Arduino是一个开源的电子产品原型平台，它是世界上最流行的平台之一——除了Raspberry Pi之外。销量超过300万台（更多的是以第三方克隆设备的形式）：是什么让它这么好，你能用它做什么？

什么是阿杜伊诺(arduino)？

Arduino基于易用性、灵活性、硬件和软件。它是为艺术家、设计师、工程师、爱好者和任何对可编程电子有丝毫兴趣的人设计的。

Arduino通过读取各种按钮、组件和传感器的数据来感知环境。它们可以通过控制LED、电机、伺服、继电器等来影响环境。

Arduino项目可以是独立的，或者可以与运行在计算机上的软件通信（处理是最流行的软件）。他们可以和其他的阿杜尼诺，覆盆子，野豆蔻，或者几乎任何其他的东西交谈。确保您阅读了我们对$5微控制器的比较，以便对这些微控制器之间的差异进行彻底比较。

你可能会问，为什么选择Arduino？Arduino确实简化了构建可编程电子项目的过程，使之成为初学者的一个很好的平台。你可以很容易地开始在一个没有以前的电子经验。有成千上万的教程可供使用，这些范围的困难，所以你可以肯定的挑战，一旦你掌握了基础知识。

除了Arduino的简单性之外，它还便宜、跨平台和开源。Arduino Uno（最流行的型号）基于Atmel的ATMEGA 16U2微控制器。有许多不同的型号生产，其中不同的大小，功率和规格，所以看看我们的购买指南的所有差异。

董事会的计划是根据知识共享许可证发布的，因此有经验的业余爱好者和其他**商可以自由地**他们自己的Arduino版本，有可能对其进行扩展和改进（或者直接复制，导致我们今天发现的低成本Arduino董事会的激增）。

你能用arduino做什么？

一个Arduino可以做很多事情。它们是大多数3D打印机的首选。它们的低成本和易用性意味着成千上万的**商、设计师、黑客和创造者已经做出了惊人的项目。以下是我们在MakeUseOf进行的Arduino项目：

• 自定义快捷按钮
• 电子D20模具
• 雷射塔
• Midi控制器
• 带有OLED显示屏的复古游戏
• 交通灯控制器

什么是在arduino里面(inside an arduino)？

尽管有许多不同类型的Arduino板可用，本手册重点介绍Arduino Uno型号。这是最流行的Arduino板。那么是什么让这件事发生的呢？以下是规格：

• 处理器：16 Mhz ATmega16U2
• 闪存：32KB
• 内存：2KB
• 工作电压：5V
• 输入电压：7-12V
• 模拟输入数：6
• 数字I/O数：14（其中6个为脉宽调制—PWM）

与你的桌面电脑相比，这些规格看起来可能是垃圾，但请记住，Arduino是一个嵌入式设备，处理的信息比你的桌面少得多。对于大多数的电子项目来说，它是非常有能力的。

Arduino的另一个奇妙特性是能够使用所谓的“护盾”或附加板。虽然本手册中不包括防护罩，但它们是扩展Arduino特性和功能的一种非常简洁的方法。

这本指南需要什么

在下面，您将找到本初学者指南所需组件的购物清单。所有这些部件的总价都应该在50美元以下。这个清单应该足以让你很好地理解基本的电子学，并且有足够的组件来使用这个或任何其他的Arduino指南构建一些非常酷的项目。如果你不想选择每一个组件，你可以考虑购买一个初学者工具包代替。

• 1个Arduino Uno
• 1 x USB A-B电缆（与打印机所用的相同）
• 1 x试验板
• 2个LED
• 1 x光电电阻器
• 1个触觉开关
• 1个压电扬声器
• 1 x 220欧姆电阻器
• 1 x 10k欧姆电阻器
• 1 x 1k欧姆电阻器
• 1 x跨接导线套件

如果你不能得到一个特定的电阻值，一些尽可能接近通常工作正常。

电气部件概述

让我们看看这些组件到底是什么，它们是做什么的，它们是什么样子的。

试验板

用于**电子电路的原型，它们提供了一种将元件连接在一起的临时方法。面包板是有孔的塑料块，可以**电线。孔排成一排，五个一组。如果要重新排列电路，请将导线或零件从孔中拉出，然后将其移动。许多面包板都有两到四组孔，沿着板的长度，沿着侧面，并且都是连接在一起的——这些孔通常用于配电，并且可以用红蓝线标记。

