Arduino 之 for 循环学习笔记教程

一、前言

在 Arduino 编程里，for 循环是让程序实现重复操作的得力工具，就像工厂里不断重复加工零件的机器，能帮我们高效完成有规律的任务，比如让 LED 渐变、按顺序输出数字等。接下来咱们一步步搞懂它！

二、for 循环基本结构

（一）语法格式

for (表达式1; 表达式2; 表达式3) {
  循环体; // 要重复执行的代码
}

• 表达式 1：一般用来创建循环变量，还会给它设置初始值 ，而且在整个循环里只执行一次，就像给跑步比赛的选手确定起始位置。比如 for (int i = 1; ... 里，int i = 1 就是创建了一个整型变量 i ，并把它初始化为 1 。
• 表达式 2：是循环的条件判断 ，每次执行循环体之前都会检查这个条件。要是条件成立（结果为真 ），就执行循环体；要是不成立（结果为假 ），就跳出循环。好比跑步比赛里的终点线，到了就不跑啦，像 i <= 5 就是判断 i 是不是小于等于 5 。
• 表达式 3：在每次循环体执行完后运行 ，通常用来改变循环变量的值，比如让变量增加或者减少，像 i++ 就是让 i 的值每次加 1 ，把它想象成跑步时每跑一步就前进一段距离。
• 循环体：大括号 {} 里的代码，会跟着循环条件的判断结果重复执行，这就是咱们要让电脑重复做的事儿，比如串口打印数字、控制 LED 亮度变化。

（二）执行流程

1. 先执行 表达式 1，完成循环变量的初始化。
2. 接着判断 表达式 2：
   • 要是条件成立（为真 ），就执行 循环体 里的代码，然后执行 表达式 3 改变循环变量，之后回到步骤 2 再次判断 表达式 2 。
   • 要是条件不成立（为假 ），直接跳出 for 循环，接着执行循环后面的代码。

举个简单例子感受下：

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  // 表达式1：创建变量i并初始化为1；表达式2：i <= 5时继续循环；表达式3：i每次加1
  for (int i = 1; i <= 5; i++) { 
    Serial.println(i); // 循环体：串口输出i的值，会输出1、2、3、4、5
  }
}
void loop() {
  // 这里暂时没内容
}

执行流程：

• 第一步，int i = 1 初始化变量 i 为 1 。
• 第二步，判断 i <= 5 ，1 小于 5 ，条件成立，执行 Serial.println(i) ，串口输出 1 ；然后执行 i++ ，i 变成 2 。
• 第三步，又判断 i <= 5 ，2 小于 5 ，执行 Serial.println(i) 输出 2 ，再 i++ 变成 3 。
• 就这样一直重复，直到 i 变成 6 ，判断 i <= 5 不成立，循环结束。

三、for 循环在 Arduino 里的常用场景

（一）控制 LED 渐变（结合 analogWrite ）

想让 LED 从暗慢慢变亮，再从亮慢慢变暗，用 for 循环就很方便，代码如下：

const int ledPin = 3; // 定义LED连接的引脚

void setup() {
  pinMode(ledPin, OUTPUT); // 设置引脚为输出模式
}

void loop() {
  // 让LED慢慢变亮的循环
  // i从0开始，到255结束，每次加1，因为analogWrite的范围是0-255
  for (int i = 0; i <= 255; i++) { 
    analogWrite(ledPin, i); // 控制LED亮度，i越大越亮
    delay(20); // 延时20毫秒，让变化能看清
  }

  // 让LED慢慢变暗的循环
  // i从255开始，到0结束，每次减1
  for (int i = 255; i >= 0; i--) { 
    analogWrite(ledPin, i); // 控制LED亮度，i越小越暗
    delay(20); // 延时20毫秒
  }
}

