百度网站域名,百度下载文章转wordpress,一家做运动鞋的网站好,网站开发相关书籍文章目录 1 什么是Arduino2 为什么选择Arduino作为开发平台3 Arduino硬件3.1 Arduino开发板的类型3.2 不同开发板的对比 4 Arduino软件4.1 IDE4.2 Sketch4.3 编程语言 5 C/C语言基础5.1 数据类型5.2 变量与常量5.3 运算符5.4 选择结构与循环结构 参考 欢迎来到Arduino的世界语言基础5.1 数据类型5.2 变量与常量5.3 运算符5.4 选择结构与循环结构 参考 欢迎来到Arduino的世界本文主要介绍Arduino是什么为什么Arduino广受欢迎如何选择一款适合自己的Arduino控制器、Arduino开发工具、Arduino的数据类型、变量和常量结合Arduino常用的基本函数就可以制作各种小作品。想要了解更多信息请进入Arduino官网。 1 什么是Arduino Arduino是一个能够用来感应和控制现实物理世界的一套工具。它由一个基于单片机并且开放源码的硬件平台和一套为Arduino板编写程序的开发软件组成。它的硬件包含一个以 Atmel AVR 单片机为核心的开发板和其他各种 I/O 板软件包括一个标准编程语言开发环境和在开发板上运行的烧录程序。Arduino 主要是为业余爱好者的使用而设计的被设计成一个小型计算机的形式可以作为嵌入式计算机平台所以说它是一个交互系统可以通过硬件和软件与它的环境进行互动。例如它可以读取大量的开关和传感器信号可以检测到光线的有无和强弱、可以检测到手指按下按键、甚至可以检测到微信上的新消息并将这些感受到的“信号”转换为动作 比如电机动一下、LED 灯的打开或关闭、在互联网上发布一条信息等Arduino也可以开发出与 PC 相连的周边装置能在运行时与 PC 上的软件进行通信。 Arduino 本质上就是一块单片机但它抛开了传统硬件开发的复杂操作不需要了解硬件的内部结构和寄存器设置如果是单片机开发是需要了解寄存器并且设置各个寄存器也不需要过多的电子知识和编程知识开发者只需要通过简单学习了解各个引脚和函数的作用便可利用它开发出各种出色的项目。 2 为什么选择Arduino作为开发平台 目前市场上还有许多其他的单片机和单片机平台例如51单片机、STM32单片机等。但他们对于普通开发者来说门槛相对较高需要有一定编程和硬件相关基础内部寄存器较为繁杂主流开发环境Keil配置相对麻烦特别是对于STM32的开发即使使用官方库也少不了环境配置还有就是开发环境是收费的。 Arduino 不但简化了使用单片机工作的流程同时还为教师、学生以及兴趣爱好者提供了一些其他系统不具备的优势
1、性价比高 相比于其他单片机平台而言Arduino生态的各种开发板性价比相对较高也可以自己动手制作开发板。
2、跨平台 Arduino IDE可以在 Windows、Mac OS X和 Linux 三大主流操作系统上运行而其他的大多数控制器只能在 Windows 上开发。
3简单清晰的开发 Arduino IDE基于Processing IDE开发这对于初学者来说极易掌握同时对于高级用户来说又有着足够的灵活性。Arduino语言是基于 Wiring 语言开发的是对AVR-GCC库的二次封装并不需要太多的单片机基础和编程基础只要简单地学习后就可以快速地进行开发。
4.开放性 Arduino的硬件原理图、电路图、IDE软件及核心库文件都是开源的在开源协议范围内可以任意修改原始设计及相应代码。
5.社区与第三方支持 Arduino有着众多的开发者和用户因此可以找到他们提供的众多开源的示例代码和硬件设计。例如可以在Github.com、Arduino.cc、 Openjumper.com、Arduino中文社区等网站上找到 Arduino 的第三方硬件、外设和类库等支持以便更快、更简单地扩展自己的Arduino项目。
6硬件开发趋势 Arduino 不仅仅是全球最流行的开源硬件也是一个优秀的硬件开发平台更是硬件开发的趋势。Arduino简单的开发方式使得开发者更关注于创意与实现可以更快地完成自己的项目开发大大节约学习的成本缩短开发的周期。 鉴于 Arduino 的种种优势越来越多的专业硬件开发者已经或开始使用 Arduino 来开发项目和产品越来越多的软件开发者使用 Arduino 进入硬件、物联网等开发领域。 3 Arduino硬件
