最常見的Arduino板以及如何區(qū)分它們

搞單片機(jī)的讀者都應(yīng)該聽說過Arduino，或者用過Arduino，但很多小伙伴還是不清楚究竟什么是Arduino，今天就針對(duì)初學(xué)者簡(jiǎn)單描述一下 Arduino 相關(guān)內(nèi)容。

一、初識(shí)Arduino

要了解Arduino就先要了解什么是單片機(jī)，Arduino平臺(tái)的基礎(chǔ)其實(shí)就是AVR指令集的單片機(jī)。

1、什么是單片機(jī)？

一臺(tái)能夠工作的計(jì)算機(jī)包含以下幾個(gè)部份：中央處理單元CPU（進(jìn)行運(yùn)算、控制）、隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM（數(shù)據(jù)存儲(chǔ)）、存儲(chǔ)器ROM（程序存儲(chǔ)）、輸入/輸出設(shè)備I/O（串行口、并行輸出口等）。在個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）上這些部份被分成若干塊芯片，安裝在一個(gè)被稱之為主板的印刷線路板上。而在單片機(jī)中，這些部份全部被做到一塊集成電路芯片中了，所以就稱為單片（單芯片）機(jī)，而且有一些單片機(jī)中除了上述部份外，還集成了其它部份如模擬量/數(shù)字量轉(zhuǎn)換（A/D）和數(shù)字量/模擬量轉(zhuǎn)換（D/A）等。

2、單片機(jī)有什么用？

所謂殺雞焉用牛刀，并不是任何場(chǎng)合都需要很高的性能。想象一個(gè)使用Intel i7處理器的聲控?zé)?，其性價(jià)比一定低到突破天際了。應(yīng)用的關(guān)鍵是看是否夠用，是否有很好的性能價(jià)格比，于是單片機(jī)很好地填補(bǔ)了這個(gè)縫隙。

回過頭來，那什么是Arduino？

Arduino 是一款便捷靈活、方便上手的開源電子原型平臺(tái)，包含硬件（各種型號(hào)的Arduino板）和軟件（Arduino IDE)。它適用于藝術(shù)家、設(shè)計(jì)師、愛好者和任何“想搗騰”的朋友們。特點(diǎn)就是形狀簡(jiǎn)單，能夠?qū)崿F(xiàn)與人互動(dòng)，十歲的孩子也能用它做出一些自己想要的東西。Arduino能通過各種各樣的傳感器來感知環(huán)境，通過控制燈光、馬達(dá)和其他的裝置來反饋、影響環(huán)境。板子上的微控制器可以通過Arduino的編程語言來編寫程序，編譯成二進(jìn)制文件，收錄進(jìn)微控制器。基于Arduino的項(xiàng)目，可以只包含Arduino，還可以包含Arduino和其他一些在PC上運(yùn)行的軟件，他們之間進(jìn)行通信 (比如 Flash, Processing, MaxMSP)來實(shí)現(xiàn)。

二、Arduino種類

市面上可供選擇的Arduino板實(shí)在太多了，撇開原廠那十幾個(gè)不說，光某寶上多如牛毛的各式Arduino就有上萬種，對(duì)于入門者來說簡(jiǎn)直慘無人道。選擇一塊合適項(xiàng)目的Arduino是成功的一半，下面我們一起看下最常見的Arduino板以及如何區(qū)分它們。

ArduinoMega

要區(qū)分這么多板子，挑選合適的Arduino，主要看以下三個(gè)方面：性能、特性以及尺寸。

首先看性能。即處理器內(nèi)存、時(shí)鐘頻率以及位寬。硬件處理能力通常完全取決于這塊板子的芯片，同時(shí)芯片也限制了能夠運(yùn)行的軟件。

其次看特性。包括所有板子上除微處理器之外的所有東西，例如輸入/輸出針腳，集成元器件（按鈕、LED、電機(jī)驅(qū)動(dòng)等）以及可用接口的種類和數(shù)量（USB、以太網(wǎng)等）。

最后看尺寸。由于項(xiàng)目性質(zhì)不同，其留給電子部分的體積和重量也大相徑庭。例如要給狗狗做一個(gè)追蹤器，如果使用Mega和電池盒加上擴(kuò)展板，至少也得有10*5*5cm大小，200g重，敢問這是追蹤器還是沙袋？正因?yàn)槿绱薃rduino才有如此多的兄弟姐妹們。

說了那么多，來看看有哪些主流的Arduino吧。

1.Arduino Uno

處理器: ATmega328 (8位 CPU, 16MHz 時(shí)鐘頻率, 2KB SRAM, 32KB 閃存)

特性: 14 個(gè)數(shù)字 I/O 口, 6 個(gè)模擬輸入口, 可更換處理器設(shè)計(jì)

尺寸: 75 x 55mm

價(jià)格: $30

2.Arduino Leonardo

處理器: ATmega32u4 (8位 CPU, 16MHz 時(shí)鐘頻率, 2.5KB SRAM, 32KB 閃存)

特性: 20 個(gè)數(shù)字 I/O 口, 其中12 個(gè)可作為模擬口, 原生支持USB

尺寸: 75 x 55mm

價(jià)格: $25

3.Arduino Due

處理器: Atmel SAM3X8E ARM Cortex-M3 (32 位 CPU, 84MHz 時(shí)鐘頻率, 96KB SRAM, 512KB 閃存)

