Arduino成长日记1 - Arduino预备知识

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。

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。

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。

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。

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

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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。