从事单片机的读者应该都听说过Arduino或者使用过Arduino,但是很多朋友还是不知道Arduino是什么。 今天,我就为初学者简单介绍一下Arduino相关的内容。
1.Arduino初识
要了解Arduino,首先必须了解什么是微控制器。 Arduino平台的基础实际上是AVR指令集的微控制器。
1.什么是微控制器?
一台工作的计算机包含以下部分:中央处理器CPU(用于计算和控制)、随机存取存储器RAM(数据存储)、存储器ROM(程序存储)、输入/输出设备I/O(串行端口)、并行输出端口, ETC。)。 在个人计算机 (PC) 中,这些部件被分为多个芯片并安装在称为主板的印刷电路板上。 在单片机中,所有这些部件都集成在一个集成电路芯片上,因此称为单片机(single-chip)计算机。 除了上述部分外,有些单片机还集成了模拟等其他部分。 量/数字量转换(A/D)、数字量/模拟量转换(D/A)等
2、单片机有什么用?
所谓杀鸡儆猴,并不一定在每种情况下都需要有很高的表现。 想象一下使用英特尔 i7 处理器的声控灯。 它的性价比一定是天高的。 应用的关键是看是否足够,是否具有良好的性价比,所以单片机很好的填补了这一空白。
回过头来看,Arduino是什么?
Arduino是一个方便、灵活、易用的开源电子原型平台,包括硬件(各类Arduino板)和软件(Arduino IDE)。 它适合艺术家、设计师、爱好者和任何想做新事物的人。 它的特点是造型简单,可以与人互动。 十岁的孩子也可以用它来做他想要的东西。 Arduino可以通过各种传感器来感知环境,并通过控制灯光、电机等设备来反馈和影响环境。 板上的微控制器可以通过Arduino编程语言进行编程,编译成二进制文件,并包含在微控制器中。 基于Arduino的项目可以只包含Arduino,也可以包含Arduino和PC上运行的其他一些软件,并实现它们之间的通信(例如Flash、Processing、MaxMSP)。
2.Arduino的类型
市场上有很多 Arduino 板可供选择。 别说原厂的十几块,光是市面上的Arduino板就有上万块,这对于初学者来说简直是不人道的。 为正确的项目选择 Arduino 就成功了一半。 让我们看一下最常见的 Arduino 板以及如何区分它们。
ArduinoMega
要区分这么多的板子并选择合适的Arduino,主要需要看以下三个方面:性能、特性和尺寸。
我们先看性能。 即处理器内存、时钟频率和位宽。 硬件处理能力通常完全取决于板卡的芯片,而芯片也限制了可以运行的软件。
其次,看特点。 包括板上除微处理器之外的所有内容,例如输入/输出引脚、集成组件(按钮、LED、电机驱动器等)以及可用接口(USB、以太网等)的类型和数量。
最后,看尺寸。 由于项目性质不同,留给电子部分的体积和重量也有很大差异。 例如,如果你想做一个狗的追踪器,如果使用Mega、电池盒和扩展板,那么它的尺寸至少必须为10*5*5cm,重量为200g。 这是追踪器还是沙袋? 正因为如此,Arduino才有了这么多的兄弟姐妹。
说了这么多,我们来看看主流的Arduino。
1.Arduino乌诺
处理器:ATmega328(8位CPU,16MHz时钟频率,2KB SRAM,32KB闪存)
特点:14个数字I/O端口,6个模拟输入端口,可更换处理器设计
尺寸:75 x 55 毫米
价格:30 美元
2. Arduino 莱昂纳多
处理器:ATmega32u4(8位CPU,16MHz时钟频率,2.5KB SRAM,32KB闪存)
特点:20个数字I/O端口,其中12个可用作模拟端口,原生支持USB
尺寸:75 x 55 毫米
价格:25 美元
3.Arduino到期
处理器:Atmel SAM3X8E ARM Cortex-M3(32位CPU,84MHz时钟频率,96KB SRAM,512KB闪存)
特性:54 个数字 I/O 端口、12 个模拟输入端口、2 个模拟输出端口、原生 USB 支持
尺寸:100×55mm