特性: 54 個(gè)數(shù)字 I/O 口, 12 個(gè)模擬輸入口, 2 個(gè)模擬輸出口, 原生USB支持

尺寸: 100 x 55mm

價(jià)格: $50

4.Arduino Micro

處理器: ATmega32u4 (8位 CPU, 16MHz 時(shí)鐘頻率, 2.5KB SRAM, 32KB 閃存)

特性: 20 個(gè)數(shù)字 I/O 口, 其中12 個(gè)可作為模擬口, 原生支持USB

尺寸: 50 x 18 mm

價(jià)格: $27

5.LilyPad Arduino

處理器: ATmega328 (8位 CPU, 16MHz 時(shí)鐘頻率, 2KB SRAM, 32KB 閃存)

特性: 14 個(gè)數(shù)字 I/O口, 6 個(gè)模擬輸入口

尺寸: 50mm 直徑圓形

價(jià)格: $22

當(dāng)然，還有很多，這里就不一一列出來了，感興趣的可以自己了解。 三、Arduino編譯環(huán)境下載安裝下載地址： https://www.arduino.cc/en/Main/Software

三大主流操作系統(tǒng) Windows、 Mac、 Linux都支持，可更加自己情況選擇下載。 安裝的過程，這里就不一一講述，基本上都一路“Next”下去就行。如果不會(huì)安裝，我覺得你是一個(gè)不合格的開發(fā)者。 四、認(rèn)識(shí)Arduino IDE

這次小實(shí)驗(yàn)?zāi)康木褪窃贏rduino UNO板上點(diǎn)亮13號(hào)引腳的LED燈，持續(xù)一秒，然后滅掉，再持續(xù)一秒，一直循環(huán)。

現(xiàn)在，我們假設(shè)使用的是Arduino UNO型號(hào)的控制板（初學(xué)者建議用UNO，穩(wěn)定），而且按照上面步驟也已經(jīng)部署好了Arduino開發(fā)環(huán)境，安裝好USB驅(qū)動(dòng)。

1.連接Arduino控制板和電腦

將USB線一端插在Arduino控制板上，一端插在電腦的USB接口上。（注意：獨(dú)立工作時(shí)Arduino控制板既可以選擇從USB供電, 也可以選擇用充電寶或電源適配器供電）

連接Arduino控制板和電腦

打開Arudino IDE，就會(huì)出現(xiàn)Arduino IDE的編輯界面

2.認(rèn)識(shí)Arduino IDE

我們先簡(jiǎn)單認(rèn)識(shí)一下Arduino的這個(gè)編譯器，以后可是要經(jīng)常和它打交道的。

Arduino IDE是Arduino產(chǎn)品的軟件編輯環(huán)境。簡(jiǎn)單的說就是用來寫代碼、下載代碼的地方。

任何的Arduino產(chǎn)品都需要下載代碼后才能運(yùn)作。

我們所搭建的硬件電路是輔助代碼來完成的，兩者是缺一不可的。如同人通過大腦來控制肢體活動(dòng)是一個(gè)道理。如果代碼就是大腦的話，外圍硬件就是肢體，肢體的活動(dòng)取決于大腦，所以硬件實(shí)現(xiàn)取決于代碼。

Arduino IDE基本的功能區(qū)已經(jīng)在上面標(biāo)示出來了（偷個(gè)懶用的舊圖，不過和新版的布局一樣的），上圖大部分的白色區(qū)域就是代碼的編輯區(qū)，用來輸入代碼的。注意，輸入代碼時(shí)，要切換到英文輸入法的模式。下面黑色的區(qū)域是消息提示區(qū)，會(huì)顯示編譯或者下載是否通過。

3.下載一個(gè)Blink程序

下載一個(gè)最簡(jiǎn)單的代碼，既可以幫我們熟悉如何下載程序，同時(shí)也測(cè)試下板子好壞。

UNO板上標(biāo)有L的LED。這段測(cè)試代碼就是讓這個(gè)LED燈閃爍。

4.打開Blink

插上USB線，打開Arduino IDE后，找到“Blink”代碼。

文件 > 示例 > 01.Basics > Blink

5.校驗(yàn)程序

通常，寫完一段代碼后，我們都需要校驗(yàn)一下，看看代碼有沒有錯(cuò)誤。點(diǎn)擊“校驗(yàn)”。

校驗(yàn)（編譯）完成后，可以看到相應(yīng)的提示。

由于是樣例代碼，所以校驗(yàn)不會(huì)有錯(cuò)誤，不過在以后寫代碼的過程中，輸入完代碼，都需要校驗(yàn)一下，然后再下載到Arduino中。

程序在下載之前，我們還要先告訴Arduino IDE，我們用的是什么板子以及相應(yīng)的串口是哪個(gè)。

6.設(shè)置板卡型號(hào)

Arduino包括多種版本的主控器，其中比較常見的是Uno、Leonardo以及Mega系列的控制器（最全選型指南）。

在板子一欄，你需要根據(jù)自己選擇的主控硬件的固件類型來選擇板卡。（樣例中選用的以Uno為bootloader的控制器） 工具 > 板卡 > Arduino Uno

7.設(shè)置串口

工具 > 串口 > xx，這里的xx要和我們電腦設(shè)備管理器中看到的一致。

8.下載程序

如圖，最后，點(diǎn)擊“上傳”。（這邊上傳和前面的下載其實(shí)是一個(gè)意思）

上傳完畢！

不出意外，我們就能在板子上直觀地看到程序運(yùn)行的效果了：

Adruino Uno板上13號(hào)引腳的LED燈在閃爍。

好了，IDE最最基本的操作就是這些了。