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Arduino是什么？

开始讲之前跟大家普及一个知识点，Arduino是一个意大利品牌。Arduino是一个开放源码电子原型平台，拥有灵活、易用的硬件(各种开发板)和软件（Arduino IDE也就是编程器）。吉安优创电子科技有限公司作为arduino国内为数不多的正版授权公司，坚持正版。打击抵制各类盗版，改版，兼容版的侵权行为，也奉劝广大消费者不要去购买，以免带来不必要的麻烦。Arduino专为设计师，工艺美术人员，业余爱好者，以及对开发互动装置或互动式开发环境感兴趣的人而设的。

Arduino能通过各种各样的传感器来感知环境，通过控制灯光、马达和其他的装置来反馈、影响环境。板子上的微控制器可以通过Arduino的编程语言来编写程序，编译成二进制文件，烧录进微控制器 对Arduino的编程是利用 Arduino编程语言 (基于 Wiring)和Arduino开发环境(based on Processing)来实现的。基于Arduino的项目，可以只包含Arduino，也可以包含Arduino和其他一些在PC上运行的软件，他们之间进行通信 (比如 Flash, Processing, MaxMSP)来实现。

认识Arduino UNO

Arduino UNO是Arduino入门的最佳选择，在编著本书时，其最新的版本为UNO R3，本书大部分内容都是基于Arduino UNO R3写成的。Arduino UNO的详细组成信息如下图所示。

  1. 电源（Power）

Arduino UNO有三种供电方式：

  • 通过USB接口供电，电压为5V；

  • 通过DC电源输入接口供电，电压要求7～12V；

  • 通过电源接口处5V或者VIN端口供电，5V端口处供电必须为5V，VIN端口处

    供电为7～12V。

  1. 指示灯（LED）

Arduino UNO带有4个LED指示灯，作用分别是：

  • ON，电源指示灯。当Arduino通电时，ON灯会点亮。

  • TX，串口发送指示灯。当使用USB连接到计算机且Arduino向计算机传输数据

    时，TX灯会点亮。

  • RX，串口接收指示灯。当使用USB连接到计算机且Arduino接收计算机传来的

    数据时，RX灯会点亮。

  • L，可编程控制指示灯。该LED通过特殊电路连接到Arduino的13号引脚，当

    13号引脚为高电平或高阻态时，该LED会点亮；当为低电平时，不会点亮。因

    此可以通过程序或者外部输入信号来控制该LED的亮灭。

  1. 复位按键（Reset Button）

按下该按键可以使Arduino重新启动，从头开始运行程序。

  1. 存储空间（Memory）

Arduino的存储空间即是其主控芯片所集成的存储空间。也可以通过使用外设芯片的方式来扩展Arduino的存储空间。Arduino UNO的存储空间分三种：

  • Flash，容量为32KB。其中0.5KB作为BOOT区用于储存引导程序，实现通过串

    口下载程序的功能；另外的31.5KB作为用户储存的空间。相对于现在动辄几百

    GB的硬盘，可能觉得32KB太小了，但是在单片机上，32KB已经可以存储很大

    的程序了。

  • SRAM，容量为2KB。SRAM相当于计算机的内存，当CPU进行运算时，需要

    在其中开辟一定的存储空间。当Arduino断电或复位后，其中的数据都会丢失。

  • EEPROM，容量为1KB。EEPROM的全称为电可擦写的可编程只读存储器，是

    一种用户可更改的只读存储器，其特点是在Arduino断电或复位后，其中的数据

    不会丢失。

5.输入/输出端口（Input/Output Port）

如图1-20所示，Arduino UNO有14个数字输入/输出端口，6个模拟输入端口。其中一些带有特殊功能，这些端口如下：

  • UART通信，为0（RX）和1（TX）引脚，被用于接收和发送串口数据。这两个

    引脚通过连接到ATmega16U2来与计算机进行串口通信。

  • 外部中断，为2和3引脚，可以输入外部中断信号。

  • PWM输出，为3、5、6、9、10和11引脚，可用于输出PWM波。

  • SPI通信，为10（SS）、11（MOSI）、12（MISO）和13（SCK）引脚，可用于

    SPI通信。

  • TWI通信，为A4（SDA）、A5（SCL）引脚和TWI接口，可用于TWI通信，兼

    容IIC通信。

  • AREF，模拟输入参考电压的输入端口。

  • Reset，复位端口。接低电平会使Arduino复位。当复位键被按下时，会使该端口

    接到低电平，从而使Arduino复位。

Arduino IDE开发环境

在开始使用Arduino之前，需要在电脑上安装Arduino的集成开发环境（此后简称IDE）。老版本运行速度等更好更快，新版本继续Chrome内核，速度变慢，稳定性差一些，推荐使用老版本，下载地址为：https://www.arduino.cc/en/software/OldSoftwareReleases

双击桌面的软件图标，进入Arduino IDE之后。如下图所示

在工具栏上， Arduino IDE提供了常用功能的快捷键：

相对于IAR、Keil等专业的硬件开发环境，Arduino的开发环境给人以简单明了的感觉，但正是这种简单，省去了很多不常用的功能，使得基础知识不多的使用者更容易上手。

默认安装后会自动安装驱动，连接就可以使用！

Hello_World实验


实验器件

  • UNO控制板：1 个
  • USB数据线：1 条

实验连线

程序代码

int val;//定义变量val
int ledpin=13;//定义数字接口13
void setup()
{
  Serial.begin(9600);//设置波特率为9600，这里要跟软件设置相一致。当接入特定设备（如：蓝牙）时，我们也要跟其他设备的波特率达到一致。
  pinMode(ledpin,OUTPUT);//设置数字13 口为输出接口，Arduino 上我们用到的I/O 口都要进行类似这样的定义。
}
void loop()
{
  val=Serial.read();//读取PC 机发送给Arduino 的指令或字符，并将该指令或字符赋给val
  if(val=='R')//判断接收到的指令或字符是否是“R”。
  {  //如果接收到的是“R”字符
    digitalWrite(ledpin,HIGH);//点亮数字13 口LED。
    delay(500);
    digitalWrite(ledpin,LOW);//熄灭数字13 口LED
    delay(500);
    Serial.println("Hello World!");//显示“Hello World！”字符串
  }
}

实验结论

打开串口监视器，在串口监视器内输入“R”。
开发板上的13号LED灯会闪一下；串口监视器会收到来自Arduino的信息Hello World