Программа arduino что это

Arduino: с чего начать?

У всех новичков, впервые взявших в руки Arduino, часто возникают одни и те же вопросы: «Как загрузить программу на Arduino? Нужен ли для этого программатор? Что такое Arduino IDE?». На этом небольшом уроке мы разберемся с этими вопросами раз и навсегда.

Начнем со второго вопроса, ответ на который прост: никакого так называемого программатора не нужно. Контроллер Arduino отличается от «голых» микроконтроллеров тем, что он адаптирован для загрузки программ через обычный USB-порт компьютера! Исключение составляют версии Arduino Pro Mini, где требуется специальное внешнее устройство USB-UART мост, которое, впрочем, всё так же просто подключается по USB.

1. Что такое Arduino IDE?

Arduino IDE — это приложение, которое позволяет составлять программы в удобном текстовом редакторе, компилировать их в машинный код, и загружать на все версии Arduino. Приложение является полностью бесплатным, а скачать его можно на официальном сайте сообщества Arduino:

Arduino IDE можно установить на любую операционную систему: Windows, Linux, Mac OS X. Для скачивания нужной версии необходимо выбрать её в правой колонке, и на следующей форме нажать кнопку «JUST DOWNLOAD».

2. Установка Arduino IDE

После того как дистрибутив программы успешно загружен с сайта, попробуем установить Arduino IDE на компьютер. Рассмотрим установку на примере версии для Windows. Как и любое другое приложение, установка состоит из нескольких шагов. Первый шаг — лицензионное соглашение. Жмем «I Agree».

Второй шаг — выбор опций установки. Если вы устанавливаете Arduino IDE первый раз, ставим все галки и жмем «Next».

Следующий шаг — выбор целевой папки. Здесь также можно все оставить по-умолчанию.

Когда скопируются все основные компоненты Arduino IDE, инсталлятор предложит вам установить драйвера для Arduino. Соглашаемся.

В общем то, сразу после установки драйверов, инсталлятор сообщит о завершении процедуры установки Arduino IDE. Можно приступать к изучению возможностей редактора, и пробовать загружать программы на контроллер.

3. Интерфейс Arduino IDE

Окно редактора можно условно разделить на 6 блоков, как на картинке:

Первый блок — это меню программы. Через меню можно получить доступ ко всем функциям Arduino IDE.

Второй блок — панель иконок, на которой размещены часто используемые функции. Слева направо:

• галочка — проверить программу на ошибки;
• стрелочкой вправо — загрузить программу на Arduino;
• страничка — создать новую программу;
• стрелочка вверх — открыть ранее сохраненную программу;
• стрелочка вниз — сохранить программу на компьютер;
• лупа — открыть окно монитора порта.

Третий блок — файлы проекта. Каждая вкладка означает один из файлов проекта. Самые простые программы могут состоять только из одного файла.

Четвертый блок — поле текстового редактора. Здесь составляется код программы.

Пятый блок — поле для отображения служебных сообщений. Например, уведомлений об успешной загрузке программы.

Наконец, шестой блок — окно отображения информации о ходе компиляции и об ошибках в программе.

4. Загрузка первой программы

Попробуем открыть готовый пример программы, которая заставит Arduino мигать светодиодом. Для этого выберем в меню:

Файл/ Примеры/ Basics.01/ Blink

В результате откроется еще одна копия редактора, примерно с такой программой:

Следующее, что необходимо сделать — подключить Arduino через свободный USB порт. Обычно, после подключения новой Arduino к компьютеру, должно пройти несколько минут, чтобы устройство автоматически определилось. Должно появиться уведомление об успешной установке устройства.

Затем настроим правильный тип платы в Arduino IDE. Для этого в меню выбираем пункт:

Появится список разных типов Arduino, из которого мы выбираем нужный. Этот урок посвящен Arduino Uno, так что выбираем этот вариант. Кстати, в новых версиях Arduino IDE сменилось названия для классической Arduino Uno, теперь оно выглядит так: Arduino/Genuino Uno

Теперь выбираем порт. Каждый раз, когда вы подключаете новую Arduino к компьютеру, Windows выделяет ей COM-порт с отдельным номером. Для того, чтобы выбрать правильный порт откроем пункт меню:

Если вы новичок, и не практикуете подключение периферийных устройств через виртуальный COM-порт, то в этом списке появится всего одна запись. Это может быть «COM1» или «COM3», или любой другой номер.

