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1.5 Arduino硬件設(shè)計(jì)平臺(tái)

電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(Electronic Design Automation,EDA),是20世紀(jì)90年代初,從計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)、計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)、計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試(CAT)和計(jì)算機(jī)輔助工程(CAE)的概念上發(fā)展而來(lái)的。EDA設(shè)計(jì)工具的出現(xiàn)使得電路設(shè)計(jì)的效率性和可操作性都得到了大幅度的提升。本書(shū)針對(duì)Arduino平臺(tái)的學(xué)習(xí),主要介紹和使用Fritzing工具,配以詳細(xì)的示例操作說(shuō)明,當(dāng)然,很多軟件也支持Arduino的開(kāi)發(fā),在此不再一一羅列。

Fritzing是一款支持多國(guó)語(yǔ)言的電路設(shè)計(jì)軟件,可以同時(shí)提供面包板、原理圖、PCB三種視圖設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)者可以采用任意一種視圖進(jìn)行電路設(shè)計(jì),軟件都會(huì)自動(dòng)同步生成其他兩種視圖。此外,F(xiàn)ritzing軟件還能用來(lái)生成制板廠生產(chǎn)所需用的greber文件、PDF、圖片和CAD格式文件,這些都極大地普及和推廣了Fritzing的使用。下面對(duì)軟件的使用進(jìn)行介紹,有關(guān)Fritzing的安裝和啟動(dòng)請(qǐng)參考相關(guān)的書(shū)籍或者網(wǎng)絡(luò)。

1.5.1 Fritzing軟件簡(jiǎn)介

1.主界面

總體來(lái)說(shuō),F(xiàn)ritzing軟件的主界面由兩部分構(gòu)成,如圖1-27所示。一部分是圖中左邊框內(nèi)項(xiàng)目視圖部分,這一部分將顯示設(shè)計(jì)者開(kāi)發(fā)的電路,包含面包板圖、原理圖和PCB三種視圖;另外一部分是圖中右邊框內(nèi)工具欄部分,包含軟件的元件庫(kù)、指示欄、導(dǎo)航欄、撤銷(xiāo)歷史欄和層次欄等子工具欄,是設(shè)計(jì)者主要操作和使用的地方。

圖1-27 Fritzing主界面

2.項(xiàng)目視圖

設(shè)計(jì)者可以在項(xiàng)目視圖中自由選擇面包板、原理圖或PCB視圖進(jìn)行開(kāi)發(fā),也可以利用視圖切換器快捷輕松地在這三種視圖中進(jìn)行切換,如圖1-27中右側(cè)中部框圖部分所示。此外還可以利用工具欄中的導(dǎo)航欄進(jìn)行快速切換,這將在工具欄部分進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。下面分別給出這三種視圖的操作界面,按從上到下的順序依次是面包板視圖、原理圖視圖和PCB視圖,分別如圖1-28~圖1-30所示。

圖1-28 Fritzing面包板視圖

圖1-30 Fritzing PCB視圖

圖1-29 Fritzing原理圖視圖

細(xì)心的讀者可能會(huì)發(fā)現(xiàn),在這三種視圖中操作可選項(xiàng)和工具欄中對(duì)應(yīng)的分欄內(nèi)容都只有細(xì)微的變化。由于Fritzing的三個(gè)視圖是默認(rèn)同步生成的,在本書(shū)中,首先以面包板為模板對(duì)軟件的共性部分進(jìn)行介紹,然后再對(duì)原理圖、PCB圖與面包板視圖之間的差異部分進(jìn)行補(bǔ)充。之所以選擇面包板視圖作為模板,是為了方便Arduino硬件設(shè)計(jì)者從電路原理圖過(guò)渡到實(shí)際電路,盡量減少可能出現(xiàn)的連線和引腳連接錯(cuò)誤。

3.工具欄

用戶(hù)可以根據(jù)自己的興趣愛(ài)好選擇工具欄顯示的各種窗口,單擊窗口下拉菜單,然后對(duì)希望出現(xiàn)在右邊工具欄的分欄進(jìn)行勾選,用戶(hù)也可以將這些分欄設(shè)成單獨(dú)的浮窗。為了方便初學(xué)者迅速掌握Fritzing軟件,本書(shū)將詳細(xì)介紹各個(gè)工具欄的作用。

1)元件庫(kù)

