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Arduino资料与实验.doc
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2020-04-20
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罗列了25个关于Arduino的实验,典型的实验案列,简单易上手,操作简单,方便大家学习与掌握Arduino的开发知识!
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Arduino 资料与实验
一、什么是 Arduino?
要了解 就先要了解什么是单片机, 平台的基础就是 指令集的单片机。
一台能够工作的计算机要有这样几个部份构成:中央处理单元 (进行运算、控制)、
随机存储器 (数据存储)、存储器 (程序存储)、输入输出设备 (串行口、
并行输出口等)。在个人计算机()上这些部份被分成若干块芯片,安装在一个被称之
为主板的印刷线路板上。而在单片机中,这些部份全部被做到一块集成电路芯片中了,所
以就称为单片(单芯片)机,而且有一些单片机中除了上述部份外,还集成了其它部份如
模拟量数字量转换()和数字量模拟量转换()等。
2、单片机有什么用?
实际工作中并不是任何需要计算机的场合都要求计算机有很高的性能,一个控制电冰箱温
度的计算机难道要用酷睿处理器吗?应用的关键是看是否够用,是否有很好的性能价格比。
如果一台冰箱都需要用酷睿处理起来进行温度控制,那价格就是天价了。
单片机通常用于工业生产的控制、生活中与程序和控制有关(如:电子琴、冰箱、智能空
调等)的场合。
下图就是一个 单片机,基于 指令集的 位处理器,频率 ,存
储器空间 。
3、什么是 Arduino?
是一个能够用来感应和控制现实物理世界的一套工具。!它由一个基于单片机并且
开放源码的硬件平台,和一套为 板编写程序!的开发环境组成。
可以用来开发交互产品,比如它可以读取大量的开关和传感器信号,并且可以控制
各式各样的电灯、电机和其他物理设备。 项目可以是单独的,也可以在运行时和你
电脑中运行的程序(例如:"#$%,&$$,'()进行通讯。 板你可以选
择自己去手动组装或是购买已经组装好的; 开源的 ) 可以免费下载得到。
的编程语言就像似在对一个类似于物理的计算平台进行相应的连线,它基于处理多
媒体的编程环境。
4、为什么要使用 Arduino?
有很多的单片机和单片机平台都适合用做交互式系统的设计。例如:##'!$&!(*,
+,$!-.,%$,/,$!01!和其它等等提供类似功能的。!所有这些工
具,你都不需要去关心单片机编程繁琐的细节,提供给你的是一套容易使用的工具包。!
同样也简化了同单片机工作的流程,但同其它系统相比 在很多地方更具有
优越性,特别适合老师,学生和一些业余爱好者们使用:
2)便宜!-!和其它平台相比, 板算是相当便宜了。最便宜的 版本可以自己
动手制作,即使是组装好的成品,其价格也不会超过 元。
)跨平台!-! 软件可以运行在 34$,&$%!(-,和 5' 操作系统。大
部分其它的单片机系统都只能运行在 34$ 上。
简易的编程环境!-!初学者很容易就能学会使用 编程环境,同时它又能为高级用户
提供足够多的高级应用。对于老师们来说,一般都能很方便的使用 &$$!编程环境,
所以如果学生学习过使用 &$$!编程环境的话,那他们在使用 开发环境的时候
就会觉得很相似很熟悉。
)软件开源并可扩展!-! 软件是开源的,对于有经验的程序员可以对其进行扩展。
编程语言可以通过 66库进行扩展,如果有人想去了解技术上的细节,可以跳过
语言而直接使用 !!编程语言(因为 语言实际上是基于 ! 的)。
类似的,如果你需要的话,你也可以直接往你的 程序中添加 !代码。
.)硬件开源并可扩展!-! 板基于!#!的 /)7!和 /)728!单片机。
基于 9!$!许可协议,所以有经验的电路设计师能够根据需求设计自
己的模块,可以对其扩展或改进。甚至是对于一些相对没有什么经验的用户,也可以通过
制作试验板来理解 是怎么工作的,省钱又省事。
:) 基于 平台,对 库进行了二次编译封装,把端口都打包好了,寄存器
啦、地址指针之类的基本不用管。大大降低了软件开发难度,适宜非专业爱好者使用。优
点和缺点并存,因为是二次编译封装,代码不如直接使用 代码编写精练,代码执行效
率与代码体积都弱于 直接编译。
性能:
#!!数字输入输出端口 ;2。
#!!模拟输入输出端口 :。
支持 ( 下载,支持 /--。
输入电压:( 接口供电或者 :2 外部电源供电。
输出电压:支持 < 级 :! 输出。
处理器:使用 #!28! 处理器,因其支持者众多,已有公司开发出来 位的
平台支持 。
目前 的控制板最新的为 !,如下图:
国内使用比较多的为 !#9!=,主要原因是 的 $1 控制芯片封装方式
改变,制造成本上升,其他变化不大,性价比还是 !#9!= 比较好。
因其开源特性,生产 控制板的厂商众多,同样的 #9!= 就有很多种颜
色。
对于一些对电路板大小要求比较严格的地方, 团队提供了 !+,此板体积
做的非常小。如下图:
!!!!!!!!!!
