步驟1：Arduino Uno簡(jiǎn)介

開發(fā)板概述

1。微控制器

該板的大腦是28針微控制器ATMega328。它放置在28針DIP插座中，因此可以輕松更換。微控制器的大腦是中央處理器-CPU，它控制微控制器內(nèi)部的所有內(nèi)容。它獲取存儲(chǔ)在閃存中的程序指令并執(zhí)行它們。這可能涉及從工作存儲(chǔ)器（RAM）中獲取數(shù)據(jù)，對(duì)其進(jìn)行處理，然后再放回去，例如，這可能意味著將數(shù)字輸出之一從0V更改為5V。

2。電源

板可以通過(guò)USB連接器或外部電源插座供電。電源調(diào)節(jié)器將電源插座提供的7V至12V之間的任何電壓調(diào)節(jié)為微控制器所需的5V恒定電壓。

3。電源插針

電源插針由8個(gè)母頭插針組成。首先是NC-未連接任何東西。第二個(gè)是IOREF，它用于屏蔽以確定Arduino板工作的電壓水平（3.3V或5V，對(duì)于Arduino Uno是5V）。第三個(gè)是RESET引腳，當(dāng)我們將其連接到0V時(shí)，微控制器中的程序?qū)?fù)位，這意味著它將從頭開始重新啟動(dòng)。第四個(gè)引腳為3.3V電源引腳，第五個(gè)引腳為5V電源引腳。第六和第七引腳為GND-GrouND = 0V。第八個(gè)引腳是Vin，該引腳可用于穩(wěn)壓外部電源，對(duì)于Arduino Uno，您可以將此引腳連接到5V來(lái)為開發(fā)板供電。

4。模擬輸入引腳

模擬輸入引腳由標(biāo)記為A0-A5的6個(gè)母頭引腳組成。這些引腳可用于測(cè)量與其相連的電壓電平。例如，濕度傳感器輸出，距離傳感器輸出或溫度傳感器輸出等。

5。數(shù)字輸入/輸出引腳

數(shù)字輸入/輸出（I/O）引腳由18個(gè)母頭引腳組成，分為兩部分。其中的前14個(gè)標(biāo)記為0-13的是數(shù)字I/O引腳，名稱中帶有波浪號(hào)（?）的可以設(shè)置為PWM輸出（稍后將詳細(xì)介紹PWM）。第十五針為GND。第十六個(gè)引腳是Aref引腳，即模擬參考引腳，用作模數(shù)轉(zhuǎn)換（ADC，后面會(huì)詳細(xì)介紹）的參考電壓電平。該引腳連接到Arduino Uno的5V。第十七和第十八引腳是SDA和SCL引腳，這些引腳用于“兩線制”串行接口（在此Instructable中，我們將不介紹TWI）。數(shù)字I/O引腳0和1也被標(biāo)記為Rx和Tx（接收和發(fā)送），可用于串行通信（串行或UART接口，稍后會(huì)有更多介紹）。請(qǐng)勿將這些引腳用作數(shù)字I/O引腳，因?yàn)樵趯?duì)微控制器進(jìn)行編程時(shí)會(huì)使用它們。

6。板載發(fā)光二極管-LED

將一個(gè)橙色LED連接到數(shù)字I/O引腳13。當(dāng)將板連接到電源時(shí)，一個(gè)綠色LED點(diǎn)亮，而在斷開電源時(shí)，一個(gè)綠色LED熄滅。兩個(gè)橙色LED連接到串行通信線路（Rx和Tx），并在使用串行通信時(shí)閃爍（通常在對(duì)微控制器進(jìn)行編程時(shí)）。

7。板載編程電路

Arduino Uno板載板上還有另一個(gè)微控制器，它是Atmega 16U2。該輔助微控制器是USB到串行電路的一部分，用于對(duì)主微控制器進(jìn)行編程。 Atmega16U2充當(dāng)橋接器，用于轉(zhuǎn)換來(lái)自微控制器的串行接口（UART接口）的信號(hào)和USB總線的信號(hào)。由于兩個(gè)微控制器都具有此程序和預(yù)編程的引導(dǎo)程序，因此我們能夠?qū)rduino Uno板與計(jì)算機(jī)連接并對(duì)其進(jìn)行編程。

8。將Arduino開發(fā)板與計(jì)算機(jī)連接

要將Arduino Uno連接到計(jì)算機(jī)，您需要USB A至B電纜。當(dāng)您從AZ-Delivery購(gòu)買任何Arduino Uno開發(fā)板時(shí)，我們會(huì)在開發(fā)板上附帶電纜。但請(qǐng)注意，某些主板出廠時(shí)沒(méi)有電纜。因此，在購(gòu)買電子產(chǎn)品時(shí)請(qǐng)格外注意。

