以下是您需要開(kāi)始的內(nèi)容：

• Arduino Uno Rev3

• Arduino IDE （我們將在下一節(jié)討論）

• A 型到 B 型 USB 電纜，用于為電路板供電和編程

• 運(yùn)行 Windows、MacOS 或 Linux 的筆記本電腦或臺(tái)式機(jī)

• 燃料罐（可選）

Arduino 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境 (IDE)

Arduino IDE用于對(duì)電路板進(jìn)行編程，因此我們實(shí)際上可以用它做一些事情。當(dāng)您第一次給電路板加電時(shí)，它不會(huì)做任何事情，因?yàn)槲覀冞€沒(méi)有對(duì)其進(jìn)行編程。首先，您需要前往 Arduino 的官方網(wǎng)站下載該軟件。根據(jù)您的操作系統(tǒng) (OS) 選擇正確的安裝。例如，如果您的筆記本電腦運(yùn)行的是 Windows 操作系統(tǒng)，則您需要選擇 Windows Installer。下載會(huì)占用您計(jì)算機(jī)上大約 482MB 的數(shù)據(jù)，并且應(yīng)該在 10 分鐘內(nèi)完成安裝。如果您不想在筆記本電腦上安裝該軟件的副本，另一種選擇是使用 Arduino Web 編輯器。這在 Arduino Cloud 中運(yùn)行，允許您將草圖保存在云中，并且您將始終使用最新版本。

如果您決定將 IDE 下載到您的計(jì)算機(jī)上，則每次有新版本發(fā)布時(shí)，您都必須手動(dòng)安裝最新版本。這真的取決于你對(duì)使用哪個(gè)的偏好——它們都做同樣的事情。

完成安裝過(guò)程后，繼續(xù)打開(kāi) IDE，如果它沒(méi)有自動(dòng)啟動(dòng)。IDE 如下所示。

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Arduino IDE

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默認(rèn)草圖（在 Arduino 上運(yùn)行的程序或代碼）包含兩個(gè)主要函數(shù)void setup()和void loop() 。這些必須在每個(gè)草圖中，否則當(dāng)您上傳草圖時(shí)會(huì)出錯(cuò)。setup()函數(shù)執(zhí)行一次，而loop ()函數(shù)將永遠(yuǎn)運(yùn)行，當(dāng)板子上電時(shí)，即。例如，在setup()函數(shù)中，您可以將引腳聲明為輸入或輸出，或設(shè)置串行終端的數(shù)據(jù)速率。如果這沒(méi)有意義，請(qǐng)不要擔(dān)心。我們將通過(guò)一個(gè)例子來(lái)澄清事情。

Arduino 的一大優(yōu)點(diǎn)是在 IDE 中可以使用大量示例代碼和庫(kù)。要查看示例代碼，請(qǐng)轉(zhuǎn)到文件 -> 示例。您將看到基礎(chǔ)知識(shí)、數(shù)字、模擬、通信等內(nèi)容。讓我們從基礎(chǔ)知識(shí)開(kāi)始并打開(kāi) Blink 示例。代碼如下所示，供參考。此代碼使 Arduino 上的內(nèi)置 LED 閃爍。我鼓勵(lì)您閱讀由//表示的評(píng)論并嘗試了解發(fā)生了什么。否則，我們將在第 5 節(jié)中進(jìn)一步討論。

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LED 閃爍示例

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硬件

在深入研究代碼之前，我想先看看板上或原理圖中的硬件，看看有什么可用的。如果您了解硬件，您將能夠編寫(xiě)更高效的軟件。您還可以確定您使用的電路板是否足以滿足您的設(shè)計(jì)。Arduino Uno Rev3 有一個(gè) ATmega328P 微控制器，它是電路板的大腦。微控制器用于運(yùn)行您在 IDE 中編寫(xiě)的軟件。它不斷地從周圍環(huán)境中獲取數(shù)據(jù)并做出相應(yīng)的反應(yīng)。這種反應(yīng)可能是控制執(zhí)行器移動(dòng)一定距離或激活繼電器以打開(kāi)大功率電機(jī)。

微控制器有一定數(shù)量的引腳（在本例中為 28 個(gè)引腳），每個(gè)引腳具有不同的功能。例如，一個(gè)引腳可以用作輸入或輸出，用作脈沖寬度調(diào)制 (PWM)，或用作 I2C、SPI 或 UART 的通信信號(hào)。這完全取決于您如何在setup()函數(shù)中指定引腳。下圖列出了有關(guān)微控制器的更多規(guī)格。我不會(huì)介紹微控制器所具有的不同類型的存儲(chǔ)器，例如閃存、SRAM 和 EEPROM，因?yàn)檫@是一份快速入門指南。

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Arduino Uno Rev3 微控制器規(guī)格

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Arduino 具有連接到微控制器的其他外圍設(shè)備、硬件和組件，例如穩(wěn)壓器（Arduino 以 5Vdc 運(yùn)行）、Atmel 16U2（該芯片管理 USB 連接并無(wú)需外部編程器）、16MHz 石英晶體（提供微控制器的時(shí)鐘信號(hào)）、母頭引腳（訪問(wèn)微控制器上的引腳）、ICSP 頭（另一種可用于對(duì) Arduino 進(jìn)行編程的方法）、B 型 USB 插座（提供電源和數(shù)據(jù)）、直流電源插孔（提供電源)、電容器和電阻器，如下圖所示。

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外圍設(shè)備、硬件和組件

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電源選項(xiàng)

