第0课 初识Arduino

第1章进入Arduino的世界欢迎来到Arduino的世界！Arduino是一个开源的开发平台，在全世界范围内成千上万的人正在用它开发制作一个又一个电子产品，这些电子产品包括从平时生活的小物件到时下流行的3D打印机，它降低了电子开发的门槛，即使是从零开始的入门者也能迅速上手，制作有趣的东西，这便是开源Arduino的魅力。

通过本书的介绍，读者对Arduino会有一个更全面的认识。

本章知识点：Arduino的起源与发展Arduino的特点Arduino开发板简介Arduino的未来展望什么是Arduino什么是Arduino相信很多读者会有这个疑问，也需要一个全面而准确的答案。

不仅是读者，很多使用Arduino的人也许对这个问题都难以给出一个准确的说法，甚至认为手中的开发板就是Arduino，其实这并不准确。

那么，Arduino究竟该如何理解呢1.1.1 Arduino不只是电路板Arduino是一种开源的电子平台，该平台最初主要基于AVR单片机的微控制器[1]和相应的开发软件，目前在国内正受到电子发烧友的广泛关注。

自从2005年Arduino腾空出世以来，其硬件和开发环境一直进行着更新迭代。

现在Arduino已经有将近十年的发展历史，因此市场上称为Arduino 的电路板已经有各式各样的版本了。

Arduino开发团队正式发布的是Arduino Uno和Arduino Mega 2560，如图1-1和图1-2所示。

图1-1 Arduino Uno R3图1-2 Arduino Mega 2560 R3图1-1和图1-2所示的开发板就是所谓的Arduino I/O印刷电路板（Printed Circuit Board, PCB）。

Arduino项目起源于意大利，该名字在意大利是男性用名，音译为“阿尔杜伊诺”，意思为“强壮的朋友”，通常作为专有名词，在拼写时首字母需要大写。

其创始团队成员包括：Massimo Banzi、David Cuartielles、Tom Igoe、Gianluca Martino、David Mellis和Nicholas Zambetti 6人。

