最近有一个读者询问了一个问题:作为一个新手,是否Arduino比单片机更简单,以及如何入门?在探究这个问题之前,让我们先来了解一下Arduino和单片机的相关知识,并一起学习一下Arduino的入门基础教程。
对Arduino的初步认识
在介绍Arduino之前,我们需要先了解什么是单片机。事实上,Arduino平台的基础就是使用AVR指令集的单片机。
1、什么是单片机?
一台能够工作的计算机包含以下几个部份:中央处理单元CPU(进行运算、控制)、随机存储器RAM(数据存储)、存储器ROM(程序存储)、输入/输出设备I/O(串行口、并行输出口等)。在个人计算机(PC)上这些部份被分成若干块芯片,安装在一个被称之为主板的印刷线路板上。而在单片机中,这些部份全部被做到一块集成电路芯片中了,所以就称为单片(单芯片)机,而且有一些单片机中除了上述部份外,还集成了其它部份如模拟量/数字量转换(A/D)和数字量/模拟量转换(D/A)等。
2、单片机有什么用?
所谓杀鸡焉用牛刀,并不是任何场合都需要很高的性能。想象一个使用Intel i7处理器的声控灯,其性价比一定低到突破天际了。应用的关键是看是否够用,是否有很好的性能价格比,于是单片机很好地填补了这个缝隙。
3.什么是Arduino?
从单片机的角度回过来看什么是Arduino?
Arduino 是一款便捷灵活、方便上手的开源电子原型平台,包含硬件(各种型号的Arduino板)和软件(Arduino IDE)。它适用于艺术家、设计师、爱好者和任何“想捣腾”的朋友们。
特点就是形状简单,能够实现与人互动,十岁的孩子也能用它做出一些自己想要的东西。Arduino能通过各种各样的传感器来感知环境,通过控制灯光、马达和其他的装置来反馈、影响环境。
板子上的微控制器可以通过Arduino的编程语言来编写程序,编译成二进制文件,收录进微控制器。基于Arduino的项目,可以只包含Arduino,还可以包含Arduino和其他一些在PC上运行的软件,他们之间进行通信 (比如 Flash, Processing, MaxMSP)来实现。
Arduino种类
市面上可供选择的Arduino板实在太多了,撇开原厂那十几个不说,光某宝上多如牛毛的各式Arduino就有上万种,对于入门者来说简直惨无人道。
选择一块合适项目的Arduino是成功的一半,下面我们一起看下最常见的Arduino板以及如何区分它们。
Arduino Mega
要区分这么多板子,挑选合适的Arduino,主要看以下三个方面:性能、特性以及尺寸。
首先看性能。即处理器内存、时钟频率以及位宽。硬件处理能力通常完全取决于这块板子的芯片,同时芯片也限制了能够运行的软件。
其次看特性。包括所有板子上除微处理器之外的所有东西,例如输入/输出针脚,集成元器件(按钮、LED、电机驱动等)以及可用接口的种类和数量(USB、以太网等)。
最后看尺寸。由于项目性质不同,其留给电子部分的体积和重量也大相径庭。例如要给狗狗做一个追踪器,如果使用Mega和电池盒加上扩展板,至少也得有1055cm大小,200g重,敢问这是追踪器还是沙袋?正因为如此Arduino才有如此多的兄弟姐妹们。
说了那么多,来看看有哪些主流的Arduino吧。
1.Arduino Uno
处理器: ATmega328 (8位 CPU, 16MHz 时钟频率, 2KB SRAM, 32KB 闪存)
特性: 14 个数字 I/O 口, 6 个模拟输入口, 可更换处理器设计
尺寸: 75 x 55mm
价格: $30
2.Arduino Leonardo
处理器: ATmega32u4 (8位 CPU, 16MHz 时钟频率, 2.5KB SRAM, 32KB 闪存)
特性: 20 个数字 I/O 口, 其中12 个可作为模拟口, 原生支持USB
尺寸: 75 x 55mm
价格: $25
3.Arduino Due
处理器: Atmel SAM3X8E ARM Cortex-M3 (32 位 CPU, 84MHz 时钟频率, 96KB SRAM, 512KB 闪存)
特性: 54 个数字 I/O 口, 12 个模拟输入口, 2 个模拟输出口, 原生USB支持
尺寸: 100 x 55mm
价格: $50
4.Arduino Micro
处理器: ATmega32u4 (8位 CPU, 16MHz 时钟频率, 2.5KB SRAM, 32KB 闪存)
特性: 20 个数字 I/O 口, 其中12 个可作为模拟口, 原生支持USB
尺寸: 50 x 18 mm
价格: $27
5.LilyPad Arduino
处理器: ATmega328 (8位 CPU, 16MHz 时钟频率, 2KB SRAM, 32KB 闪存)
特性: 14 个数字 I/O口, 6 个模拟输入口
尺寸: 50mm 直径圆形
价格: $22
当然,还有很多,这里就不一一列出来了,感兴趣的可以自己了解。
Arduino编译环境下载安装
下载地址:
https://www.arduino.cc/en/Main/Software
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