您可以通過(guò)三種方式為 Arduino 供電：1) 使用 B 型 USB 插座，2) 使用 DC 電源插孔，或 3) 使用 Vin 引腳。如果您使用的是 USB 插座，則可以將其插入筆記本電腦為其供電。不過(guò)要小心——筆記本電腦上的 USB 端口只能提供高達(dá) 500mA 的電流，因此您可能有也可能沒(méi)有足夠的電力供連接的傳感器或執(zhí)行器使用。如果您使用的是 FuelCan，則不必?fù)?dān)心這一點(diǎn)，因?yàn)樗梢蕴峁└哌_(dá) 2.5A 的電流。

使用直流電源插孔時(shí)，如果您需要對(duì) Arduino 進(jìn)行編程，您可能仍需要插入 USB 電纜。如果您已經(jīng)對(duì) Arduino 進(jìn)行了編程，則可以通過(guò)直流電源插孔為其供電。推薦的 AC/DC 電源適配器是 9Vdc 輸出，但輸出可以在 7 – 12Vdc 之間變化。Vin 引腳的直流輸入范圍也是 7 – 12Vdc。如果你有多個(gè)電源連接到板上，即 USB 和 DC 電源插孔，它會(huì)自動(dòng)選擇外部電源，因?yàn)樗懈叩碾妷骸?/font>

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Arduino Uno Rev3 電源選項(xiàng)

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第一個(gè)示例項(xiàng)目

我將繼續(xù)從第 2 節(jié)開(kāi)始，因?yàn)槲覀円呀?jīng)打開(kāi)了 Blink 的示例代碼。讓我們仔細(xì)看看setup()函數(shù)。在這里，我們將 LED_BUILTIN 引腳（連接到數(shù)字引腳 13）指定為輸出，因?yàn)槲覀兿霝?LED 提供開(kāi)啟電壓。如果它被設(shè)置為輸入，它將不起作用——它也不會(huì)傷害任何東西。接下來(lái)，我們使用loop()函數(shù)打開(kāi) LED，等待 1000 毫秒，關(guān)閉 LED，然后再等待 1000 毫秒。如果我們沒(méi)有延遲，您將無(wú)法看到 LED 閃爍，因?yàn)樗鼘?duì)人眼來(lái)說(shuō)太快了。

現(xiàn)在我們知道程序會(huì)做什么，我們現(xiàn)在必須將草圖加載到微控制器的內(nèi)存中，以便它可以執(zhí)行。為此，請(qǐng)將 USB 電纜插入 Arduino 和計(jì)算機(jī)上的 USB 端口。您應(yīng)該會(huì)看到 ON LED 亮起。接下來(lái)，轉(zhuǎn)到 Tools -> Board 并選擇 Arduino/Genuino Uno，如下圖所示。

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在 Arduino IDE 中選擇電路板

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選擇板子后，我們必須選擇正確的 COM 端口。如果電路板未顯示，請(qǐng)嘗試筆記本電腦上的其他 USB 端口。如果仍然沒(méi)有出現(xiàn)，請(qǐng)嘗試重新啟動(dòng) Arduino IDE。在我的例子中，板被映射到 COM8 端口，如下所示。

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選擇 COM 端口

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我們現(xiàn)在已經(jīng)指定了板和 COM 端口。剩下要做的就是將草圖上傳到 Uno Rev3。為此，請(qǐng)單擊“編輯”選項(xiàng)卡下方的向右箭頭的“上傳”按鈕。

注意：由于我們知道此代碼有效，因此我們跳過(guò)了驗(yàn)證步驟。如果您正在編寫(xiě)自己的代碼，請(qǐng)先單擊驗(yàn)證（復(fù)選標(biāo)記按鈕）以確保您的草圖中沒(méi)有錯(cuò)誤，然后單擊上傳。

如果草圖已正確上傳，您現(xiàn)在應(yīng)該會(huì)看到 LED 閃爍！令人興奮，對(duì)吧？想多玩一些草圖嗎？嘗試增加每 5 秒閃爍 LED 的延遲！

延伸閱讀

LED 示例是最簡(jiǎn)單的項(xiàng)目之一。但是，不要低估它的力量。LED可用于調(diào)試、發(fā)信號(hào)和滿足。這三種用途是什么意思？假設(shè)您正試圖準(zhǔn)確定位您的代碼掛起的位置。您有 3 個(gè)按順序運(yùn)行的函數(shù)，但它沒(méi)有運(yùn)行第 3 個(gè)函數(shù)。你應(yīng)該問(wèn)自己“功能 1 和 2 完成了嗎，我可以進(jìn)入功能 3 嗎？” 一種判斷方法是使用 LED。進(jìn)入功能后，打開(kāi) LED，然后在退出功能時(shí)，關(guān)閉 LED。確保在打開(kāi)和關(guān)閉 LED 之間有 1 秒的延遲。否則，該功能可能執(zhí)行得太快，您甚至看不到 LED 循環(huán)。

LED 的一個(gè)常見(jiàn)用途是將它們放置在數(shù)據(jù)線上。例如，假設(shè)您正在使用由 TX 和 RX 信號(hào)組成的 UART。這將幫助您查看來(lái)回發(fā)送的數(shù)據(jù)。如果 RX 線上的 LED 沒(méi)有亮起，您就知道代碼中有問(wèn)題或配置不正確。

看到 LED 亮起總是令人滿足。這意味著代碼可以正常工作，或者您離消除導(dǎo)致錯(cuò)誤的錯(cuò)誤更近了一步。