描述

入門

目標：(i) 安裝軟件和 USB 驅動程序以允許對 Biomaker 入門套件進行 XOD 圖形編程，(ii) 通過為 Rich UNO R3 Arduino 板組裝簡單的補丁來測試連接和軟件安裝，(iii) 輸入參數值XOD 節點并將代碼下載到板上以閃爍板載 LED。(iv) 將入門套件中的明亮外部 LED 插入同一端口并進行測試。修改圖形程序以包括來自板載觸摸開關的輸入。(v) 使用 XOD watch節點進行實時調試。(vi) 通過不連接 XOD和翻轉 n 次來了解調節信號節點。(vii) 將 LED 的輸出轉移到板載壓電蜂鳴器。完成本教程后，您應該對 Arduino 微控制器的基于 XOD 的編程有一個基本的了解。

要求：(i) 運行 MacOS、Windows 或 Linux（.rpm 或 .deb）的計算機，(ii) Biomaker 入門套件（2018-2019 版）。

Biomaker 入門套件包括 Rich UNO R3 微控制器板（Open-Smart，深圳）。該板單獨提供了一系列可以在 XOD 中直接控制的輸入和輸出設備，我們還提供了一套獨立組件，允許擴展該板。可能需要軟件驅動程序才能在您的計算機和電路板之間進行通信（如果尚未安裝）。

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瑞奇UNO R3多功能板

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(1) B 型 USB 連接器，與 Arduino UNO R3 一致，堅固耐用且使用壽命長。USB接口驅動芯片：CH340G，兼容win7、win8、linux、MAC操作系統。使用 Arduino UNO 引導程序。

(2) 板載 500mA 自恢復保險絲，同時保護來自 USB 端口和 DC 插孔的電源。

(3) 4位顯示：4個數碼管（0.36英寸）可顯示時鐘點，需要D10/D11引腳控制顯示整數、時鐘、秒表、分數等。

(4) 壓電式蜂鳴器

(5)DS1307時鐘：基于DS1307高精度實時時鐘模塊，I2C接口，地址為0x68。

(6) LM75溫度傳感器：I2C接口溫度傳感器，可用于測量溫度，并設置一個溫度保護溫度，地址為0x48。

(7) 紅外接收端：使用D2腳，接收紅外發射模塊發出的38KHz調制紅外信號解調成邏輯電平，配合編解碼程序完成紅外遙控。

(8) 復位開關

(9) 4-CH touch sensor：電容式觸摸開關，用手指觸摸相應位置時激活，使用數字端口（D3/D4/D5/D6）。

(10) 板載撥碼開關，允許斷開板載外圍模塊。

(11)微控制器：Atmel ATmega328P，工作電壓：5V，工作電流：500mA(Max)，IO邏輯電壓：5V，100%兼容Arduino UNO R3程序，擴展板，IDE。

(12)旋轉角度傳感器：10K歐姆可調電位器旋鈕角度傳感器，使用A0腳，可用于MP3音量調節，4位顯示亮度調節。

(13) 板載Arduino Shield接口，可插入兼容的擴展擴展板。

(14) 串口MP3：MP3音樂播放模塊是基于高品質MP3音樂芯片，使用D7/D8引腳作為軟件串口，可以發送命令進行歌曲切換、改變音量和播放模式等操作。

第一步：安裝USB驅動

USB 驅動程序是一個文件或一組數據包，允許計算機與 USB 端口交互。

計算機編程環境（XOD 或 IDE）與連接的 Arduino 板之間的通信取決于芯片組，該芯片組提供 USB 端口和與微控制器的串行通信之間的接口。芯片組的兩個來源被廣泛使用，CH340 和 FTDI 系列。由于您將電路板連接到您的計算機以在其上上傳代碼，因此您將需要適當的 USB 驅動程序以允許該傳輸。芯片組需要安裝不同的軟件驅動程序。Biomaker 入門套件中提供的 Rich UNO R3 開發板使用 CH340G USB 接口驅動芯片。

最新版本的 Windows、MacOS 和 Linux 操作系統可能包含現有的兼容驅動程序。

如果您是 Linux 用戶，您的庫應該有允許您執行相同操作的包。在數據包管理器的搜索欄中鍵入“usb 驅動程序”，然后選擇具有用于 I2C 和 SPI/GPIO 驅動程序的 CH34x 的驅動程序。

第 2 步：安裝 XOD

XOD 開發環境是一種開源軟件，可用于對微控制器板進行編程。就像 arduino IDE 一樣，它使用 C++ 的改編版本，但 XOD 環境不需要基于文本的編碼，而是具有圖形界面。我們建議您從https://xod.io/downloads/下載適合您電腦的 XOD 開發環境桌面應用程序。請注意，還有一個基于網絡瀏覽器的版本也可用。

XOD 開發環境相對較新，還沒有像 Arduino IDE 那樣內置支持廣泛的硬件。但是，支持級別正在迅速提高，此外，XOD 還提供了多種為新硬件構建驅動程序的方法。