元件庫(kù)中包含了許多的電子元件,這些電子元件是按容器分類(lèi)盛放的。Fritzing一共包含8個(gè)元件庫(kù),分別是Fritzing的核心庫(kù)、設(shè)計(jì)者自定義的庫(kù)和其他6個(gè)庫(kù)。這8個(gè)庫(kù)是設(shè)計(jì)者進(jìn)行電路設(shè)計(jì)前所必須掌握的,下面進(jìn)行詳細(xì)的介紹。

(1)MINE:MINE元件庫(kù)是設(shè)計(jì)者自定義元件放置的容器。如圖1-31所示,設(shè)計(jì)者可以在這部分添加一些自己的常用元件或軟件缺少的元件。

圖1-31 MINE元件庫(kù)

(2)Arduino:Arduino元件庫(kù)主要放置與Arduino相關(guān)的開(kāi)發(fā)板,這也是Arduino設(shè)計(jì)者需要特別關(guān)心的元件庫(kù),這個(gè)元件庫(kù)中包含9塊開(kāi)發(fā)板,分別是Arduino、Arduino UNO R3、Arduino MEGA、Arduino MINI、Arduino NANO、Arduino Pro Mini 3.3V、Arduino Fio、Arduino LilyPad、Arduino Ethernet Shield,如圖1-32所示。

圖1-32 Arduino元件庫(kù)

(3)Parallax:Parallax元件庫(kù)中主要包含了Parallax的微控制器Propeller 40和8款Basic Stamp微控制器開(kāi)發(fā)板,如圖1-33所示。該系列微控制器是由美國(guó)Parallax公司開(kāi)發(fā)的,這些微控制器與其他微控制器的區(qū)別是它們?cè)谧约旱腞OM內(nèi)存中內(nèi)建了一套小型、特有的BASIC編程語(yǔ)言直譯器PBASIC,為BASIC語(yǔ)言的設(shè)計(jì)者降低了嵌入式設(shè)計(jì)的門(mén)檻。

圖1-33 Parallax元件庫(kù)

(4)Picaxe:Picaxe元件庫(kù)中主要包括Picaxe系列的低價(jià)位單片機(jī)、電可擦只讀存儲(chǔ)器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘控制器、串行接口、舵機(jī)驅(qū)動(dòng)等元件,如圖1-34所示。Picaxe系列芯片也是基于BASIC語(yǔ)言,設(shè)計(jì)者可以迅速掌握。

圖1-34 Picaxe元件庫(kù)

(5)SparkFun:SparkFun也是Arduino設(shè)計(jì)者重點(diǎn)關(guān)注的一個(gè)容器(元件庫(kù)),其中包含了許多Arduino的擴(kuò)展板。此外,這個(gè)元件庫(kù)中還包含了一些傳感器和LilyPad系列的相關(guān)元件,如圖1-35所示。

圖1-35 SparkFun元件庫(kù)

(6)Snootlab:Snootlab包含了4塊開(kāi)發(fā)板,分別是Arduino的LCD擴(kuò)展板、SD卡擴(kuò)展板、接線柱擴(kuò)展板和舵機(jī)的擴(kuò)展驅(qū)動(dòng)板,如圖1-36所示。

圖1-36 Snootlab元件庫(kù)

(7)Contributed Parts:Contributed Parts元件庫(kù)包含帶開(kāi)關(guān)電位表盤(pán)、開(kāi)關(guān)、LED、反相施密特觸發(fā)器和放大器等,如圖1-37所示。

圖1-37 Contributed Parts元件庫(kù)

(8)Core:Core元件庫(kù)里包含許多平常會(huì)用到的基本元件,如LED、電阻、電容、電感、晶體管等,還有常見(jiàn)的輸入元件、輸出元件、集成電路元件、電源、連接、微控制器等。此外,Core元件庫(kù)中還包含面包板視圖、原理圖視圖、PCB視圖的格式以及工具(主要包含筆記和尺子)的選擇,如圖1-38所示。

圖1-38 Core元件庫(kù)

2)指示欄

指示欄會(huì)給出元件庫(kù)或項(xiàng)目視圖中鼠標(biāo)所選定元件的詳細(xì)信息,包括該元件的名字、標(biāo)簽,以及在三種視圖下的形態(tài)、類(lèi)型、屬性和連接數(shù)等。設(shè)計(jì)者可以根據(jù)這些信息加深對(duì)元件的理解,或者檢驗(yàn)所選定的元件是否是自己所需要的,甚至能在項(xiàng)目視圖中選定相關(guān)元件后直接在指示欄中修改元件的某些基本屬性,如圖1-39所示。

