个LED的开关。
  2. 扩展LEDControl库，添加一个blink()函数，用于控制LED的闪烁频率。
  3. 创建一个库，用于读取模拟传感器的值，并将其转换为实际物理量（如温度或湿度）。