如何設(shè)置Arduino IDE、連接開發(fā)板以及上傳第一個草圖

這篇文章來源于DevicePlus英語網(wǎng)站的翻譯稿。在之前的一篇指南中，我們介紹了Arduino Uno以及基于該平臺的可編程開發(fā)板和擴展板系列。但是如果沒有軟件，硬件將沒有任何作用。本指南將向您展示如何設(shè)置Arduino IDE、連接您的開發(fā)板以及上傳您的第一個草圖。

詞匯表

首先，我們定義一些您將在本指南中以及在未來項目中看到的術(shù)語：
● 集成開發(fā)環(huán)境（IDE）：該術(shù)語指用于開發(fā)程序的軟件，其中包括代碼編輯器以及調(diào)試工具、軟件模板和其他編輯代碼所需要的工具。Arduino IDE簡稱為Arduino或Arduino軟件。
● 草圖：在Arduino開發(fā)板上運行的程序被稱為“草圖”。這些程序很簡單，可以在開發(fā)板上持續(xù)運行，即使在您將其與計算機斷開連接后也會繼續(xù)運行。
● Arduino 語言：Arduino編程語言是一組C/C++函數(shù)，如果您習(xí)慣于使用C/C++進(jìn)行編碼，那么您會發(fā)現(xiàn)使用該編程語言非常自如。您可以點擊此處查看Arduino特定功能的相關(guān)信息。

設(shè)置 IDE

首先，請在此處下載適用于您的操作系統(tǒng)的Arduino IDE。在本指南中，我們使用的是Windows系統(tǒng)。下載后運行安裝程序，并按照向?qū)О惭b必要的組件。在設(shè)置過程中，您還會被要求安裝USB驅(qū)動程序，這將使您的計算機與Uno（或其他任何開發(fā)板）之間能夠進(jìn)行通信。
安裝完成后，啟動Arduino IDE。您會看到像下面那樣的屏幕。
您可以在此處編寫代碼，然后將其上傳到您的Arduino?？瞻撞輬D包括兩個函數(shù)，它們是每個Arduino草圖的核心部分：setup() 和 loop()。當(dāng)Arduino打開時，setup()函數(shù)中的代碼將被運行一次。只要設(shè)備被啟動，loop()中的所有內(nèi)容都會被重復(fù)執(zhí)行。



在上傳草圖之前，您需要確保IDE可以和您的開發(fā)板之間進(jìn)行正確通信。在Tools > Board下，確認(rèn)選擇了您的Arduino特定型號。在本指南中，我們使用的是“Arduino Uno”。接下來，在Tools > Port 下，選擇連接到開發(fā)板的COM端口。如果您的驅(qū)動程序安裝正確，它旁邊將顯示您的開發(fā)板名稱。如果沒有，請按照這些說明手動安裝開發(fā)板的驅(qū)動程序。



如果您更愿意在web端進(jìn)行編碼（在使用多臺計算機來開發(fā)Arduino項目時會用到），您可以設(shè)置 Arduino Web Editor并安裝Arduino Create Plugin，以實現(xiàn)在Google Chrome或者M(jìn)ozilla Firefox上編寫及上傳草圖。

Blink草圖

為了了解草圖的工作原理，我們將運行一個名為Blink的基本草圖。您不需要為該草圖進(jìn)行任何特別的接線，運行該草圖是檢測您的Arduino是否工作正常的便捷方法。
Blink草圖內(nèi)置于Arduino IDE。要打開它，請進(jìn)入File > Examples > 01.Basics > Blink。這將在新窗口中打開簡版草圖。上傳后，該草圖將使開發(fā)板上的橙色LED進(jìn)行周期性閃爍。
要上傳草圖，請將Arduino插入您的計算機中，然后點擊“Sketch > Upload”或按下“Ctrl-U”鍵。草圖上傳完成后，Uno上標(biāo)有“L”的橙色LED將開始以每秒一次的頻率進(jìn)行閃爍。
恭喜您！您已經(jīng)成功上傳了第一個草圖。

修改Blink草圖

既然您已經(jīng)知道Blink草圖是用來干什么的了，我們可以回過頭來看看它是如何工作的，還可以對其進(jìn)行一些調(diào)整。首先，讓我們看一下代碼中的setup()部分：
void setup() {
// initialize digital pin LED_BUILTIN as an output.
pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
}
這部分代碼僅運行一次，用來初始化Arduino板上的LED。pinMode() 函數(shù)使您能夠?qū)⒁_分配為輸入或輸出。Arduino Uno有14個可用作輸入或輸出的數(shù)字引腳。但是，該草圖使用的是內(nèi)置LED，所以引腳已經(jīng)指定好了。因此，這行代碼將LED指定為輸出。
接下來，我們來看一下loop()函數(shù)中的內(nèi)容。
void loop() {
digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH); // turn the LED on (HIGH is the voltage level)
delay(1000); // wait for a second
digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW); // turn the LED off by making the voltage LOW
delay(1000); // wait for a second
}
只要Arduino啟動，該代碼就會被運行。這部分有四行代碼。第一行使用了digitalWrite()函數(shù)，將引腳（在本例中為內(nèi)置LED）分配為高電平或低電平。對于該代碼，您可以將其視為開啟或關(guān)閉。當(dāng)引腳設(shè)置為高電平時，Arduino Uno將引入5V電流通過LED，使其點亮。當(dāng)引腳設(shè)置為低電平時，Uno將把電壓降至0V，LED關(guān)閉。



因此，循環(huán)代碼中的第一行用于打開LED。下一個函數(shù)是delay()。這個函數(shù)的作用和它的名稱含義一樣。它會使草圖停滯等待一段時間，不執(zhí)行任何操作。delay()函數(shù)以毫秒為單位。因為該草圖告訴Uno延遲1000毫秒，所以LED將會保持亮起1秒。

第三行和第四行會以相反的順序重復(fù)執(zhí)行以上操作。第三行將LED引腳設(shè)置為低電平，將其關(guān)閉，第四行使程序等待1秒。通過循環(huán)該過程，LED將閃爍1秒，關(guān)閉1秒，然后循環(huán)往復(fù)，從而在通電的情況下一直閃爍。

現(xiàn)在您已經(jīng)了解了該草圖的工作原理了，可以嘗試對腳本進(jìn)行修改來獲得不同的效果。您可以將delay()間隔設(shè)置為100毫秒來實現(xiàn)燈光快速閃爍的效果。您還可以刪除掉關(guān)閉LED的代碼，讓燈光始終保持亮起的狀態(tài)。

在編寫草圖時，內(nèi)置LED是一個特別有用的工具。因為如果您的程序失敗，Arduino并不能總是提供足夠的反饋。您可以使用LED來診斷草圖是否可以正常工作，例如在草圖成功運行的時候LED可以被點亮，或者草圖運行失敗的時候LED會發(fā)生閃爍。雖然僅僅有LED閃爍這樣的信息可能看起來并不夠，但是在更大的項目中這將會非常有用。

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