arduino 是一套开源的单片机开发平台,核心包含硬件开发板配套 IDE 编程软件还有开源生态库,它把底层寄存器复杂操作封装成简易函数,使用类 C 语言也就是 Arduino C 进行编程,新手不需要深入理解单片机底层原理,就可以快速完成传感器读取电机控制通信交互等电子项目,广泛用于创客制作教学实验智能小车环境监测物联网原型开发,硬件开源设计图纸和固件全部公开,社区资源丰富,有大量示例代码和扩展模块可以直接搭配使用,是电子入门和原型验证非常主流的开发平台。
底层设计原理
arduino 核心主控一般采用 AVR 或者 ARM 架构单片机,开发板已经集成 USB 转串口稳压电路排针接口,电脑通过 USB 线连接开发板,在 IDE 里面编写代码编译之后,通过串口把程序烧录进单片机,上电之后程序自动运行,arduino 程序固定包含两个基础函数,setup 函数在上电初始化阶段只执行一次,loop 函数会循环反复执行,这个结构是 arduino 编程最基础的框架。
核心组成部分
一 硬件开发板
常见型号有 Uno Nano Mega Leonardo 等,不同型号主控芯片 IO 口数量 Flash 内存外设资源有区别,Uno 是最经典入门型号,Nano 体积小巧适合小型项目,Mega 拥有更多 IO 口适合大型项目。
二 Arduino IDE
官方编程软件,支持 Windows Mac Linux 系统,自带代码编辑器编译器串口监视器,内置大量示例工程,可以直接调用内置函数,比如 pinMode digitalWrite analogRead delay 等基础函数,也可以安装第三方库拓展功能。
三 扩展生态
配套大量传感器和拓展模块,比如温湿度传感器 OLED 显示屏蓝牙模块 WiFi 模块舵机步进电机继电器模块,模块大多支持杜邦线直连,不需要额外设计复杂电路板。
基础编程框架说明
setup 函数 用来初始化 IO 模式串口波特率库初始化,上电运行一次
loop 函数 主循环,读取传感器数据控制外设执行逻辑,不断循环运行
常用基础函数对照表
表格
| 函数名称 | 功能说明 |
|---|---|
| pinMode | 设置引脚输入或者输出模式 |
| digitalWrite | 数字引脚输出高电平或者低电平 |
| digitalRead | 读取数字引脚电平状态 |
| analogRead | 读取模拟引脚 ADC 数值 |
| analogWrite | 输出 PWM 信号 |
| delay | 程序延时等待 |
| Serial | 串口打印调试通信 |
典型应用场景
创客作品 智能小车机械臂电子时钟
教学实验 单片机基础实验传感器采集实验
物联网原型 数据采集 WiFi 上传远程控制
自动化装置 继电器控制灯光水泵自动装置
拓展补充
arduino 除了官方 IDE,现在也支持 PlatformIO 等第三方开发环境,同时可以搭配各种通信模块实现蓝牙 WiFi LoRa 通信,开源社区有海量项目教程,方便学习和二次开发。
arduino 作为开源单片机开发平台,最大特点就是上手简单,软硬件全部开源,通过简单代码就可以操控硬件,非常适合电子入门学习,也适合快速验证电子创意原型项目。
【相关 FAQ】
问题 1 arduino arduino 使用什么语言进行编程
回答 1 arduino 使用类 C 语言也就是 Arduino C,基于 C 语言做了封装,保留 setup 和 loop 基础框架,相比原生单片机开发更加简洁,适合 arduino 入门学习。
问题 2 arduino arduino Uno 和 Nano 主要差别是什么
回答 2 arduino Uno 是大板,接口齐全适合桌面实验,arduino Nano 体积小巧,主控和 Uno 基本一致,适合空间有限的小型项目,二者都属于 arduino 经典型号。
问题 3 arduino arduino 可以直接驱动大功率电机吗
回答 3 arduino 本身 IO 口输出电流很小,不能直接驱动大功率电机,需要搭配继电器或者电机驱动模块,由 arduino 输出控制信号,模块提供大电流驱动电机。
【免责申明】
本文内容仅为 arduino 平台科普介绍,实际硬件接线与烧录程序请参考官方文档,接线操作注意供电安全。
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评论列表(4条)
我是新极网的签约作者“闲家探源”!
希望本篇文章《arduino 开源单片机开发平台介绍》能对你有所帮助!
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本文概览:arduino 是一套开源的单片机开发平台,核心包含硬件开发板配套 IDE 编程软件还有开源生态库,它把底层寄存器复杂操作封装成简易函数,使用类 C 语言也就是 Arduino C 进行编程,新手不需要深入理解单片机底层原理,就可以快速完成传感器读取电机控制通信交互等电子项目,广泛用于创客制作教学实验智能小车环境监测物联网原型开发,硬件开源设计图纸和固件全部公开,社区资源丰富,有大量示例代码和扩展模块可以直接搭配使用,是电子入门和原型验证非常主流的开发平台。