如何设置Arduino IDE、连接开发板以及上传第一个草图

这篇文章来源于deviceplus英语网站的翻译稿。在之前的一篇指南中,我们介绍了arduino uno以及基于该平台的可编程开发板和扩展板系列。但是如果没有软件,硬件将没有任何作用。本指南将向您展示如何设置arduino ide、连接您的开发板以及上传您的第一个草图。 
词汇表
首先,我们定义一些您将在本指南中以及在未来项目中看到的术语:
● 集成开发环境(ide):该术语指用于开发程序的软件,其中包括代码编辑器以及调试工具、软件模板和其他编辑代码所需要的工具。arduino ide简称为arduino或arduino软件。
● 草图:在arduino开发板上运行的程序被称为“草图”。这些程序很简单,可以在开发板上持续运行,即使在您将其与计算机断开连接后也会继续运行。
● arduino 语言:arduino编程语言是一组c/c++函数,如果您习惯于使用c/c++进行编码,那么您会发现使用该编程语言非常自如。您可以点击此处查看arduino特定功能的相关信息。
设置 ide
首先,请在此处下载适用于您的操作系统的arduino ide。在本指南中,我们使用的是windows系统。下载后运行安装程序,并按照向导安装必要的组件。在设置过程中,您还会被要求安装usb驱动程序,这将使您的计算机与uno(或其他任何开发板)之间能够进行通信。
安装完成后,启动arduino ide。您会看到像下面那样的屏幕。
您可以在此处编写代码,然后将其上传到您的arduino。空白草图包括两个函数,它们是每个arduino草图的核心部分:setup() 和 loop()。当arduino打开时,setup()函数中的代码将被运行一次。只要设备被启动,loop()中的所有内容都会被重复执行。
在上传草图之前,您需要确保ide可以和您的开发板之间进行正确通信。在tools > board下,确认选择了您的arduino特定型号。在本指南中,我们使用的是“arduino uno”。接下来,在tools > port 下,选择连接到开发板的com端口。如果您的驱动程序安装正确,它旁边将显示您的开发板名称。如果没有,请按照这些说明手动安装开发板的驱动程序。
如果您更愿意在web端进行编码(在使用多台计算机来开发arduino项目时会用到),您可以设置 arduino web editor并安装arduino create plugin,以实现在google chrome或者mozilla firefox上编写及上传草图。
blink草图
为了了解草图的工作原理,我们将运行一个名为blink的基本草图。您不需要为该草图进行任何特别的接线,运行该草图是检测您的arduino是否工作正常的便捷方法。
blink草图内置于arduino ide。要打开它,请进入file > examples > 01.basics > blink。这将在新窗口中打开简版草图。上传后,该草图将使开发板上的橙色led进行周期性闪烁。
要上传草图,请将arduino插入您的计算机中,然后点击“sketch > upload”或按下“ctrl-u”键。草图上传完成后,uno上标有“l”的橙色led将开始以每秒一次的频率进行闪烁。
恭喜您!您已经成功上传了第一个草图。
修改blink草图
既然您已经知道blink草图是用来干什么的了,我们可以回过头来看看它是如何工作的,还可以对其进行一些调整。首先,让我们看一下代码中的setup()部分:
void setup() {
// initialize digital pin led_builtin as an output.
pinmode(led_builtin, output);
}
这部分代码仅运行一次,用来初始化arduino板上的led。pinmode() 函数使您能够将引脚分配为输入或输出。arduino uno有14个可用作输入或输出的数字引脚。但是,该草图使用的是内置led,所以引脚已经指定好了。因此,这行代码将led指定为输出。
接下来,我们来看一下loop()函数中的内容。
void loop() {
digitalwrite(led_builtin, high); // turn the led on (high is the voltage level)
delay(1000); // wait for a second
digitalwrite(led_builtin, low); // turn the led off by making the voltage low
delay(1000); // wait for a second
}
只要arduino启动,该代码就会被运行。这部分有四行代码。第一行使用了digitalwrite()函数,将引脚(在本例中为内置led)分配为高电平或低电平。对于该代码,您可以将其视为开启或关闭。当引脚设置为高电平时,arduino uno将引入5v电流通过led,使其点亮。当引脚设置为低电平时,uno将把电压降至0v,led关闭。
因此,循环代码中的第一行用于打开led。下一个函数是delay()。这个函数的作用和它的名称含义一样。它会使草图停滞等待一段时间,不执行任何操作。delay()函数以毫秒为单位。因为该草图告诉uno延迟1000毫秒,所以led将会保持亮起1秒。
第三行和第四行会以相反的顺序重复执行以上操作。第三行将led引脚设置为低电平,将其关闭,第四行使程序等待1秒。通过循环该过程,led将闪烁1秒,关闭1秒,然后循环往复,从而在通电的情况下一直闪烁。
现在您已经了解了该草图的工作原理了,可以尝试对脚本进行修改来获得不同的效果。您可以将delay()间隔设置为100毫秒来实现灯光快速闪烁的效果。您还可以删除掉关闭led的代码,让灯光始终保持亮起的状态。
在编写草图时,内置led是一个特别有用的工具。因为如果您的程序失败,arduino并不能总是提供足够的反馈。您可以使用led来诊断草图是否可以正常工作,例如在草图成功运行的时候led可以被点亮,或者草图运行失败的时候led会发生闪烁。虽然仅仅有led闪烁这样的信息可能看起来并不够,但是在更大的项目中这将会非常有用。
deviceplus 编辑团队
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