Arduino是源于意大利的一套開源硬件開發(fā)平臺，ArduinoUno是其推出的最為基礎(chǔ)的開發(fā)板。配合外圍器件（傳感器，控制開關(guān)，LED屏等），任何稍有電子電路基礎(chǔ)的人都可以基于這個平臺快速搭建出具有各種有趣功能的實用電子電路。首先介紹一下ArduinoUno開發(fā)板的基本組成。

圖1 ?ArduinoUno開發(fā)板

1.微處理器：ATmega328，8位微處理器，片內(nèi)包含32KBFlash（0.5KB由BootLoader使用），2KBSRAM，1KBEEPROM，運行時鐘頻率為16MHz。

2.USB接口：與電腦連接，用于從電腦中下載程序，同時給Uno單板供電。

3.外接電源：當(dāng)Uno脫離電腦獨立運行時，用來給裝置供電，一般使用9V電池供電即可。

4.電源管腳，地：可輸出5V，3.3V；也可以通過Vin給整個裝置供電。

5.模擬輸入：6個模擬輸入，提供10-bit的解析度（0-1023）。

6.數(shù)字輸入/輸出：14個數(shù)字輸入/輸出管腳，可以由程序自己定義為輸入或者輸出；其中0，1兩個管腳是串口復(fù)用管腳；3，5，6，9，10，11六個管腳可提供8位（0-255）的PWM輸出；13管腳與板上LED相連，當(dāng)輸出高電平時，LED點亮。

下面簡要介紹一下Arduino的開發(fā)環(huán)境。

大家可根據(jù)自己的需要選擇不同的版本。工具安裝運行后界面見圖2。由于是單板和PC相連是通過串口轉(zhuǎn)USB，所以PC上通常需要安裝一下驅(qū)動，驅(qū)動就在Arduino軟件目錄下的driver目錄，例如：f：arduino-1.6.4drivers。安裝驅(qū)動后，可以看到當(dāng)前的端口，如圖3所示（不同PC端口號一般都不相同，例如此處是COM3）。

圖2. Arduino 開發(fā)工具界面

圖3. 當(dāng)驅(qū)動安裝正確，連接PC后，會顯示對應(yīng)的端口

編輯窗口中有兩個函數(shù)，一個是setup，這個函數(shù)將在程序運行一開始就調(diào)用，通常是進(jìn)行一些管腳的初值設(shè)置；而loop就是程序運行的主函數(shù)，系統(tǒng)會不斷循環(huán)調(diào)用loop，我們將軟件邏輯寫在loop函數(shù)中就可以了。

下面再介紹一下軟件常用的函數(shù)。

pinMode（pin， mode） - 定義數(shù)字管腳的輸入/輸出，pin可以取0-13，對應(yīng)14個數(shù)字管腳；mode為INPUT/OUTPUT之一，表明該管腳是用于輸入還是輸出

digitalWrite（pin， val） - 設(shè)置數(shù)字管腳輸出電平，val取值為HIGH/LOW之一

digitalRead（pin）– 讀取數(shù)字輸入管腳的電平，函數(shù)返回值為HIGH/LOW之一，通常根據(jù)返回值為高或者低從而進(jìn)行不同的處理

analogRead（pin） – 讀取模擬輸入管腳的值，pin取值為A0 – A5；返回0-1023之間的值

analogWrite（pin， val） – 設(shè)置數(shù)字管腳中的PWM管腳的輸出值，val取值為0-255

Serial.begin（speed） – 初始化串口并設(shè)置串口速率，如Serial.begin（9600）; 即將串口速率設(shè)置為9600bps

Serial.print（）/Serial.println（） – 串口輸出函數(shù)

delay（val） – 延時函數(shù)，單位為ms，如delay（1000）為延時1s

Arduino的編程與C語言很類似，例如行尾以分號結(jié)尾，int定義整形變量，if做判斷，for做循環(huán)等等。例如，下面這段是一個最基本的程序，完成的功能是控制led燈閃爍。

intledPin = 13; //使用管腳13來控制led（實際是用板子上自帶的led）

voidsetup（） {

// put your setup code here， to run once：

pinMode（ledPin， OUTPUT）; //設(shè)定數(shù)字管腳13為輸出管腳

}

voidloop（） {

// put your main code here， to runrepeatedly：

digitalWrite（ledPin， HIGH）; //輸出高電平，led燈亮

delay（1000）; //延時1s

digitalWrite（ledPin， LOW）; //輸出低電平，led燈滅

delay（1000）; //延時1s

}

編輯完程序后，按圖2中菜單下面的“√”按鈕即可啟動編譯，若有錯誤會在下面的窗口給出提示；如果正確就可以繼續(xù)按后面的“→”按鈕將程序下載到Arduino單板并開始運行。例如上面的程序?qū)⒖刂瓢迳献詭У膌ed以2s的頻率亮滅變化。

另外，為便于對編程不了解的人使用，還可以安裝Ardublock工具，該工具提供控件拖放來實現(xiàn)程序邏輯，后臺自動生成代碼，不需要手工敲代碼，例如上面的代碼段用Ardublock可以表示為圖3的邏輯。不過個人還是覺得，對于稍有編程基礎(chǔ)的人來說，還是直接寫代碼更加方便一些。

圖3 用Ardublock來完成控制led燈閃爍的功能

ArduinoUno是最基本的開發(fā)板，對于更加復(fù)雜的應(yīng)用，Arduino還有多種硬件可供選擇。Arduino開發(fā)套件配合面包板及各種元器件，提供了一種快速開發(fā)硬件原型的平臺和手段，是當(dāng)前學(xué)習(xí)電子制作，進(jìn)行硬件原型開發(fā)的優(yōu)秀平臺。

Arduino開發(fā)環(huán)境搭建和使用

使用Arduino的最小化配置為：一臺PC、一根A口公頭轉(zhuǎn)B口公頭的USB線，以及一塊Arduino板（比如Arduino Uno）。將Arduino板與PC通過USB線連接，安裝一款A(yù)rduino IDE軟件就可以開始Arduino之旅了，如圖。

下載Arduino IDE，并且針對Windows操作系統(tǒng)Arduino官方還提供了免安裝版本。選擇“Windows（ZIP file）”下載Arduino IDE壓縮包，筆者使用的版本是Arduino 1.5.5 Beta（見圖1-10）。

解壓下載好的zip文件，無需進(jìn)行安裝，直接雙擊arduino.exe運行Arduino IDE。

進(jìn)入Arduino IDE（見圖1-11）。軟件共分為三部分，上方的菜單欄和工具欄，中間的代碼編輯器，以及下方的調(diào)試信息欄和狀態(tài)欄。菜單欄包含了Arduino IDE的全部功能選項。File菜單用于文件操作，如新建Sketch或打開實例；Edit菜單包含文本編輯和查找等功能；Sketch菜單包括編譯和導(dǎo)入函數(shù)庫選項；Tools菜單用于對目標(biāo)板類型、編程器和串口進(jìn)行選擇和操作。