步驟2：下載和安裝Arduino IDE

IDE表示集成開發(fā)環(huán)境，這是一個(gè)類似文字處理器的應(yīng)用程序，我們?cè)谄渲芯帉懳⒖刂破鞯闹噶罴ǔ绦颍?。此?yīng)用程序?qū)⑽覀兊拇a轉(zhuǎn)換為微控制器可以理解的機(jī)器語(yǔ)言，然后將其上傳到微控制器。

要下載Arduino IDE，請(qǐng)?jiān)L問(wèn)Arduino官方網(wǎng)站，并在軟件選項(xiàng)卡下，單擊下載。 Arduino Web編輯器有一個(gè)選項(xiàng)。您可以僅使用瀏覽器和Arduino Web編輯器對(duì)Arduino開發(fā)板進(jìn)行編程。在這里更多。還可以選擇下載應(yīng)用程序并將其安裝在本地計(jì)算機(jī)上，在下載頁(yè)面上找到您的操作系統(tǒng)并為您的操作系統(tǒng)下載文件。

對(duì)于Windows，我們建議您使用Windows 10，因?yàn)樗孕邪惭b驅(qū)動(dòng)程序，因此您不必為此煩惱。我們還建議您是否使用Windows下載非管理員安裝的zip文件-這樣安裝起來(lái)會(huì)容易得多。下載zip文件時(shí)，將其解壓縮并轉(zhuǎn)到解壓縮的文件夾并打開arduino應(yīng)用程序。就這樣，您就可以繼續(xù)下一步了。

但是，如果您使用的是Windows的較早版本，請(qǐng)轉(zhuǎn)到此鏈接。了解如何安裝驅(qū)動(dòng)程序。

對(duì)于linux，請(qǐng)選擇您的計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)并下載適當(dāng)?shù)奈募＝鈮嚎s它，然后進(jìn)入解壓縮的目錄，然后打開終端并輸入。/arduino。這是打開Arduino IDE的方式，您準(zhǔn)備好進(jìn)行下一步。

對(duì)于Mac OS X，您必須按照此指南安裝Arduino軟件。

第3步：第一個(gè)程序-心跳

將您剛購(gòu)買的Arduino Uno連接到計(jì)算機(jī)。您會(huì)看到綠色的LED亮著，橙色的LED（連接到數(shù)字插針13）閃爍。如果您之前使用過(guò)Arduino Uno，橙色LED可能不會(huì)閃爍（取決于您所使用的應(yīng)用程序）?，F(xiàn)在我們準(zhǔn)備繼續(xù)。

當(dāng)您打開Arduino IDE時(shí)，為了正確設(shè)置IDE，請(qǐng)轉(zhuǎn)到：工具》端口》……，然后選擇帶有Arduino Uno名稱的端口。

對(duì)于Windows，它應(yīng)該類似于“ COM4（Arduino/Genuino Uno）”。

對(duì)于Linux，它類似于“/dev/ttyACM0（Arduino/Genuino Uno）”。

，對(duì)于操作系統(tǒng)“/dev/cu.usbmodem1461（Arduino/Genuino Uno）”。

然后轉(zhuǎn)到工具》板》 Arduino/Genuino Uno，然后選擇您的板名稱。

在繼續(xù)之前，我們先解釋幾件事。首先，每個(gè)程序示例，甚至您編寫的程序都稱為草圖。在Arduino IDE中，我們將向您展示的幾乎所有內(nèi)容都有大量的草圖。因此，當(dāng)您想做某事而又不知道如何做時(shí)，應(yīng)該遍歷整個(gè)草圖列表，您可能會(huì)找到帶有程序示例的草圖。并且每個(gè)草圖都被很好地注釋，以便對(duì)每個(gè)動(dòng)作進(jìn)行解釋。

現(xiàn)在，讓我們將第一個(gè)草圖和第一個(gè)程序示例上傳到Arduino Uno板上。轉(zhuǎn)到：文件》示例》 01.基本》閃爍。帶有閃爍草圖的新IDE將打開。在此草圖中，我們使用一個(gè)LED并將其打開和關(guān)閉。因?yàn)檫@是一種檢查一切是否正常的方法，所以此草圖通常稱為“ Hello world”示例。當(dāng)您將此草圖上傳到板上時(shí)，您的Arduino會(huì)說(shuō)：“我還活著，你好，世界！” ：-）。草圖中有很多注釋，請(qǐng)閱讀它們，通常它們會(huì)解釋所有內(nèi)容;-）。

