Arduino基础知识

第1章概述

1.1 Arduino简介

1.2 Arduino内部结构

第2章 Arduino编程

2.1 Arduino开发环境

2.2 Arduino语言概述

2.3 Arduino基本函数

第3章 Arduino通信教程

3.1 SPI通信

3.2 红外通信

3.3 WiFi通信

3.4 蓝牙通信

第4章 Arduino实验

1、接收串口数据并显示

第5章问题解决

1、Linduino One上传程序失败

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第1章概述

1.1 Arduino简介

Arduino是一款便捷灵活、方便上手的开源电子原型平台，包含硬
件（各种型号的Arduino板）和软件（Arduino IDE）。以下几个较典型的开发板。

1.1.1 Arduino Uno

Uno的处理器核心是ATmega328，同时具有14路数字输入/输出口（其中6路可作为PWM输出）、6路模拟输入、一个16MHz晶体振荡器、一个USB接口、一个电源插座、一个ICSP header和一个复位按钮。

硬件端口描述，如上图。

DIGITAL - PWM～：数字口，～PWM输出口；

POWER：电源；

ANALOG IN：模拟口。

1.1.2 Arduino Mega 2560

Arduino Mega 2560是采用USB接口的核心电路板，具有54路数字输入/输出，适合需要大量I/O接口的设计。处理器核心是ATmega 2560，同时具有54路数字输入∕输出口（其中16路可作为
PWM输出）、16路模拟输入、4路UART接口、一个16MHz晶体振荡器、一个USB接口、一个电源插座、一个ICSP header和一个复位按钮。Arduino Mega 2560也能兼容为Arduino Uno设计的扩展板。

1.1.3 Arduino Nano

Arduino Nano是Arduino USB接口的微型版本，其处理器核心是Atmega 168（Nano2.x）和Atmega 328（Nano3.0），同时具有14路数字输入∕输出口（其中6路可作为PWM输出）、8路模拟输入、一个16MHz晶体振荡器、一个Mini-B USB接口、一个ICSP header和一个复位按钮。

1.1.4 Arduino Leonardo

Arduino Leonardo是基于ATmega32U4的一个微控制器板。它有20个数字输入/输出引脚（其中7个可用于PWM输出、12个可用于模拟输入）、一个16 MHz的晶体振荡器、一个Micro USB接口、一个DC接口、一个ICSP接口以及一个复位按钮。

1.1.5 Arduino扩展板

较典型的是Proto Shield原型扩展板、GPRS Shield扩展板、Arduino Ethernet W5100 R3 Shield网络扩展板、WizFi210扩展板、Arduino L298N电机驱动扩展板、Arduino传感器扩展板等。

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1.2 Arduino内部结构

Arduino平台的基础就是AVR指令集的单片机，因此认清Arduino之前需要了解什么是单片机。移步“单片机、PLC、PLD”专栏，不再赘述。

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第2章 Arduino编程

2.1 Arduino开发环境

Arduino集成开发环境（IDE）是一个在计算机里运行的软件，可以上传不同的程序，而Arduino的编程语言也是由Processing语言改编而来的。Arduino没有程序跳转功能、单步执行等，不好调试，推荐使用第三方工具，比如Visual Micro。

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每次打开串口监视器，相当于对开发板做一次软复位。

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2.2 Arduino语言概述

基本同C语言，移步“编程类”专栏，不再赘述。

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2.3 Arduino基本函数

2.3.1 I/O操作函数

1．pinMode(pin,mode)，将制定的针脚配置成输出或输入，模拟I/O无需定义。注意：模拟输入脚也能当作数字脚使用。

2．digitalWrite(pin,value)，给一个数字针脚写入HIGH或者LOW。注意：数字13号针脚难以作为数字输入使用，因为大部分的控制板上使用了一颗LED和一个电阻与其连接。