Последний шаг — загружаем программу на Arduino. Для этого жмем иконку со стрелочкой вправо. По завершению этой процедуры, в строке сообщения появится надпись: «Загрузка завершена» (на более ранних версиях — «Вгрузили»).

Заключение

После того как мы загрузили программу на Arduino, она начинает свое независимое существование. Каждый раз, когда мы подаем питание на наш контроллер, эта программа будет автоматически запускаться с самого начала.

Теперь, когда стало понятно как загружать программы, можно приступить к составлению своей первой программы. О том, как это сделать, читаем урок: «Управление светодиодом«.

Источник: robotclass.ru

Arduino.ru

Среда разработки Arduino состоит из встроенного текстового редактора программного кода, области сообщений, окна вывода текста(консоли), панели инструментов с кнопками часто используемых команд и нескольких меню. Для загрузки программ и связи среда разработки подключается к аппаратной части Arduino.

Скачать

• Начало работы в Windows
• Установка Arduino IDE на Ubuntu Linux

Программа, написанная в среде Arduino, называется скетч. Скетч пишется в текстовом редакторе, имеющем инструменты вырезки/вставки, поиска/замены текста. Во время сохранения и экспорта проекта в области сообщений появляются пояснения, также могут отображаться возникшие ошибки. Окно вывода текста(консоль) показывает сообщения Arduino, включающие полные отчеты об ошибках и другую информацию. Кнопки панели инструментов позволяют проверить и записать программу, создать, открыть и сохранить скетч, открыть мониторинг последовательной шины:

Verify/Compile
Проверка программного кода на ошибки, компиляция.

Stop
Остановка мониторинга последовательной шины(Serial monitor) или затемнение других кнопок.

New
Создание нового скетча.

Open
Открытие меню доступа ко всем скетчам в блокноте. Открывается нажатием в текущем окне.

Примечание: из-за наличия ошибки в Java данное меню не может прокручиваться; при необходимости открыть скетч из этого списка проследуйте в меню File | Sketchbook.

Save
Сохранение скетча.

Upload to I/O Board
Компилирует программный код и загружает его в устройство Arduino. Описание загрузки приведено ниже.

Serial Monitor
Открытие мониторинга последовательной шины (Serial monitor).

Дополнительные команды сгруппированы в пять меню: File, Edit, Sketch, Tools, Help. Доступность меню определяется работой, выполняемой в данный момент.

Edit

• Copy for Discourse
  Копирует в буфер обмена подходящий для размещения на форуме код скетча с выделением синтаксиса.

• Copy as HTML
  Копирует код скетча в буфер обмена как HTML код, для размещения на веб-страницах.

Sketch

• Verify/Compile
  Проверка скетча на ошибки.

• Import Library
  Добавляет библиотеку в текущий скетч, вставляя директиву #include в код скетча. Подробная информация в описании библиотек ниже (Libraries).

• Show Sketch Folder
  Открывает папку, содержащую файл скетча, на рабочем столе.

• Add File.
  Добавляет файл в скетч (файл будет скопирован из текущего места расположения). Новый файл появляется в новой закладке в окне скетча. Файл может быть удален из скетча при помощи меню закладок.

Tools

• Auto Format
  Данная опция оптимизирует код, например, выстраивает в одну линию по вертикали открывающую и закрывающую скобки и помещает между ними утверждение.

• Board
  Выбор используемой платформы. Список с описанием платформ приводится ниже.

• Serial Port
  Меню содержит список последовательных устройств передачи данных (реальных и виртуальных) на компьютере. Список обновляется автоматически каждый раз при открытии меню Tools.

• Burn Bootloader
  Пункты данного меню позволяют записать Загрузчик (Bootloader) в микроконтроллер на платформе Arduino. Данное действие не требуется в текущей работе с Arduino, но пригодится, если имеется новый ATmega (без загрузчика). Перед записью рекомендуется проверить правильность выбора платформы из меню. При использовании AVR ISP необходимо выбрать соответствующий программатору порт из меню Serial Port.

Блокнот (Sketchbook)

Средой Arduino используется принцип блокнота: стандартное место для хранения программ (скетчей). Скетчи из блокнота открываются через меню File > Sketchbook или кнопкой Open на панели инструментов. При первом запуске программы Arduino автоматически создается директория для блокнота. Расположение блокнота меняется через диалоговое окно Preferences.

