认识Arduino，开始嵌入式之旅

需要的工具

硬件设备

• Arduino Uno开发板
• 台式机
• Arduino到台式机连接线

软件

• Atmel Studio

  • 安装Atmel Studio，里面会有atmel的编译器，还会安装PC端的virtual comm port driver用来打印信息到TeraTerm
  • 当然也可以下载一个Arduino IDE，Arduino IDE可以快速地对Arduino进行编程，但我比较习惯用Atmel Studio。

• AvrDude

  • 这个软件可以通过串口下载代码到Arduino
• 串口通信软件，putty 或者 TeraTerm

文档

• Arduino的CPU Atmel328P的芯片手册，下载链接。

开启Arduino之旅

项目介绍

这个小项目主要是带大家入门嵌入式开发领域。

• 点亮自己的LED小灯
• 通过串口进行debug
• 写一个简单的command line interface用来和板子通信

初识Arduino硬件

我们的核心是Arduino Uno开发板，下面这张图是Arduino的电路图。我把它的几个大块标记出来，下面我一一来说明下。

• Voltage Regulator: 它的任务是为系统提供稳定的3.3V和5V的电压。在蓝色区域有两个voltage regulator，一个是LP2985，输入5V，输出3.3V；一个是NCP1117，输入最高20V，输出5V。Arduino的供电有两种，一种是USB供电，这时候只从蓝色区域左下角的USBVCC为板子提供5V电压，然后通过一个regulator为板子提供3.3V电压。另一种供电是通过供电插口（在板子上USB插口的下方有个圆形的黑色电源插口），这个供电插口是蓝色区域中靠中间的长方形区域，它的电压可以最高到20V，然后通过NCP1117变成5V电压，然后再通过LP2985变成3.3V电压。这里面有个值得注意的地方是蓝色区域的USBVCC出来后连接了一个三极管，三极管上面有个比较器，比较器的正向输入端连接了一个分压电路，反向输入端连接着3.3V。它的目的是如果从供电插口输入的电压不足5V，那就用USB的5V电压，否则就用供电插口的5V电压。
• USB Control chip: USB的控制芯片，买回来的Arduino中这个芯片的固件都是已经在里面的，它的作用是把USB接口的东西转成串行通信数据(在电路图红色的Serial Comm部分)发送给CPU，还用把CPU从串行通信发出来的东西，传换成USB信 发送给PC机。
• Main CPU: 主CPU是Atmel328P。8-bit CPU, 因为Arduino没有外接的serial flash 或者外接的SDRAM，所以根据芯片手册，一共有32KB 芯片上的programming flash，编译的代码可以放在这个flash里面。有2KB的SRAM，一些寄存器的信息，stack和heap，全局变量等都放在RAM里。
• Crystal: 16MHz的晶振
• LED: LED的输入标记是SCK，对应连接的是atmel328P上的B5管脚。LED连接了一个放大器，目的是电流不通过放大器，只是通过电压来控制LED，这样的话B5管脚可以做其他用途。
• Serial Comm: 串口通信端口，在CPU上通过usart给PC端发送数据。

• 输入GetLedStatus, Arduino返回LED OFF
• 输入SetLed ON，Arduino点亮LED
• 输入GetLedStatus, Arduino返回LED ON
• 输入SetLed OFF, Arduino关闭LED

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