面包板非常适合快速**电路。他们可能会变得非常混乱的一个大电路，和便宜的型号可能是出了名的不可靠，所以值得花一点钱在一个好的。

发光二极管

LED代表发光二极管。它们是一种非常便宜的光源，而且可以非常明亮——特别是当组合在一起时。他们可以购买各种颜色，不得到特别热，并持续很长时间。您的电视、汽车仪表板或飞利浦色相灯泡中可能有LED。

您的Arduino微控制器的引脚13上还有一个内置LED，该LED通常用于指示动作或事件，或仅用于测试。

光敏电阻

光电阻器（光电池或光依赖电阻器）允许您的Arduino测量光的变化。例如，你可以用它在白天打开电脑。

触摸开关

触觉开关基本上是一个按钮。按下它将完成电路，并且（通常）从0V变为+5V。Arduinos可以检测到这种变化，并做出相应的响应。它们通常是瞬间的——也就是说，只有当你的手指按住它们时，它们才会被“按下”。一旦放开，它们将恢复到默认状态（“未按下”或“关闭”）。

压电扬声器

压电扬声器是一个微小的扬声器，它通过电信号发出声音。他们往往是苛刻和耳鸣，并不像一个真正的发言者的声音。也就是说，它们非常便宜，而且易于编程。我们的buzzwire游戏使用一个来播放Monty Python“Flying Circus”主题曲。

电阻器

电阻器限制电流。它们是非常便宜的元件，是业余和专业电子电路的主要产品。几乎总是需要它们来防止组件过载。如果Arduino+5V直接接地，还需要它们来防止短路。简而言之：非常方便，绝对必要。

跨接导线

跨接导线用于在试验板上的组件之间创建临时连接。

设置arduino

在开始任何项目之前，你需要让你的Arduino和你的电脑通话。这允许您编写和编译要执行的Arduino代码，并为您的Arduino与您的计算机一起工作提供了一种方法。

在windows上安装arduino软件包

前往Arduino网站，下载适合您的Windows版本的Arduino软件版本。下载后，按照说明安装Arduino集成开发环境（IDE）。

安装包括驱动程序，所以从理论上讲，你应该是好的去直接。如果由于某种原因失败，请尝试以下步骤手动安装驱动程序：

• **电路板，等待Windows开始其驱动程序安装过程。过了一会儿，尽管尽了最大的努力，这个进程还是会失败。
• 单击“开始”菜单>“控制面板”。
• 导航至系统和安全>系统。系统窗口打开后，打开设备管理器。
• 在Ports（COM&LPT）下，您应该看到一个名为Arduino UNO（COMxx）的开放端口。
• 右键单击Arduino UNO（COMxx）>更新驱动程序软件。
• 选择“浏览我的电脑以查找驱动程序软件”。
• 导航到并选择Uno的驱动程序文件，名为阿杜伊诺诺.inf，位于Arduino软件下载的驱动程序文件夹中。

Windows将从那里完成驱动程序的安装。

在mac os上安装arduino软件包

从Arduino网站下载Arduino Mac软件。提取.zip文件的内容并运行应用程序。你可以把它复制到你的应用程序文件夹中，但是它可以在你的桌面或下载文件夹中正常运行。您不需要为Arduino UNO安装任何其他驱动程序。

在ubuntu/linux上安装arduino软件包

安装gcc avr和avr libc：

sudo apt-get install gcc-avr avr-libc

如果您还没有openjdk-6-jre，请安装并配置它：

sudo apt-get install openjdk-6-jresudo update-alternatives --config java

如果安装了多个JRE，请选择正确的JRE。

访问Arduino网站并下载Arduino Linux软件。您可以使用以下命令解压并运行它：

tar xzvf arduino-x.x.x-linux64.tgzcd arduino-1.0.1./arduino

不管您运行的是哪个操作系统，上面的说明都假设您有一个原始的、带有品牌的Arduino Uno板。如果您购买了一个克隆，您几乎肯定需要第三方驱动程序之前，董事会是通过USB识别。

运行arduino软件

现在软件已经安装好，Arduino也已经安装好了，让我们来验证一下一切都正常。最简单的方法是使用“Blink”示例应用程序。

双击Arduino应用程序打开Arduino软件（Linux上为/Arduino）。确保电路板已连接到计算机，然后打开LED闪烁示例草图：File&gt；Examples&gt；1.Basics&gt；blink。您应该看到打开的应用程序代码：

要将此代码上载到Arduino，请在Tools&gt；Board菜单中选择与您的型号相对应的条目—本例中为Arduino Uno。

从“工具”&gt；“串行端口”菜单中选择主板的串行设备。在Windows上，这可能是COM3或更高。在Mac或Linux上，这应该与/dev有关/美国模式在里面。

