6 Arduino

Arduino

6.1　極客的玩具

Arduino，是一個(gè)開(kāi)放源代碼的單芯片微電腦，它使用了Atmel AVR單片機(jī)，采用了基于開(kāi)放源代碼的軟硬件平臺(tái)，構(gòu)建于開(kāi)放源代碼 simple I/O 接口板，并且具有使用類(lèi)似Java，C 語(yǔ)言的Processing/Wiring開(kāi)發(fā)環(huán)境。

Arduino開(kāi)發(fā)板封裝了常用的庫(kù)到開(kāi)發(fā)環(huán)境中，可以讓用戶在開(kāi)發(fā)產(chǎn)品時(shí)，將主要注意力放置于所需要實(shí)現(xiàn)的功能上，而不是開(kāi)發(fā)的過(guò)程中。在為Arduino寫(xiě)串口程序時(shí)，我們只需要用Serial.begin(9600)以9600的速率初始化串口，而在往串口發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，可以用Serial.write('1')的方式向串口發(fā)送字串'1'。

Arduino的出現(xiàn)很大程度上降低了電子制作的難度，初學(xué)者甚至不懂編程也可以上手Arduino,這也是它的魅力所在。

6.2　硬件熟悉

為了滿足各種需求，Arduino團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了很多款開(kāi)發(fā)板，如UNO、Pro mini、Mega2560、Due、Leonardo、Yún、Pro、Fio、Nano等十幾種 開(kāi)發(fā)板和擴(kuò)展板。最適合初學(xué)者的一款是Arduino UNO 。下圖是Arduino UNO 的外觀圖：

注：后面的程序也是基于Arduino UNO開(kāi)發(fā)板來(lái)講解。

6.3　開(kāi)發(fā)環(huán)境

開(kāi)發(fā)環(huán)境如上圖，十分簡(jiǎn)潔，編寫(xiě)代碼需要知道兩個(gè)基本的函數(shù)：

void setup(){

}

void loop(){

}

setup()函數(shù)用于初始化（如GPIO初始化，串口初始化，定時(shí)器初始化等）特點(diǎn)是只執(zhí)行一次；loop()函數(shù)是一個(gè)死循環(huán)，可以看做C語(yǔ)言的while(1)函數(shù)。

6.4　點(diǎn)亮一個(gè)LED

對(duì)初學(xué)者來(lái)說(shuō)，點(diǎn)亮led已成為入門(mén)必修課，使用Arduino控制led十分簡(jiǎn)單，并且很容易理解。 使用到的函數(shù)：

• pinMode(pin,mode)
• digitalWrite(pin,value)

上一段代碼分析：

int led=13; 

void setup()
{
    pinMode(led,OUTPUT);
}
void loop()
{
    digitalWrite(led,HIGH);
    delay(1000);
    digitalWrite(led,LOW);
    delay(1000);
}

該程序?qū)崿F(xiàn)Arduino單片機(jī)13號(hào)引腳以1S時(shí)間電平翻轉(zhuǎn)，如果外接一個(gè)led，就可以看到led以1S的間隔閃爍；函數(shù)pinMode()有兩個(gè)參數(shù)pin、value，pin參數(shù)用來(lái)指定引腳號(hào),本程序中設(shè)置為13號(hào)引腳，mode用于設(shè)置引腳模式，有三個(gè)值：

• INPUT
• OUTPUT

• INPUT_PULLUP

  表示讓某一個(gè)IO引腳作輸入，反之，

  • OUTPUT則使一個(gè)IO引腳做輸出
  • INPUT_PULLUP則配置一個(gè)IO引腳具有上拉輸入功能(上拉電阻的目的是為了保證在無(wú)信號(hào)輸入時(shí)輸入端的電平為高電平)，從英文意思也能很直觀的看出來(lái)。

理解了pinMode()函數(shù),digitalWrite()就很容易理解啦，value的取值有兩個(gè)HIGH、LOW,HIGH表示讓某一個(gè)引腳輸出高電平，反之，LOW則使某一個(gè)引腳輸出低電平。 程序中還是用到delay(ms)函數(shù)，它表示延時(shí)多少毫秒，例如延時(shí)500 ms ,直接調(diào)用delay(500)；就可以了。

如果你仔細(xì)查看我的描述，你會(huì)發(fā)現(xiàn)我沒(méi)有講13號(hào)引腳怎么來(lái)的，是這樣的：Arduino團(tuán)隊(duì)為了簡(jiǎn)化對(duì)引腳描述，對(duì)每個(gè)引腳都進(jìn)行了編號(hào)，以UNO開(kāi)發(fā)板為例，可以發(fā)現(xiàn)開(kāi)發(fā)板排座的附近有對(duì)應(yīng)的白顏色的數(shù)字，那便是所有的引腳編號(hào)，A0~A5是6路ADC輸入引腳，0-13表示13路基本IO，數(shù)字前面的~表示該引腳具有PWM功能。如果要使用某一引腳，只需要知道引腳編號(hào)就可編寫(xiě)相應(yīng)代碼進(jìn)行操作。

例如digitalWrite(2,LOW)表示向2號(hào)引腳輸出低電平。其他操作類(lèi)似，是不是so easy ^-^ !

6.5　串口通信

使用到的基本函數(shù)：

• Serial.begin()
• Serial.write()
• Serial.read()
• Serial.available()

在此項(xiàng)目中需要使用串口，Arduino串口初始化使用Serial.begin(9600);,其傳輸波特率為9600，其他波特率也行，函數(shù)位于setup()中，之后可以使用Serial.read()、Serial.write()讀入一個(gè)字符，輸出一個(gè)字符，使用Serial.print()輸出字符串.代碼如下:

char ch='1';
void setup()
{
    Serial.begin(9600);
}
void loop()
{
    Serial.write(ch);
    while(1)
    {
        if(Serial.available())    
        {
            ch = Serial.read();
            Serial.print(ch);
        }
    }
}

以上程序?qū)崿F(xiàn)字符的輸出(Serial.write(),Serial.print())和讀入(Serial.read())。如果需要了解更多，可以參考：Arduino官網(wǎng)

6.5.1　關(guān)于Arduino Setup()

如果你對(duì)Arduino的Setup很疑惑的話，可以看看這里。下面Arduino源碼目錄中的main函數(shù):

#include <Arduino.h>

int main(void)
{
    init();
    setup();        
    for (;;) {
        loop();
        if (serialEventRun) serialEventRun();
    }
    return 0;
}