創(chuàng)客關(guān)鍵詞-2-Arduino

認(rèn)識Arduino

Arduino是一款上手容易但功能強(qiáng)大的開源電子原型平臺,主要包括硬件部分(各種型號的arduino板)和軟件部分(arduino IDE),通過軟、硬件交互完成設(shè)計(jì)者想要的特定功能.
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Arduino板是已經(jīng)集成各種電子元件后的主板,也是實(shí)驗(yàn)的主要平臺,其中封裝好的各種接口便于與外部傳感器、控制器相連;arduino IDE則是使用類似Java、C等開發(fā)語言的基于Wiring的開發(fā)語言和基于Processing的開發(fā)環(huán)境,在計(jì)算機(jī)中輸入代碼并上傳至arduino板即可完成特定功能而不需要太多的單片機(jī)基礎(chǔ)和編程基礎(chǔ),也可以使用arduino與計(jì)算機(jī)中的其他軟件進(jìn)行通信。
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發(fā)展簡史

從Arduino UNO歷代版本演化看其發(fā)展簡史

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第一個Arduino板,采用單面PCB板,程序下載接口采用DB9接口,元器件采用直插封裝。用現(xiàn)在的眼光來看,這一版的美觀度很差,但是把Arduino的整個框架定義好了,包括Arduino引腳排列和分配,用串口通過Bootloader引導(dǎo)程序來下載程序代碼,軟件上封裝了常用模塊的庫,奠定了Arduino的接口標(biāo)準(zhǔn)和發(fā)展方向。
第二版.png
第二版,采用了雙面PCB板,阻焊油墨采用了藍(lán)色,板子外形比第一版做了一些變化,定位孔也重新調(diào)整了位置,外觀更好看,奠定了后面好幾年的Arduino電路板風(fēng)格。
第三版.png
第三版的Arduino Extreme 采用了USB接口和USB轉(zhuǎn)TTL芯片,讓后面新出的不帶DB9接口的電腦,通過USB就可以下載程序。另外元器件開始采用表貼元件,體積減小也適合機(jī)器大批量加工。
第四版.png
第四版的Arduino NG把串口芯片換成了性能和質(zhì)量最好的FTDI公司的FT232RL芯片,另外增加了一個LED指示燈和D13腳相連,讓用戶拿到電路板,下載一個LED閃爍程序,不用接外圍電路就能看到現(xiàn)象,非常方便。
第五版.png
第五版的Arduino Diecimila比上一版最大的改進(jìn)是增加了軟件復(fù)位功能,用戶不再需要下載完程序后手動去按下復(fù)位按鈕。USB端增加了保險絲,防止不當(dāng)操作短路時,燒壞電腦USB接口。用了一個低壓差的穩(wěn)壓芯片替換了原來的芯片,可以讓電池供電。另外增加了3.3V的穩(wěn)壓芯片,可以讓Arduino和3.3V模塊連接。
第六版.png
2009年,第六版的Arduino Duemilanova 相比上一版增加了電源自動切換功能,當(dāng)USB和DC接口同時供電時,會自動切斷USB端的供電。另外把原先 ATmega168單片機(jī)換成ATmega328p,內(nèi)存和Flash容量都翻倍,可以讓Arduino運(yùn)行更大的程序。
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2012,第六版的Arduino UNO發(fā)布,把串口芯片換成了 ATMega8U2,為了能讓設(shè)備管理器里顯示Arduino。這個改動至少對國內(nèi)用戶來說帶來了經(jīng)常會驅(qū)動安裝失敗之類的問題。導(dǎo)致這個驅(qū)動安裝失敗的原因是國內(nèi)的操作系統(tǒng)不是正版,大部分盜版Ghost系統(tǒng)都精簡過,導(dǎo)致文件丟失。所以現(xiàn)在能看到很多國內(nèi)廠商,稍微重視一點(diǎn)客戶體驗(yàn)的基本把串口芯片換成了CH340。
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2013年,這個時候國內(nèi)淘寶上基本都是山寨UNO,價格低至十幾元,但是質(zhì)量參差不齊。第三代Arduino UNO板,把油墨換成了特制的一種油墨,可以用來區(qū)分盜版,發(fā)布了Arduino LOGO的產(chǎn)權(quán),其它公司生產(chǎn)同類型的電路板不能用相同的LOGO。Arduino開始注重品牌管理。
另外增加了一些Arduino端口,用來更好的適配各種類型的擴(kuò)展版。
2015年,Arduino在深圳Maker Faier上發(fā)布了Genuino,開啟了雙品牌戰(zhàn)略來抗擊山寨。有幸用我的破英語和板子大叔交流了當(dāng)時做的一款產(chǎn)品。
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Genuino又用了一種重新調(diào)制的油墨,同時排針母座側(cè)面,印上了引腳名字,方便用戶插杜邦線時不會看錯,非常友好。

性能指標(biāo)

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電路板上安裝了一個微控制器、一個USB接口、一個直流電源插口、許多輸入輸出線路(以后會詳細(xì)介紹)還有許多用來顯示狀態(tài)的LED和其他一些雜七雜八的部件。圖中的這塊Arduino的型號是Uno,它使用ATMega328微控制器除了Uno還有許多尺寸大一些、小一些的,型號舊的、新的不同的Arduino控制板。他們之間的區(qū)別在于物理尺寸、接口類型、可用的代碼和內(nèi)存空間大小等等??偨Y(jié)一下 – 使用Arduino,你能夠連接不同形式的輸入輸出設(shè)備,創(chuàng)建一個程序來處理和響應(yīng)輸入輸出。例如,你可以制作一個溫度報(bào)警器 – 當(dāng)你的房間的溫度超過了你所設(shè)定的值時,讓Arduino發(fā)出聲音警報(bào)。輸入設(shè)備包括:按鈕、開關(guān)、運(yùn)動傳感器、溫度傳感器、光線傳感器、氣體傳感器(!)、旋鈕/撥盤(比如音量旋鈕)、無線數(shù)據(jù)接收設(shè)備等等。輸出設(shè)備包括:燈光、聲音發(fā)生器、馬達(dá)、泵、其他電路、液晶顯示屏等等。
概要

微控制器 ATmega328P
工作電壓 5V
輸入電壓(推薦) 7-12V
輸入電壓(范圍) 6-20V
數(shù)字I/O引腳 14 (其中6路作為PWM輸出)
模擬輸入引腳 6
I/O腳直流電流 20 mA(最大40mA)
3.3V腳直流電流 50 mA
Flash Memory 32 KB(ATmega328P,其中0.5 KB 用于bootloader)
SRAM 2 KB (ATmega328P)
EEPROM 1 KB (ATmega328P)
時鐘頻率 16 MHz

入門書籍

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《Arduino從基礎(chǔ)到實(shí)踐》用50個項(xiàng)目來介紹Arduino的應(yīng)用,從基礎(chǔ)的輸入輸出項(xiàng)目逐漸進(jìn)入較高級的話題,比如Arduino與互聯(lián)網(wǎng)的連接等。每一個項(xiàng)目都由完整的硬件方案和軟件程序組成,讀者無須再翻閱其他書籍即可完成本書中的各種電子制作項(xiàng)目。
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