接上一篇文章:
由于手上的物料还没有全部到齐,所以还没法往下干,明天晚上下班回家就到了!上节已经说过会了解多平台的开发,所以今天咱们就来了解一个MCU界大杀手,超级简单的开发神器,人称创客之魂-Arduino
。
1、Arduino是什么
Arduino基于AVR平台,对AVR库进行了二次编译封装,把端口都打包好了,寄存器啦、地址指针之类的基本不用管。大大降低了软件开发难度,适宜非专业爱好者使用。优点和缺点并存,因为是二次编译封装,代码不如直接使用AVR代码编写精练,代码执行效率与代码体积都弱于AVR直接编译。
2、为什么使用Arduino?
我们刚开始学习单片机都是从51单片机入门的,后面还会接触各式各样的的单片机,但其实都是大同小异,只要熟悉一个,其它基本上都是面向MCU数据手册编程。那Arduino相对于这些MCU有什么优势呢?
- 便宜
相比较其它MCU,它的价格相对便宜,比如我手上这个,也只要26块钱。
- 跨平台
Arduino软件可以运行在windows,Macintosh,OSX以及Linux操作系统,相对于其它MCU,大多数IC厂只支持在windows下开发和运行。
- 简易编程环境
初学者1分钟即可上手Arduino编程环境,并且参考例程非常丰富,资料多,社区支持力度大,拿到手上直接干就完了!
- 软件开源可拓展
Adruino软件是开源的,如果有能力有兴趣,可以对其进行扩展,Arduino可以通过C++库进行扩展。
- 硬件开源可拓展
Arduino板基于 Atmel 的ATMEGA8 和ATMEGA168/328 单片机。Arduino基于Creative Commons 许可协议,所以有经验的电路设计师能够根据需求设计自己的模块,可以对其扩展或改进。甚至是对于一些相对没有什么经验的用户,也可以通过制作试验板来理解Arduino是怎么工作的,省钱又省事。
性能
- Digital I/O 数字输入/输出端口0—13。
- Analog I/O 模拟输入/输出端口0-5。
- 支持ICSP下载,支持TX/RX。
- 输入电压:USB接口供电或者5V-12V外部电源供电。
- 输出电压:支持3.3V级5V DC输出。
- 处理器:使用Atmel Atmega168 328处理器,因其支持者众多,已有公司开发出来32位的MCU平台支持arduino。
3、Arduino软件编程
Arduino软件编程是建立在C/C++基础上的,Adruino平台将平台做了优化,让用户不用去关心它的底层实现,即使是你对AVR单片机不熟悉,你也完全能够0基础胜任!
3.1 Arduino软件编程结构
void setup() { // put your setup code here, to run once: } void loop() { // put your main code here, to run repeatedly:aa }
这就是最原始的Arduino软件编程结构,setup
函数主要用于变量、管脚模式、调用一些初始化库函数等等。loop
函数主要用于放置连续执行的语句,我们把它理解为死循环就可以啦!
3.2 第一个Arduino程序
俗话说,玩板先点灯,灯点起来了,后面都不是问题。
这里我的IDE使用的是:arduino-1.5.6-r2-windows
Arduino目录下提供了一系列编程demo和开源库源代码,有兴趣可以去研究研究。
接下来双击arduino可执行程序:
这个就是我们写软件的IDE啦,简直清爽!根据例程以及资料编写demo
在编写LED demo之前先来了解Arduino关于数字I/O的库函数:
数字 I/O
pinMode(pin, mode)
数字IO口输入输出模式定义函数,pin表示为0~13, mode表示为INPUT或OUTPUT。
digitalWrite(pin, value)
数字IO口输出电平定义函数,pin表示为0~13,value表示为HIGH或LOW。比如定义HIGH可以驱动LED。
int digitalRead(pin)
数字IO口读输入电平函数,pin表示为0~13,value表示为HIGH或LOW。比如可以读数字传感器。
了解了基本的函数功能,led demo只需要pinMode
和digitalWrite
这两个函数就够了,好!开干!
/* Blink Turns on an LED on for one second, then off for one second, repeatedly. This example code is in the public domain. */ // Pin 13 has an LED connected on most Arduino boards. // give it a name: int led = 13; // the setup routine runs once when you press reset: void setup() { // initialize the digital pin as an output. pinMode(led, OUTPUT); } // the loop routine runs over and over again forever: void loop() { digitalWrite(led, HIGH); // turn the LED on (HIGH is the voltage level) delay(1000); // wait for a second digitalWrite(led, LOW); // turn the LED off by making the voltage LOW delay(1000); // wait for a second }
程序编写完毕以后,如下图所示将程序上传到开发板即可。
可以按快捷键Ctrl+U或者点击IDE的文件,然后选择上传,在做这个步骤之前请先确保你的硬件已经连接正常。
4、Arduino控制小车电机
了解了led是如何编程后,那么控制小车电机就是非常简单的事情了,把线序对着L298N模块的电机信号线连接好,以及Arduino平台的供电,编写车轮控制程序:
/*定义模块连接的管脚值*/ int Module1_IN1 = 9 ; int Module1_IN2 = 8 ; int Module1_IN3 = 7 ; int Module1_IN4 = 6 ; int Module2_IN1 = 5 ; int Module2_IN2 = 4 ; int Module2_IN3 = 3 ; int Module2_IN4 = 2 ; //4个电机向前转 void motor_on_font() { digitalWrite(Module1_IN1, LOW); digitalWrite(Module1_IN2, HIGH); digitalWrite(Module1_IN3, HIGH); digitalWrite(Module1_IN4, LOW); digitalWrite(Module2_IN1, HIGH); digitalWrite(Module2_IN2, LOW); digitalWrite(Module2_IN3, LOW); digitalWrite(Module2_IN4, HIGH); } //4个电机向后转 void motor_on_end() { digitalWrite(Module1_IN1, HIGH); digitalWrite(Module1_IN2, LOW); digitalWrite(Module1_IN3, LOW); digitalWrite(Module1_IN4, HIGH); digitalWrite(Module2_IN1, LOW); digitalWrite(Module2_IN2, HIGH); digitalWrite(Module2_IN3, HIGH); digitalWrite(Module2_IN4, LOW); } //停止电机转 void motor_off() { digitalWrite(Module1_IN1, LOW); digitalWrite(Module1_IN2, LOW); digitalWrite(Module1_IN3, LOW); digitalWrite(Module1_IN4, LOW); digitalWrite(Module2_IN1, LOW); digitalWrite(Module2_IN2, LOW); digitalWrite(Module2_IN3, LOW); digitalWrite(Module2_IN4, LOW); } void setup() { // put your setup code here, to run once: //设置引脚为输出模式 pinMode(Module1_IN1, OUTPUT); pinMode(Module1_IN2, OUTPUT); pinMode(Module1_IN3, OUTPUT); pinMode(Module1_IN4, OUTPUT); pinMode(Module2_IN1, OUTPUT); pinMode(Module2_IN2, OUTPUT); pinMode(Module2_IN3, OUTPUT); pinMode(Module2_IN4, OUTPUT); } //循环执行 //四轮前转,延时1s,停止,四轮后转,延时1s,停止,依次进行。 void loop() { motor_on_font(); delay(1000); motor_off(); delay(1000); motor_on_end(); delay(1000); motor_off(); delay(1000); // put your main code here, to run repeatedly:aa }
程序编写完毕以后,将程序上传到开发板即可。
演示效果:
至此,我们已经入门了Arduino编程,后续相信用这个平台来开发小车会比任何一个MCU都要简单。如需要获得更加与Arduino相关的资料,请在后台回复Arduino
获取。