Arduino成长日记1 - Arduino预备知识

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涉及电子专业或行业的人都多少听说过Arduino这个词汇,那么…

何为Arduino?!

Arduino是一款便捷灵活、方便上手的的开源电子原型平台,Arduino平台由硬件(各种型号的Arduino控制板)和Arduino集成开发环境(Arduino IDE)组成,可以理解Arduino为Arduino软硬件平台的统称。
Arduino适用于开发设计师,编程艺术家,业余爱好者和对互动式式开发有兴趣的小伙伴们,它能通过外接各种各样的传感器来“感知”环境,并通过控制灯光、电动机和其他的装置来反馈、影响环境。

Arduino控制板的型号很多,下面一起学习几个比较典型的开发板:

Arduino UNO

目前使用做多的Arduino控制板是Arduino UNO,作为Arduino平台的参考标准模板。Arduino UNO的最新版本是UNO R3,其处理器核心是ATmega328,同时具有14路数字输入/输出口(其中6路可作为PWM输出)、6路模拟输入、一个16MHz晶体振荡器、一个USB接口、一个电源插座、一个ICSP header和一个复位按钮。
在这里插入图片描述
其主要参数配置如下:

  • MCU(处理器):ATmega328
  • 工作电压:5V
  • 输入电压(推荐):7 ~ 12V
  • 输入电压(范围):6 ~ 20V
  • 数字输入/输出引脚:14路,分别为0 ~ 13(其中3、5、6、9、10、11路引脚可作为模拟输出(PWM方式))
  • 模拟输入引脚:6路,分别为A0 ~ A5(这6路 引脚也能作数字输入/输出引脚用)
  • 数字输入/输出引脚最大输出电流:40mA
  • 3.3V电源输出接口最大输出电流:50mA
  • Flash Memory(内存):32KB
  • SRAM:2KB
  • EEPROM:1KB
  • 工作时钟:16MHz

UNO R3与前两版相比在AREF处增加了两个管脚SDA和SCL,支持I2C接口;增加IOREF和一个预留管脚,将来扩展板将能兼容5V和3.3V核心板;改进了复位电路设计,USB接口芯片由ATmega16U2替代了ATmega8U2。
Arduino UNO的电源供应方式有3种:
1)通过USB连线供电,供电电压为5V;
2)通过电源输入插座或电路板上的Vin输入端供电,供电电压为7V ~ 12V,经电路板稳压后提供5V工作电压;
3)通过电路板上的5V输出端供电,供电电压为5V;

Arduino UNO控制板有2个直流电源输出端,分别为5V和3.3V,用于对外接设备供电,其中5V输出端能提供的最大电流为300mA,3.3V输出端能提供的最大电流为50mA。

Arduino Mega 2560

Arduino Mega 2560是采用USB接口的核心电路板,处理器核心是ATmega 2560,同时具有54路数字输入/输出引脚(其中15路可作为PWM输出),适合需要大量I/O接口的设计,16路模拟输入,4路UART接口,一个16MHz晶体振荡器,一个USB接口,一个电源插座,一个ICSP header和一个复位按钮,Arduino Mega 2560也能兼容为Arduino UNO设计的扩展板。
在这里插入图片描述
其主要参数配置如下:

  • 处理器:Mega2560
  • 工作电压:5V
  • 输入电压(推荐):7 ~ 12V
  • 数字输入/输出口:54路(其中15路支持PWM)
  • 模拟输入/输出口:16路
  • 每个输入/输出口的输出电流:40mA
  • 3.3V电源输出接口的输出电流:50mA
  • Flash Memory(内存):256KB
  • SRAM:8KB
  • EEPROM:4KB
  • 工作时钟:16MHz
Arduino Nano

Arduino Nano是Arduino USB接口的微型版本,最大的不同是没有电源插座且USB接口是Mini-B型插座。Arduino Nano的尺寸极小,而且可以插再面包板上使用,其处理器核心是Atmega168 (Nano2.x) 和Atmega328(Nano3.0),同时具有14路数字输入/输出口(其中6路可作为PWM输出)、8路模拟输入、一个16MHz晶体振荡器、一个Mini-B USB接口、一个ICSP header和一个复位按钮。
在这里插入图片描述
其主要参数配置如下:

  • 处理器:ATmega168 或 ATmega328
  • 工作电压:5V
  • 输入电压(推荐):7 ~ 12V
  • 输入电压(范围):6 ~ 20V
  • 数字输入/输出口:14路(其中6路可作为PWM输出)
  • 模拟输入引脚:6路
  • 输入/输出引脚的输出电流:40mA
  • Flash Memory(内存):16KB或32KB
  • SRAM:1KB或者2KB
  • EEPROM:0.5KB或者1KB(ATmega328)
  • FT232RL FTDI USB接口芯片
  • 工作时钟:16MHz
Arduino Leonardo

Arduino Leonardo是基于ATmega32U4的一个微控制板,它有20个数字输入/输出引脚(其中7个可用于PWM输出、12个可用于模拟输入)、一个16MHz的晶体振荡器、一个Micro USB接口、一个DC接口、一个ICSP接口以及一个复位按钮。它包含了支持微控制器所需的一切,可以简单地通过连接到计算机的USB接口,或者使用AC-DC是适配器,或者用电池来驱动它。
Leonardo不同于之前所有的Arduino控制器,它直接使用了ATmega32U4的USB通信功能,取消了USB转UART芯片。这使得Leonardo不仅可以作为一个虚拟的(CDC)串行/COM端口,还可以作为鼠标或者键盘连接到计算机。
在这里插入图片描述
其主要参数配置如下:

  • 微控制器:ATmega32U4
  • 工作电压:5V
  • 输入电压(推荐):7 ~ 12V
  • 输入电压(范围):6 ~ 20V
  • 数字输入/输出口:20路
  • PWM通道:7个
  • 模拟输入引脚:12个
  • 每个输入/输出引脚输出电流:40mA
  • 3.3V端口输出电流:50mA
  • Flash:32KB(ATmega32U4)
  • SRAM:2.5KB(ATmega32U4)
  • EEPROM:1KB(ATmega32U4)
  • 工作时钟:16MHz

不管是体积小型化的Arduino Nano和Arduino Mini,或者提及大型化且性能更强大的Arduino Mega 2560,它们均兼容Arduino UNO的程序,因此程序功能介绍就以Arduino UNO板为例介绍,请知悉。

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