ARDUINO簡介——入門篇

1、ARDUINO簡介 入門篇杭州電子科技大學(xué) 劉琦1、 什么是ARDUINO Arduino的產(chǎn)生是為了滿足創(chuàng)意創(chuàng)新的需求！Arduino 是一款便捷靈活、方便上手的開源電子原型平臺，包含硬件（各種型號的arduino板）和軟件（arduino IDE)。它適用于愛好者、藝術(shù)家、設(shè)計(jì)師愛好者、藝術(shù)家、設(shè)計(jì)師和對于“互動(dòng)”有興趣的朋友們。 中文名：n. (Arduino)人名；(意)阿爾杜伊諾 為什么使用ARDUINO做開發(fā) 用Arduino制作作品或者進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)的優(yōu)勢是很明顯的?？缙脚_Arduino IDE可以在Windows、Macintosh OSX、Linux三大主流操作系統(tǒng)上運(yùn)行，而其

2、他的大多數(shù)控制器只能在Windows上開發(fā)。簡單清晰的開發(fā)Arduino IDE基于processing IDE開發(fā)。對于初學(xué)者來說，極易掌握，同時(shí)有著足夠的靈活性。Arduino語言基于wiring語言開發(fā)，是對 AVRGCC庫的二次封裝，不需要太多的單片機(jī)基礎(chǔ)、編程基礎(chǔ)，簡單學(xué)習(xí)后，你也可以快速的進(jìn)行開發(fā)。 ARDUINO的優(yōu)勢 Arduino不僅僅是全球最流行的開源硬件，也是一個(gè)優(yōu)秀的硬件開發(fā)平臺，更是硬件開發(fā)的趨勢。Arduino簡單的開發(fā)方式使得開發(fā)者更關(guān)注創(chuàng)意與實(shí)現(xiàn)，更快的完成自己的項(xiàng)目開發(fā)，大大節(jié)約了學(xué)習(xí)的成本，縮短了開發(fā)的周期。 因?yàn)锳rduino的種種優(yōu)勢，越來越多的專業(yè)硬件

3、開發(fā)者已經(jīng)或開始使用Arduino來開發(fā)他們的項(xiàng)目、產(chǎn)品；越來越多的軟件開發(fā)者使用Arduino進(jìn)入硬件、物聯(lián)網(wǎng)等開發(fā)領(lǐng)域；大學(xué)里，自動(dòng)化、軟件，甚至藝術(shù)專業(yè)，也紛紛開展了Arduino相關(guān)課程。ARDUINO的歷史Arduino是什么？Arduino是一塊基于開放源代碼的USB接口Simple I/O接口板（包括12通道數(shù)字GPIO，4通道PWM輸出，6-8通道10bit ADC 輸入通道），并且具有使用類似Java，C語言的IDE集成開發(fā)環(huán)境。讓您可以快速使用Arduino語言與Flash或Processing等軟件，作出互動(dòng)作品。Arduino可以使用開發(fā)完成的電子元件例如Switch或

4、Sensors或其他控制器、LED、步進(jìn)馬達(dá)或其他輸出裝置。Arduino也可以獨(dú)立運(yùn)作成為一個(gè)可以跟軟件溝的接口，例如說：flash processing Max/MSP VVVV 或其他互動(dòng)軟件。Arduino開發(fā) IDE 接口基于開放源代碼，可以讓您免費(fèi)下載使用開發(fā)出更多令人驚艷的互動(dòng)作品。這個(gè)最經(jīng)典的開源硬件項(xiàng)目，誕生于意大利的一間設(shè)計(jì)學(xué)校。Arduino的核心開發(fā)團(tuán)隊(duì)成員包括：Massimo Banzi，David Cuartielles，Tom Igoe，Gianluca Martino，David Mellis和Nicholas Zambetti。ARDUINO名字的由來 意大利

5、北部一個(gè)如詩如畫的小鎮(zhèn)Ivrea，橫跨過藍(lán)綠色Dora Baltea河，它最著名的事跡是關(guān)于一位受壓迫的國王。公元1002年，國王Arduin成為國家的統(tǒng)治者，不幸的是兩年后即被德國亨利二世國王給廢掉了。今日，在這位無法成為新國王的出生地，cobblestone街上有家叫di Re Arduino的酒吧紀(jì)念了這位國王。Massimo Banzi經(jīng)常光臨這家酒吧，而他將這個(gè)電子產(chǎn)品計(jì)劃命名為Aruino以紀(jì)念這個(gè)地方。ARDUINO的歷史 據(jù)說Massimo Banzi的學(xué)生們經(jīng)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討論

