Arduino入门版使用教程

1、Arduino 入門版使用教程i目 錄介紹篇 . 1一、 Arduino基礎套裝介紹 .21、什麼是Arduino基礎套裝？ . 22、元件清單. 2二、 Arduino介紹 . 41、什麼是Arduino ？ . 42、特色描述 . 43、性能描述 . 4三、 Arduino C語言介紹 . 61、關鍵字和符號. 62、結構. 93、功能. 9四、 Arduino使用介紹 . 111、準備好你的 Arduino板 .2、下載 Arduino開發環11境.133、安裝USB 驅動. 134、連接LED 燈電路. 175、打開arduino開發環境 .6、打開已有程18式. 197、編譯程式.

2、208、下載程式. 23五、麵包板使用介紹 . 301、麵包板介紹 . 302、麵包板的使用 . 30ii實驗篇 . 34第一節多彩 led燈實驗 . 35一、發光二極管介紹 . 35二、簡單的控制一個led燈的閃爍實驗 . 39三、廣告燈效果實驗 . 41第二節蜂鳴器實驗 . 48一、蜂鳴器介紹 . 48二、蜂鳴器模擬救護車警笛聲音實驗 . 50第三節數碼管實驗 . 54一、數碼管介紹 . 54二、數碼管顯示數字的實驗 .56第四節按鍵實驗 . 63一、按鍵介紹 . 63二、按鍵控制 led等亮滅實驗 . 65三、擲骰子實驗 . 67第五節傾斜開關實驗 . 74一、傾斜開關介紹 . 74二、

3、傾斜開關控制led燈的亮滅 . 75第六節光控聲音實驗 . 79一、光敏電阻介紹 . 79二、光控聲音實驗 . 80第七節火焰報警實驗 . 84一、火焰傳感器介紹 . 84二、火焰報警實驗 . 85第八節搶答器實驗 . 90第九節溫度報警實驗 . 98一、溫度傳感器介紹 . 98iii二、溫度報警實驗 . 99第十節紅外遙控 . 103一、紅外接收頭介紹 . 103二、紅外遙控實驗 . 104介紹篇一、 Arduino基礎套裝介紹1、什麼是Arduino 基礎套裝？Arduino 基礎套裝是精心為初學者設計的一款學習工具。它可以帶您走進豐富多彩的電子世界，讓您體驗到電子科技無窮的樂趣。在整個實

4、驗過程中無須焊接，直接在麵包板上插拔元件即可，非常適合學習。另外，本品還附帶了十節實驗課程。這十節課程的編排完全是從初學者的角度考慮，每一節實驗都配有圖文結合的實驗說明文檔和非常有趣的例子程式。而且每一節實驗除了文檔上講的方法外，還有很大可供學習者發揮的空間。 Arduino 基礎套裝可以說是一款超值的學習工具，實驗盒裡寶貝多多。2、元件清單1) Arduino 328控制板 1 個2) 原形開放擴展板 1 個3) 麵包板1個4) LED 燈 （紅、黃、綠） 各 2 個5) 蜂鳴器1個6) 按鍵開關 4 個7) 共陽數碼管 1 個8) 傾斜開關 1 個9) 火焰傳感器 1 個10) 光敏電阻

5、1 個11) 紅外接收管 1 個12) 電阻（ 220、1K、10K） 各 10 個13) LM35 溫度傳感器 1 個14) USB線1 條15) 多彩麵包線 10 條16)6 節5號電池盒 1 個17) mini 遙控器 1 個18) Arduino 基礎套裝電子教程 1 套19) 教程及其開放軟件光碟 1 張二、 Arduino介紹1、什麼是 Arduino ？Arduino 是一塊基於開放原始代碼的Simple i/o平台，並且具有開放語言和開放環境都很簡單、易理解的特點。讓您可以快速使用 Arduino 做出有趣的東西。 Arduino 可以配合一些電子元件使用，例如本產品實驗盒中的

6、 LED燈、蜂鳴器、按鍵、光敏電阻等等。 Arduino 開放環境界面基於開放原始代碼原則，可以讓您免費下載使用，開發出更多令人驚奇的互動作品。2、特色描述 開放原始碼的電路圖設計，開放界面免費下載，也可依需求自己修改 ! 下載程式簡單、方便。 可簡單地與傳感器、各式各樣的電子元件連接（如：LED燈、蜂鳴器、按鍵、光敏電阻等等） ，做出各種各樣有趣的東西。 使用高速的微處理控制器(ATMEGA328)。 開放語言和環境都非常簡單、易理解，非常適合初學者學習3、性能描述 Digital I/O數字輸入 / 輸出端共 013 。 Analog I/O 模擬輸入 / 輸出端共 05 。 支持 ISP

