Arduino課程設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述

1、Arduino課程設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述前言Arduino是目前較為流行的電子互動平臺，基于單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)，具有使用簡單、功能多樣、價格低廉等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)和互動產(chǎn)品開發(fā)方面。一、Arduino的起源Arduino是2005年1月由米蘭交互設(shè)計(jì)學(xué)院的兩位教師DavidCuartielles和MassimoBanzi聯(lián)合創(chuàng)建的。MassimoBanzi之前是意大利Ivrea一家高科技設(shè)計(jì)學(xué)校的老師。他的學(xué)生們經(jīng)常抱怨找不到便宜好用的微控制器。2005年冬天，MassimoBanzi跟DavidCuartielles討論了這個問題。DavidCuartielles是一個西班牙籍晶片工程師，當(dāng)時

2、在這所學(xué)校做訪問學(xué)者。兩人決定設(shè)計(jì)自己的電路板，并引入了Banzi的學(xué)生DavidMellis為電路板設(shè)計(jì)編程語言。兩天以后，DavidMellis就寫出了程式碼。又過了三天，電路板就完工了。這塊電路板被命名為Arduino。二、Arduino簡介Arduino是一個基于開放原始碼的軟硬件平臺，構(gòu)建于開放原始碼simpleI/O介面版，并且具有使用類似Java,C語言的Processing/Wiring開發(fā)環(huán)境。該平臺由兩部分組成：硬件（包括微處理器、電路板等）和軟件（編程接口和語言）。平臺的兩部分都是開源的，如果需要，可以下載Arduino的圖表、購買需要的所有獨(dú)立部件、切割電路板并制作一個

3、電路板。Arduino具有類似java、C語言的開發(fā)環(huán)境?？梢钥焖偈褂肁rduino語言與Flash或Processing等軟件完成互動作品。Arduino能夠使用開發(fā)完成的電子元件，如Switch、Sensors或其它控制器、LED步進(jìn)電機(jī)或其它輸入/輸出裝置，同時，Arduino也可以成為獨(dú)立與軟件溝通的平臺，如flash、Processing、Ma"MSFM其它互動軟件。TX/RX指示燈USB接口DC輸入5-12VPWMffiQ=TX/RX輸入端數(shù)字蠟入鞋出口PIN13LEO指示燈GNd接觸AREF接口一電源指示燈一】CSP寫入端一復(fù)位按鈕9V輸入圖1Arduino管腳說明1

4、.DigitalI/O數(shù)字式輸入/輸出端共113。（13個數(shù)字輸入輸出口DIO,其中6個PW喻出,可做模擬輸出口使用AO2 .AnalogI/O模擬式輸入/輸出端共05。（5個模擬輸入口AI）3 .支持US噴頭傳輸數(shù)據(jù)及供電（不需額外電源）。4 .支持ICSP在線刻錄功能。支援TX/RX端子。5 .支持外部ADC電壓基準(zhǔn)ARE解子輸入。6 .支持6組PW踹子（Pin11,Pin10,Pin9,Pin6,Pin5,Pin3）。7 .輸入電壓：USB接口供電，無須外部供電。5V12VDC外帝伏LJ8 .輸出電壓：5VDC輸出。9 .采用Atmega168-20PI/PU,最新的Arduino200

5、9支持Atmega328-20PI/PU。10 .Arduino大小尺寸：寬70mmXI54mm三、Arduino的功能Arduino能通過各種各樣的傳感器來感知環(huán)境，通過控制燈光、馬達(dá)和其他的裝置來反饋、影響環(huán)境。板子上的微控制器可以通過Arduino的編程語言來編寫程序，編譯成二進(jìn)制文件，收錄進(jìn)微控制器。對Arduino的編程是利用Arduino編程語言（基于Wiring）和Arduino開發(fā)環(huán)境（basedonProcessing）來實(shí)現(xiàn)的?；贏rduino的項(xiàng)目，可以只包含Arduino,也可以包含Arduino和其他一些在PC上運(yùn)行的軟件，他們之間進(jìn)行通信（比如Flash,Proc

6、essing,MaxMSP）來實(shí)現(xiàn)。Arduino可以使用現(xiàn)有的電子元件例如開關(guān)或者傳感器或者其他控制器件、LED步進(jìn)|馬達(dá)或其他輸出裝置。Arduino也可以獨(dú)立運(yùn)行，并與軟件進(jìn)行交互，例如：MacromediaFlash,Processing,Max/MSP,PureData,VVVV或其他互動軟件。Arduino的IDE界面基于開放源代碼，可以免費(fèi)下載使用，開發(fā)出更多令人驚艷的互動作品。四、Arduino的特色1、基于知識共享開放原始碼的電路圖設(shè)計(jì)和知識共享開放原始碼的程式開發(fā)環(huán)境。開放源代碼的電路圖設(shè)計(jì)，程序開發(fā)接口免費(fèi)下載，也可依個人需求自己修改。你可以自己動手制作，也可以購買成品套