Закладки, Файлы и Компиляция

Позволяют работать с несколькими файлами скетчей (каждый открывается в отдельной закладке). Файлы кода могут быть стандартными Arduino (без расширения), файлами С (расширение *.с), файлами С++ (*.срр) или головными файлами (.h).

Загрузка скетча в Arduino

Перед загрузкой скетча требуется задать необходимые параметры в меню Tools > Board и Tools > Serial Port. Платформы описываются далее по тексту. В ОС Mac последовательный порт может обозначаться как dev/tty.usbserial-1B1 (для платы USB) или /dev/tty.USA19QW1b1P1.1 (для платы последовательной шины, подключенной через адаптер Keyspan USB-to-Serial).

В ОС Windows порты могут обозначаться как COM1 или COM2 (для платы последовательной шины) или COM4, COM5, COM7 и выше (для платы USB). Определение порта USB производится в поле Последовательной шины USB Диспетчера устройств Windows. В ОС Linux порты могут обозначаться как /dev/ttyUSB0, /dev/ttyUSB1.

После выбора порта и платформы необходимо нажать кнопку загрузки на панели инструментов или выбрать пункт меню File > Upload to I/O Board. Современные платформы Arduino перезагружаются автоматически перед загрузкой. На старых платформах необходимо нажать кнопку перезагрузки. На большинстве плат во время процесса будут мигать светодиоды RX и TX. Среда разработки Arduino выведет сообщение об окончании загрузки или об ошибках.

При загрузке скетча используется Загрузчик (Bootloader) Arduino, небольшая программа, загружаемая в микроконтроллер на плате. Она позволяет загружать программный код без использования дополнительных аппаратных средств. Загрузчик (Bootloader) активен в течении нескольких секунд при перезагрузке платформы и при загрузке любого из скетчей в микроконтроллер. Работа Загрузчика (Bootloader) распознается по миганию светодиода (13 пин) (напр.: при перезагрузке платы).

Библиотеки

Библиотеки добавляют дополнительную функциональность скетчам, например, при работе с аппаратной частью или при обработке данных. Для использования библиотеки необходимо выбрать меню Sketch > Import Library. Одна или несколько директив #include будут размещены в начале кода скетча с последующей компиляцией библиотек и вместе со скетчем. Загрузка библиотек требует дополнительного места в памяти Arduino. Неиспользуемые библиотеки можно удалить из скетча убрав директиву #include.

На Arduino.cc имеется список библиотек. Некоторые библиотеки включены в среду разработки Arduino. Другие могут быть загружены с различных ресурсов. Для установки скачанных библиотек необходимо создать директорию «libraries» в папке блокнота и затем распаковать архив. Например, для установки библиотеки DateTime ее файлы должны находится в подпапке /libraries/DateTime папки блокнота.

Смотрите данную инструкцию для написания собственной библиотеки.

Аппаратные средства других разработчиков

Поддерживаемые аппаратные средства других производителей добавляются в соответствующую подпапку папки блокнота. Устанавливаемые платформы могут включать собственные характеристики (в меню платформы), корневые библиотеки, загрузчик(Bootloader) и характеристики программатора. Для установки требуется распаковать архив в созданную папку. (Запрещено использовать наименование папки «arduino», т.к. могут быть перезаписаны встроенные данные платформы Arduino.) Для деинсталляции данных удаляется соответствующая директория.

Подробная информация по созданию сборок описаний аппаратных средств других производителей находится на страницах сайта Google Code.

Мониторинг последовательной шины (Serial Monitor)

Отображает данные посылаемые в платформу Arduino (плата USB или плата последовательной шины). Для отправки данных необходимо ввести текст и нажать кнопку Send или Enter. Затем выбирается скорость передачи из выпадающего списка, соответствующая значению Serial.begin в скетче. На ОС Mac или Linux платформа Arduino будет перезагружена (скетч начнется сначала) при подключении мониторинга последовательной шины.

Имеется возможность обмена информацией с платформой через программы Processing, Flash, MaxMSP и т.д. (см. подробности на странице описаний интерфейсов).

Настройки

Некоторые настройки изменяются в окне Preferences (меню Arduino в ОС Mac или File в ОС Windows и Linux). Остальные настройки находятся в файле, месторасположение которого указано в окне Preferences.

Платформы

Выбор платформы влияет на: параметры (напр.: скорость ЦП и скорость передачи данных), используемые при компиляции и загрузке скетчей и на настройки записи загрузчика (Bootloader) микроконтреллера. Некоторые характеристики платформ различаются только по последнему параметру (загрузка Bootloader), таким образом, даже при удачной загрузке с соответствующим выбором может потребоваться проверка различия перед записью загрузчика (Bootloader).