3.1 Arduino开发板的类型 根据使用的不同微控制器可提供各种 Arduino 板。然而所有 Arduino 板都有一个共同点它们通过 Arduino lDE 编程。 差异基于输入和输出的数量(可以在单个板上使用的传感器LED和按钮的数量)速度工作电压外形尺寸等。一些板被设计为嵌入式并且没有编程接口硬件)因此你需要单独购买。有些可以直接从3.7V电池运行其他至少需要5V。 以下是可用的不同Arduino板的列表。 表1.1 基于ATMEGA328微控制器的Arduino开发板 板名称工作电压时钟速度数字i/o模拟输入PWMUART编程接口Arduino Uno R35V16MHz14661USB通过ATMega16U2Arduino Uno R3 SMD5V16MHz14661USB通过ATMega16U2Red Board5V16MHz14661USB通过FTDIArduino Pro 3.3v/8 MHz3.3V8MHz14661FTDI兼容头Arduino Pro 5V/16MHz5V16MHz14661FTDI兼容头Arduino mini 055V16MHz14861FTDI兼容头Arduino Pro mini 3.3v/8mhz3.3V8MHz14861FTDI兼容头Arduino Pro mini 5v/16mhz5V16MHz14861FTDI兼容头Arduino Ethernet5V16MHz14661FTDI兼容头Arduino Fio3.3V8MHz14861FTDI兼容头LilyPad Arduino 328 main board3.3V8MHz14661FTDI兼容头LilyPad Arduino simply board3.3V8MHz9450FTDI兼容头 表1.2 基于ATMEGA32u4微控制器的Arduino开发板 板名称工作电压时钟速度数字i/o模拟输入PWMUART编程接口Arduino Leonardo5V16MHz201271本机USBPro micro 5V/16MHz5V16MHz14661本机USBPro micro 3.3V/8MHz5V16MHz14661本机USBLilyPad Arduino USB3.3V8MHz14661本机USB 表1.3 基于ATMEGA2560微控制器的Arduino开发板 板名称工作电压时钟速度数字i/o模拟输入PWMUART编程接口Arduino Mega 2560 R35V16MHz5416144USB通过ATMega16U2BMega Pro 3.3V3.3V8MHz5416144FTDI兼容头Mega Pro 5V5V16MHz5416144FTDI兼容头Mega Pro Mini 3.3V3.3V8MHz5416144FTDI兼容头 表1.4 基于AT91SAM3X8E微控制器的Arduino开发板 板名称工作电压时钟速度数字i/o模拟输入PWMUART编程接口Arduino Mega 2560 R33.3V84MHz5412124本机USB 注引用自Arduino概述。
3.2 不同开发板的对比 在使用 Arduino 控制器完成项目制作之前应该对各个型号有一定的了解以便选择适合自己项目的控制器。
1、Arduino UNO Arduino UNO 是目前使用最广泛的 Arduino 控制器具有 Arduino 的所有功能是初学者的最佳选择。在大部分参考书或者开源代码都以 UNO 为例子。当然掌握UNO开发技巧其他型号控制器也是类似的可以很轻松地移植代码。
2、Arduino MEGA Arduino Mega 是一个增强型的Arduino 控制器相对于UNO它提供了更大的存储空间和更多的输入/输出接口可以控制更多的设备是完成较大型项目的较好选择。
3、Arduino Leonardo Arduino Leonardo 使用集成了 USB 功能的 AVR 单片机作为主控芯片具备其他型号 Arduino 控制器的所有功能之外还可以轻松模拟USB键盘/鼠标等USB设备。
4、Arduino Due Arduino Due 突破性使用了32位的 ARM Cortex-M3 作为主控芯片。它集成了多种外设有着其他Arduino板无法比拟的性能是目前最为强大的 Arduino 控制器。
5、小型化的Arduino 常见小型 Arduino 控制器有 Arduino NanoArduino MiniArduino MicroArduino LilyPad 等。这些小型控制器虽然在设计上精简了许多地方但使用起来一样方便。其中 Arduino Mini 和 Arduino Lilypad 需要外部模块配合来完成程序下载功能。 4 Arduino软件
4.1 IDE Arduino提供了Arduino Software IDE一套以 Java 编写的跨平台应用软件。Arduino Software IDE 源自于 Processing 编程语言以及 Wiring 计划的集成开发环境。它是被设计于介绍程序编写给艺术家和不熟悉程序设计的人们且包含了一个拥有语法高亮、括号匹配、自动缩进和一键编译并将可执行文件烧写入Arduino 硬件中的编辑器。 Arduino Software IDE 使用与C语言和C相仿的编程语言并且提供了包含常见的输入/输出函数的Wiring 软件库。在使用 GNU toolchain 编译和链接后Arduino Software IDE 提供了一个程序“avrdude”用来转换可执行档成为能够烧写入Arduino硬件的固件。