圖1-39 指示欄

3)撤銷(xiāo)歷史欄

撤銷(xiāo)歷史欄中詳細(xì)記錄了設(shè)計(jì)步驟,并將這些步驟按照時(shí)間的先后順序依次進(jìn)行排列,先顯示最近發(fā)生的步驟,如圖1-40所示。設(shè)計(jì)者可以利用這些記錄步驟回到之前的任一設(shè)計(jì)狀態(tài),這為開(kāi)發(fā)工作帶來(lái)了極大的便利。

圖1-40 撤銷(xiāo)歷史欄

4)導(dǎo)航欄

導(dǎo)航欄里提供了對(duì)面包板視圖、原理圖視圖和PCB視圖的預(yù)覽,設(shè)計(jì)者可以在導(dǎo)航欄中任意選定三種視圖中的某一視圖進(jìn)行查看,如圖1-41所示。

圖1-41 導(dǎo)航欄

5)層

不同的視圖有不同的層結(jié)構(gòu),詳細(xì)了解層結(jié)構(gòu)有助于讀者進(jìn)一步理解這三種視圖和提升設(shè)計(jì)者對(duì)它們的操作能力。下面將依次給出面包板視圖、原理圖視圖、PCB視圖的層結(jié)構(gòu)。

(1)面包板視圖的層結(jié)構(gòu),如圖1-42所示,共包含6層,設(shè)計(jì)者可以通過(guò)勾選層結(jié)構(gòu)前邊的矩形框在項(xiàng)目視圖中顯示相應(yīng)的層。

圖1-42 面包板層結(jié)構(gòu)

(2)原理圖的層結(jié)構(gòu),如圖1-43所示,共包含7層。

圖1-43 原理圖層結(jié)構(gòu)

PCB視圖是層結(jié)構(gòu)最多的視圖,如圖1-44所示,共包含15層結(jié)構(gòu)。

圖1-44 PCB圖層結(jié)構(gòu)

1.5.2 Fritzing使用方法

1.查看元件庫(kù)已有元件

設(shè)計(jì)者在查看元件庫(kù)中的元件時(shí),既可以選擇按圖標(biāo)形式查看,也可以選擇按列表形式查看,界面分別如圖1-45和圖1-46所示。

圖1-45 元件圖標(biāo)形式

圖1-46 元件列表形式

設(shè)計(jì)者可以直接在對(duì)應(yīng)的元件庫(kù)中尋找自己所需要的元件,但由于Fritzing所帶的庫(kù)文件和元件數(shù)目都相對(duì)比較多,所以在有些情況下,設(shè)計(jì)者很難確定元件所在的具體位置,這時(shí)設(shè)計(jì)者就可以利用元件庫(kù)中自帶的搜索功能,從庫(kù)中找出所需要的元件,這個(gè)方法能極大地提升工作效率。在此,舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子進(jìn)行說(shuō)明。例如,設(shè)計(jì)者要尋找Arduino UNO開(kāi)發(fā)板,那么,在搜索欄輸入“Arduino UNO”,按下Enter鍵,就會(huì)自動(dòng)顯示相應(yīng)的搜索結(jié)果,如圖1-47所示。

圖1-47 查找元件

2.添加新元件到元件庫(kù)

1)從頭開(kāi)始添加新元件

設(shè)計(jì)者可以通過(guò)選擇“元件”→“新建”命令進(jìn)入添加新元件的界面,如圖1-48所示,也可以通過(guò)單擊元件庫(kù)中的New Part選項(xiàng)進(jìn)入該界面,如圖1-49所示。無(wú)論采用哪一種方式,最終進(jìn)入的新元件添加界面都如圖1-50所示。

圖1-48 添加新元件方式一

圖1-49 添加新元件方式二

圖1-50 新元件添加界面

設(shè)計(jì)者在新元件的添加界面填寫(xiě)相關(guān)信息,如新元件的名字、屬性、連接等,并導(dǎo)入相應(yīng)的視圖圖片,尤其要注意添加連接,然后單擊“保存”按鈕,便能創(chuàng)建新的元件。但是在開(kāi)發(fā)過(guò)程中,建議設(shè)計(jì)者盡量在已有的庫(kù)元件基礎(chǔ)上進(jìn)行修改來(lái)創(chuàng)建用戶(hù)需要的新元件,這可以減少工作量,提高開(kāi)發(fā)效率。