Arduino电路控制入门教程第一章：Arduino简介Arduino是一款开源电子平台，将硬件和软件相结合，用于创建各种电子项目。

它基于开放式软、硬件设计，非常适合初学者和专业人士。

Arduino的优势在于其易用性、可扩展性和灵活性，使其成为学习和实践电路控制的理想工具。

第二章：Arduino基础知识2.1 Arduino硬件组成Arduino主板包括一个微控制器，具有多个数字和模拟输入/输出引脚。

此外，还有一个USB接口用于与计算机通信，以及用于供电和编程的连接器。

2.2 Arduino编程语言Arduino使用C/C++编程语言，开发者可以使用Arduino IDE （集成开发环境）进行编码。

Arduino语言基于Wiring语言，具有简单易学的特点，适合初学者。

第三章：Arduino基本操作3.1 安装Arduino IDE下载Arduino IDE并根据安装向导进行安装。

启动IDE后，用户可以选择Arduino板型及端口。

3.2 第一个Arduino项目编写一个简单的程序来控制Arduino上的LED灯。

使用digitalWrite函数控制引脚的电平，通过设置为HIGH或LOW来打开或关闭LED灯。

第四章：数字输入与输出4.1 数字输入使用digitalRead函数读取数字输入引脚上的状态。

通过判断引脚为HIGH还是LOW，可以实现不同的应用，如按键检测或传感器数据获取。

4.2 数字输出使用digitalWrite函数控制数字输出引脚的状态。

通过设置引脚为HIGH或LOW，可以控制外部电路的开关状态，实现各种控制任务。

第五章：模拟输入与输出5.1 模拟输入Arduino具有一些模拟输入引脚，可以通过analogRead函数读取引脚上的模拟电压值。

这对于读取传感器数据或监测环境变量非常有用。

5.2 模拟输出Arduino可以通过PWM（脉宽调制）方式在数字输出引脚上生成模拟电压。

analogWrite函数可以设置引脚上的占空比，从而控制输出电平的变化。

Arduino编程基础入门第一章：什么是Arduino？Arduino是一种开源电子平台，它由一个硬件部分和一个软件部分组成。

Arduino硬件包括一个可以编程的微控制器，用于控制各种电子元件的操作。

Arduino软件则是用于编写和上传程序到Arduino硬件的集成开发环境（IDE）。

第二章：Arduino的组成部分Arduino板上有一个微控制器，这是Arduino的核心部分。

该微控制器可以通过Arduino IDE进行编程，并通过与电脑的连接来上传程序。

Arduino板上还有一些输入和输出引脚，可以连接各种传感器和执行器。

此外，Arduino板还包括一个供电接口和一个USB 接口。

第三章：Arduino的编程语言Arduino使用一种基于C++的编程语言，它简单易学，适合初学者。

与其他编程语言相比，Arduino的编程语言具有一些专门为微控制器开发设计的特性，如控制引脚、延时函数等。

通过编写程序，可以实现与各种外部设备的交互。

第四章：Arduino的开发环境Arduino开发环境（IDE）是一个用于编写、上传和调试Arduino程序的软件工具。

它提供了一个简单直观的界面，使得编程变得容易上手。

通过IDE，用户可以创建新的程序、编辑现有的程序，并将程序上传到Arduino板上。

IDE还提供了错误检查、调试功能等。

第五章：Arduino的基本语法Arduino的基本语法与C++类似，包括函数、变量、运算符等。

在编写Arduino程序时，需要了解一些基本的语法规则，如注释、变量声明、控制结构等。

掌握这些基本语法是学习Arduino编程的重要一步。

第六章：Arduino的输入与输出Arduino的输入输出是其最基本的功能之一。

通过连接各种传感器和执行器，可以实现与外部环境的交互。

例如，可以通过连接一个温度传感器来读取环境温度，并通过连接一个LED灯来控制其亮灭。

学习如何使用不同的输入输出引脚是使用Arduino的关键。

Arduino 概述
Arduino是一个基于易用硬件和软件的原型平台（开源）。

它由可编程的电路板（称为微控制器）和称为Arduino IDE（集成开发环境）的现成软件组成，用于将计算机代码写入并上传到物理板。

主要特点是：
∙Arduino板卡能够读取来自不同传感器的模拟或数字输入信号，并将其转换为输出，例如激活电机，打开/关闭LED，连接到云端等多种操作。

∙你可以通过Arduino IDE（简称上传软件）向板上的微控制器发送一组指令来控制板功能。

∙与大多数以前的可编程电路板不同，Arduino不需要额外的硬件（称为编程器）来将新代码加载到板上。

你只需使用USB线即可。

∙此外，Arduino IDE使用C++的简化版本，使其更容易学习编程。

∙最后，Arduino提供了一个标准的外形规格，将微控制器的功能打破成更易于使用的软件包。

Arduino板的类型
根据使用的不同微控制器，可提供各种Arduino板。

然而，所有Arduino板都有一个共同点：它们通过Arduino IDE编程。

差异基于输入和输出的数量（可以在单个板上使用的传感器，LED和按钮的数量），速度，工作电压，外形尺寸等。

一些板被设计为嵌入式，并且没有编程接口（硬件），因此你需要单独购买。

有些可以直接从3.7V电池运行，其他至少需要5V。

以下是可用的不同Arduino板的列表。

基于ATMEGA328微控制器的Arduino板
基于ATMEGA2560微控制器的Arduino板卡
基于AT91SAM3X8E微控制器的Arduino板卡。

Arduino初级课程学案第一课认识Arduino 1、什么是单片机？它与个人计算机有什么不同？2、单片机有什么用？3、下图是Arduino UNO R3，请在图中标出：Digital In/Out Pins（数字输入/输出针脚）；Analog Input Pins（模拟输入针脚）；Atmega328p（微处理器型号）；USB Port（USB端口）；Power Supply（外接电源支持）；PWM端口；参考电压调节端口；重启按钮；电源指示灯；串口通讯指示灯；接地针脚；电源输入（input voltage）针脚4、Arduino是哪一年诞生的？主要是为那一类用户设计的？5、相比PC机，Arduino运算速度慢，存储空间小，为什么仍然在全世界掀起热潮？6、Arduino单片机的技术指标是怎样的(以Arduino UNO R3为例)？7、什么是数字I/O端口？什么是模拟I/O端口？Arduino有多少个数字I/O端口？有多少个模拟I/O端口？8、Arduino是完全开源的，价格比较低，集成化开发环境也是免费的，大大降低了开发成本。

高中同学设计制作了“教室环境自动换气装置”模型，用到的主要器材如下：（1）Arduino UNO R3开发板1块；（2）SHARP生产PM2.5传感器（GP2Y1010F）3个；（3）传感器扩展板1块；（4）LCD1602模块（I2C接口）1个；（5）5V单向风扇4个；（6）9V电池2块；（7）杜邦线40根；（8）热缩管2米；（9）模型结构件环保材料（硬纸箱、螺丝等）请大致估算一下，此模型的硬件成本多少钱？（区间范围即可）9、有同学设计了一个智能鱼缸，具有以下功能：（1）自动监测鱼缸水温、PH值，溶氧量，并将数值显示在一块LCD上；（2）可通过网络远程监测数据，并在远程控制执行机构完成动作以调整PH值，溶氧量，水温等（两个伺服器完成）；（3）可通过网络远程传送鱼缸图像；请详细列出应用Arduino来解决的方案中用到的器材和数量，并大致做一个报价（不包括鱼缸）。