最后，单击环境左上角的上载按钮。等几秒钟，您应该看到Arduino上的RX和TX LED闪烁。如果上载成功，状态栏中将显示消息“完成上载”。

上传完成后几秒钟，您应该看到板上的引脚13 LED开始闪烁。祝贺 你！你的阿杜诺已经开始跑了。

启动项目

既然你已经知道了基础知识，让我们看看一些初学者的项目。

闪烁led

您以前使用Arduino示例代码闪烁车载LED。这个项目将闪烁一个外部LED使用的实验板。电路如下：

将LED的长脚（正极脚，称为阳极）连接到220欧姆电阻器，然后连接到数字引脚7。将短脚（负脚，称为阴极）直接接地（任何带有GND的Arduino端口，由您选择）。这是一个简单的电路。Arduino可以数字控制这个引脚。打开引脚将点亮LED，关闭引脚将关闭LED。电阻是保护LED不受太大电流影响的必要条件——没有电阻就会烧坏。

以下是您需要的代码：

void setup() { // put your setup code here, to run once: pinMode(7, OUTPUT); // configure the pin as an output}void loop() { // put your main code here, to run repeatedly: digitalWrite(7, HIGH); // turn LED on delay(1000); // wait 1 second digitalWrite(7, LOW); // turn LED off delay(1000); // wait one second}

此代码执行以下操作：

void setup（）：Arduino每次启动时都会运行一次。在这里您可以配置变量和Arduino需要运行的任何东西。

pinMode（7，OUTPUT）：这告诉Arduino使用这个引脚作为输出，如果没有这条线，Arduino将不知道如何处理每个引脚。每个管脚只需要配置一次，您只需要配置要使用的管脚。

void loop（）：此循环中的任何代码都会反复运行，直到Arduino关闭。这可以使更大的项目变得更复杂，但对于简单的项目来说，它的效果却出奇的好。

digitalWrite（7，高）：这是用来设置引脚高或低-开或关。就像一个电灯开关，当引脚高的时候，LED就会亮。引脚低时，LED将熄灭。在方括号内，您需要指定一些附加信息才能使其正常工作。其他信息称为参数或参数。

第一个（7）是pin码。例如，如果您已将LED连接到另一个管脚，您可以将其从7更改为另一个数字。第二个参数必须是HIGH或LOW，用于指定是打开还是关闭LED。

延迟（1000）：通知Arduino等待指定的时间量（毫秒）。1000毫秒等于1秒，因此这将使Arduino等待1秒。

一旦LED被打开一秒钟，Arduino将运行相同的代码，只有它继续关闭LED，然后等待另一秒。一旦这个过程完成，循环再次启动，LED再次打开。

挑战：尝试调整LED开启和关闭之间的时间延迟。你观察到了什么？如果您将延迟设置为一个非常小的数字（例如1或2），会发生什么情况？你能修改代码和电路使两个发光二极管闪烁吗？

添加按钮

现在有一个发光二极管工作，让我们在电路中添加一个按钮：

连接按钮，使其桥接在试验板中间的通道。将右上支腿连接到针脚4。将右下支腿连接到10k欧姆电阻器，然后接地。将左下脚连接到5V。

你可能想知道为什么一个简单的按钮需要一个电阻器。这有两个目的。它是一个下拉电阻器——它将引脚连接到地上。这可以确保没有虚假的值被检测到，并防止Arduino认为你按下了按钮，而你没有。该电阻器的第二个用途是用作限流器。没有它，5V将直接进入地面，魔法烟雾将被释放，你的Arduino将死亡。这被称为短路，所以使用电阻器可以防止这种情况发生。

未按下按钮时，Arduino会检测到接地（引脚4&gt；电阻器&gt；接地）。按下按钮时，5V接地。Arduino针脚4可以检测到这种变化，因为针脚4现在已从接地变为5V；

代码如下：

boolean buttonOn = false; // store the button statevoid setup() { // put your setup code here, to run once: pinMode(7, OUTPUT); // configure the LED as an output pinMode(4, INPUT); // configure the button as an input}void loop() { // put your main code here, to run repeatedly: if(digitalRead(4)) { delay(25); if(digitalRead(4)) { // if button was pressed (and was not a spurious signal) if(buttonOn) // toggle button state buttonOn = false; else buttonOn = true; delay(500); // wait 0.5s -- don't run the code multiple times } } if(buttonOn) digitalWrite(7, LOW); // turn LED off else digitalWrite(7, HIGH); // turn LED on}