2)從已有元件添加新元件

關(guān)于如何基于已有的元件添加新元件,下面舉兩個(gè)簡(jiǎn)單的例子進(jìn)行說(shuō)明。

(1)針對(duì)ICs、電阻、引腳等標(biāo)準(zhǔn)元件。例如,現(xiàn)在設(shè)計(jì)者需要一個(gè)2.2kΩ的電阻,可是在Core元件庫(kù)中只有220Ω的標(biāo)準(zhǔn)電阻。這時(shí),創(chuàng)建新電阻最簡(jiǎn)單的方法就是先將220Ω的通用電阻添加到面包板上,然后選定該電阻,直接在右邊的指示欄中將電阻值修改為2.2kΩ,如圖1-51所示。

圖1-51 修改元件屬性

除此之外,選定元件后,也可以選擇“元件”→“編輯”命令完成元件參數(shù)的修改,如圖1-52所示。

圖1-52 修改元件參數(shù)

然后進(jìn)入元件編輯界面,如圖1-53所示。

圖1-53 元件編輯界面

將resistance相應(yīng)的數(shù)值改為2200Ω,單擊“另存為新元件”按鈕,即可成功創(chuàng)建一個(gè)電阻值為2200Ω的電阻,如圖1-54所示。

圖1-54 創(chuàng)建新元件

此外,選定元件后,單擊鼠標(biāo)右鍵,在彈出的快捷菜單中選擇“編輯”命令,也可進(jìn)入元件編輯界面,如圖1-55所示。

圖1-55 選擇編輯命令進(jìn)入元件編輯界面

基于其他標(biāo)準(zhǔn)添加新元件的操作與此類(lèi)似,如改變引腳數(shù)、修改接口數(shù)目等,在此不再贅述。

(2)相對(duì)復(fù)雜元件的添加。

完成了基本元件的介紹后,下面介紹一個(gè)相對(duì)復(fù)雜的例子,在這個(gè)例子中要添加一個(gè)自定義元件——SparkFun T5403氣壓儀,如圖1-56所示。

圖1-56 SparkFun T5403 PCB圖

在元件庫(kù)里尋找該元件,搜索框中輸入T5403,如圖1-57所示。

圖1-57 SparkFun T5403搜尋圖

若未發(fā)現(xiàn)該元件,則可以在該元件所在的庫(kù)中尋找是否有類(lèi)似的元件(根據(jù)名字得知,SparkFun T5403是SparkFun系列的元件),如圖1-58所示。

圖1-58 SparkFun系列元件

若發(fā)現(xiàn)還是沒(méi)有與自定義元件相類(lèi)似的,則可以選擇從標(biāo)準(zhǔn)的集成電路ICs開(kāi)始。選擇Core元件庫(kù),找到ICs欄,將IC元件添加到面包板中,如圖1-59和圖1-60所示。

圖1-59 Core ICs

圖1-60 添加ICs到面包板

選定該IC元件,在指示欄中查看該元件的屬性。將元件的名字命名為自定義元件的名字T5403 Barometer Breakout,并將引腳數(shù)修改成所需要的數(shù)量,在本例中,需要的引腳數(shù)為8,如圖1-61所示。

圖1-61 參數(shù)修改

修改之后,面包板上的元件如圖1-62所示。

圖1-62 T5403 Barometer Breakout

右擊面包板視圖中的IC元件,在彈出的快捷菜單中選擇“編輯”命令,會(huì)出現(xiàn)如圖1-63所示的編輯窗口。設(shè)計(jì)者需要根據(jù)自定義元件的特性修改圖中的6個(gè)部分,分別是元件圖標(biāo)、面包板視圖、原理圖視圖、PCB視圖、描述和接插件。這部分的修改大都是細(xì)節(jié)性的問(wèn)題,在此,不再加以贅述,讀者可參考下面的鏈接進(jìn)行深入學(xué)習(xí):https://learn.sparkfun.com/tutorials/make-your-own-fritzing-parts

圖1-63 T5403 Barometer Breakout編輯窗口

3.添加新元件庫(kù)

設(shè)計(jì)者不僅可以創(chuàng)建自定義的新元件,也可以根據(jù)需求創(chuàng)建自定義的元件庫(kù),并對(duì)元件庫(kù)進(jìn)行管理。在設(shè)計(jì)電路結(jié)構(gòu)前,可以將所需的電路元件列一張清單,并將所需要的元件都添加到自定義庫(kù)中,為后續(xù)的電路設(shè)計(jì)提高效率。添加新元件庫(kù)時(shí),只需選擇如圖1-46中所示的元件欄中New Bin命令,便會(huì)出現(xiàn)如圖1-64所示的界面。