7、 下載功能。 輸入電壓：接上 USB時無須外部供電或外部 5V9V 直流電壓輸入。 輸出電壓： 5V 直流電壓輸出和直流電壓輸出和外部電源輸入。 采用 Atmel Atmega328 微處理控制器。 Arduino 大小尺寸：寬 70mm X高 54mm。三、 Arduino C語言介紹Arduino 語言是建立在 C/C+基礎上的，其實也就是基礎的 C 語言， Arduino 語言只不過把相關的一些參數設置都函數化，不用去了解其底層，讓不了解 AVR單片機（微控制器）的朋友也能輕松上手。那麼這裡就簡單的注釋一下 Arduino 語言。1、關鍵字和符號（ 1）關鍵字： if if.else f

8、or switch case while do. while break continue return goto（ 2）語法符號： ; arduino-0023driversFTDI USB Drivers主控板 UNO、 MEGA，驅動目錄指定到：.drivers4、連接 LED燈電路從實驗盒中取出一個 220 的電阻，將它的一端插在數字 8 口上，電阻的另一端插在麵包板上。再從實驗盒中去取出一個發光二極管如下圖：將發光二極管插在麵包板上，插法如圖：接著按照圖上說明插上一根導線，這樣電路就連接好了。5、打開 arduino 開發環境打開 arduino0022 文件夾，裡面有一個標有圖標，

9、雙擊打開會出現如下界面：Arduino 0022 開發編譯環境很簡潔，各個功能鍵功能描述如下：打開軟件後，我們就可以在窗口的空白處編寫程式了。這裡就不講解怎麼編程了，因為實驗裡會具體的介紹。6、打開已有程式點擊叉關閉軟件。我們直接打開led 燈實驗程式如圖：7、編譯程式點擊編譯按鈕，這時編譯按鈕會發成黃色，下面出現英文compiling.，這表示軟件正在對你所寫的程式進行編譯，如下圖所示：等待一會，會看到編譯按鈕恢復原來的狀態，下面出現Donecompiling ，最下面一段文字說明編寫的程式共有 896 字節數。這表明，程式編譯成功，並且沒有語法上的錯誤。如下圖所示：下面看看程式有語法錯誤時

10、會出現什麼狀態，將程式中pinMode（ ledPin,OUTPUT）後面的分號去掉，點擊編譯按鈕，編譯完成後會出現如下圖所示狀態：1 處告訴我們是因為在“ ”附近缺少分號而出現的錯誤。2 處用文字告訴我們錯誤是出現在 void setup （）的一個“ ”附近。 3 處用黃顏色將“ ” 覆蓋，表示錯誤就在這附近。從程式中看到錯誤確實在大括號附近，將分號添上後就會編譯成功。以後編寫程式出現錯誤時，就可以通過看下面信息欄裡的提示調試程式。8、下載程式下載程式前先將板子型號和com口選好。點擊 Tools-Board 選擇開發板型號，如圖：這裡我們使用的是 Arduino 328 控制板，所以點擊

11、第一個即可。接下來選擇串口，首先看一下我們的串口是 COM幾，右鍵點擊我的電腦的圖標，選擇屬性，會出現如下對話框：點擊硬件，出現如圖對話框：點擊設備管理器，出現下圖：雙擊端口，出現下圖：會看到有一個寫著USB Serial Port（COM3）， COM3這個就是我們的串口號。把這個號記住，關閉窗口，回到arduino 軟件窗口，點擊Serial Port，選擇剛才記住的COM口號 COM3，如圖：這樣板子型號和 COM口就選好了。接下來點擊 arduino 軟件上的下載按鈕，如圖：點擊之後下載按鈕發成橙色，軟件下方出現Uploading to I/OBoard，同時板子上標有TX 和 RX的

12、燈會亮，如圖所示：序下載完畢後，下載按鈕恢復原來的顏色，下面出現 Done Uploading ，如圖：如果沒有顯示 Done Uploading ，而是出現了紅色的字，表示下載失敗，可以檢查一下 USB線是否連接好、電源開關是否打開、 COM口是否選對等等。如果出現上圖，表示程式下載成功了，如果你看到麵包板上的 led 燈亮 1s、滅 1s 的在閃爍，恭喜你，你的 Arduino 板開始工作啦！五、麵包板使用介紹1、麵包板介紹套件中包含的麵包板具有 170 個插孔，此麵包板可以配合 Arduino 各種型號的 ProtoShield （原型擴展板），自帶雙面粘膠，可以粘貼到各種開發板、擴展板