但是我們將對(duì)其進(jìn)行一些更改，因?yàn)閮H打開/關(guān)閉LED燈很無(wú)聊。讓我們模擬一個(gè)心跳。為了簡(jiǎn)單起見，我們刪除了所有評(píng)論。更改像這樣的循環(huán)函數(shù)，其余部分保持不變：

void loop（） {

digitalWrite（LED_BUILTIN， LOW）;

delay（1100）;

digitalWrite（LED_BUILTIN， HIGH）;

delay（150）;

digitalWrite（LED_BUILTIN， LOW）;

delay（100）;

digitalWrite（LED_BUILTIN， HIGH）;

delay（150）;

}

現(xiàn)在，轉(zhuǎn)到：“草圖”》“上傳”，或按“ Upload =》”圖標(biāo)上傳。

如果一切順利，您應(yīng)該會(huì)看到板載橙色LED以心跳的方式閃爍。

如果您使用的是Linux，并且遇到“打開串口錯(cuò)誤。..”之類的錯(cuò)誤，則應(yīng)閱讀此書。

現(xiàn)在，讓我們來(lái)解釋一下草圖。在幾乎每個(gè)草圖中，都有兩個(gè)函數(shù)：setup（）和loop（）函數(shù)：

setup（）函數(shù)在程序執(zhí)行開始時(shí)僅運(yùn)行一次，當(dāng)您為電路板加電時(shí)，或重置板時(shí)。在此函數(shù)中，我們?cè)O(shè)置所有初始化，例如，聲明我們使用的數(shù)字輸入/輸出引腳的狀態(tài)。在此草圖中，我們聲明數(shù)字I/O引腳13（LED_BUILTIN）為數(shù)字輸出引腳。在這里，我們還初始化了所需的所有內(nèi)容，例如設(shè)置模擬輸入引腳或用于串行通信的串行接口等（稍后對(duì)此進(jìn)行詳細(xì)介紹）。

loop（）函數(shù)在setup（）之后運(yùn)行，并且無(wú)限期地反復(fù)運(yùn)行，即所謂的“無(wú)限”循環(huán)函數(shù)。實(shí)際上，在電路板連接到電源時(shí)，它始終運(yùn)行。這是因?yàn)殡娮釉O(shè)備中的程序永遠(yuǎn)都不會(huì)到達(dá)末尾，因?yàn)槿绻l(fā)生這種情況，則意味著您的設(shè)備與關(guān)閉設(shè)備一樣好。在此草圖中，我們將數(shù)字引腳13設(shè)置為ond，然后將數(shù)字引腳13設(shè)置為低值（0V或GND； LED熄滅），然后延遲該時(shí)間或等待1100毫秒（大于一秒），然后將數(shù)字引腳13設(shè)置為到高值（5V； LED亮），并等待150毫秒。關(guān)閉超過(guò)100毫秒，然后再次開啟150毫秒。

步驟4：LED褪色

在此草圖中，我們將使用帶有330歐姆電阻的外部綠色LED。加載草圖：“文件”》“示例”》“ 01.Basics”》“淡出”。

在繼續(xù)之前，如果尚未在Arduino IDE中打開行號(hào)，則應(yīng)打開行號(hào)。轉(zhuǎn)到：文件》首選項(xiàng)。一個(gè)新的首選項(xiàng)窗口將打開。選中“顯示行號(hào)”框，然后單擊“確定”。

現(xiàn)在我們可以繼續(xù)。在第16、17和18行上，定義了三個(gè)變量。首先是“ led”，在其中存儲(chǔ)連接到LED的數(shù)字I/O引腳的數(shù)量。在此草圖中為9。其他兩個(gè)變量用于更改LED的亮度，第一個(gè)是亮度級(jí)別，第二個(gè)是代表兩個(gè)亮度級(jí)別之間增加/減少步長(zhǎng)的數(shù)字。