此代码建立在上一节所学内容的基础上。您使用的硬件按钮是一个瞬时动作。这意味着它只能在你按住它的时候工作。另一种方法是锁定操作。这就像你的灯或插座开关，按一次打开，再按一次关闭。幸运的是，锁存行为可以在代码中实现。下面是附加代码的作用：

boolean buttonOn=false：此变量用于存储按钮的状态——开或关、高或低。它的默认值为false。

pinMode（4，INPUT）：与LED使用的代码非常相似，这行告诉Arduino您已将输入（您的按钮）连接到pin4。

if（digitalRead（4））：与digitalWrite（）类似，digitalRead（）用于读取管脚的状态。您需要为它提供一个pin码（4，用于您的按钮）。

一旦按下按钮，Arduino将等待25毫秒并再次检查按钮。这就是所谓的软件去抖动。这确保了Arduino所认为的是一个按钮按下，实际上是一个按钮按下，而不是噪音。你不必这么做，在大多数情况下，没有它一切都会很好。这更像是一种最佳实践。

如果Arduino确定您确实按下了按钮，那么它将更改按钮的值（非变量）。这将切换状态：

ButtonOn为true：设置为false。

ButtonOn为false：设置为true。

最后，LED根据buttonOn中存储的状态打开或关闭。

光传感器

让我们进入一个高级项目。本项目将使用一个与光相关的电阻器（LDR）来测量可用光的数量。然后，Arduino将告诉您的计算机有关当前光照水平的有用信息。

电路如下：

因为LDR是一种电阻器，所以不管它们放在哪一个方向——它们没有极性。将5V电压连接到LDR的一侧。另一侧通过1k欧姆电阻器接地。同时将此侧连接到模拟输入0。

这个电阻器充当一个下拉电阻器，就像在以前的项目中一样。需要一个模拟引脚，因为LDR是模拟设备，这些引脚包含用于精确读取模拟硬件的特殊电路。

代码如下：

int light = 0; // store the current light valuevoid setup() { // put your setup code here, to run once: Serial.begin(9600); //configure serial to talk to computer}void loop() { // put your main code here, to run repeatedly: light = ****ogRead(A0); // read and save value from LDR //tell computer the light level if(light < 100) { Serial.println("It is quite light!"); } else if(light > 100 && light < 400) { Serial.println("It is average light!"); } else { Serial.println("It is pretty dark!"); } delay(500); // don't spam the computer!}

此代码提供了一些新功能：

序列号.开始（9600）：这告诉Arduino您希望以9600的速率通过串行通信。Arduino将为此准备一切必要的东西。速率不是很重要，但是你的Arduino和电脑需要使用同一个速率。

模拟读取（A0）：用于读取来自LDR的值。较低的值意味着有更多的光可用。

序列号.println（）：用于向串行接口写入文本。

简单的if语句根据可用的灯光向计算机发送不同的字符串（文本）。

上传此代码并保持USB电缆连接（这就是Arduino的通信方式，以及电源的来源）。打开串行监视器（右上角&gt；串行监视器），您应该会看到消息每0.5秒到达一次。

你观察到了什么？如果你盖住LDR或用强光照射它会发生什么？您能修改代码以通过串行打印LDR的值吗？

**一些噪音

这个项目使用压电扬声器发出声音。电路如下：

注意到熟悉的东西了吗？这个电路与LED项目几乎完全相同。压电元件是非常简单的元件——当给定电信号时，它们会发出声音。通过220欧姆电阻器将正极引线连接到数字引脚9。将负极接地。

下面是代码，对于这个项目来说非常简单：

void setup() { // put your setup code here, to run once: pinMode(9, OUTPUT); // configure piezo as output}void loop() { // put your main code here, to run repeatedly: tone(9, 1000); // make piezo buzz delay(1000); // wait 1s noTone(9); // stop sound delay(1000); // wait 1s}

这里只有几个新的代码功能：

音调（9，1000）：这使得压电产生声音。这需要两个论点。第一个是要使用的pin码，第二个是音调的频率。

noTone（9）：这将停止在提供的引脚上产生任何声音。

尝试更改此代码以产生不同的频率。把延迟改为1毫秒--你注意到什么了？

从这里到哪里去

正如你所看到的，Arduino是一个进入电子和软件领域的简单方法。它是初学者最好的微控制器之一。希望您已经看到，使用Arduino构建简单的电子项目很容易。一旦您了解了基本项目，就可以构建更复杂的项目：

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