Arduino IDE的安装、测试与相关设置

一、Arduino IDE的下载与安装

Arduino IDE可以在Arduino官方网站免费下载（https://www.arduino.cc/en/Main/Software）。针对Windows用户，Arduino IDE提供了三种安装包形态，如下图所示。

Arduino IDE下载

其中①与②的区别是：①是一个安装程序的形式，双击即可启动安装过程，②是“绿色软件”形式，下载下来是一个.zip压缩包，解压缩到硬盘任何路径即可直接运行，无需安装；另外，①包含有USB转串口的驱动程序安装过程，而②没有，如果使用“绿色软件”形式，需要另外安装USB转串口驱动。由于①所包含的驱动程序仅限Arduino官方版本所使用的芯片，所以如果使用非官方Arduino板（如国内比较流行的采用CH430G芯片的Arduino板），仍然需要用户自己安装驱动程序（注：有些芯片的驱动程序可以由Windows系统自动识别和安装，即通常所说的“免驱”，这取决于所使用的芯片型号和Windows操作系统版本及配置情况，读者可以在手动安装驱动程序前先把Arduino板插在电脑USB口上试一下）。第三种形态是专门针对Windows 10系统的，通过应用商店以APP的形式安装。

二、USB转串口驱动程序的安装与检测

Arduino板通过串行通信的方式与Arduino IDE通信，实现串口数据的发送接收。从Arduino IDE向Arduino板烧录程序（Arduino IDE中称为上传），即将编译好的二进制程序代码写入ATmega单片机的程序存储器，这一过程也是通过串行通信实现的。因此，在使用Arduino之前必须确保串行通信的正常工作。由于当前多数电脑均不再配置对外的串行通信接口，所以采用USB转串口（TTL电平）的方式来实现。
Arduino所采用的USB转串口的方式主要有两种：一是采用专用芯片（Arduino官方采用的主要是FT232RL），一是采用内置转换功能的单片机（如ATmage 16U2等），其中NANO采用的是前者，UNO采用的是后者。不论采用哪一种方式，必须正确安装相应芯片的驱动程序，才能确保其与Arduino IDE正常通信。

检测驱动程序正确安装的方法：

1. 将Arduino板插入电脑USB端口（初次插入会有一个识别过程，可稍等）；
2. 打开Arduino IDE，在工具-端口菜单下，应该能够看到COM n字样，其中的n为数字，因所接USB口和电脑的具体配置不同而不同；
3. 选中相应的COM n，然后单击工具-取得开发板信息，应该能够弹出一个信息窗口，显示BN、VID、PID、SN等信息，对于非官方版本的Arduino板，BN显示“未知开发板”是正常的。

显示开发板信息

4. 至此，可以确认Arduino IDE与Arduino板之间的串行通信是正常的。
5. 若有问题，可打开控制面板-设备管理器查看端口（COM和LPT）项目下是否有相应的设备，如果没有或者存在带黄色感叹号的其他设备，则说明驱动程序没有正确安装。
   
   

   在“设备管理器”中检查驱动安装情况

三、上传测试程序

Arduino IDE的文件-示例菜单中包含了大量实例程序，这是学习Arduino编程开发的宝贵资源，值得我们充分利用。另外，添加了标准格式的Arduino库之后，也会在这个菜单项里找到库所带的示例程序。
这些示例程序也是我们进行各种测试的便捷工具。在安装完成IDE后，通常我们会打开文件-示例-01.Basics-Blink项目来进行编译和上传程序的测试。这个“Blink”项目的功能是让Arduino板载的LED灯（连接Arduino 13号GPIO）进行频率为0.5Hz的闪烁（亮灭各1S循环往复），因此利用它可以检测编译、上传（烧录）以及Arduino板的电路运行是否正常。

正确上传（烧录）程序需要进行的三项设置：
打开工具菜单，分别设定开发板、处理器和端口三个项目。

1. 开发板设置：按照所使用的Arduino板的型号名称进行设置，常用的Arduino UNO选择Arduino/Genuino UNO，Arduino NANO选择Arduino NANO。

开发板选择

2. 处理器设置：选择开发板对应的Atmega单片机型号。需要注意的是，对于Arduino NANO，Arduino官方于2018年1月更新了Bootloader代码，而早期及非官方版本的Arduino NANO有些仍然采用老版本的Bootloader代码，因此必须特别注意选择ATmega328P (Old Bootloader)，否则会出现上传代码时长时间停留在上传……经一段时间后提示上传失败的现象。对于2018年1月后官方版的NANO，选择ATmega328P。对任何版本的UNO，由于没有更新Bootloader，因此没有ATmega328P (Old Bootloader)这一选项，选择ATmega328P即可。另外需要注意的是，如果使用内置新Bootloader的NANO，但Arduino IDE却是老版本（如1.8.4），则需要升级到新版本，否则也会因为Bootloader不匹配而导致上述故障。

处理器选择

3. 端口设置：注意选择当前Arduino板连接的COM端口号。

正确设置以上参数后，单击工具栏上的右向箭头图标即可完成“编译+上传”的过程，也可以使用菜单项目-上传。工具栏上的对号图标是仅编译，与菜单项目-验证/编译功能一致。以上是使用Arduino板载USB口上传程序时使用的，若使用其他编程器进行上传，则需首先在工具-编程器菜单中选择对应型号的编程器，在确保编程器与Arduino板正确连接的情况下，使用项目-使用编程器上传来上传程序。

上传成功后，若Arduino板载LED灯以0.5Hz的频率闪烁则说明软硬件工作正常，也可以尝试修改代码中的延时参数来改变闪烁频率做进一步的验证。若需验证串口通信功能，则可以使用文件-示例-04.Communications-ASCII Table，该程序的功能是系统上电后通过串口以9600bps波特率输出ASCII码表。

四、Arduino IDE的相关设置

Arduino IDE的相关设置可通过文件-首选项进行调整，常用的主要有以下几项：

ArduinoIDE 首选项

1. 编辑器语言：设置这一项为简体中文 (Chinese(China))的目的主要是能够正确输入和显示中文注释。
2. 编辑器字体大小：Arduino IDE默认字号较小，建议适当调大。
3. 显示详细输出：勾选编译和上传将封闭显示这两个过程中的详细信息，有助于排查错误和故障，编译器警告默认为不显示，打开后可看到编译过程中的警告（warning）信息，存在警告并不意味着编译不能通过，但可能存在一些隐患。
4. 首选项的各项信息都保存在一个文本文件中，Arduino IDE允许用户直接编辑该文件以实现更多项目的设置，但该文件只能在Arduino IDE未运行时进行编辑，编辑保存后下次启动时起效。这个文件最常用的是用来修改Arduino IDE的字体，编程首选“等宽字体”，顾名思义，该类字体中所有字符的宽度都是相等的，这会给代码的缩进、对齐等带来很大便利。Windows系统中常见的等宽字体是“Courier New”，可通过修改文件中的editor.font的键值来使用该字体，字体名称后面的两个参数分别是字体风格plain意为“普通（非粗体和斜体）”和字号值。
   
   

   preferences.txt 文件