圖1-64 添加新元件庫(kù)

如圖1-64所示,給自定義的元件庫(kù)取名為Arduino Project,單擊OK按鈕,新的元件庫(kù)便成功創(chuàng)建,如圖1-65所示。

圖1-65 新元件庫(kù)

4.添加或刪除元件

下面主要介紹如何將元件庫(kù)中的元件添加到面包板視圖中,當(dāng)需要添加某個(gè)元件時(shí),可以先在元件庫(kù)相應(yīng)的子庫(kù)中尋找所需要的元件,然后在目標(biāo)元件的圖標(biāo)上單擊選定元件,拖動(dòng)至面包板上的目的位置,松開(kāi)鼠標(biāo)左鍵即可將元件插入面包板。需要特別注意的是,在放置元件時(shí),一定要確保元件的引腳已經(jīng)成功插入面包板,如果插入成功,則元件引腳所在的連線會(huì)顯示綠色,如果插不入不成功,則元件的引腳顯示紅色,如圖1-66所示(其中左邊表示添加成功,右邊則表示添加失敗)。

圖1-66 引腳狀態(tài)圖

如果在放置元件的過(guò)程中有誤操作,則直接單擊選定目標(biāo)元件,然后再單擊Delete鍵即可以將元件從視圖上刪除。

5.添加元件間連線

(1)添加元件間的連線是用Fritzing繪制電路圖必不可少的過(guò)程,接下來(lái)將對(duì)連線的方法給出詳細(xì)的介紹。連線時(shí)將想要連接的引腳拖動(dòng)到要連接的目的引腳后松開(kāi)即可。需要注意的是,只有當(dāng)連接線段的兩端都顯示綠色時(shí),才代表導(dǎo)線連接成功,若連線的兩端顯示紅色(圖中右邊),則表示連接出現(xiàn)問(wèn)題。如圖1-67所示。

圖1-67 連線狀態(tài)圖

(2)為了使電路更清晰,還能根據(jù)需求在導(dǎo)線上設(shè)置拐點(diǎn),使導(dǎo)線根據(jù)設(shè)計(jì)者的喜好改變連線角度和方向。具體方法如下:光標(biāo)處即為拐點(diǎn)處,設(shè)計(jì)者可以自由拖動(dòng)光標(biāo)移動(dòng)拐點(diǎn)的位置。也可以先選定導(dǎo)線,然后將鼠標(biāo)光標(biāo)放在想設(shè)置的拐點(diǎn)處,右擊,在彈出的快捷菜單中選擇“添加拐點(diǎn)”命令即可,如圖1-68所示。

圖1-68 拐點(diǎn)添加圖

(3)在連線的過(guò)程中,更改導(dǎo)線的顏色,不同的顏色將幫助設(shè)計(jì)者更好地掌握繪制的電路。具體的修改方法為選定要更改顏色的導(dǎo)線,然后右擊,從彈出的快捷菜單中選擇“更改顏色”命令,如圖1-69所示。

圖1-69 導(dǎo)線顏色修改圖

1.5.3 Arduino電路設(shè)計(jì)

本節(jié)將通過(guò)一個(gè)具體的例子系統(tǒng)地介紹如何利用Fritzing軟件來(lái)繪制一個(gè)完整的Arduino電路圖。利用Arduino主板控制LED的亮滅,整體效果如圖1-70所示。

圖1-70 Arduino Blink示例整體效果圖

下面介紹Arduino Blink例程的電路圖詳細(xì)設(shè)計(jì)步驟。首先打開(kāi)軟件并新建一個(gè)新的項(xiàng)目,具體操作為單擊軟件的運(yùn)行圖標(biāo),在軟件的主界面選擇“文件”→“新建”選項(xiàng)命令,如圖1-71所示。

圖1-71 新建項(xiàng)目

完成項(xiàng)目新建后,先進(jìn)行保存,選擇“文件”→“另存為”命令,出現(xiàn)如圖1-72所示的界面,在該對(duì)話框中輸入保存的名字和路徑,然后單擊“保存”按鈕,即可完成對(duì)新建項(xiàng)目的保存。