13、上，也可粘貼到各種輪式機器人或履帶式機器人基板上實現個性化功能調試，體積小巧，僅有 45mm35mm（ ）大小，是 Arduino 互動媒體愛好者、機器人發燒友、電子愛好者和電子工程師必備用品。2、麵包板的使用麵包板（集成電路實驗板）是電路實驗中一種常用的具有多孔插座的插件板，在進行電路實驗時，可以根據電路連接要求，在相應孔內插入電子元器件的引腳以及導線等，使其與孔內彈性接觸簧片接觸，由此連接成所需的實驗電路。下圖為本迷你麵包板的示意圖。它一共具有 170 個插孔， 10 行 17 列。以中間的長槽為界分成上、下兩部分，每一部分都是5 行 17 列。從圖中可以看到在每一部分中的每一列有 5 個

14、插孔，這 5 個插孔的底部是一個金屬簧片，因此插入這5 個孔內的導線就被金屬簧片連接在一起。例如下圖：電阻和紅色發光二極管是連通的，因為導線 1 的一端插在了電阻所在的列，這列的 5 個孔是連通的，所以導線和電阻是通的，導線的另一端插在了發光二級管正極所在的列，所以最終電阻和發光二極管是連通的。將電源正負極接好後發光二極管就會被點亮。每一部分的每一列的五個插孔都是通過金屬簧片相連的，而每一行的17 個孔是不通的，所以橫排上的器件要連通的話，需用導線連接。注意：插入麵包板上孔內引腳或導線銅芯直徑為，即比大頭針的直徑略微細一點。元器件引腳或導線頭要沿麵包板的板面垂直方向插入方孔，應能感覺到有輕微、

15、均勻的摩擦阻力，在麵包板倒置時，元器件應能被簧片夾住而不脫落。麵包板應該在通風、干燥處存放，特別要避免被電池漏出的電解液所腐蝕。要保持麵包板清潔，焊接過的元器件不要插在麵包板上。實驗篇第一節多彩 led燈實驗一、發光二極管介紹1、什麼是發光二極管發光二極管簡稱為LED。由鎵（ Ga）與砷（ AS）、磷（ P）的化合物制成的二極管，當電子與空穴復合時能輻射出可見光，因而可以用來制成發光二極管，在電路及儀器中作為指示燈，或者組成文字或數字顯示。磷砷化鎵二極管發紅光，磷化鎵二極管發綠光，碳化硅二極管發黃光。它是半導體二極管的一種，可以把電能轉化成光能；常簡寫為 LED。發光二極管與普通二極管一樣是由

16、一個 PN結組成，也具有單向導電性。當給發光二極管加上正向電壓後，從 P 區注入到 N 區的空穴和由 N 區注入到 P 區的電子，在 PN結附近數微米內分別與 N 區的電子和 P 區的空穴復合，產生自發輻射的熒光。不同的半導體材料中電子和空穴所處的能量狀態不同。當電子和空穴復合時釋放出的能量多少不同，釋放出的能量越多，則發出的光的波長越短。常用的是發紅光、綠光或黃光的二極管。2、工作原理發光二極管的反向擊穿電壓約5 伏。它的正向伏安特性曲線很陡，使用時必須串聯限流電阻以控制通過管子的電流。限流電阻 R 可用下式計算：R（ EVF） I；式中 E 為電源電壓， VF為 LED的正向壓降， I 為

17、 LED的一般工作電流。發光二極管的工作電壓一般為，其工作電流一般為1020mA。所以在 5v 的數字邏輯電路中，可使用220 的電阻作為限流電阻。3、Led 燈的內部結構與連線發光二極管的兩根引線中較長的一根為正極，應連接電源正極。有的發光二極管的兩根引線一樣長，但管殼上有一凸起的小舌，靠近小舌的引線是正極。如下圖所示：Led 燈有兩種連線方法：當led 燈的陽極通過限流電阻與板子上的數字 I/O 口相連，數字口輸出高電平時， led 導通，發光二極管發出亮光；數字口輸出低電平時， led 截止，發光二極管熄滅。如圖：當 led 燈的陰極與板子上的數字I/O 口相連時，數字口輸出高電平，le

18、d 截止，發光二極管熄滅；數字口輸出低電平， led 燈導通，發光二極管點亮。圖 發光二極管接線方法2本實驗選擇了接線方法 1 連接發光二極管，將 220 電阻的一端插在 Prototype Shield 擴展板上的第 8 個 digital I/O 口，電阻的另一端插在麵包板上，電阻和發光二極管通過導線相連，發光二極管的負端插在面包板上與 GND相連。具體連接如圖：圖 發光二極管的具體接線二、簡單的控制一個led 燈的閃爍實驗1、實驗器件 Led 燈： 1 個 220 的電阻： 1 個 多彩麵包板實驗跳線：若干2、實驗連線按照 Arduino 使用介紹將控制板、 Prototype Shie