在setup（）函數(shù)中，我們聲明要輸出的數(shù)字I/O引腳9的狀態(tài)。沒(méi)什么新鮮的，不是嗎。

但是在loop（）函數(shù)中，我們鮮有新事物。首先是analogWrite（）函數(shù)，該函數(shù)定義數(shù)字I/O引腳的PWM“電壓電平”（有關(guān)PWM和analogWrite（）的更多信息）。在這種情況下，這就是LED亮度（LOB）的級(jí)別。然后剩下的loop（）函數(shù)就是改變亮度的算法。這應(yīng)該是不言自明的。如果沒(méi)有，讓我們快速進(jìn)行一下。在第32行上，我們向當(dāng)前LOB添加一個(gè)階躍值，然后詢問(wèn)LOB是否小于或等于0（LOB不能為負(fù)值，因?yàn)槟繮HYSICS），并且大于255。為什么是255？因?yàn)镻WM輸出的分辨率為256，所以從0到255的值。這在analogWrite（）函數(shù)中使用，因此電壓電平以0到0的255到5V的255的形式表示（稍后將對(duì)此進(jìn)行詳細(xì)介紹）。如果不滿足此條件，則程序?qū)⒗^續(xù)執(zhí)行下一條指令，即delay（30）。因?yàn)樗炝?，所以delay（）只是減慢了這個(gè)過(guò)程。如果沒(méi)有這行代碼，您將看不到LED衰落的效果。..但是，如果滿足條件，則我們將LOB步號(hào)更改為負(fù)，以便LOB開始下降。下次滿足此條件時(shí)，負(fù)LOB步長(zhǎng)將變?yōu)闊o(wú)窮大，依此類推，無(wú)限大。如果您希望進(jìn)一步減慢處理速度，只需將delay（30）中的30更改為其他更高的值。

在此示例中，我們使用LED和電阻，因此讓我們解釋一下電阻和LED是什么。

第一個(gè)電阻器，它有兩個(gè)支路，用于連接到電子電網(wǎng)中，并且用于限制電子電網(wǎng)中那部分的電流（電阻器的方向無(wú)關(guān)緊要，它將以兩種方式起作用）。我們使用四分之一瓦的電阻。這是電阻的功率，這意味著當(dāng)電流流過(guò)電阻時(shí)，電阻會(huì)發(fā)熱。該電流越大，電阻將變得越熱。電阻通過(guò)其電阻值和以瓦特（W）為單位給出的功率來(lái)評(píng)級(jí)，這些功率可以主要根據(jù)其大小來(lái)安全地耗散。它的表面積越大（電阻越大），它可以安全地散發(fā)到周圍空氣或散熱器中的功率就越大。

您可以考慮一下，就像使用水軟管澆灌植物，用手?jǐn)D壓軟管，限制軟管中的水流。在此示例中，您的手是電阻，水流是電流，水量是電壓。

現(xiàn)在，二極管，它有兩個(gè)腿，可以連接到電子電網(wǎng)，陽(yáng)極和陰極。二極管是電子部件，它使電流僅從陽(yáng)極到陰極的一個(gè)方向流動(dòng)。如果將其反向，將不會(huì)有電流通過(guò)，但如果超過(guò)電流和電壓限制，則可能會(huì)損壞二極管。

LED-發(fā)光二極管是一種特殊的二極管，當(dāng)電流流過(guò)該二極管時(shí)會(huì)發(fā)出彩色光（LED的較長(zhǎng)腳為陽(yáng)極，而另一腳為陰極）。當(dāng)我們超過(guò)電流和電壓限制時(shí)，無(wú)論連接的方向如何，二極管也可能被破壞，因此請(qǐng)小心閱讀數(shù)據(jù)表。這就是為什么我們?cè)贚ED上使用電阻器，以便我們限制電流并防止LED損壞的原因。

現(xiàn)在，連接圖上的所有內(nèi)容并將草圖上傳到Arduino板上，看看LED褪色的魔力。/p》

第5步：按鈕和LED指示燈

現(xiàn)在，讓我們通過(guò)按下按鈕或開關(guān)打開/關(guān)閉LED。什么是按鈕，什么是開關(guān)？嗯，它們都是電子部件，具有兩種狀態(tài)，分別處于打開和關(guān)閉狀態(tài)，并且都用于打開/關(guān)閉電子網(wǎng)格的某些部分。但是不同之處在于，當(dāng)您更改開關(guān)的狀態(tài)時(shí)，它將保持該狀態(tài)，但是當(dāng)您更改按鈕的狀態(tài)時(shí)，僅在將其保持在該狀態(tài)時(shí)，它才會(huì)保持在該狀態(tài)。當(dāng)您停止按按鈕時(shí)，它將返回其默認(rèn)狀態(tài)，在大多數(shù)情況下為關(guān)閉狀態(tài)。有些開關(guān)具有兩個(gè)以上的狀態(tài)，但是我們不會(huì)在Instructable中使用它們。

在此步驟中，我們將使用無(wú)焊面包板。面包板是用于制作電子原型的電子部件。有了它，我們無(wú)需硬連接即可輕松連接其他電子部件，而無(wú)需斷開它們，而無(wú)需焊接。面包板引腳。