作為了解 XOD 工作原理和使用方法的替代方法，請訪問https://xod.io/docs/tutorial/，您可以在其中找到非常好的基于 Web 的教程材料。完成整個教程大約需要一個小時。

第三步：下載教程軟件

導航到本頁底部以下載本教程的 XOD 代碼。應將名為 tuto1_kaiRyn0QME.xodball 的文件下載到您的計算機。在 XOD 中打開此文件。您應該會看到一個新項目出現，其中應該包含教程補丁列表。

第 4 步：連接 Open Smart board

使用隨附的 USB-A 轉 USB-B 線纜將 Rich UNO R3 板插入您的計算機。（如果您的計算機沒有 USB-A 連接器，您可能需要一個適配器）。

第 5 步：測試電路板和連接

有一個板載 LED 可用于提供可見輸出。它位于電源 LED 旁邊（USB 連接器和 4 位顯示器之間），并連接到輸出 D13。LED節點可用于 XOD 貼片以控制此 LED 的照明 - 作為檢查電路板和軟件設置的簡單測試。您還將在 xod/core 庫中找到方波和翻轉 n 次節點。（導航到?- 以查找在默認 xod/core 庫中找到的功能文檔列表。). 無論是方波還是翻轉n次節點可以拖入貼片，連接到LED節點的亮度端口。這些節點允許您使 LED 閃爍一定次數或連續閃爍，并對頻率、占空比和閃爍次數進行編程。

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LED (L) 連接到端口 D13，位于電源指示燈 LED (PWR) 下方

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第 6 步：將外部 LED 連接到 Rich UNO R3 開發板

通過插入 Biomaker 入門套件中的 LED 模塊，可以安排更壯觀的 LED 輸出。

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外置發光二極管

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LED 模塊可以連接到 GND、VCC (5V) 和 SCK (D13) 端口，這些端口在 Rich UNO 板上作為引腳使用，使用 Biomaker 入門套件中提供的母對母引線。請務必連接 GND-GND、VCC-VCC 和 SCK-SIG (D13)。較亮的 LED 將與 Rich UNO R3 板上較小的 LED 的行為相呼應——兩者都連接到同一個端口。

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將外部 LED 連接到 Rich UNO R3 板上的 GND、VCC (5V) 和 SCK (D13) 引腳

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第 7 步：讀取按下按鈕的輸入并控制 LED

觸摸按鈕連接到 Rich UNO R3 板的端口 D3-D6。它們被設置為邏輯高電平，并在按下時下降到邏輯低電平。可以使用默認 xod/common-hardware 庫中的按鈕節點讀取開關的狀態。按鈕節點為按鍵開關提供去抖動，并且可以通過將輸出連接到 xod/core 庫中的非節點來進一步調節信號。該信號可以直接饋送到連接到端口 D13的LED節點的亮度值 (Lum)。

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板上觸摸按鍵TCH1-TCH4

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按鍵開關信號也可以饋送到默認 xod/core 庫中提供的翻轉 n 次節點。可以將翻轉 n 次節點設置為在不同的時間長度內打開和關閉一定次數。輸出可用于控制 LED 的亮度。如果需要，可以使用附加按鈕向按鈕節點的 UPD 輸入提供復位信號。

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XOD 代碼觸發 LED 閃爍一定次數

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步驟 8：導入外部 XOD 軟件庫

Marco Aita 將 Arduino 音調庫封裝在 XOD 庫中 - 其中包含一個可用于驅動和控制蜂鳴器音高的節點。要導入該庫，請單擊屏幕左上角的“導入庫”按鈕。單擊突出顯示圖標（如下所示）并導入 marcoaita/malibrary。這應該插入

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第 9 步：使用壓電蜂鳴器

Rich UNO R3 板上有一個壓電蜂鳴器，位于 4 位顯示器附近。它連接到輸出 D9，可以驅動它產生聲音警告。翻轉 n 次節點可用于生成重復警報。

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蜂鳴器位于 7 段顯示器旁邊。取下蓋子即可使用。

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識別教程代碼中的蜂鳴器節點，復制到補丁中并嘗試使用屏蔽上其他設備的輸入，例如將板載觸摸開關用作簡單鍵盤或使用可變電阻器（電位器 A0）改變音調. 蜂鳴器提供了一種有用的聲音警報裝置。

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用于控制無源蜂鳴器的演示代碼 c/o Marco Aita。

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第 10 步：練習

您現在可以控制套件的兩個硬件部件；恭喜！

無限的可能性現在向您開放，以構建簡單的補丁并與板交互。要很好地掌握 xod 如何與看板交互，您可以嘗試以下簡單練習：

- 更改用于與 LED/蜂鳴器交互的觸摸按鈕。觸摸按鈕 1-4 連接到電路板的引腳 D3-D6。

- 通過調整頻率改變蜂鳴器的音調

- 將蜂鳴器和LED連接到同一個按鈕，按下按鈕時蜂鳴器打開，LED關閉

- 通過將不同頻率的蜂鳴器連接到四個按鈕中的每一個來創建一個四音符鋼琴

- 添加一個重復閃爍的 LED 作為節拍器。