• Arduino Duemilanoveили Nano с ATmega328
  Тактовая частота ATmega328 16 МГц с возможностью автоматической перезагрузки. Используется для версий Arduino Pro или Pro Mini с ATmega328 на частоте 16 МГц (5 В).

• Arduino Diecimila, Duemilanove, илиNano с ATmega168
  Тактовая частота ATmega168 16 МГц с возможностью автоматической перезагрузки. Компиляция и загрузка соответствует Arduino NG или старым версиям с ATmega168, но загрузка Bootloader имеет короткий таймаут (при перезагрузке светодиод пина 13 мигает один раз). Используется для версий Arduino Pro и Pro Mini с ATmega168 на частоте 16 МГц (5 В).

• Arduino Mega
  Тактовая частота ATmega1280 16 МГц с возможностью автоматической перезагрузки.

• Arduino Mini
  Соответствует Arduino NG или старым версиям с ATmega168 (напр.: тактовая частота ATmega168 16 МГц без возможности автоматической перезагрузки).

• Arduino BT
  Тактовая частота ATmega168 16 МГц. Загрузка Bootloader происходит совместно с кодами для инициализации модуля Bluetooth.

• LilyPad Arduino с ATmega328
  Тактовая частота ATmega328 8 МГц (3.3 В) с возможность автоматической перезагрузки. Соответствует Arduino Pro или Pro Mini (3.3 В, 8 МГц) с ATmega328.

• LilyPad Arduinoс ATmega168
  Тактовая частота ATmega168 8 МГц. Компиляция и загрузка соответствует Arduino Pro или Pro Mini (8 МГц) с ATmega168. Загруженный Bootloader имеет длинный таймаут (при перезагрузке светодиод пина 13 мигает три раза), т.к. оригинальные версии LilyPad не поддерживают автоматическую перезагрузку. Также не поддерживаются внешние часы и, следовательно, Bootloader конфигурирует загрузку внутренних 8 МГц часов в ATmega168. При наличии поздних версий LilyPad (с 6-контакным программным вводом) перед загрузкой Bootloader требуется выбрать Arduino Pro или Pro Mini (8 MHz) с ATmega168.

• Arduino Pro или Pro Mini (3.3 В, 8 МГц) с ATmega328
  Тактовая частота ATmega328 8 МГц (3.3 В) с возможность автоматической перезагрузки. Соответствует LilyPad Arduino с ATmega328.

• Arduino Pro или Pro Mini (3.3 В, 8 МГц) с ATmega168
  Тактовая частота ATmega168 8 МГц (3.3 В) с возможность автоматической перезагрузки.

• Arduino NG или предыдущие версии с ATmega168
  Тактовая частота ATmega168 16 МГц без возможности автоматической перезагрузки. Компиляция и загрузка соответствует Arduino Diecimila или Duemilanove с ATmega168, но загрузка Bootloader имеет длинный таймаут (при перезагрузке светодиод пина 13 мигает три раза).

• Arduino NG или предыдущие версии с ATmega8
  Тактовая частота ATmega8 16 МГц без возможности автоматической перезагрузки.

Источник: arduino.ru

Начало работы с Arduino IDE и платой Arduino

Что такое Arduino IDE? Как мы знаем, для успешной работы нам необходимы текстовый редактор для написания кода программы, компилятор для преобразования кода программы в машинный код/бинарный файл и программное обеспечение для загрузки этого кода в микроконтроллер.

Когда все эти функции мы объединяем в одном программном продукте, добавляя в него ряд дополнительных функций (поддержка консоли, отладка программы и т.п.), мы получаем интегрированную среду разработки (в англ. Integrated Development Environment, IDE). Соответственно, Arduino IDE, как следует из ее названия, является интегрированной средой разработки для плат Arduino. Она состоит из продвинутого редактора кода программы, компилятора, программатора, последовательной консоли, последовательного плоттера и многих других полезных инструментов. И при этом она легка в освоении и использовании.

Arduino IDE является кроссплатформенным программным продуктом и может работать на операционных системах Linux и Windows. Ее можно даже использовать в операционной системе платы Raspberry Pi. (. ) Мы можем программировать платы с помощью Arduino IDE и языка Arduino (в некоторых источниках его называют Wiring), который является производным от языков программирования C/C++.

