Arduino开发环境教程

工具栏：
这里只说说菜单栏中没有提到的 在文件中查找：这个功能是比较强大的，使用者可以查找项目文件夹下或指定文件夹下所
有有关文档的关键词，并显示在信息输出区中，非常方便。 停止查找：终止查找进程。 复位：复位目标板，使程序从头执行。 导入库：导入开发环境所提供的各种有用的库，比如 Servo 等。
此外，开发环境还提供了一些意想不到的功能：串口调试工具、Arduino 帮助文档。 单击 弹出串口调试工具：
1.1.2 编译 前面说到，计算机、单片机等程序执行时，机器看得懂的只有 010101 的数字信号，而前
面编辑的步骤所使用的语法是为了方便开发者了解每个函数的功能：越高级的语言，越能让 开发者更直观了解函数的功能，程序所占的空间也会相应增加。这个阶段的工作就是将我们 编辑完的文字文件转换成机器码。这个步骤会帮你检查程序上的错误，并提出警告。因此这 个步骤完成后通常会回到前一个步骤将语法错误、逻辑错误的地方进行修正，直到编译器没 有产生错误提示为止。
如图，包含 EEPROM、网络通信()、舵机控制（）、步进电机控制（）等等，随着开发环境的 升级，会有更多的函数库推出。当然，使用者也可以自己添加函数库。有了这些函数库，可 以省下大量的时间，只要了解函数的作用和参数意义后，很快可以写出想要的功能。别激动，
还有更美好的事情！SonxunStudio 并没有遗漏使用者的心声，点击工具栏中的 ，可以弹出 工程示例对话框，里面就有非常完整的范例：
1.1.1 编来自百度文库 这是开发的第一个步骤：产生程序代码。相信很多人听说过：程序厉害的人用记事本程
序就可以工作了。这句话只说对了一半，因为记事本只能帮你记录下整个程序的流程、函数、 所引用的函数库等，编写完毕后另存成扩展名为.c、.cpp 等。不过，一个专属的程序开发环 境，还可以帮你管理项目内的多个程序，也可以利用颜色高亮来区分程序代码类的内容在这 个阶段，大家习惯的编辑环境不一样，只要使用方便即可。还是希望初学者能够找寻到合适 的编辑环境，除了可以帮助编写程序外，也可以省下许多宝贵的时间。
针对单片机这种硬件程序开发，执行测试程序时通常需要先进行烧录，也就是将程序下 载到芯片中。这个动作大都需要特殊的线路，以前常用的接口为串行端口或并行端口，也就 是台式计算机的 9PIN 或 25PIN 接口，不过新的烧录接口慢慢都被 USB 取代了。烧录接口还有 功能性差异，最基本的就只是将编译完的程序直接烧录，而进阶版的则可以支持单步执行， 这个功能可以让开发者逐行执行程序，更容易发现问题。这类高阶的烧录器通常成为 JTAG （Joint Rest Action Group），如下图所示。
1.1.3 链接
当我们的项目程序越来越大时，为了方便管理，通常会根据功能分成不同的文件，链接
的作用就是寻找程序当中所有用到的功能模块、内建函数库原始程序的位置，再与主程序结
合成为一个可执行文件。这时候产生的错误，可能是你使用了某个函数，却没有将其路径正
确引用，造成链接错误，此时便会提出警告。例如，使用数学相关的函数 MAX()、SIN()等，
有的单片机也会提供单纯烧录程序用的电路，让开发者可以自行制作，可以节省一些开
销，除了多花点时间也不失为一个好办法。
Arduino 的核心芯片也支持 ISP（In System Programming）功能。所谓 ISP，就是在无需
改变硬件连接甚至硬件仍处于执行阶段时，也可以随时下载新的程序代码。这样的好处在于，
安装成功后，会在桌面生成一个快捷方式。
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至此，开发环境安装完毕。双击打开桌面的图标，开发环境映入眼帘。
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1.3 Arduino 开发环境
开发环境使用的语法与 C/C++相似，非常容易使用。跟其他 IDE 一样，界面包含：标题栏、 菜单栏、工具栏、项目文件管理区、编辑区、信息输出区和状态栏。如图：
Bootloader 的存在，造成系统电源开启时，会感觉系统程序并没有马上执行，需要等待一段
时间，旧版更为明显。在 ATMEGA328 中，这种情况已经有所改善。
不可否认，由于 Bootloader 的使用，开发者不必再担心怎么下载、烧录程序，可以大大
提高初学者的积极性。但是，所有新的 MEGA 系列单片机并没有内建好 Bootloader，而是需
信息输出区：
该区域主要显示编译的详细信息及进度、文件查找的结果、烧写程序的详细信息及进度等。 支持结果的颜色高亮显示，非常直观。绿色代表成功，红色代表失败。
状态栏： 主要显示操作的状态，进度，目标板的名称，串口号等。
1.4 程序构架
Arduino 的程序语言类似 C/C++的语法，IDE 同时包含了许多基本常用的函数库，可以点 击工具栏中的 ，弹出导入库对话框：
要购买后另外烧录 Bootloader，这就需要使用专门的烧录软硬件，或者在网络上请人帮忙代
烧。这里，不再对 Bootloader 做深入探讨，有兴趣的人可以上网站 Arduino.cc 搜寻相关资
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料。 编译、编译、链接和执行等过程在某些单片机系统上需要分为不同的电脑应用程序来完
下载完成后，会得到一个 30MB 左右安装包，双击运行。
一直点击下一步：
选择安装目录
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开始安装
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安装进度
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安装完成
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烧录程序时单片机不需要拔离系统电路，节省时间。
Arduino 的板子有将 ISP 的引脚另外引出，方便我们烧录程序，但还是需要额外的硬件来
配合。Arduino 的烧录会不会很麻烦呢？
答案是完全不会。Arduino 非常人性化的简化了烧录流程，只要使用与计算机连接的 USB
