Arduino UNO R3

Arduino是什么?

Arduino是一个开放源码电子原型平台,拥有灵活、易用的硬件和软件。Arduino专为设计师,工艺美术人员,业余爱好者,以及对开发互动装置或互动式开发环境感兴趣的人而设的。

Arduino可以接收来自各种传感器的输入信号从而检测出运行环境,并通过控制光源,电机以及其他驱动器来影响其周围环境。板上的微控制器编程使用Arduino编程语言(基于Wiring)和Arduino开发环境(以Processing为基础)。Arduino可以独立运行,也可以与计算机上运行的软件(例如,Flash,Processing,MaxMSP)进行通信。Arduino开发 IDE 接口基于开放源代码,可以让您免费下载使用开发出更多令人惊艳的互动作品。

Arduino是人们连接各种任务的粘合剂。要给Arduino下一个最准确的定义,最好用一些实例来描述。

Arduino都可以为您实现。

Arduino的起源

自左向右:David Cuartielles, Gianluca Martino, Tom Igoe, David Mellis和Massimo Banzi摄于纽约

这个最经典的开源硬件项目,诞生于意大利的一间设计学校。Arduino的核心开发团队成员包括:Massimo Banzi,David Cuartielles,Tom Igoe,Gianluca Martino,David Mellis和Nicholas Zambetti。

据说Massimo Banzi的学生们经常抱怨找不到便宜好用的微控制器,2005年冬天,Massimo Banzi跟朋友David Cuartielles讨论了这个问题,David Cuartielles是一个西班牙籍晶片工程师,当时在这所学校做访问学者。两人决定设计自己的电路板,并引入了Banzi的学生David Mellis为电路板设计编程语言。两天以后,David Mellis就写出了程式码。又过了三天,电路板就完工了。这块电路板被命名为Arduino。几乎任何人,即使不懂电脑编程,也能用Arduino做出很酷的东西,比如对感测器作出回应,闪烁灯光,还能控制马达。

随后Banzi,Cuartielles,和Mellis把设计图放到了网上。保持设计的开放源码理念,因为版权法可以监管开源软体,却很难用在硬体上,他们决定采用Creative Commons许可。Creative Commons(CC)是为保护开放版权行为而出现的类似GPL的一种许可(license)。在Creative Commons许可下,任何人都被允许生产电路板的复制品,还能重新设计,甚至销售原设计的复制品。你不需要付版税,甚至不用取得Arduino团队的许可。然而,如果你重新发布了引用设计,你必须说明原始Arduino团队的贡献。如果你调整或改动了电路板,你的最新设计必须使用相同或类似的 Creative Commons许可,以保证新版本的Arduino电路板也会一样的自由和开放。唯一被保留的只有Arduino这个名字。它被注册成了商标。如果有人想用这个名字卖电路板,那他们可能必须付一点商标费用给Arduino的核心开发团队成员。你可以参考Arduino 的官方网站http://www.arduino.cc,通过链接你会找到各种创意作品的源码,当然也有很多机器人应用实例代码,例如直流电机PWM 调速、舵机控制、超声波测距、红外传感器寻迹等,相信它能使你早日实现机器人DIY 的梦想。

Arduino名称的由来

意大利北部一个如诗如画的小镇「Ivrea」,横跨过蓝绿色Dora Baltea河,它最著名的事迹是关于一位受压迫的国王。公元1002年,国王Arduin成为国家的统治者,不幸的是两年后即被德国亨利二世国王给废掉了。今日,在这位无法成为新国王的出生地,cobblestone街上有家叫「di Re Arduino」的酒吧纪念了这位国王。Massimo Banzi经常光临这家酒吧,而他将这个电子产品计划命名为Aruino以纪念这个地方。

UNO R3

Uno,源于意大利语,代表第一的意思。DFRobot秉着忠于原著,又高于原著的理念,还原出一个原汁原味的Arduino。

UNO R3的升级

产品参数

UNO电路图和PCB板

  1. 电路图
  2. 硬件设计文件(Eagle文件)

引脚说明

电源

Arduino UNO可以通过3种方式供电,而且能自动选择供电方式

电源引脚说明:

输入输出

1.14路数字输入输出口: 工作电压为5V,每一路能输出和接入最大电流为40mA。每一路配置了20-50K欧姆内部上拉电阻(默认不连接)。 除此之外,有些引脚有特定的功能:

2.6路模拟输入A0到A5: 每一路具有10位的分辨率(即输入有1024个不同值),默认输入信号范围为0到5V,可以通过AREF调整输入上限。 除此之外,有些引脚有特定功能:

3.AREF:模拟输入信号的参考电压。

4.Reset:信号为低时复位单片机芯片。

也可以看下ATmega328的引脚图。Atmega8,168和328是相同的。

通信接口

UNO可以与电脑,其他的Arduino控制器或是其他微处理器等其他设备进行通信。ATmega328内置的UART TTL可通过数字口0(RX)和1(TX)(5V)与外部实现串口通信。ATmega16U2通过USB和串行通信软件在电脑上显示为一个虚拟COM端口。ATmega16U2固件使用的是标准的USB串口驱动,不需要外置驱动。Arduino的软件包含一个串口监视器,可实现Arduino板和电脑的简单文本数据通信。当通过USB数据线下载程序时,RX和TX灯会不停的闪烁。

Atmega328还支持I2C和SPI通信。

注意:由于下载过程中TX与RX已被占用,所以当TX和RX在程序中被使用到时,在下载程序时,先将TX、RX连接断开,下载完成后再连上。

注意要点

准备工作

1、首先,从Arduino官网中下载Arduino IDE(Arduino特定的编程软件)下载页面点击。可按需要自行下载各种版本的Arduino IDE,不一定最新版本就是最好版本。在Previous IDE Versions可选择以前的IDE版本。

2、下载完成后,将UNO用USB数据线和电脑连接,此时,需要安装Arduino驱动,安装步骤请见Arduino驱动的安装教程

3、完成驱动安装后,就可以进行编程以及程序的下载使用了。如何下载程序,可见Arduino入门教程

如果以上三步都完成了,恭喜你,你已经会Arduino的基本操作了,你可以玩转Arduino了!以下提供了一些使用教程和视频教程,也可自行购买基础套件来进行简单制作。帮助你更快的上手Arduino。

Arduino官方入门套装及配套教程

Massimo Banzi是Arduino的始创人之一。从十月初开始,Massimo 亲自制作了一系列教学视频,让您学会使用Arduino 。让您释放您的创造力,建立您的创作!

Arduino官方入门套装(意大利原装) DFRobot官方入门套件

视频教程:

本视频将指导您如何用Arduino开发板建立一个基本的电路板,以及如何使用其他组件如发光二级管、开关和电阻器。

将Arduino将设置成科幻片的场景。利用开关就可以开启不同的灯,让你了解Arduino的简单输入和输出。

会做一个爱情指数计(LOVE-O-METER),一个非常简单的温度计,用来测量你的体温。

使用光敏电阻和压电器件,制造出一个基于光的特雷门。

本教程以之前的光特雷门教程视频为基础。在这个视频教程,Massimo介绍了如何用按钮取代传感器來控制和构建一个简单的乐器。这项目引进的“梯形电阻”的概念,它可以用来调节从按钮到Arduino的输入信号。

利用一个马达来转动色彩丰富的风车。

“魔力八号球”电子版配备 LCD 屏幕及倾角传感器,可在摇动电路装置后为使用者提供一个随机生成的答案。如果你想了解其中的奥妙,Banzi 还会参照代码,向我们讲解其运作原理。

Massimo Banzi 先生将向我们展示触控感应灯的整个制作过程。Banzi 也将向我们介绍为 Arduino 而构思的外部图书馆概念。这是一件极有用的工具,可帮助初学者及专家简化开发过程。 简单地说,外部图书馆可以下载并安装至 Arduino 开发环境中。它们实质上是预先编码的资料库,可用在你的装置内编写某些功能程式。在本次示范中,外部图书馆让Banzi 能够迅速高效地制作其触控感应灯。

Banzi 将通过 USB 连接,将 Arduino 开发板与电脑连接在一起,然后再利用一个特定的程序来改变 Arduino 标志的颜色。

这是 Massimo Banzi 的最后一段 Arduino 课程视频,这次他将利用 Wi-Fi Shield 模块将其 Arduino 装置连接至互联网。此举势必会为 Banzi 在视频中所进行的探索开启众多全新的可能。

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