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Arduino 学习笔记
arduino 学习笔记 1 - 什么是 arduino?
要了解 arduino 就先要了解什么是单片机,arduino 平台的基础就是
AVR 指令集的单片机。
1、什么是单片机?它与个人计算机有什么不同?
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 CPU(进
行运算、控制)、随机存储器 RAM(数据存储)、存储器 ROM(程序存
储)、输入/输出设备 I/O(串行口、并行输出口等)。在个人计算机
(PC)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(A/D)和数字量/
模拟量转换(D/A)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 Atmega328P-PU 单片机,基于 AVR 指令集的 8 位处理器,
频率 20MHz,存储器空间 32KB。
什么是 Arduino?
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 Arduino 板编
写程序 的开发环境组成。
Arduino 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。
Arduino 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:Flash,Processing,MaxMSP)进行通讯。Arduino 板你可
以选择自己去手动组装或是购买已经组装好的;Arduino 开源的 IDE
可以免费下载得到。
Arduino 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。
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:
Parallax Basic Stamp , Netmedia’s BX-24,Phidgets,MIT’s
Handyboard 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。 Arduino 同样也简化了同单片机工作的流程,但同其它系统相
比 Arduino 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:
便宜 - 和其它平台相比,Arduino 板算是相当便宜了。最便
宜的 Arduino 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 200 元。
跨平台 - Arduino 软件可以运行在 Windows,Macintosh OSX,
和 Linux 操作系统。大部分其它的单片机系统都只能运行在
Windows 上。
简易的编程环境 - 初学者很容易就能学会使用 Arduino 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 Processing 编程环境,所以
如果学生学习过使用 Processing 编程环境的话,那他们在使用
Arduino 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 - Arduino 软件是开源的,对于有经验的
程序员可以对其进行扩展。Arduino 编程语言可以通过 C++库进
行扩展,如果有人想去了解技术上的细节,可以跳过 Arduino
语言而直接使用 AVR C 编程语言(因为 Arduino 语言实际上是
基于 AVR C 的)。类似的,如果你需要的话,你也可以直接往你
的 Arduino 程序中添加 AVR-C 代码。
硬件开源并可扩展 - Arduino 板基于 Atmel 的 ATMEGA8 和
ATMEGA168/328 单片机。Arduino 基于 Creative Commons 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 Arduino 是怎么工作的,省
钱又省事。
Arduino 基于 AVR 平台,对 AVR 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 AVR 代码编写精练,代码执行效率与代码体
积都弱于 AVR 直接编译。
性能:
Digital I/O 数字输入/输出端口 0—13。
Analog I/O 模拟输入/输出端口 0-5。
支持 ICSP 下载,支持 TX/RX。
输入电压:USB 接口供电或者 5V-12V 外部电源供电。
输出电压:支持级 5V DC 输出。
处理器:使用 Atmel Atmega168 328 处理器,因其支持者众多,已有
公司开发出来 32 位的 MCU 平台支持 arduino。
目前 arduino 的控制板最新的为 Arduino Uno,如下图:
国内使用比较多的为 Arduino Duemilanove 2009,主要原因是 Uno
的 usb 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 Arduino Duemilanove 2009 比较好。
因其开源特性,生产 arduino 控制板的厂商众多,同样的 Duemilanove
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苦茶子12138
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