3．int digitalRead(pin)，读取指定针脚的值，HIGH或LOW。

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2.3.2　模拟I/O操作函数

1．analogReference(type)，设定用于模拟输入的基准电压（输入范围的最大值）。

2．analongRead()，从指定的模拟引脚读取数值。

3．analogWrite()，从一个针脚输出模拟值（脉冲宽度调整，Pulse Width Modulation，PWM），让LED以不同的亮度点亮或驱动电机以不同速度旋转。

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2.3.3 高级I/O

1．tone()，在一个针脚上产生一个特定频率的方波（50%占空比）。

注意：如果要在多个针脚是产生不同的音调，则要在对下一个针脚使用tone()函数前，先使用noTone()函数。

2．noTone()

3．ShiftOut()，将数据的一个字节一位一位地移出。

4．shiftIn()，将数据的一个字节一位一位地移入。

5．pulseIn()，读取一个针脚的脉冲（HIGH或LOW）。

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2.3.4 shiftOut(dataPin,clockPin,bitOrder,val)

shiftOut函数能够将数据通过串行的方式在引脚上进行输出，相当于一般意义上的同步串行通信。

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2.3.5　pulseIn(pin,state,timeout)
pulseIn函数用于读取引脚脉冲的时间长度，而脉冲可以是HIGH或LOW。

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2.3.6　时间函数

1．Millis()，返回Arduino开发板运行当前程序开始的毫秒数。

2．micros()，返回Arduino开发板从运行当前程序开始的微秒数，这个数字将在约70分钟后溢出（归零）。

3．delay()，程序设定的暂停时间（单位毫秒）。

4．delayMicroseconds()，使程序暂停指定的一段时间（单位ms）。

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2.3.7 中断函数

1．外部中断函数

attachInterrupt(interrupt,function,mode)，当发生外部中断时，调用一个指定的函数。

注意：中断函数中，delay()不会生效，millis()的数值不会持续增加。当中断发生时，串口收到的数据可能会遗失。在中断函数里面使用到的全局变量应该声明为volatile变量。

detachInterrupt(interrupt)，关闭给定的中断。

2．中断使能函数

interrupts（中断）,重新启用中断（使用noInterrupts()命令后将被禁用）。

noInterrupts()，禁止中断。

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2.3.8　串口收发函数

1．Serial.begin(speed)，将串行数据传输速率设置为bit/s（波特）。

2．int Serial.available()，从串口读取有效的字节数（字符）。

3．int Serial.read()，读取传入的串口的数据，read()继承自Stream类。

4．Serial.flush()，等待超出的串行数据完成传输（在1.0及以上的版本中，flush()语句的功能不再是丢弃所有进入缓存器的串行数据）。

5．Serial.print(data)，以ASCII文本形式打印数据到串口输出。

6．Serial.println(data)，打印数据到串行端口，输出人们可识别的ASCII码文本并回车（ASCII13，或"\r"）及换行（ASCII10，或"\n"）

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2.3.9　等比映射函数

map()可以用来将某一数值从一个区间等比映射到一个新的区间。

map (x, in_min, in_max, out_min, out_max)

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2.3.9　函数使用查询

全部Arduino函数参见www.arduino.cc，或者www.taichi-maker.com之Arduino开发之Arduino编程。

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第3章 Arduino通信教程

3.1 SPI通信

3.2 红外通信

3.3 WiFi通信

3.4 蓝牙通信

相关例程移步：https://download.csdn.net/download/liht_1634/86814659。

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第4章 Arduino实验

1、接收串口数据并显示

void setup() 
{
  Serial.begin(9600);
  Serial.println("Input Data:");
}

int RecieveData; //int型数据将显示ascii码，改为char即可
void loop() 
{
  if(Serial.available()>0)
  {
    RecieveData = Serial.read();
    Serial.println(RecieveData);
    delay(10);
  }
}

缓冲器中有“2”和“3”，返回值的数量：2，先读取第1个返回值“2”。