6、了這個(gè)問題，David Cuartielles是一個(gè)西班牙籍晶片工程師，當(dāng)時(shí)在這所學(xué)校做訪問學(xué)者。兩人決定設(shè)計(jì)自己的電路板，并引入了Banzi的學(xué)生David Mellis為電路板設(shè)計(jì)編程語言。兩天以后，David Mellis就寫出了程式碼。又過了三天，電路板就完工了。這塊電路板被命名為Arduino。幾乎任何人，即使不懂電腦編程，也能用Arduino做出很酷的東西，比如對感測器作出回應(yīng)，閃爍燈光，還能控制馬達(dá)。ARDUINO與開源隨后Banzi，Cuartielles，和Mellis把設(shè)計(jì)圖放到了網(wǎng)上。保持設(shè)計(jì)的開放源碼理念，因?yàn)榘鏅?quán)法可以監(jiān)管開源軟體，卻很難用在硬體上，他們決定采用Cre

7、ative Commons許可。Creative Commons（CC）是為保護(hù)開放版權(quán)行為而出現(xiàn)的類似GPL的一種許可（license）。在Creative Commons許可下，任何人都被允許生產(chǎn)電路板的復(fù)制品，還能重新設(shè)計(jì)，甚至銷售原設(shè)計(jì)的復(fù)制品。你不需要付版稅，甚至不用取得Arduino團(tuán)隊(duì)的許可。然而，如果你重新發(fā)布了引用設(shè)計(jì)，你必須說明原始Arduino團(tuán)隊(duì)的貢獻(xiàn)。如果你調(diào)整或改動(dòng)了電路板，你的最新設(shè)計(jì)必須使用相同或類似的 Creative Commons許可，以保證新版本的Arduino電路板也會(huì)一樣的自由和開放。唯一被保留的只有Arduino這個(gè)名字。它被注冊成了商標(biāo)。如果有人

8、想用這個(gè)名字賣電路板，那他們可能必須付一點(diǎn)商標(biāo)費(fèi)用給Arduino的核心開發(fā)團(tuán)隊(duì)成員。你可以參考Arduino 的官方網(wǎng)站http:/www.arduino.cc，通過鏈接你會(huì)找到各種創(chuàng)意作品的源碼，當(dāng)然也有很多機(jī)器人應(yīng)用實(shí)例代碼，例如直流電機(jī)PWM 調(diào)速、舵機(jī)控制、超聲波測距、紅外傳感器尋跡等，相信它能使你早日實(shí)現(xiàn)機(jī)器人DIY 的夢想。ARDUINO系列控制器特色1、開放源代碼的電路圖設(shè)計(jì)，程序開發(fā)接口免費(fèi)下載，也可依需求自己修改；2、可以采用USB 接口供電，也可以外部供電，雙向選擇；3、Arduino支持ISP 在線燒寫，可以將新的“bootloader”固件燒入 ATmega168 或

9、AT mega328芯片。有了bootloader之后，可以通過USB 更新程序；4、可依據(jù)官方提供的Eagel格式PCB 和SCH 電路圖，簡化Arduino模組，完成獨(dú)立運(yùn)作的微處理控制?？珊唵蔚嘏c傳感器，各式各樣的電子元件連接（紅外線、超音波、熱敏電阻、光敏電阻、伺服舵機(jī)等）；5、支持多種互動(dòng)程序，如：Flash、Max/Msp 、VVVV 、C、Processing.等；6、應(yīng)用方面，利用Arduino，突破以往只能使用鼠標(biāo)、鍵盤，CCD等輸入的裝置的互動(dòng)內(nèi)容，可以更簡單地達(dá)成單人或多人游戲互動(dòng)。ARDUINO作品首款完整機(jī)器人平臺Arduino宣布向機(jī)器人領(lǐng)域進(jìn)發(fā)，發(fā)布了名為Ardu

10、ino Robot的首款完整機(jī)器人。 這款機(jī)器人尺寸為178 x 102mm，將兩個(gè)圓形Arduino板疊一起。上部的Arduino板名為“Control Board”，主要讀取主板傳感器的各種數(shù)據(jù)并且內(nèi)置處理器進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算處理。 在機(jī)器人身上裝備了一些常見的傳感器設(shè)備，比如數(shù)字羅盤，紅外感應(yīng)器，彩色液晶屏，揚(yáng)聲器，地面?zhèn)鞲衅?，可活?dòng)的LED指示燈等等。這款機(jī)器人還能進(jìn)行各種編程，能夠通過USB連接到電腦上連接。機(jī)器人通過四節(jié)可充電AA鎳氫電池提供能量。 Will OBrien最近利用自己手頭的老iPhone和一個(gè)Arduino（可開發(fā)電路板）自行研制了一個(gè)通過iPhone短信發(fā)動(dòng)汽車的組合