與Arduino Uno，面包板，按鈕，10k歐姆電阻，LED和330歐姆電阻建立連接，如圖所示。

您可以看到，我們有兩個(gè)原理圖該圖，它們分別起作用。您可以使用任何這些原理圖來(lái)打開/關(guān)閉LED，因?yàn)樗鼈儓?zhí)行的功能相同，但方式不同。 Arduino Uno用作穩(wěn)定電源。左圖為上拉電阻，右圖為上拉電阻。通過(guò)查看10k ohm電阻器以及連接在哪個(gè)導(dǎo)軌上，您可以看到哪個(gè)是哪個(gè)電阻器（圖中兩個(gè)較低的電阻器）。上拉表示將電阻連接到地，上拉表示將電阻連接到5V電源。 LED附近的330歐姆電阻用作LED保護(hù)。當(dāng)我們按下一個(gè)按鈕時(shí)，它將打開相應(yīng)的LED。當(dāng)我們停止按下按鈕時(shí)，它將關(guān)閉相應(yīng)的LED。

您可能想知道，為什么所有這些？很簡(jiǎn)單，如果您使用數(shù)字I/O引腳作為輸入，則必須始終將數(shù)字I/O引腳連接到GND（下拉電阻）或電源（上拉電阻）。您永遠(yuǎn)不能，永遠(yuǎn)不要將其斷開，因?yàn)槟鷷?huì)得到亂碼。為什么？這是因?yàn)?，?shù)字輸入引腳將從周圍環(huán)境中讀取電壓，例如來(lái)自周圍引腳的電壓水平或來(lái)自引腳周圍灰塵的靜電電壓水平等。當(dāng)您讀取未連接的引腳時(shí)，將會(huì)得到不穩(wěn)定的值。在下一步中介紹串行通信時(shí)，我們將向您顯示這些讀數(shù)。

我們現(xiàn)在將讀取數(shù)字I/O引腳2上的按鈕的輸入。連接所有內(nèi)容，如圖所示。

轉(zhuǎn)到草圖：“文件”》“示例”》“ 02.Digital”》“按鈕” ，并將其上傳到Arduino Uno。按按鈕！板載橙色指示燈將點(diǎn)亮。涼！再次，閱讀評(píng)論。此草圖是不言自明的，我們不需要遍歷。

步驟6：串行通信

現(xiàn)在終于有了一些有趣的東西。通過(guò)串行通信，您可以與Arduino Uno開發(fā)板進(jìn)行通信。多么酷??？ ：）

什么是串行通信？這是微控制器可以相互通信的一種方式。簡(jiǎn)而言之，一個(gè)微控制器輸出（發(fā)送，傳輸）信號(hào)，在連接兩個(gè)微控制器的電線上產(chǎn)生高低壓脈沖。另一個(gè)單片機(jī)處于輸入模式，監(jiān)聽電壓脈沖，并像接收器一樣工作。因此，這里有一個(gè)串行協(xié)議，即將數(shù)據(jù)編碼為電壓脈沖并將電壓脈沖解碼回?cái)?shù)據(jù)的規(guī)則。最常見的串行模式是通用異步接收和發(fā)送或UART串行。

要發(fā)送一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，我們有幾個(gè)規(guī)則。

首先，我們必須就電壓脈沖的速度，數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收速度達(dá)成一致。該速度稱為波特率，以每秒比特?cái)?shù)表示。其值可以是：2400、4800、9600、14400、19200等。它可以高達(dá)250000。最常見的是9600。

第二個(gè)數(shù)據(jù)的每個(gè)字節(jié)必須具有起始和停止位，以便UART可以區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)字節(jié)的開始和結(jié)束位置。

第三，我們可以調(diào)整數(shù)據(jù)字節(jié)的長(zhǎng)度。 （我們不會(huì)對(duì)此進(jìn)行詳細(xì)介紹）默認(rèn)值為8位，但也可以為9位或10位。

第四，在數(shù)據(jù)字節(jié)的和的停止位之前有奇偶校驗(yàn)位。該位是可選的，您不必使用它。用于檢查數(shù)據(jù)字節(jié)中是否有錯(cuò)誤。 （我們不會(huì)對(duì)此進(jìn)行詳細(xì)介紹）。

與Arduino設(shè)置串行通信非常容易，只需幾行代碼。讓我們通過(guò)計(jì)算機(jī)通過(guò)串行通訊發(fā)送的命令打開板載LED。為此，您只需要將Arduino Uno板連接到計(jì)算機(jī)即可。

在Arduino IDE中，有一個(gè)用于監(jiān)視串行接口的簡(jiǎn)潔工具，您可以稱之為串行監(jiān)視器。要啟動(dòng)它，請(qǐng)轉(zhuǎn)到：工具》串行監(jiān)視器。