价格:50 美元
4.Arduino微控制器
处理器:ATmega32u4(8位CPU,16MHz时钟频率,2.5KB SRAM,32KB闪存)
特点:20个数字I/O端口,其中12个可用作模拟端口,原生支持USB
尺寸:50 x 18 毫米
价格:27 美元
5. LilyPad Arduino
处理器:ATmega328(8位CPU,16MHz时钟频率,2KB SRAM,32KB闪存)
特点:14个数字I/O端口,6个模拟输入端口
尺寸:直径50mm圆形
价格:22 美元
当然,还有很多,这里就不一一列举了。 有兴趣的可以自行了解一下。
3.下载并安装Arduino编译环境
下载链接:
Windows、Mac、Linux三大操作系统均支持,大家可以根据自己的情况选择下载。
安装过程这里不再一一描述。 基本上,一路“下一步”就可以了。 如果你无法安装,我认为你是一个不合格的开发者。
4.了解Arduino IDE
这个小实验的目的是点亮Arduino UNO板上13号引脚上的LED灯,持续一秒钟,然后关闭,然后继续一秒钟,如此循环下去。
现在,假设我们使用的是Arduino UNO型号的控制板(建议初学者使用UNO,比较稳定),并且已经按照上述步骤部署了Arduino开发环境并安装了USB驱动。
1.连接Arduino控制板和电脑
将USB线一端插入Arduino控制板,另一端插入电脑的USB接口。 (注:独立工作时,Arduino控制板可以选择USB供电,也可以使用移动电源或电源适配器供电)
连接Arduino控制板和电脑
打开Arudino IDE,会出现Arduino IDE的编辑界面。
2.了解Arduino IDE
我们先简单介绍一下Arduino编译器。 以后我们还要经常处理这个问题。
Arduino IDE是Arduino产品的软件编辑环境。 简单来说就是一个用来写代码和下载代码的地方。
任何 Arduino 产品都需要下载代码才能运行。
我们搭建的硬件电路是由辅助代码完成的,两者缺一不可。 这和人通过大脑控制身体运动的原理是一样的。 如果说代码是大脑,那么外围硬件就是四肢。 四肢的活动依赖于大脑,因此硬件实现依赖于代码。
上面已经标注了Arduino IDE的基本功能区域(懒惰的旧图,不过布局和新版本一样)。 上图中大部分白色区域是代码编辑区域,用于输入代码。 注意,输入代码时需要切换到英文输入法模式。 下面黑色区域是消息提示区域,会显示编译或下载是否通过。
3.下载Blink程序
下载最简单的代码不仅可以帮助我们熟悉如何下载程序,还可以测试板子的质量。
UNO 板上标记为 L 的 LED。 该测试代码是让LED灯闪烁。
4.打开闪烁
插入USB线,打开Arduino IDE,找到“Blink”代码。
文件 > 示例 > 01.基础 > 闪烁
5. 验证程序
通常,写完一段代码后,我们需要验证一下代码是否有错误。 单击“验证”。
验证(编译)完成后,可以看到相应的提示。
由于是示例代码,所以验证不会有错误。 不过,在以后编写代码的过程中,输入代码后,需要先进行验证,然后再下载到Arduino。
在下载程序之前,我们首先要告诉Arduino IDE我们正在使用什么板子以及它是什么串口。
6.设置板卡型号
Arduino包括多个版本的主控制器,其中比较常见的是Uno、Leonardo和Mega系列控制器(最全面的选型指南)。
在板卡栏中,您需要根据您选择的主控硬件的固件类型来选择板卡。 (示例中选择以 Uno 作为 bootloader 的控制器) Tools > Board > Arduino Uno
7. 设置串口
工具>串口>xx,这里的xx应该和我们电脑设备管理器中看到的一致。
8.下载程序
如图所示,最后点击“上传”。 (这里的上传其实和之前的下载意思是一样的)
上传完成!
不出意外,我们可以直观地看到程序在板上运行的效果:
Adruino Uno 板上引脚 13 上的 LED 灯闪烁。
好了,以上就是IDE最基本的操作了。
4.
6.