7、裝；Arduino所使用到的軟件都可以免費(fèi)下載。硬件參考設(shè)計(jì)（CAD文件）也是遵循availableopen-source協(xié)議，你可以非常自由地根據(jù)你自己的要求去修改他2、使用低價格的微處理控制器（AVR系列控制器），可以采用US噴口供電，不需外接電源，也可以使用外部9VDC俞入。_|3、Arduino支持ISP在線燒，可以將新的"bootloader”固件燒入AVRK片。有了bootloader之后，可以通過串口或者USBtoRs232線更新固件。4、可依據(jù)官方提供的Eagle格式PC*口SCH電路圖簡化Arduino模組，完成獨(dú)立運(yùn)作的微處理控制；5、可簡單地與傳感器，各式各樣的

8、電子元件連接（例如：紅外線，超音波，熱敏電阻，光敏電阻，伺服馬達(dá)等）o6、支持多種互動程序，如：Flash、Max/Msp、VVVVPDCProcessing等。7、應(yīng)用方面，利用Arduino,突破以往只能使用鼠標(biāo)、鍵盤、CCD等輸入的裝置的互動內(nèi)容，可以更簡單地達(dá)成單人或多人游戲互動。五、Arduino的開發(fā)的優(yōu)勢1、跨平臺。ArduinoIDE可以在Windows、MacintoshOSX、Linux三大主流操作系統(tǒng)上運(yùn)行，而其他的大多數(shù)控制器只能在Windows上開發(fā)。2、簡單清晰的開發(fā)。ArduinoIDE基于processingIDE開發(fā)。對于初學(xué)者來說，極易掌握，同時有著足夠的靈

9、活性。Arduino語言基于wiring語言開發(fā)，是對AVRGC/的二次封裝，不需要太多的單片機(jī)基礎(chǔ)、編程基礎(chǔ)，簡單學(xué)習(xí)后，你也可以快速的進(jìn)行開發(fā)。3、開放性。Arduino的硬件原理圖、電路圖、IDE軟件及核心庫文件都是開源的，在開源協(xié)議范圍內(nèi)里可以任意修改原始設(shè)計(jì)及相應(yīng)代碼。4、社區(qū)與第三方支持。Arduino有著眾多的開發(fā)者和用戶，你可以找到他們提供的眾多開源的示例代碼、硬件設(shè)計(jì)。例如，可以在G、Arduino.cc、O等網(wǎng)站找到Arduino第三方硬件、外設(shè)、類庫等支持，更快更簡單的擴(kuò)展你的Arduino項(xiàng)目。5、硬件開發(fā)的趨勢。Arduino不僅僅是全球最流行的開源硬件，也是一個優(yōu)秀

10、的硬件開發(fā)平臺，更是硬件開發(fā)的趨勢。Arduino簡單的開發(fā)方式使得開發(fā)者更關(guān)注創(chuàng)意與實(shí)現(xiàn)，更快的完成自己的項(xiàng)目開發(fā)，大大節(jié)約了學(xué)習(xí)的成本，縮短了開發(fā)的周期。六、Arduino的發(fā)展現(xiàn)狀A(yù)rduino自2005年出現(xiàn)以來就受到了國外開發(fā)者的廣泛關(guān)注，因?yàn)锳rduino的種種優(yōu)勢，越來越多的專業(yè)硬件開發(fā)者已經(jīng)或開始使用Arduino來開發(fā)他們的項(xiàng)目、產(chǎn)品；越來越多的軟件開發(fā)者使用二Arduino進(jìn)入硬件、物聯(lián)網(wǎng)等開發(fā)領(lǐng)域J大學(xué)里，:自動化、軟件，甚至藝術(shù)專業(yè)，也紛紛開展了Arduino相關(guān)課程。由于其開源特性，開發(fā)者可以在Arduino社區(qū)下載和發(fā)布自己的設(shè)計(jì)成果，一方面有利于開發(fā)者自己的項(xiàng)目的

