Arduino之入门篇

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Arduino简介

  • Arduino是什么?
Arduino是一块基于开放源代码的USB接口Simple I/O接口板(包括12通道数字GPIO,4通道PWM输出,6-8通道10bit ADC 输入通道),并且具有使用类似Java,C语言的IDE集成开发环境。让您可以快速使用Arduino语言与Flash或Processing…等软件,作出互动作品。
Arduino可以使用开发完成的电子元件例如Switch或Sensors或其他控制器、LED、步进马达或其他输出装置。Arduino也可以独立运作成为一个可以跟软件沟的接口,例如说:flash processing Max/MSP VVVV 或其他互动软件…。Arduino开发 IDE 接口基于开放源代码,可以让您免费下载使用开发出更多令人惊艳的互动作品。
这个最经典的开源硬件项目,诞生于意大利的一间设计学校。Arduino的核心开发团队成员包括:Massimo Banzi,David Cuartielles,Tom Igoe,Gianluca Martino,David Mellis和Nicholas Zambetti。


Arduino team.jpg

据说Massimo Banzi的学生们经常抱怨找不到便宜好用的微控制器,2005年冬天,Massimo Banzi跟朋友David Cuartielles讨论了这个问题,David Cuartielles是一个西班牙籍晶片工程师,当时在这所学校做访问学者。两人决定设计自己的电路板,并引入了Banzi的学生David Mellis为电路板设计编程语言。两天以后,David Mellis就写出了程式码。又过了三天,电路板就完工了。这块电路板被命名为Arduino。几乎任何人,即使不懂电脑编程,也能用Arduino做出很酷的东西,比如对感测器作出回应,闪烁灯光,还能控制马达。
随后Banzi,Cuartielles,和Mellis把设计图放到了网上。保持设计的开放源码理念,因为版权法可以监管开源软体,却很难用在硬体上,他们决定采用Creative Commons许可。Creative Commons(CC)是为保护开放版权行为而出现的类似GPL的一种许可(license)。在Creative Commons许可下,任何人都被允许生产电路板的复制品,还能重新设计,甚至销售原设计的复制品。你不需要付版税,甚至不用取得Arduino团队的许可。然而,如果你重新发布了引用设计,你必须说明原始Arduino团队的贡献。如果你调整或改动了电路板,你的最新设计必须使用相同或类似的 Creative Commons许可,以保证新版本的Arduino电路板也会一样的自由和开放。唯一被保留的只有Arduino这个名字。它被注册成了商标。如果有人想用这个名字卖电路板,那他们可能必须付一点商标费用给Arduino的核心开发团队成员。
你可以参考Arduino 的官方网站www.arduino.cc,通过链接你会找到各种创意作品的源码,当然也有很多机器人应用实例代码,例如直流电机PWM 调速、舵机控制、超声波测距、红外传感器寻迹等,相信它能使你早日实现机器人DIY 的梦想。


  • Arduino名称的由来
意大利北部一个如诗如画的小镇「Ivrea」,横跨过蓝绿色Dora Baltea河,它最著名的事迹是关于一位受压迫的国王。公元1002年,国王Arduin成为国家的统治者,不幸的是两年后即被德国亨利二世国王给废掉了。今日,在这位无法成为新国王的出生地,cobblestone街上有家叫「di Re Arduino」的酒吧纪念了这位国王。Massimo Banzi经常光临这家酒吧,而他将这个电子产品计划命名为Aruino以纪念这个地方。


  • Arduino系列控制器特色
  1. 开放源代码的电路图设计,程序开发接口免费下载,也可依需求自己修改;
  2. 可以采用USB 接口供电,也可以外部供电,双向选择;
  3. Arduino支持ISP 在线烧写,可以将新的“bootloader”固件烧入 ATmega168 或AT mega328芯片。有了bootloader之后,可以通过USB 更新程序;
  4. 可依据官方提供的Eagel格式PCB 和SCH 电路图,简化Arduino模组,完成独立运作的微处理控制。可简单地与传感器,各式各样的电子元件连接(红外线、超音波、热敏电阻、光敏电阻、伺服舵机…等);
  5. 支持多种互动程序,如:Flash、Max/Msp 、VVVV 、C、Processing....等;
  6. 应用方面,利用Arduino,突破以往只能使用鼠标、键盘,CCD等输入的装置的互动内容,可以更简单地达成单人或多人游戏互动。