將此小圖寫或復(fù)制/粘貼到IDE中，然后將其上傳到您的Arduino Uno中。

void setup（） {

// setting digital I/O pin 13 as output

pinMode（LED_BUILTIN， OUTPUT）;

// setting up serial communication - 9600 is baud （communication） rate， 9600 bits per second

Serial.begin（9600）;

}

void loop（） {

// check if there is serial message on serial line

// Serial.available（） returns the number of bytes that are in serial buffer

if （Serial.available（） 》 0） {

// if it is， read it and store into letter variable

char letter = Serial.read（）;

if（letter == ‘1’） {

digitalWrite（LED_BUILTIN， HIGH）;

// write back on serial line

Serial.println（“LED turned on”）;

}

else if（letter = ‘0’） {

digitalWrite（LED_BUILTIN， LOW）;

Serial.println（“LED turned off”）;

}

}

}

現(xiàn)在，我們將解釋此小圖。首先，Serial.begin（）函數(shù)。它用于設(shè)置Arduino Uno的串行接口。為此，我們?cè)诶ㄌ?hào)中輸入波特率，在本草圖中為9600。

現(xiàn)在，您必須設(shè)置偵聽器進(jìn)行通信。 Serial.available（）函數(shù)偵聽串行通信線路上的消息，并且當(dāng)消息緩沖區(qū)中充滿數(shù)據(jù)（即使只有一個(gè)字符）時(shí)，Serial.available（）也會(huì)返回消息緩沖區(qū)中的字節(jié)數(shù)。我們等待該消息，然后將該消息放入消息緩沖區(qū)中，進(jìn)行讀取，然后檢查其特定值。當(dāng)消息為“ 1”時(shí)，它將打開一個(gè)指示燈，并將消息寫回到串行線“ LED亮”。要寫入串行線，我們使用Serial.println（）函數(shù)。您只需用引號(hào)將要打印的文本寫上并放在Serial.println（）的括號(hào)中。

將此草圖上傳到Arduino Uno開發(fā)板時(shí)，啟動(dòng)Serial Monitor工具。寫“ 1”并發(fā)送。而且，現(xiàn)在您正在與Arduino Uno通信：）

現(xiàn)在，讓我們使用上一個(gè)示例中的按鈕。讓我們讀取數(shù)字輸入引腳的狀態(tài)，然后將其發(fā)送到串行通信，首先斷開連接，然后使用按鈕和Pull Down或Pull Up電阻。為此，我們將使用Arduino Uno，一個(gè)按鈕和一個(gè)10k歐姆的電阻。任何東西，然后啟動(dòng)“串行監(jiān)視器”，這就是我們所寫的那個(gè)亂碼。這就是為什么當(dāng)我們讀取輸入引腳狀態(tài)時(shí)使用上拉或下拉電阻器的原因。

現(xiàn)在，進(jìn)行連接，以便您可以使用上拉和下拉電阻器和按鈕來(lái)創(chuàng)建原理圖，如圖所示。

您可以執(zhí)行兩次此操作，一次是上拉，一次是上拉，以獲取我們得到的結(jié)果。如果您不希望這樣做，則不需要同時(shí)制作這兩者。

但是我們將使這項(xiàng)工作生效。我們需要稍微更改一下DigitalReadSerial草圖，以便我們可以同時(shí)使用兩個(gè)按鈕。將此代碼復(fù)制到IDE中：

int pullUp = 2; // button on digital I/O pin 2 - Pull Down

int pullDown = 3; // button on digital I/O pin 3 - Pull Up

void setup（） {

Serial.begin（9600）;

pinMode（pullUp， INPUT）;

pinMode（pullDown， INPUT）;

}

void loop（） {

// read buttons states

int buttonUpState = digitalRead（pullUp）;

int buttonDownState = digitalRead（pullDown）;

// make a message that will be sent to the serial line

String message = “Pull Up： ” + String（buttonUpState）;

message = message + “。 Pull Down： ” + String（buttonDownState）;

// send the message

Serial.println（message）;

delay（1）; // delay in between reads for stability

}

在這里，沒(méi)有什么新內(nèi)容了，除了該行String message =“ Pull Up：” 。..在這里，我們正在創(chuàng)建將發(fā)送到串行的消息一口氣排隊(duì)。首先，我們創(chuàng)建一個(gè)名為message的字符串變量，然后向其中添加文本。 String（）函數(shù)將整數(shù)值轉(zhuǎn)換為字符串，以便可以將其串聯(lián)為消息字符串。