这里有两个 for 循环：

• 第一个循环，i 从 0 增加到 255 ，analogWrite 输出的数值越来越大，LED 就慢慢变亮；delay(20) 是为了让我们能看清亮度变化的过程，不然变化太快肉眼看不清。
• 第二个循环，i 从 255 减少到 0 ，analogWrite 输出的数值越来越小，LED 就慢慢变暗，同样靠 delay(20) 控制节奏。然后 loop 函数会不断重复这两个循环，LED 就一直渐变啦。

（二）串口输出有规律的数字

1. 递增输出（从 3 到 8 ，空格分隔 ）

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  // i从3开始，到8结束，每次加1
  for (int i = 3; i <= 8; i++) { 
    Serial.print(i); // 串口输出i的值，不换行
    Serial.print(" "); // 输出空格，让数字之间有间隔
  }
}
void loop() {
  // 无内容
}

在这个 for 循环里：

• 表达式1 是 int i = 3 ，初始化变量 i 为 3 。
• 表达式2 是 i <= 8 ，只要 i 小于等于 8 就继续循环。
• 表达式3 是 i++ ，每次循环后 i 加 1 。
• 循环体里用 Serial.print 输出 i 的值，因为 Serial.print 不会自动换行，所以数字会在同一行显示，再用 Serial.print(" ") 输出空格分隔开，最后串口会显示 3 4 5 6 7 8 。

2. 递减输出（从 10 到 1 ）

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  // i从10开始，到1结束，每次减1
  for (int i = 10; i >= 1; i--) { 
    Serial.println(i); // 串口输出i的值，每次换行，会输出10、9、…、1
  }
}
void loop() {
  // 无内容
}

这里：

• 表达式1 初始化 i 为 10 。
• 表达式2 是 i >= 1 ，判断 i 是不是大于等于 1 。
• 表达式3 是 i-- ，每次循环后 i 减 1 。
• 循环体用 Serial.println 输出 i 的值，每次输出会自动换行，所以串口会依次显示 10 、9 、8 一直到 1 。

（三）配合传感器数据处理（以光照传感器为例 ）

当我们用光照传感器获取数据，并且想多次读取或者做一些有规律的处理时，for 循环也能派上用场，不过下面这个例子是结合之前的知识，持续读取并处理数据，其实也可以在循环里做多次读取（比如为了取平均值减少误差 ），简单示例：

const int guangPin = A0; // 光照传感器引脚
const int ledPin = 3;   // LED引脚
int val;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(guangPin, INPUT);
  pinMode(ledPin, OUTPUT);
}

void loop() {
  // 这里可以加for循环，比如多次读取传感器数据取平均
  int sum = 0;
  // 循环5次读取传感器数据
  for (int i = 0; i < 5; i++) { 
    val = analogRead(guangPin); // 读取光照传感器值（0-1023）
    sum += val; // 把每次读取的值累加
    delay(10); // 稍作延时
  }
  val = sum / 5; // 计算平均值
  val = map(val, 0, 1023, 0, 255); // 映射到0-255
  Serial.println(val); 
  analogWrite(ledPin, val); // 控制LED亮度
  delay(100); 
}

在这个例子里，for 循环用来多次读取光照传感器的数据，把 5 次的结果累加后求平均值，这样能让获取的数据更稳定，减少偶然因素的影响，然后再把处理后的数据用来控制 LED 亮度，让控制更精准。这就是 for 循环在传感器数据处理里的一个小应用，当然实际项目里还能有更多花样。

四、总结

• for 循环的结构是 for (表达式1; 表达式2; 表达式3) { 循环体; } ，按照“初始化 - 判断条件 - 执行循环体 - 更新变量”的流程重复执行。
• 在 Arduino 里，它能帮我们做很多事，像控制 LED 渐变实现炫酷效果，有规律地输出数字方便调试，还能配合传感器多次读取数据优化结果。
• 关键是要理解三个表达式和循环体的作用，然后根据实际需求去调整，比如改变循环变量的初始值、条件判断规则、变量更新方式，还有循环体里执行的具体操作。多动手写代码试试不同的循环逻辑，就能越来越熟练啦，比如自己改改循环的次数、变量的变化步长，看看程序运行结果有啥不一样，这样学习效果会更好！