线即可。这都归功于 Arduino 的 Bootloader。
菜单栏： 【文件】下拉菜单： 1. 新建：新建一个空白文档，该选项在工具栏中可以找到： 2. 打开：打开一个现有文档，该选项在工具栏中可以找到： 3. 保存：保存当前编辑的文档，该选项在工具栏中可以找到： 4. 另存为：将当前编辑的文档另外保存一份。 5. 导入 INO 示例：所有项目里都有一个后缀为.ino 的文件，该文件是程序执行的入口，setup()
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1.1 程序开发流程
在计算机中有着许多不同的程序，有的跟系统有关，负责处理硬件之间的数据交换及命 令控制，如操作系统(Operating System,OS)、编译程序(Compiler)等。有的程序则是架构在 系统程序之上，可以满足使用者的部分需求，如 Office、游戏、多媒体播放程序等。
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Bootloader，顾名思义就是开机后会加载的一个引导程序，会帮助系统加载程序。当单
片机复位时，第一个步骤会先跳转到 Bootloader 来判断接下来进入的数据属于程序代码还是
一般数据，若是属于程序代码，就会安排置于内存中的其余空间内。以旧版的 Arduino 芯片
ATMEGA8 来说，Bootloader 会占掉 Flash 内存中大约 1KB 的大小。有好处就有坏处，因为
工程。该选项在工具栏中可以找到：
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【编辑】下拉菜单： 包括撤销、复制、剪切和粘贴，大家再熟悉不过了，这里不在赘述，在工具栏中也能找到。 【组建】下拉菜单： 1. 组建：对编辑好的代码进行编译，并生成目标文件。该选项在工具栏中可以找到： 2. 停止组建：终止正在编译的进程。该选项在工具栏中可以找到： 3. 编程：将编译成功并生成的目标程序下载到目标板中，并运行。 4. 配置：打开项目管理对话框，该选项在工具栏中可以找到：
1.2 Arduino 开发环境的安装
下 面 介 绍 的 Arduino 开 发 环 境 ， 软 件 名 称 叫 做 SonxunStudio ， 是 由 松 迅 科 技 （http://www.sonxun.com/）开发的，下载使用都完全免费，目前只支持 Windows 系统，包 括 XP 及 Win7 系统。下载地址： http://www.sonxun.com/SonxunStudio_2_0.zip
但是，在开发单片机的程序是，特别要注意的是看不见的错误，举例来说：系统接着 5 个 LED 发光二极管，程序目标是要控制第二个的明暗变化，不过在程序编辑时，不小心将控 制目标变成了第四个，这样的错误在编译时是不会看到的，只有程序执行时才会发现错误， 你可能还会怀疑是否是硬件电路接错了，实际上却是程序的编辑错误。这种问题的发生在单 片机的开发过程中很常见，所以要特别注意。
在做微处理器的程序开发时，最关键的一步就是将程序编译成单片机看得懂的机器语言， 而这部分工作由计算机上的相关程序来执行。一般来说，微处理器的系统开发商都会搭配特 定软件供开发者编写其应用程序。不同于高阶 的程序设计语言，目前常用于单片机系统的程 序代码为汇编语言(Assembly)、C/C++等种类。 典型的程序开发流程如右图所示，设计完系统 所要的执行程序后，再编译成扩展名为.hex 的特殊格式的程序文件，微处理器就能看得懂 了。接下来，就可以把程序下载、烧录到单片 机中，测试结果是否符合你的预期了。
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单击 弹出 Arduino 帮助文档：
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项目文件管理区
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在此可以管理项目里的所有文件，可以打开或删除相应的文件，管理非常方便直观。 列表树的根项显示的是：项目名称和目标板名称。 如图，项目名称为 BareMinimum，目标板名称为 Arduino Uno 次级列表是两个文件夹：Source Files 和 Header Files Source Files 下管理的是源文件，包括 c，cpp，ino 文件 Header Files 下管理的是头文件，包括 h 文件 右键相应的文件，弹出快捷菜单：
都要引用 math.h 这个头文件。
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1.1.4 执行 能够执行程序的话，恭喜你已经成功的完成前面的步骤，终于可以看到程序运行结果了。
不过，能执行不一定表示结果符合预期，还可能有各种不同的错误情形发生。如果只是刚才 的 LED 控制错误还是小意思，如果控制的机械设备因为程序的错误而造成损害，那就得不偿 失了。
和 loop()函数都在其中，单击该项可以导入一个现有的 INO 文件，方便使用。该选项在 工具栏中可以找到： 6. 打印相关操作不在赘述。
【工程】下拉菜单： 1. 新建工程：创建一个新的工程。 2. 打开工程：打开一个现有的工程。 3. 关闭工程：关闭当前的工程。 4. 打开工程示例：开发环境为使用者提供了许多标准的工程示例，可以单击该选项打开示例
可以将该文件打开或移除，也可以快捷打开项目工程的配置对话框。 添加文件需要点击‘工程配置’，在弹出的项目管理对话框中添加文件。 编辑区：
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代码的编辑区的功能也是非常强大的，支持关键字的高亮显示，字体是最为流行的 Fixedsys 字体，大小是最合适人眼注释的，支持行号显示。
成不同的步骤，可能先由 A 程序产生烧录文件，在通过 B 程序将烧录文件烧录到单片机中。 这样分段式的开发流程并不方便，所以系统商或第三方软件商会整合所有的过程为单一环境， 成为 IDE（Integrated Development Environment 集成开发环境），将所有功能在同一个程序 内完成。下面将介绍一款非常强大的 IDE。