11、開發(fā)，另一方面也為他人提供了大量的參考資料。由于受到眾多開發(fā)者的支持，Arduino在短短的幾年內(nèi)發(fā)展十分迅速，現(xiàn)在除了Arduino的愛好者，很多廠商也加入到了Arduino的開發(fā)當(dāng)中，給Arduino的發(fā)展帶來了十分豐富的資源，也誕生了很多使用Arduino開發(fā)的產(chǎn)品。特別是在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，很多廠商基于Arduino開發(fā)出了很多智能家居產(chǎn)品。由于物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)還未形成統(tǒng)一的國際標(biāo)準(zhǔn)，很多公司都希望形成各自封閉的生態(tài)系統(tǒng)，以形成自己的標(biāo)準(zhǔn)，這就導(dǎo)致不同公司生產(chǎn)的產(chǎn)品相互之間并不兼容。這就意味著消費(fèi)者如果想要實(shí)現(xiàn)家中所有的電子設(shè)備的互聯(lián)，就要購買同一家公司生產(chǎn)產(chǎn)品，但是這并不符合物聯(lián)網(wǎng)對開放性的需求

12、。但是arduino兼容和擴(kuò)展性正好克服這一問題。由于arduino是開放的，而且使用的芯片價格十分低廉，大大降低了產(chǎn)品生產(chǎn)的成本，吸引了大量廠商的加入，系統(tǒng)之間的兼容性問題可以很好地解決，同時也為一些資本并不雄厚的小企業(yè)提供了與傳統(tǒng)企業(yè)競爭的機(jī)會。由于Arduino的種種優(yōu)勢，目前，Arduino已經(jīng)在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的形成了一股重要的力量。Arduino在國外的流行也引起了國內(nèi)開發(fā)者的關(guān)注，目前國內(nèi)也有一些廠商在使用Arduino開發(fā)自己的產(chǎn)品，Arduino的硬件產(chǎn)品在國內(nèi)也有一些銷售商在淘寶網(wǎng)等電子商務(wù)平臺上銷售。盡管Arduino在國內(nèi)發(fā)展迅速，但Arduino目前在國內(nèi)的發(fā)展水平與國外還

13、存在很大的差距。但Arduino傳入國內(nèi)對國內(nèi)的影響無疑是巨大的。舉個例子，當(dāng)初國內(nèi)制造手機(jī)的企業(yè)只有一兩家而已，而當(dāng)手機(jī)板開源后，除了傳統(tǒng)的手機(jī)廠商，剛剛成立的一些沒有技術(shù)積累的小企業(yè)也能在開源平臺上迅速開發(fā)出自己廉價的手機(jī)產(chǎn)品與傳統(tǒng)廠商進(jìn)行競爭，一時間山寨手機(jī)鋪天蓋地，手機(jī)行業(yè)的競爭壓力非常大，迅速拉低了國內(nèi)手機(jī)的價格。目前，開源的arduino在國內(nèi)的發(fā)展也有著這小¥的一股趨勢。而arduino開源又不同的是，它是一個原始板，半成品，到成品還有一個階段，不是任何人都能模仿的。沖擊最大的是那些原本的制造小家電的企業(yè)，原來它們是有一些技術(shù)優(yōu)勢的，但是arduino一來，新加入企業(yè)即

14、使沒有多少年的經(jīng)驗(yàn)也能開發(fā)出像樣的東西，對傳統(tǒng)的企業(yè)是比較不利的。當(dāng)然長久來說，對小企業(yè)的優(yōu)勢是巨大的。但是因?yàn)槭情_源，硬件的成本會更低，技術(shù)壁壘會更低，成功的關(guān)鍵是兩個因素：1是從硬件產(chǎn)品本身跳出來，加強(qiáng)服務(wù)端，web端的優(yōu)勢；2產(chǎn)品的開發(fā)速度是最關(guān)鍵的，當(dāng)你沒有coreassets,速度就是成功的關(guān)鍵。這就推動了國內(nèi)企業(yè)從產(chǎn)品到服務(wù)的加速轉(zhuǎn)型，加強(qiáng)了國內(nèi)企業(yè)在國際市場中的適應(yīng)能力和競爭能力，同時可以為消費(fèi)者帶來更加低價的產(chǎn)品和更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。七、總結(jié)由于Arduino具有開放性、開源性、低成本、拓展性強(qiáng)等眾多優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)收到了國內(nèi)外的眾多開發(fā)者和企業(yè)的廣泛關(guān)注和使用，這也為Arduino提供了很多可供參考的開發(fā)資源。Arduino將像開源的Linux操作系統(tǒng)一樣，將被用于更多的領(lǐng)域，開發(fā)成更多的產(chǎn)品，隨著物聯(lián)網(wǎng)的普及走進(jìn)千家萬戶，而使用Arduino設(shè)計(jì)的產(chǎn)品也必將更加地貼近企業(yè)和市場的需求。Arduino龐大的開發(fā)資源也為我們做課