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。

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

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；

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！