將此草圖上傳到Arduino Uno，然后啟動(dòng)串行監(jiān)視器。輸出應(yīng)為：

上拉：1.拉下：0

您看到區(qū)別了嗎？當(dāng)您使用上拉電阻（PUR）讀取未按下的按鈕時(shí)，它將讀取數(shù)字1，而對(duì)于下拉電阻（PDR），它將讀取數(shù)字0。當(dāng)您按下連接到PUR的按鈕時(shí)，串行監(jiān)視器中的輸出將變?yōu)閿?shù)字零。當(dāng)您按下連接到PDR的按鈕時(shí)，輸出將變?yōu)閿?shù)字1。當(dāng)兩個(gè)按鈕都按下時(shí)，輸出應(yīng)如下所示：

上拉：0。下拉：1

步驟7：按鈕彈跳

從上一步中可以看到，當(dāng)您按下一個(gè)按鈕時(shí)，它將被讀為一系列（對(duì)于帶有下拉電阻的按鈕）。無(wú)論您按多快然后釋放它，讀取的值仍將是一系列的值，但永遠(yuǎn)不會(huì)是單個(gè)值（0000000 1111111 00000000）。有時(shí)，在按下按鈕時(shí)此零變?yōu)?之前會(huì)有一些值更改（00000 1 0 1 00 11 0 11111111111111 ）。或者您可能是一個(gè)按鈕的上帝，并且您能夠做到，每個(gè)按鈕一個(gè)按鈕按xD。 （小笑話）

這稱為反彈效果，解決方案是反跳算法。按鈕彈跳是電子學(xué)中的嚴(yán)重問(wèn)題，并且有numeros硬件和軟件解決方案，但是對(duì)于Arduino IDE中的大多數(shù)草圖，最簡(jiǎn)單的解決方案是軟件彈跳算法。向下電阻連接到數(shù)字I/O引腳2。

將此代碼復(fù)制到IDE：

// digital pin 2 has a pushbutton attached to it.

int button = 2;

// variable for counting button presses

int count_presses = 0;

// two helper variables， for detecting one physical press

int ones_count = 0;

int real_press = 0;

void setup（） {

// initialize serial communication at 9600 bits per second：

Serial.begin（9600）;

// make the button‘s pin an input：

pinMode（button， INPUT）;

// to print first value of count_presses which is 0

Serial.println（count_presses）;

}

void loop（） {

// read the button input pin：

int button_state = digitalRead（button）;

// check state of a button， check for digital ones when button is pressed， and count them

if （button_state） {

ones_count++;

}

else {

ones_count = 0;

}

// if number of ones is 10， you pressed button long enough， mark this with real_press

if （ones_count == 10） {

real_press = 1;

}

else {

real_press = 0;

}

// if flag is marked， count that， because it is one actual physical press， and send that number to the serial interface

if （real_press） {

count_presses++;

Serial.println（count_presses）;

}

delay（1）; // delay in between reads for stability

}

將其上傳到Arduino Uno，然后啟動(dòng)串行監(jiān)視器。

此代碼所做的全部就是計(jì)數(shù)按鈕的按下次數(shù)并將其打印在串行通訊線上。代碼是不言自明的。

步驟8：ADC

ADC代表模數(shù)轉(zhuǎn)換器或轉(zhuǎn)化。為什么我們需要這個(gè)？好吧，我們?cè)贏rduino Uno中的微控制器是數(shù)字設(shè)備，這意味著它僅適用于數(shù)字信號(hào)。如果考慮電壓，電壓數(shù)字信號(hào)可以具有兩個(gè)電平：數(shù)字零或0V和數(shù)字一或5V。但是，幾乎所有其他功能都可以與模擬信號(hào)一起使用，模擬信號(hào)可以具有任何電平，電壓范圍在0V至5V之間。您可以在圖像上看到它。

因此，為了使我們的微控制器能夠理解模擬信號(hào)，我們需要一個(gè)轉(zhuǎn)換器，這就是我們需要ADC的地方。

Aref引腳Arduino Uno用作模擬轉(zhuǎn)換的電壓參考引腳。該參考電壓電平必須盡可能穩(wěn)定，準(zhǔn)確且無(wú)噪聲，以便在ADC上獲得準(zhǔn)確的讀數(shù)。我們?yōu)槭裁葱枰@個(gè)？好的ADC可以在0V和Aref引腳上的電壓電平之間轉(zhuǎn)換電壓值，在大多數(shù)情況下為5V。但是我們可以根據(jù)應(yīng)用程序更改此值。 Aref = 5V是Arduino Uno的默認(rèn)設(shè)置，但是使用analogReference（）函數(shù)可以更改此設(shè)置。 （我們不會(huì)在此Instructable中使用它）