4.2 Sketch 使用 Arduino Software IDE 编写的程序被称为“sketch”草图。一个典型的 Arduino C/C sketch 程序会包含两个函数它们会在编译后合成为 main() 函数
setup()在程序运行开始时会运行一次用于初始化设置。loop()直到Arduino硬件关闭前会重复运行函数放的代码。
// 打开IDE会自动创建一个sketch模板如下
void setup() {// put your setup code here, to run once:}void loop() {// put your main code here, to run repeatedly:}4.3 编程语言
#define led 2 //定义数字IO 2的名字为led void setup() //初始化部分
{pinMode(led,OUTPUT); //定义led引脚为输出模式
}void loop() //主循环
{digitalWrite(led,LOW); //led引脚输出低电平点亮leddelay(1000); //延时1000msdigitalWrite(led,HIGH); //led引脚输出高电平熄灭leddelay(1000); //延时1s
}Arduino 程序可由五个部分组成 :
1 导入库与定义 (可有可无)
#include stdint.h#define LED 22声明常量与全域变量 (可有可无)
const float PI 3.14159;int r 0 ;3初始化函数setup (必要)
void setup() {}4循环函数loop (必要)
void loop() {}5自定义函数 (可有可无)
float area(float r) {float a PI*r*r;return a;}其中 setup() 与 loop() 是一定要有的函数 (均无参数无传回值)其他则视需要而定。Arduino 语言采用 C/C 语法加上以 Wiring 为基础的电子设计核心库组合而成包括 Digital I/OAnalog I/O 等库.。内置的库可直接调用但若有使用第三方库(例如驱动感测器模块所需的库)则必须使用 include 前置指令引入。此外也可以用前置指令 define 定义一个常量或宏 (表达式)。 前置指令乃 C 编译器指令, 不属于 C 语言本身, 其用途有三 :
引入头文件例如 #include myLibrary.h 或 “myLibrary.h”定义常量例如 #define PI 3.14159定义宏例如 #define AREA PIrr 所以前置指令的功能之一就是替换include 就是在标头处以指定之文件内容替换而 #define 就是在程序中用到所定义之常量与宏名称时以其内容替换。 宏的功能事实上与函数类似不同之处是函数调用使用堆栈而宏则是直接放在源代码中由编译器自动进行替换运行效率较快 (但若很多地方都要用到时, 编译后就会比较大)。
注意 头文件可用角括号 或双引号 , 差别是
用双引号时, 前置处理器会先从源文件所在位置开始去搜索头文件;而用角括号则会先从 libraries 目录开始找. 5 C/C语言基础
5.1 数据类型 Arduino 家族中的8位开发板和32位开发板的基本数据类型是有差别。对于8位开发板来说int 占2字节double 和 float 占4字节。而对于32位开发板int 占用4字节double 占用8字节。下表提供了你将在Arduino编程期间使用的所有数据类型。 表1.5 Arduino基本数据类型 数据类型占用字节数值范围说明void仅用于函数声明表示没有返回值boolean/bool1true/false每个布尔变量占一个字节的内存char1-128~127Arduino中的char是有符号的等价于signed charchar常被是用于储存ASCII字符如果想存储数据建议使用byte类型unsigned char10~255等同于byte和uint8_t类型byte10~255byte类型不是C/C标准类型他是Arduino平台下特有的它实际就是无符号8位整型数据int2-32768~32767在基于 ATMega 的8位微控制器的Arduino开发板如Arduino UNO、Ardunio Mega2560int占用2字节内存而对于32位Arduino开发板如Arduino Due,SAMDint占4字节unsigned int20~65536等同于word和uint16_t类型Due存储4字节值word20~65536在Uno和其他基于ATMEGA的板上一个word存储一个16位无符号数在Due和Zero上它存储一个32位无符号数long4-2147483648~2147483647用于数字存储的扩展大小变量unsigned long40~2^32-1等同于uint32_t类型short2-32768~32767短整型float4-3.4028235E38~3.4028235E38只有6~7位小数精度double4-3.4028235E38~3.4028235E38在Arduino Due上有8个字节其余的跟float一样string相当于char类型的数组array数组