Arduino 板子上基本端口如图描述,对几个比较特殊的端口下面详细说明下:
VIN 端口:+ 是 *!9# 的缩写,表示有外部电源时的输入端口。
AREF:>&!9#!>!%!#!*$?模拟输入的基准电压)。使用
#>&?@命令调用。
ICSP:也有称为 ((!(0$!@,就是一种线上即时烧录,目前比较新的芯片
都支持这种烧录模式,包括大家常听说的 :2 系列的芯片,也都慢慢采用这种简便的烧录
方式。我们都知道传统的烧录方式,都是将被烧录的芯片,从线路板上拔起,有的焊死在
线路板上的芯片,还得先把芯片焊接下来才能烧录。为了解决这种问题,发明了 ( 线上
即时烧录方式。只需要准备一条 线(连接烧录器),以及一条连接烧录器与烧录芯
片针脚的连接线就可以。电源的6:,7+,两条负责传输烧录信息的针脚,再加上一个
烧录电压针脚,这样就可以烧录了。
二、通过 Arduino 编译器查看串口数据
最简单的例子:
9!$*?@
A
(#<1?=8@B!!打开串口,设置波特率为 =8!1*$
C
9!#*?@
A
! ! !9#B
! ! 9#D#?:@B传感器接到模拟口 :,数值根据自己的需要可变
! ! (#<*#?9#E)@B从串口发送字符串并换行!«!«!«!««
! ! #0?2@B
C
如果电路安装正确,按照示例代码运行、上传,然后点击编译器的 (#! 按钮,就
可以看到从代码定义的输入口(这儿是模拟口 :)获取的数据了。
三、Arduino 语言
语言是建立在 66基础上的,其实也就是基础的 语言, 语言只不过把
单片机(微控制器)相关的一些参数设置都函数化,不用我们去了解他的底层,让我
们不了解 单片机(微控制器)的朋友也能轻松上手。!
在与 !接触的这段时间里,发现有些同学对 语言还是比较难入手,那么这里
我就简单的注释一下 语言。
/*************基础 C 语言*************/
关键字:
>! ><<<#$ >! $4&%!&$!
4%#! <<<!4%#! 1F! &!
! !
语法符号:
B! AC ! G!G!
运算符:
D! 6! ! G! ! H! DD! ID!
J! K! JD! KD! LL! MM! I!
66! ! 6D! D! GD! D!
数据类型:
1# 布尔类型 &%! 10 字节类型!
! $!! #!
$!#! >#! 1#!
$! 0! 9!
数据类型转换:
&%?@! 10?@! ?@! #?@! >#?@!
常量:
7 M 53 !表示数字 口的电平,7 表示高电平(2),53 表示低电平()。
+/ M // 表示数字 口的方向,+/ 表示输入(高阻态),// !表示输
出( 能提供 : 电压!. 电流)。!
M >#$ 表示真(2),>#$
!!
表示假()。!
/*************Arduino 语言*************/
结构
9 $*?@ 初始化变量,管脚模式,调用库函数等!
9 #*?@!连续执行函数内的语句!
功能
数字 I/O
*?*E!@ !数字 口输入输出模式定义函数,* 表示为 ~2,! 表示为
+/ 或 //。!
#3?*E!9#@ ! 数字 口输出电平定义函数, * 表示为 ~2,9# 表示为
7 或 53。比如定义 7 可以驱动 5)。!
#?*@ !数字 口读输入电平函数,* 表示为 ~2,9# 表示为 7 或
53。比如可以读数字传感器。!
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YangMu1277
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