Данная статья посвящена началу работы с Arduino IDE. У нас на сайте уже есть достаточно популярная статья про начало работы с платой Arduino, но в ней основное внимание уделено именно работе с платой Arduino, вопросы работы с Arduino IDE в ней рассмотрены в меньшей степени, чем в данной статье. Также для начинающих рекомендуем прочитать статью про наиболее распространенные ошибки при работе с платой Arduino.

Альтернативами Arduino IDE, которые могут заместить практически все ее функции, являются Arduino Web Editor и PlatformIO.

Как установить Arduino IDE

Установка Arduino IDE отличается исключительной простотой. Вначале скачайте Arduino IDE с официального сайта. Доступны ее различные версии для операционных систем Windows, Mac и Linux. Также возможны ее два варианта – Arduino IDE 1.x и Arduino IDE 2.x. В большинстве своем различия между этими двумя вариантами обусловлены различным видом графического интерфейса пользователя (GUI).

В данной статье мы будем использовать ее классический вариант 1.X.

Для установки Arduino IDE выполните следующую последовательность действий:

• по вышеприведенной ссылке скачайте установщик Arduino IDE для необходимой вам операционной системы;
• запустите на выполнение скачанный .exe файл;
• согласитесь с условиями лицензии, выберите должна ли Arduino IDE быть установлена для всех пользователей или нет и нажмите “Next” для продолжения;
• выберите путь для установки Arduino IDE или оставьте его по умолчанию (какой предлагает установщик) и нажмите на “Install”;
• подождите пока закончится процесс установки, затем нажмите на “Close”.

Установка драйвера для Arduino

Один из наиболее частых вопросов, который озадачивает начинающих – это установка драйвера для работы с платами Arduino. Но в настоящее время вам уже не стоит беспокоиться об этом вопросе потому что установщик самостоятельно скачивает все необходимые для работы Arduino IDE файлы и автоматически устанавливает необходимый драйвер при подключении платы Arduino к компьютеру.

Подключение платы Arduino к компьютеру

Для подключения платы Arduino к компьютеру просто подсоедините соответствующий кабель к плате Arduino, а другой его конец подсоедините к USB порту вашего компьютера. При этом на плате Arduino должен загореться светодиод, свидетельствующий о подаче на нее питания. После этого операционная система автоматически установит драйвер для работы с платой.

Основы работы с Arduino IDE

После завершения процесса установки Arduino IDE вы можете запустить ее при помощи ярлыка быстрого запуска на рабочем столе или из меню Start. На следующем рисунке показан интерфейс запущенной Arduino IDE.

Выбор платы Arduino

Прежде чем начать компиляцию программы в Arduino IDE очень важно выбрать в ней правильную плату Arduino, с которой вы работаете. Для этого выберите пункт меню “Tools” -> “Board” -> “Arduino AVR Boards” и в нем выберите вашу плату Arduino.

Выбор порта подключения платы Arduino

Также перед началом работы в Arduino IDE необходимо выбрать правильный последовательный (COM) порт, к которому подключена плата Arduino. Иначе вы не сможете загрузить код программы в плату. Для выбора номера порта откройте пункт меню “Tools” -> “Port” и в нем выберите правильный COM порт, к которому подключена плата.

Если в этом пункте меню вы видите несколько COM портов и вы не знаете какой из них выбрать, отключите плату Arduino от USB порта и заново откройте этот пункт меню. COM порт, который при этом исчезнет из данного пункта меню, и будет правильным COM портом. Заново подключите плату к USB порту и выберите правильный COM порт.

Также, чтобы не отключать плату Arduino от USB порта, можно посмотреть COM порт, к которому она подключена, в диспетчере устройств операционной системы Windows.

Код программы мигания светодиодом

Самым простым способом проверить работу платы Arduino является загрузка в нее кода программы мигания светодиодом. Чтобы открыть код программы мигания светодиодом выберите в Arduino IDE пункт меню Files -> Examples -> Basics -> Blink.

После выбора этого пункта меню откроется новое окно с кодом программы мигания светодиода. В коде данной программы вы можете увидеть две функции: void setup() и void loop() . Функция void setup() – это самая первая функция, которая вызывается (исполняется) когда на плату Arduino подается питание. Обычно в теле данной функции производится объявление необходимых глобальных переменных, установка режимов работы используемых контактов и инициализация различных устройств, подключенных к плате Arduino. Тело функции void loop() исполняется в непрерывном бесконечном цикле, в него вы можете добавить все команды, которые необходимо исполнять непрерывно.

