ARDUINO入门及其简单实验(7例)

ARDUINO入门及其简单实验（7例） ................................................................................................. 1

1. Arduino硬件开发平台简介 ......................................................................................................... 1

1.1 Arduino的主要特色 ........................................................................................................... 2 1.2 Arduino的硬件接口功能描述 ............................................................................................ 3 1.3 Arduino的技术性能参数.................................................................................................... 3 1.4 电路原理图......................................................................................................................... 4 2. Arduino软件开发平台简介 ......................................................................................................... 5

2.1 菜单栏 ................................................................................................................................ 5 2.2 工具栏 ................................................................................................................................ 6 2.3 Arduino 语言简介 .............................................................................................................. 6 3. Arduino开发实例中所用部分器件 .............................................................................................. 8

1. LED简介 ............................................................................................................................... 8 2. 光敏电阻简介 ....................................................................................................................... 9 3. 直流电机简介 ....................................................................................................................... 9 4. 电位器简介......................................................................................................................... 10 4. Arduino平台应用开发实例 ....................................................................................................... 10

4.1【实作项目一】利用LED作光敏电阻采样实验 ........................................................... 10 4.2【实作项目二】利用PWM信号控制LED亮度 ............................................................ 12 4.3【实作项目三】单键控制一只LED的亮灭 ................................................................... 15 4.4【实作项目四】利用PWM控制直流电机转速 ............................................................. 17 4.5【实作项目五】利用电位器手控LED亮度 ................................................................... 19 4.6【实作项目六】控制LED明暗交替 ............................................................................... 21 4.7【实作项目七】利用光敏电阻控制LED的亮灭 ........................................................... 23

ARDUINO入门及其简单实验（7例）

1. Arduino硬件开发平台简介

Arduino硬件是一块带有USB的I/O接口板（其中包括13条数字I/O引脚，6通道模拟输出，6通道模拟输入），并且具有类似于Java、C语言的集成开发环境。Arduino既可以扩展一些外接的电子元器件，例如开关、传感器、LED、直流马达、步进马达或其他输入、输出装置；Arduino也可以独立运行，成为一个可以跟交互软件沟通的接口装置，例如：Flash、Processing、Max/MSP、VVVV或其他互动软件。Arduino开发环境IDE全部开放源代码，可以供大家免费下载、利用，还可以开发出更多激发人们制作欲望的互动作品。

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如图1和图2所示，分别为Arduino硬件平台的实物图和电路布局图。

图1 两款Arduino硬件平台实物图

图2 Arduino硬件平台电路布局图

1.1 Arduino的主要特色

? 开放源代码的电路图设计，程序开发环境软件也免费下载，许多现成的成功制作

案例也都开放，可依需求自主修改、任意裁剪。

? 使用流行的高性价比的单片机（ATmega8、ATmega168或ATmega328）。 ? 可以采用USB接口供电，不需外接电源。也可以使用外部接入DC 9V电源适配

器供电。

? Arduino支持ISP在线烧写或者升级，可以自行将新的“bootloader（自举程序）”

固件烧入单片机芯片。有了新版bootloader之后，可以通过串口或者USB/RS232线更新固件。

? 依据官方免费提供的电路板图和电路原理图（即为Eagle格式PCB和SCH电路

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图），可以自主修改或者简化Arduino电路，以独立仿制或者改制Arduino开发板。可以方便地外接各种传感器、各式各样的人机接口器件。例如，红外线、超音波、热敏电阻、光敏电阻、伺服马达等功能器件。

? 应用方面，利用Arduino可以突破以往只能使用鼠标、键盘、CCD等输入装置的

互动内容，可以更简单地达成单人或多人游戏互动。

? 支持多种互动程序，如：Flash、Processing、Max/Msp、VVVV等。 1.2 Arduino的硬件接口功能描述

1． 数字输入/输出（Digital I/O）端子0~13（共14个数字输入/输出口DIO）。 2． 模数转换（ADC）输入端子0~5（共6个，可做模拟输入口AI）。 3． 脉宽调制（PWM）输出（Pin11,Pin10,Pin9,Pin6,Pin5,Pin3）共6个，可做模

拟输出口AO。

4． 支持USB接头传输数据及供电（可以免用外接电源）。 5． 支援串口通信TX/RX端子。

6． 支持在线串行烧写（ICSP）功能。接线端子为6芯的排针。 7． 支持外部模数转换（ADC）的电压基准（AREF）端子输入。

8． 输入电压：USB接口提供，无须外部供电。也可由7V~12V DC外部供电。 9． 可以向外提供电源电压：DC5V输出。

10． 智能核心器件采用的是型号为ATmega328的高性能单片机。 11． Arduino物理尺寸：宽70mm×高54mm。 1.3 Arduino的技术性能参数

1．核心器件：AVR系列的ATmega328（运行速度可达20MIPS）； 2．数字信号I/O接口端子：14（其中6个可做模拟输出接口端子）； 3．模拟信号输入接口端子：6个；

4．数字I/O端子直流驱动电流（最大值）：40mA；

5．程序存储器Flash容量：32KB（其中2KB用于固化自举程序bootloader）； 6．数据存储器SRAM容量：1KB； 7．永久数据存储器EEPROM容量：512B； 8．时钟频率：16MHz；

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9．工作电压：+5V；

10． 外部输入电源电压（推荐值）：＋7V～＋12V； 11． 外部输入电源电压（极限值）：+6V≤Vin≤＋20V。 1.4 电路原理图

最经典的一款Arduino的电路原理图如图3所示。其电路中的核心芯片为一片ATmega328单片机。

图 3 Arduino电路原理图

从图中可以看出，除了核心器件单片机之外，还包含一片FT232（构成USB/UART的通信转换接口）、一片MC33269稳压器（构成稳压电源电路）、一片LM358和一只MOS晶体管2955（共同构成两路电源输入的自动切换电路）。

对于初学者来说，不需要了解电路板细节，也不需要搞懂单片机，只要记住3个排针插口的局部和用途，即可快速上手实战！

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