Arduino软件操作平台


首先我们需要下载开源硬件的软件操作平台 -- Arduino IDE。目前Arduino IDE有多个版本的,目前官方网站最新版本为1.0.5。Arduino IDE官网下载的链接:Arduino IDE下载

Download IDE.png

用户可根据自己电脑系统来决定下载。

Arduino主板驱动安装


我们现在就具体来介绍Arduino驱动的安装。

  • 首先我们将Arduino主板通过USB线(一般购买arduino主板都有送)接在电脑 USB端口。


  • Win 7系统下驱动安装:windows系统下,可以先按照win 7驱动安装的方法进行操作。


主板接上电脑后,电脑会自动给主板搜索驱动并安装。

Install Driver 0.png

一般会出现找不到驱动的情况,会出现提示,例如下图:

Install Driver 1.png

这时我们需要手动找下驱动,我们打开电脑的设备管理器(右击桌面计算机,选择属性,即可在左上角看到设备管理器),在其他设备一栏中会有一个未知设备。右击该未知设备选择“更新驱动程序软件”。

Install Driver 2.png

在弹出的对话框中选择第二个选项 “浏览计算机以查找驱动软件”。

Install Driver 3.png

Arduino主板驱动在安装文件夹中的drivers文件夹中,例如我的驱动路径:D:\arduino-1.0.5-r2\drivers,记得勾选:包含子文件夹选项,然后点击下一步,之后等待一会,电脑会自动搜索并安装驱动。如果路径选择错误,是无法正确安装驱动。

Install Driver 4.png

成功安装驱动后,出现下面的对话框。

Install Driver 5.png

设备管理器中将会出现下图所示,COM口代表此主板占用的串口端口的序号。

Install Driver 6.png


驱动安装不成功,点击常见问题

  • Win 8驱动安装


win 8用户如果进行win 7驱动安装步骤后,仍无法正确安装驱动,可进行如下操作。进行此操作,需要重启电脑,别忘了保存其他文件哦。


  1. 按”win”+”R”,弹出运行窗口
  2. 输入 shutdown.exe /r /o /f /t 00 , 并点击确定
  3. 系统重启,选择疑难解答 -高级选项 ->启动设置
  4. 系统再次重启,按F7关闭强制数字签名
  5. 重启完成,按照win7的步骤完成驱动的安装



  • Mac OS 系统的驱动安装
打开网页:http://www.ftdichip.com./Drivers/VCP.htm。
下载Mac OS X的驱动,名字为2.2.18(32位或64位都可,如若32位不行,可换64位下载)。



Install Driver 7.png

打开你刚刚下载的驱动文件,并双击FTDIUSBSerialDriver_10_4_10_5_10_6_10_7.mpkg。

Install Driver 8.png

双击之后,你将会看到一个安装对话框。

Install Driver 9.png

点击“继续”。
安装成功后,你就可以看到下面的对话框。

Install Driver 10.png

MAC下,同一类型的主板安装一次驱动后,不需要再次安装驱动。综上,即为开发板驱动安装介绍。


到此为止,Arduino 使用前的准备工作已完毕。

Arduino简单使用


首先我们先简单介绍下Arduino IDE界面。

IDE.jpg

下面我们下载一个简单的例程:Blink。
  • 首先我们打开Blink例程:File > Examples >01.Basics > Blink。

Open Blink.png

  • 控制板类型选择:通过Tool-> Board 选择板子类型。 在这里我们选择Arduino UNO,你可以根据需要选择。

Board.jpg

  • 串口端口选择:通过Tool -> Serial Port 选择串口号。这里的串口应选择和在你的电脑设备管理器中看到的一致。

Serial Port.png

  • 编译及下载:通常我们在点击”下载”前,会先点击编译,查看程序是否有错误。编译完之后,点击下载,等待几秒后你将看到板子上的RX和TX 灯闪烁。程序下载成功后,在状态栏将会看到”Done Uploading”。

Uploading.png

  • 下载成功之后,我们可以看见Arduino UNO R3板上丝印为"L"的led开始以1s间隔闪烁。说明控制板已开始正常工作!

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