В коде нашей программы мигания светодиодом в функции void setup() присутствует команда:

Источник: microkontroller.ru

Arduino: выбор платы, подключение и первая программа

Arduino — это электронная платформа с открытым исходным кодом, которая позволяет взаимодействовать с окружающим миром. Благодаря ей можно создать всё, что придёт в голову — от простых электронных игрушек и автоматизации быта до электронной начинки боевого робота для состязаний, управляемого силой мысли (без шуток).

Из чего состоит Arduino?

На аппаратном уровне это серия смонтированных плат, мозгом которых являются микроконтроллеры семейства AVR. Подробнее о том, чем микроконтроллер отличается от микропроцессора.

Платы имеют на борту всё необходимое для комфортной работы, но их функциональности часто бывает недостаточно. Чтобы сделать свой проект более интерактивным, можно использовать различные модули и платы расширений, совместимые с платформой Arduino. Сюда входят датчики (температуры, освещения, влаги, газа/дыма, атмосферного давления), устройства ввода (клавиатуры, джойстики, сенсорные панели) и вывода (сегментные индикаторы, LCD/TFT дисплеи, светодиодные матрицы).

На программном уровне платформа Arduino представляет собой бесплатную среду разработки Arduino IDE. Микроконтроллеры надо программировать на языке C++, с некоторыми отличиями и облегчениями, созданными для быстрой адаптации начинающих. Компиляцию программного кода и прошивку микроконтроллера среда разработки берёт на себя.

Существует также s4a.cat — сервис, базирующийся на Scratch, позволяющий более наглядно вести разработку на Arduino. Он подойдёт для обучения детей, а также если вы разово хотите создать простое устройство без изучения языка программирования Arduino и различных документаций. Для остальных же случаев лучше придерживаться традиционного процесса разработки.

Нужно ли уметь паять?

Знания в области электромонтажа приветствуются, но совсем не обязательны. Простые устройства на базе Arduino часто выполняются в виде макета. Для этого используется беспаечная макетная плата (англ. breadboard), на которой происходит коммутация модулей с платой Arduino с помощью перемычек.

Макетная плата на 400 отверстий (имеются шины питания по бокам). Источник

Также существуют наборы, в которые входят сразу плата Arduino (оригинальная или от стороннего производителя), макетная плата, перемычки и различные радиоэлементы, датчики, модули. Например, такой:

Набор для изучения Arduino. Источник

Какие бывают платы

По производителю

Существуют как официальные версии плат Arduino, так и платы от сторонних производителей. Оригинальные платы отличаются высоким качеством продукта, но и цена тоже выше. Они производятся только в Италии и США, о чём свидетельствует надпись на самой плате.

На примере самой популярной платы Arduino UNO:

Оригинальная плата. Поставляется только в фирменной коробке, имеет логотип компании, на портах платы — маркировка. Цена от производителя 20 €.

Оригинальная плата Arduino UNO. Источник

Плата Arduino UNO от стороннего производителя. Источник

По назначению

У платы UNO достаточно портов для реализации большинства проектов. Однако иногда возможностей UNO может быть недостаточно, а иногда — избыточно. По этой причине как оригинальный, так и сторонние производители выпускают большое количество плат, различающихся характеристиками микроконтроллера, количеством портов и функциональным назначением.

Различные платы Arduino. Источник

Самые популярные из них:

• Arduino Nano — различие с UNO только в конструктивном исполнении. Nano меньше.
• Arduino Mega — плата на базе мощного микроконтроллера. Имеет большое количество портов.
• Arduino Micro — имеет встроенную поддержку USB-соединения, а потому может использоваться как HID-устройство (клавиатура, мышь, MIDI-устройство).
• Arduino Ethernet — имеет возможность подключения к сети через Ethernet-провод. На плате также расположен слот для microSD карточки.
• Arduino Mini — по характеристикам немного уступает UNO. Преимуществом платы является её миниатюрное исполнение.
• Arduino Due — плата на базе 32-разрядного ARM микроконтроллера. Имеет преимущество в производительности по сравнению с остальными.
• Arduino LilyPad — форм-фактор позволяет использовать плату в предметах одежды и текстиля.
• Arduino Yún — «нужно было ставить линукс…». Имеет поддержку дистрибутива Linux, встроенную поддержку Ethernet и Wi-Fi, слот для microSD. Как и Micro, имеет встроенную поддержку USB-соединения.