19、d板子、麵包板連接好，下載線插好。最後，按照圖將發光二級管連接到數字的第8 引腳。這樣我們就完成了實驗的連線部分。2、實驗原理先設置數字 8 引腳為高電平點亮led 燈，然後延時 1s，接著設置數字8引腳為低電平熄滅 led 燈，再延時 1s。這樣使 led 燈亮 1s、滅 1s，在規覺上就形成閃爍狀態。如果想讓 led 快速閃爍，可以將延時時間設置的小一些，但不能過小，過小的話人眼就識別不出來了，看上去就像 led 燈一直在亮著；如果想讓 led 慢一點閃爍，可以將延時時間設置的大一些，但也不能過大，過大的話就沒有閃爍的效果了。4、程式代碼程式代碼在簡單 led 程式文件夾中，雙擊打開後有一

20、個 led1 文件夾，接著雙擊打開後可以看見有一個文件，雙擊圖標即可打開。打開後我們可以看到這是 arduino 編程軟件窗口，上面有本實驗的程式代碼。程式代碼如下：int ledPin=8;碼管按段數分為七段數碼管和八段數碼管，八段數碼管比七段數碼管多一個發光二極管單元（多一個小數點顯示） ；圖 數碼管實物圖按能顯示多少個“ 8”可分為 1 位、 2 位、 4 位等等數碼管；圖 各種數碼管按發光二極管單元連接方式分為共陽極數碼管和共陰極數碼管。共陽數碼管是指將所有發光二極管的陽極接到一起形成公共陽極 (COM)的數碼管。共陽數碼管在應用時應將公共極 COM接到 +5V，當某一字段發光二極管的

21、陰極為低電平時，相應字段就點亮。當某一字段的陰極為高電平時，相應字段就不亮。圖 共陽極數碼管內部結構共陽數碼管是指將所有發光二極管的陽極接到一起形成公共陽極(COM)的數碼管。共陽數碼管在應用時應將公共極PWR接到電源輸入PWR上，當某一字段發光二極管的陰極極為低電平時，相應字段就點亮。當某一字段的陰極為高電平時，相應字段就不亮。圖 共陰極數碼管內部結構2、工作原理數碼管的每一段是由發光二極管組成，所以在使用時跟發光二極管一樣，也要連接限流電阻，否則電流過大會燒毀發光二極管的。本實驗用的是共陽極的數碼管，共陽數碼管在應用時應將公共極COM接到+5V，當某一字段發光二極管的陰極為低電平時，相應字

22、段就點亮。當某一字段的陰極為高電平時，相應字段就不亮。3、數碼管的連線將限流電阻的一端插到數字I/O 中，另一端與數碼管的字段引腳相連，剩下的六個字段和一個小數點依次按照這種方法接。將公共極 COM如果是共陽極的就接到 +5V，如果是共陰極的就接到 GND。二、數碼管顯示數字的實驗1、實驗器件 數碼管：1個 220 的電阻： 8 個 多彩麵包板實驗跳線：若干2、實驗連線按照 Arduino 教程將控制板、 Prototype shield 板子、麵包板連接好，下載線插好。按數碼管的接法將數碼管 g 段通過限流電阻與數字的 9 引腳相連，如圖中的（ a）圖， f 段通過限流電阻與數字 8 引腳相

23、連，共陽極與 5V 插口相連，同樣的接法 a、b 分別接 7、6 引腳， e、d 分別接 10、 11 引腳，第二個共陽極可以不接， c、DP分別接 5、4 引腳，連線完畢。如下圖：圖 數碼管接線圖3、實驗原理數碼管共有七段顯示數字的段，還有一個顯示小數點的段。當讓數碼管顯示數字時，只要將相應的段點亮即可。例如：讓數碼管顯示數字1，則將 b、c 段點亮即可。 將每個數字寫成一個子程式。在主程式中每隔 2s 顯示一個數字，讓數碼管循環顯示 18 數字。每一個數字顯示的時間由延時時間來決定，時間設置的大些，顯示的時間就長些，時間設置的小些，顯示的時間就短。4、程式代碼程式代碼在數碼管顯示數字程式文