11、，短信也能發(fā)動(dòng)汽車，聽起來是不是很神奇？ 基于ARDUINO的智能家居方案將你需要互相控制燈光的每個(gè)房間，換上智能開關(guān)，配對后就能通過無線在一個(gè)房間對另一個(gè)房間的燈光進(jìn)行控制和監(jiān)視。簡答的說，就是你只需要更換掉你臥室和廁所里的普通照明開關(guān)，就可以在臥室里看到廁所的燈是否關(guān)閉了，能通過臥室的面板來關(guān)閉廁所的燈光。 用ARDUINO UNO去顯示圖像 全彩RGB LED陣列屏ARDUINO驅(qū)動(dòng)板COLORDUINO“tilt radio”傾斜收音機(jī)是以色列設(shè)計(jì)師luka or的作品，他利用arduino來研究交互設(shè)計(jì)中的極簡主義。設(shè)計(jì)師將收音機(jī)和使用者體驗(yàn)等元素全都剝離，僅留下必要部分收音機(jī)的AM

12、/FM調(diào)幅/調(diào)頻系統(tǒng)，設(shè)計(jì)師甚至把物理上的調(diào)節(jié)按鈕也去掉了。使用者通過將收音機(jī)左右傾斜來實(shí)現(xiàn)波段和頻道調(diào)節(jié)，省去了傳統(tǒng)的調(diào)頻按鈕。在用戶體驗(yàn)方面，收音機(jī)傾斜的位置還反映了使用者的收聽頻率和習(xí)慣。 ARDUINO MOISTURE SENSOR土壤濕度傳感器 自動(dòng)澆花 這款阿迪達(dá)斯帆布膠底運(yùn)動(dòng)鞋內(nèi)置有Arduino控制板，板上連接有陀螺儀、加速度傳感器、壓力傳感器、喇叭和藍(lán)牙等，它判斷穿戴者的活動(dòng)與行走路徑，時(shí)不時(shí)的用英國男人忠告式的腔調(diào)說一些鼓勵(lì)的話或不耐煩的話。當(dāng)你坐著不動(dòng)，它會(huì)說：“超級無聊?！倍?dāng)你運(yùn)動(dòng)跳躍時(shí)，它會(huì)說：“我喜歡鞋帶上有風(fēng)的感覺”。你也可以設(shè)置鞋子的個(gè)性，這樣它也會(huì)說臟話。

13、 會(huì)說話的運(yùn)動(dòng)鞋，還有什么不能？利用ARDUINO玩出來的各種各樣發(fā)燒級玩具 基于ARDUINO編程 捷克學(xué)生發(fā)明智能照明燈一名捷克學(xué)生通過Arduino編程，設(shè)計(jì)了這臺能夠自動(dòng)尋找黑暗角落并將其照亮的機(jī)器人燈。這款燈采用了S型仿生外觀設(shè)計(jì)，由底部的輪子、配重塊、主體程序和頭部聚光燈組成。設(shè)計(jì)者還賦予了它“生命”當(dāng)它發(fā)現(xiàn)黑暗或者光線不足的角落，就會(huì)停下來在原地做出前后俯仰的動(dòng)作，如同在興奮地炫耀它的勞動(dòng)成果。 用ARDUINO在彩色顯示屏上顯示GOOGLE天氣信息 看到街邊停車場的自動(dòng)欄桿隨轎車的進(jìn)出自動(dòng)升降，于是前去觀察，一上一下的，蠻有意思，想想，是否可以做個(gè)原型產(chǎn)品娛樂下，所以我就制作了這個(gè)Arduino與LEGO結(jié)合下的自動(dòng)欄桿。 這個(gè)作品的工作過程是：當(dāng)紅外傳感器（圖中黃色圓柱狀器件）檢測到小車到達(dá)欄桿前方，欄桿自動(dòng)升起打開，并保持打開狀態(tài)一小會(huì)，小車通過欄桿處后，欄桿會(huì)放下關(guān)閉。ARDUINO與LEGO結(jié)合下的自動(dòng)欄桿推薦網(wǎng)站HTTP:/WWW.ARDUINO.CN/ARDUINO的使命 Arduino是為希望創(chuàng)建交互式物理對象的的實(shí)踐者、喜歡創(chuàng)造發(fā)明的人一記藝術(shù)家構(gòu)建的一系列基于單片機(jī)的人機(jī)互動(dòng)產(chǎn)品開發(fā)平臺。其通過接收來自各種傳感器的輸入來感知環(huán)境的變化，通過控制燈光，馬達(dá)和其它驅(qū)動(dòng)器來表現(xiàn)行為。由于其具有高度的模