Установка ПО

После выбора необходимой платы нужно установить бесплатную среду разработки Arduino IDE, которую можно найти на официальном сайте, а также, по необходимости, драйвер CH340.

Недавно открылась облачная платформа Arduino Create, которая покрывает большинство этапов разработки (от идеи до сборки). Вам не нужно ничего устанавливать на свой компьютер, всё необходимое платформа берёт на себя. В первую очередь — онлайн редактор кода.

В Arduino Create имеется доступ к обучающим материалам, проектам. Вы сможете общаться с профессионалами и помогать новичкам.

Среда разработки Arduino IDE

Особенности программирования на платформе Arduino

Термины

Программный код для Arduino принято называть скетчами (англ. sketches). У скетчей есть два основных метода: setup() и loop() . Первый метод автоматически вызывается после включения/сброса микроконтроллера. В нём происходит инициализация портов и различных модулей, систем. Метод loop() вызывается в бесконечном цикле на протяжении всей работы микроконтроллера.

Порты — неотъемлемая часть любого микроконтроллера. Через них происходит взаимодействие микроконтроллера с внешними устройствами. С программной стороны порты называются пинами. Любой пин может работать в режиме входа (для дальнейшего считывания напряжения с него) или в режиме выхода (для дальнейшей установки напряжения на нём).

Любой пин работает с двумя логическими состояниями: LOW и HIGH , что эквивалентно логическому нулю и единице соответственно. У некоторых портов есть встроенный АЦП, что позволяет считывать аналоговый сигнал со входа (например, значение переменного резистора). Также некоторые пины могут работать в режиме ШИМ (англ. PWM), что позволяет устанавливать аналоговое напряжение на выходе. Обычно функциональные возможности пина указываются на маркировке самой платы.

Основные функции

Для базовой работы с платой в библиотеке Arduino есть следующие функции:

• pinMode(PIN, type) — указывает назначение конкретного пина PIN (значение type INPUT — вход, OUTPUT — выход);
• digitalWrite(PIN, state) — устанавливает логическое состояние на выходе PIN ( state LOW — 0, HIGH — 1);
• digitalRead(PIN) — возвращает логическое состояние со входа PIN ( LOW — 0, HIGH — 1);
• analogWrite(PIN, state) — устанавливает аналоговое напряжение на выходе PIN ( state в пределах от 0 до 255);
• analogRead(PIN) — возвращает значение аналогового уровня сигнала со входа PIN (пределы зависят от разрядности встроенного АЦП. Обычно разрядность составляет 10 бит, следовательно, возвращаемое значение лежит в пределах от 0 до 1023);
• delay(ms) — приостанавливает исполнение скетча на заданное количество миллисекунд;
• millis() — возвращает количество миллисекунд после момента запуска микроконтроллера.

В остальном процесс программирования на Arduino такой же, как на стандартном C++.

Пишем первую программу

Вместо всем привычных Hello World’ов в Arduino принято запускать скетч Blink, который можно найти в Файл→Примеры→01.Basics→Blink. Там же можно найти множество других учебных скетчей на разные темы.

Почти на всех платах размещён светодиод, номер пина которого содержится в переменной LED_BUILTIN . Его можно использовать в отладочных целях. В следующем скетче будет рассмотрен пример управления таким светодиодом.

Рассмотрим скетч Blink:

// Эта функция запускается при старте микроконтроллера void setup() < // Назначаем пин выходом. На пине LED_BUILTIN находится встроенный светодиод, размещённый на плате pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT); >// Эта функция вызывается циклически void loop() < digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH); // Включаем светодиод (подаём на него логическую 1 — напряжение питания микроконтроллера) delay(1000); // Ждём секунду digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW); // Выключаем светодиод (подаём на него логический 0 — напряжение земли) delay(1000); // Ждём секунду >

Прошивка

После написания необходимо «залить» скетч на микроконтроллер. Как уже говорилось, платформа Arduino берёт весь процесс прошивки микроконтроллера на себя — вам лишь необходимо подключить плату к компьютеру.

Перед прошивкой микроконтроллера нужно выбрать вашу плату из списка в IDE. Делается это во вкладке Инструменты→Плата. Большинство существующих плат уже там есть, но при необходимости можно добавлять другие через Менеджер Плат.

После этого нужно подключить плату Arduino к любому USB-порту вашего компьютера и выбрать соответствующий порт во вкладке Инструменты→Порт.