Arduino开发板入门教程第一章：Arduino简介Arduino是一款开源硬件平台，广泛应用于物联网、机器人和自动化领域。

它由一个简单易用的硬件开发板和一个基于Java的集成开发环境（IDE）组成。

本章将介绍Arduino的基本知识和原理。

1.1 Arduino开发板的组成Arduino开发板包含一个微控制器、一组输入输出引脚和一些其他的电子元件。

常用的Arduino型号有Arduino Uno、Arduino Nano和Arduino Mega等。

1.2 Arduino的特点和应用Arduino具有开源、低成本、易使用和可扩展的特点，使其成为广大电子爱好者和创客的首选。

它可以用于建造简单的电子装置、控制传感器、驱动电机以及与计算机进行通信等。

第二章：Arduino的基本用法本章将详细介绍Arduino的基本用法，包括设置Arduino开发环境、编写代码、上传程序以及与外部电路的连接。

2.1 Arduino开发环境的安装与设置首先，需要从Arduino官方网站上下载并安装Arduino集成开发环境（IDE）。

安装完成后，用户需要选择合适的开发板和端口。

2.2 Arduino编程基础Arduino使用一种类似C语言的编程语言。

本节将介绍Arduino编程的基本结构、语法和常用函数。

同时，还将介绍数字输入/输出、模拟输入/输出和串口通信等常用功能。

2.3 Arduino程序的上传编写好的Arduino程序需要通过USB接口将代码上传到开发板上。

本节将介绍如何将程序上传到Arduino开发板，并进行调试和测试。

2.4 Arduino与外部电路的连接Arduino开发板上有多个数字引脚和模拟引脚，可以与外部电路进行连接。

本节将介绍如何使用面包板和杜邦线将Arduino与LED、电位器、温度传感器等外部元件进行连接，并通过编写程序进行控制和读取。

第三章：Arduino的高级用法在本章中，将介绍一些Arduino的高级应用，包括使用库函数、扩展Arduino功能以及与其他设备的通信等。

第1章进入Arduino的世界欢迎来到Arduino的世界！Arduino是一个开源的开发平台，在全世界范围内成千上万的人正在用它开发制作一个又一个电子产品，这些电子产品包括从平时生活的小物件到时下流行的3D打印机，它降低了电子开发的门槛，即使是从零开始的入门者也能迅速上手，制作有趣的东西，这便是开源Arduino的魅力。

通过本书的介绍，读者对Arduino会有一个更全面的认识。

本章知识点：●Arduino的起源与发展●Arduino的特点●Arduino开发板简介●Arduino的未来展望1.1 什么是Arduino什么是Arduino？相信很多读者会有这个疑问，也需要一个全面而准确的答案。

不仅是读者，很多使用Arduino的人也许对这个问题都难以给出一个准确的说法，甚至认为手中的开发板就是Arduino，其实这并不准确。

那么，Arduino究竟该如何理解呢？1.1.1 Arduino不只是电路板Arduino是一种开源的电子平台，该平台最初主要基于AVR单片机的微控制器[1]和相应的开发软件，目前在国内正受到电子发烧友的广泛关注。

自从2005年Arduino腾空出世以来，其硬件和开发环境一直进行着更新迭代。

现在Arduino已经有将近十年的发展历史，因此市场上称为Arduino的电路板已经有各式各样的版本了。

Arduino开发团队正式发布的是Arduino Uno和Arduino Mega 2560，如图1-1和图1-2所示。

[1] 关于AVR单片机的内容会在第3章进行介绍。

Arduino 开发从零开始学图1-1 Arduino Uno R3图1-2 Arduino Mega 2560 R3图1-1和图1-2所示的开发板就是所谓的Arduino I/O印刷电路板（Printed Circuit Board,PCB）。

Arduino项目起源于意大利，该名字在意大利是男性用名，音译为“阿尔杜伊诺”，意思为“强壮的朋友”，通常作为专有名词，在拼写时首字母需要大写。

点亮13号引脚的LED灯，持续一秒，然后灭掉，再持续一秒，一直循环。

在这个入门教程中，我们假设读者使用的是Arduino UNO型号的控制板，并获取了Arduino开发环境，而且已经安装了USB驱动。

连接Arduino控制板和电脑将USB线一端插在Arduino控制板上，一端插在电脑的USB接口上。

（独立工作时Arduino控制板可以选择从USB供电, 也可以选择由电源适配器供电）连接Arduino控制板和电脑打开Arudino IDE，就会出现Arduino IDE的编辑界面将Arduino开发环境设置为中文如果英文界面，你不太习惯的话，可以先更改为中文界面。

打开Arduino主程序，打开：File > Preferences，找到Editor language项，将其设为中文，关闭Arduino主程序并重新打开会跳出下面这个对话框，选择Editor language --> 简体中文，点击OK。

关闭Arduino IDE，重新打开，就是中文界面了！认识Arduino IDE先简单认识看一下Arduino的这个编译器，以后可是要经常和它打交道的。

Arduino IDE是Arduino产品的软件编辑环境。

简单的说就是用来写代码，下载代码的地方。

任何的Arduino产品都需要下载代码后才能运作。

我们所搭建的硬件电路是辅助代码来完成的，两者是缺一不可的。

如同人通过大脑来控制肢体活动是一个道理。

如果代码就是大脑的话，外围硬件就是肢体，肢体的活动取决于大脑，所以硬件实现取决于代码。

Arduino IDE基本也只需要用到上面标示出来的部分就可以了，上图大部分的白色区域就是代码的编辑区，用来输入代码的。

注意，输入代码时，要切换到英文输入法的模式。

下面黑色的区域是消息提示区，会显示编译或者下载是否通过。

下载一个最简单的代码，既可以帮你熟悉如何下载程序，同时也测试下板子好坏。

UNO板上标有L的LED。