24、件夾中，雙擊打開後有一個 digital_tube1 文件夾，接著雙擊打開後可以看見有一個文件，雙擊圖標即可打開。打開後我們可以看到這是 arduino 編程軟件窗口，上面有本實驗的程式代碼。程式代碼如下：2、工作原理內置接收管將紅外發射管發射出來的光信號轉換為微弱的電信號，此信號經由 IC 內部放大器進行放大，然後通過自動增益控制、帶通濾波、解調發、波形整形後還原為遙控器發射出的原始編碼，經由接收頭的信號輸出腳輸入到電器上的編碼識別電路。3、紅外接收頭的引腳與連線紅外接收頭有三個引腳如下圖：用的時候將 VOUT接到數字 8 口， GND接到實驗板上的 GND,VCC接到實驗板上的 +5v。二

25、、紅外遙控實驗1、實驗器件 紅外遙控器： 1 個 紅外接收頭： 1 個 LED燈： 1 個 蜂鳴器： 1 個 220 電阻： 1 個 多彩麵包線：若干2、實驗連線首先將板子連接好；接著將紅外接收頭按照上述方法接好，將 VOUT 接到數字 8 口；最後將蜂鳴器接到數字 10 引腳，將紅色 LED燈通過電阻接到數字 11 引腳。這樣就完成了電路部分的連接。3、實驗原理要想對某一遙控器進行解碼必須要了解該遙控器的編碼方式，這就叨知己知彼，百戓不殆 。本產品使用的遙控器的編碼方式為： NEC協議。下面就介紹一下 NEC協議。 特點：(a) 8 位地址位， 8 位命令位(b) 為了可靠性地址位和命令位被

26、傳輸兩次(c) 脈衝位置調制(d) 載波頻率 38khz(e) 每一位的時間為或 邏輯 0 和 1 的定義如下圖： 協議如下：(a) 按鍵按下立刻松開的發射脈衝：上面的圖片顯示了 NEC的協議典型的脈衝序列。注意：這是首先發送 LSB（最低位）的協議。在上面的脈衝傳輸的地址為 0x59 命令為 0x16。一個消息是由一個9ms的高電平開始，隨後有一個的低電平， （這兩段電平組成引導碼）然後由地址碼和命令碼。地址和命令傳輸兩次。第二次所有位都取反，可用於對所收到的消息中的確訃使用。總傳輸時間是恆定的，因為每一點與它取反長度重復。如果你不感興趣，你可以忽略這個可靠性取反，也可以擴大地址和命令，以每

27、 16位！(b) 按鍵按下一段時間才松開的發射脈衝：一個命令發送一次，即使在遙控器上的按鍵仍然按下。當按鍵一直按下時，第一個 110ms的脈衝與上圖一樣，之後每 110ms重復代碼傳輸一次。這個重復代碼是由一個 9ms的高電平脈衝和一個低電平和 560s的高電平組成。(c) 重復脈衝：本介紹參考。注意：脈衝波形進入一體化接收頭以後，因為一體化接收頭裡要進行解碼、信號放大和整形，故要注意：在沒有紅外信號時，其輸出端為高電平，有信號時為低電平，故其輸出信號電平正好和發射端相反。接收端脈衝大家可以通過示波器看到，結合看到的波形理解程式。 本實驗編程思想根據 NEC編碼的特點和接收端的波形，本實驗將接

28、收端的波形分成四部分：引導碼（ 9ms和的脈衝）、地址碼16 位（包括 8 位的地址位和8 位的地址的取反）、命令碼 16 位（包括 8 位命令位和 8 位命令位的取反）、重復碼（ 9ms、 560us脈衝組成）。利用定時器對接收到的波形的高電平段和低電平段進行測量，根據測量到的時間來區分：邏輯“ 0”、邏輯“1”、引導脈衝、重復脈衝。引導碼和地址碼只要判斷是正確的脈衝即可，不用存儲，但是命令碼必須存儲，因為每個按鍵的命令碼都不同，根據命令碼來執行相應的動作。設置遙控器上的幾個按鍵 VOL+：控制 LED燈亮的； VOL-：作為控制蜂鳴器響； 幾個按鍵的命令值(a) 紅色的電源鍵： 0xBA45；(b) VOL+: 0xF609 ；(c) VOL-: 0xEA15 ；(d) 向左的兩個三角鍵： 0xBF40；(e) 向右的兩個三角鍵： 0xBC43；4、程式代碼#define BUZZER 10/ 蜂鳴器#define LED_RED 11/ 紅燈#define IR_IN 8 / int Pulse_Width=0;/紅外接收存儲脈寬int ir_code=0x00;/ void timer1_init(void)/ 命令值定時器初始化函數TCCR1A = 0X00;TCCR1B = 0X05;/ 給定時器時鐘源TCCR1C = 0