那么ADC實(shí)際如何工作？ ADC的核心實(shí)際上是DAC-數(shù)模轉(zhuǎn)換器和比較器。比較器用于比較兩個(gè)值，在這種情況下為兩個(gè)模擬信號(hào)。最簡(jiǎn)單地說(shuō)，如果一個(gè)信號(hào)大于另一個(gè)信號(hào)，比較器將返回?cái)?shù)字一；如果一個(gè)信號(hào)小于另一個(gè)信號(hào)，它將返回?cái)?shù)字零。這兩個(gè)信號(hào)分別是來(lái)自模擬輸入引腳的信號(hào)和來(lái)自DAC的信號(hào)。轉(zhuǎn)換開始時(shí)，ADC將高數(shù)字值輸入DAC，并將其轉(zhuǎn)換為DAC可以產(chǎn)生的最高模擬電壓（Aref），然后比較器將DAC的該值與模擬輸入引腳的值進(jìn)行比較。該ADC從比較器讀取值后，確定DAC電壓大于還是小于模擬輸入引腳的電壓。比ADC將DAC值一分為二，并重復(fù)整個(gè)比較/讀取過(guò)程。重復(fù)此過(guò)程，直到ADC將輸入電壓電平定位在DAC可以產(chǎn)生的10位電壓電平中的兩個(gè)之間。 ADC的分辨率為10位（對(duì)于Arduino Uno主芯片= ATMega328P）。 ADC的分辨率是通過(guò)將Aref引腳上的電壓電平除以可能的轉(zhuǎn)換值的總數(shù)10位= 1024來(lái)定義的。這意味著ADC可以將0V和Aref之間的許多電壓電平讀取為1024個(gè)不同的值。如果參考電壓（Aref）為5V，則ADC可以區(qū)分的最小電壓電平為5/1024 = 0.00488 V = 4.9 mV。

ADC一次只能讀取一個(gè)模擬引腳。為了讀取Arduino Uno的6個(gè)模擬引腳，讀取過(guò)程必須是多路復(fù)用的。這意味著ADC將先讀取一個(gè)并存儲(chǔ)其值，然后再讀取另一個(gè)，依此類推，直到最后一個(gè)第六個(gè)模擬輸入引腳。

但是創(chuàng)建Arduino是為了降低將所有ADC寄存器調(diào)整為僅一個(gè)函數(shù)AnalogRead（）的復(fù)雜性。該函數(shù)返回的數(shù)字是特定模擬輸入引腳上模擬電壓電平的10位表示形式。如果要測(cè)量模擬電壓，則必須將該數(shù)字除以1024并從5中減去。然后，我們將在小誤差范圍內(nèi)為模擬輸入引腳提供實(shí)際電壓電平的值（對(duì)于Aref = 5V，?4.9mV）

所以，理論終于結(jié)束了，讓我們做一些實(shí)際的事情。讓我們使用10k歐姆電阻和光電電阻創(chuàng)建一個(gè)分壓器。

什么是分壓器？好吧，這個(gè)名字說(shuō)的一切都是由電路來(lái)分壓的。我們使用兩個(gè)電阻器，將它們串聯(lián)連接，在串聯(lián)連接的兩端，我們連接輸入電壓和GND，輸出在中間部分和GND之間。就像在圖像上一樣。

Т這是一個(gè)描述輸入和輸出電壓之間的依存關(guān)系的方程式：

Vout = Vin * R2/（R1 + R2）

如果Vin = 9V，R1 = 10k ohm，R2 = 1k ohm，則我們得到的Vout = 818mV。如果Vin = 9V，但我們用R2代替R1，則我們得到Vout = 8，18V，就像下部的圖像一樣。

您可以使用上面的公式來(lái)計(jì)算。您將得到相同的結(jié)果。

在下一個(gè)示例中，我們將使用Arduino Uno，10k歐姆電阻器，光電電阻器和幾根Jumber電線。像圖中一樣連接所有東西，然后將此草圖上傳到Arduino Uno：文件》示例》 01.Basics》 AnalogReadSerial。啟動(dòng)串行監(jiān)視器。用光遮蓋光電電阻?？吹阶x數(shù)的差異。

現(xiàn)在上傳這個(gè)小草圖：

double voltageRef = 5.0; // Voltage reference level

double resolution = voltageRef / 1024.0; // smallest value that ADC can read = resolution

double voltageInput = 0; // Input voltage level

void setup（） {

Serial.begin（9600）;

}

void loop（） {

int sensorValue = analogRead（A0）;

// equation for converting digital value from ADC into actual voltage level

voltageInput = voltageRef - （resolution * sensorValue）;

Serial.println（voltageInput）;

delay（10）;

}

責(zé)任編輯：wv