5.2 变量与常量
1、变量范围 Arduino 使用的C语言中的变量具有名为scope范围的属性。scope是程序的一个区域有三个地方可以声明变量。它们是
在函数或代码块内部称为局部变量。在函数参数的定义中称为形式参数。在所有函数之外称为全局变量。
1局部变量 在函数或代码块中声明的变量是局部变量。它们只能由该函数或代码块中的语句使用。局部变量不能在它们自己之外运行。以下是使用局部变量的示例
void setup() {}void loop() {int i 0;
}2全局变量 全局变量在所有函数之外定义通常位于程序的顶部。全局变量将在程序的整个生命周期中保持其真值。全局变量可以被任何函数访问。也就是说一个全局变量可以在整个程序中声明后使用。 以下示例使用全局变量和局部变量
注意全局变量、静态变量、常量应使用大写字母来命名name防止混淆且有警示作用。
uint16_t NUMBER 0;
void setup() {}void loop() {int i 0;
}5.3 运算符 运算符是一个符号它告诉编译器执行特定的数学或逻辑函数。C语言具有丰富的内置运算符并提供以下类型的运算符:
Arithmetic Operators 算术运算符Comparison Operators 比较运算符Boolean Operators 布尔运算符Bitwise Operators 位运算符Compound Operators 复合运算符
5.4 选择结构与循环结构
1选择结构又称选取结构或分支结构。在编程中经常需要根据当前数据做出判断以决定下一步的操作。 表1.6 Arduino常用控制语句 序号控制语句和描述1If 语句它采用括号中的表达式后面跟随语句或语句块。如果表达式为真则执行语句或语句块否则跳过这些语句。2If … else 语句一个 if 语句后面可以跟随一个可选的else语句当表达式为false时执行。3If … else if … else 语句 if 语句后面可以跟随一个可选的 else if ... else 语句其对于测试各种条件非常有用。4switch case 语句类似于if语句 switch ... case 通过允许程序员指定应在各种条件下执行的不同代码来控制程序的流程。5条件运算符 ? :条件运算符? :是C语言中唯一的三元运算符。 2循环结构又称重复结构即反复执行某一部分的操作。有两类循环结构“当”( while)循环和“直到”(until)循环。 表1.7 Arduino常用循环结构 序号循环及描述1while循环while循环将会连续、无限循环直到括号()内的表达式变为false。必须用一些东西改变被测试的变量否则while循环永远不会退出。2do…while循环 do ... while循环类似于while循环。在while循环中循环连续条件在循环开始时测试然后再执行循环体。3for循环 for循环执行语句预定的次数。循环的控制表达式在for循环括号内完全的初始化测试和操作。4嵌套循环C语言允许你在另一个循环内使用一个循环。下面的例子说明了这个概念。5无限循环它是没有终止条件的循环因此循环变为无限。 [Why] 1、什么是单片机它与个人计算机有什么不同 Ans一台能够工作的计算机要有这样几个部份构成中央处理单元CPU进行运算、控制、随机存储器RAM数据存储、存储器ROM程序存储、输入/输出设备I/O串行口、并行输出口等。在个人计算机PC上这些部份被分成若干块芯片安装在一个被称之为主板的印刷线路板上。而在单片机中这些部份全部被做到一块集成电路芯片中了所以就称为单片单芯片机而且有一些单片机中除了上述部份外还集成了其它外设电路如模拟量/数字量转换A/D和数字量/模拟量转换D/A等。 2、 为什么用单片机如Arduino、STm32MCS-51等. Ans实际工作中并不是任何涉及计算和控制的场合都要求处理器或计算机有很高的性能其应用的关键在于使用性能是否够用和经济性是否有很好的性能价格比。 参考
初试Arduinohttps://haowang.blog.csdn.net/article/details/85198382Arduino概述https://www.w3cschool.cn/arduino/arduino_overview.html