Теперь можно приступать к прошивке микроконтроллера. Для этого достаточно нажать кнопку Загрузка, либо зайти на вкладку Скетч→Загрузка. После нажатия начнётся компиляция кода, и в случае отсутствия ошибок компиляции начнётся прошивка микроконтроллера. Если все этапы выполнены правильно, на плате замигает светодиод с периодом и интервалом в 1 сек.

Обмен данными с компьютером

У всех плат Arduino есть возможность обмена информацией с компьютером. Обмен происходит по USB-кабелю — никаких дополнительных «плюшек» не требуется. Нам нужен класс Serial , который содержит все необходимые функции. Перед работой с классом необходимо инициализировать последовательный порт, указав при этом скорость передачи данных (по умолчанию она равна 9600). Для отправки текстовых данных в классе Serial существуют небезызвестные методы print() и println() . Рассмотрим следующий скетч:

void setup() < Serial.begin(9600); // Инициализируем последовательный порт на скорости 9600 бод >void loop() < Serial.println(«T for Tproger»); // Отправляем сообщение по последовательному порту и переводим на новую строку delay(1000); // Ждём секунду >

В Arduino IDE есть Монитор порта. Запустить его можно через Инструменты→Монитор порта.

После его открытия убедитесь, что Монитор работает на той же скорости, которую вы указали при инициализации последовательного порта в скетче. Это можно сделать в нижней панели Монитора. Если всё правильно настроено, то ежесекундно в Мониторе должна появляться новая строка « T for Tproger ». Обмен данными с компьютером можно использовать для отладки вашего устройства.

Информацию на стороне компьютера можно не только получать, но и отправлять. Для этого рассмотрим следующий скетч:

void setup() < Serial.begin(9600); // Инициализируем последовательный порт на скорости 9600 pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT); // Инициализируем порт со светодиодом как выход >void loop() < if (Serial.available() >0) // Если в буфере есть байт для чтения, то. switch (Serial.read()) < // Считываем байт с буфера case ‘1’: digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH); // Если байт равен ‘1’ — включаем светодиод break; case ‘0’: digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW); // Если байт равен ‘0’ — выключаем светодиод break; case ‘T’: Serial.println(«proger»); // Если байт равен ‘T’ — отправляем по серийному порту текст «proger» >>

Прошиваем микроконтроллер и возвращаемся в Монитор порта. Вводим в верхнее поле 1 и нажимаем Отправить. После этого на плате должен загореться светодиод. Выключаем светодиод, отправив с Монитора 0 . Если же отправить символ T , в ответ мы должны получить строку « proger ».

Таким способом можно пересылать информацию с компьютера на Arduino и обратно. Подобным образом можно реализовать связь между двумя Arduino.

А как подключать модули?

Для работы с датчиками и модулями их изготовители создают специальные библиотеки. Они служат для простой интеграции модулей в вашу систему. Подключение библиотеки возможно с zip файла или с помощью Менеджера Библиотек.

Однако большое количество датчиков являются бинарными, т. е. считывать информацию с них можно простой функцией digitalRead() .

Источник: tproger.ru

Скачать Arduino IDE

Arduino IDE — среда программирования, использующая приближенный к C/C++ язык программирования, облегчающий написание программ для микроконтроллерных плат.

Язык программирования, использующийся в Arduino IDE, основан на фреймворке Wiring, который позволяет упростить программирование общих операций ввода/вывода. Сама же среда является производной от IDE, созданной для языка программирования Processing, и полностью переняла общую идеологию Processing, который в свою очередь был создан с целью обучения непрограммистов основам программирования. Поэтому программы в Ардуино IDE называются, как и в Processing, скетчами (набросками).

Минимальная программа на Wiring требует всего двух функций:

setup(): единожды запускаемая при старте программы функция, которая используется для начальной конфигурации и настроек.

loop(): циклически вызываемая функция, которая повторяется до те пор, пока плата не будет отключена или перезагружена.

Скачать среду Ардуино бесплатно может каждый желающий, она распространяется свободно и имеет открытый исходный код. Интерфейс программы для программирования Ардуино на русском языке.

Скачать по прямой ссылке с официального сайта:

Arduino IDE 1.8.15 для Windows
Дата релиза: 13 мая, 2021

Arduino IDE 1.8.15 для Linux
Дата релиза: 13 мая, 2021

Arduino IDE 1.8.15 Mac OS
Дата релиза: 13 мая, 2021

Источник: myrobot.ru