圖1-72 保存項(xiàng)目

一般來(lái)說(shuō),在繪制電路前,設(shè)計(jì)者應(yīng)該先對(duì)開(kāi)發(fā)環(huán)境進(jìn)行設(shè)置。這里的開(kāi)發(fā)環(huán)境主要指設(shè)計(jì)者選擇使用的面包板型號(hào)、類(lèi)型、原理圖和PCB視圖的各種類(lèi)型。本書(shū)以面包板視圖為重點(diǎn),并在core元件庫(kù)中選好開(kāi)發(fā)所用的面包板類(lèi)型和尺寸,如圖1-73所示。

圖1-73 面包板類(lèi)型和尺寸

由于本示例中所需的元件數(shù)較少,此處省去建立自定義元件庫(kù)的步驟,直接將所有的元件都放置在面包板上,如圖1-74所示。在本例中,需要1塊Arduino開(kāi)發(fā)板、1個(gè)LED和1個(gè)220Ω電阻。

圖1-74 元件的放置

連線后即可得到最終的效果圖,如圖1-75所示。

圖1-75 連線圖

在編輯視圖中切換到原理圖,如圖1-76所示。

圖1-76 原理圖效果

此時(shí)布線還沒(méi)有完成,開(kāi)發(fā)者可以單擊編輯視圖下方的自動(dòng)布線,但要注意自動(dòng)布線后,檢查所有的元件是否都完成了布線,對(duì)沒(méi)有完成的,開(kāi)發(fā)者要進(jìn)行手動(dòng)布線,即手動(dòng)連接引腳間的連線,如圖1-77所示。

圖1-77 原理圖自動(dòng)布線圖

同理,可以在編輯視圖中切換到PCB視圖,觀察PCB視圖下的電路,此時(shí)也要注意編輯視圖窗口下方是否提示布線未完成,如果是,開(kāi)發(fā)者可以單擊下邊的“自動(dòng)布線”按鈕進(jìn)行處理,也可以手動(dòng)進(jìn)行布線,這里,將直接給出最終的效果圖,如圖1-78所示。

圖1-78 PCB視圖效果圖

完成所有操作后,就可以修改電路中各元件的屬性,在本例中不需要修改任何值,在此略過(guò)這部分。完成所有步驟后,根據(jù)需求導(dǎo)出所需要的文檔或文件。下面將以導(dǎo)出一個(gè)PDF格式的面包板視圖為例對(duì)該流程進(jìn)行說(shuō)明。首先確保將編輯視圖切換到面包板視圖,然后選擇“文件”→“導(dǎo)出”→“作為圖像”→PDF命令,如圖1-79所示。輸出的最終PDF格式文檔如圖1-80所示。

圖1-79 PDF圖生成步驟

圖1-80 面包板PDF圖

1.5.4 Arduino開(kāi)發(fā)平臺(tái)樣例與編程

Fritzing軟件不但能很好地支持Arduino的電路設(shè)計(jì),而且提供了對(duì)Arduino樣例電路的支持,如圖1-81所示。用戶(hù)可以根據(jù)“文件”→“打開(kāi)樣例”命令,然后再選擇相應(yīng)的Arduino,如此層層推進(jìn),最終選擇想打開(kāi)的樣例電路。

圖1-81 Fritzing對(duì)Arduino樣例支持

這里將以Arduino數(shù)字化中的交通燈進(jìn)行舉例說(shuō)明,選擇“元件”→“打開(kāi)樣例”→Arduino→Digital→Output→Traffic→Light命令,就能在Fritzing軟件中的編輯視圖中得到如圖1-82所示的Arduino樣例電路。需要注意的是,不管在哪種視圖中進(jìn)行操作,打開(kāi)的樣例電路都會(huì)將編輯視圖切換到面包板視圖,如果想要獲得相應(yīng)的原理圖視圖或PCB視圖,則可以在打開(kāi)的樣例電路中從面包板視圖切換到目標(biāo)視圖。

圖1-82 Arduino交通燈樣例

除了對(duì)Arduino樣例的支持外,F(xiàn)ritzing還將電路設(shè)計(jì)和編程腳本放在了一起,對(duì)于每個(gè)設(shè)計(jì)電路,F(xiàn)ritzing都提供了一個(gè)編程界面,用戶(hù)可以在編程界面中編寫(xiě)將要下載到微控制器的腳本。具體操作如圖1-83所示,選擇“窗口”→“打開(kāi)編程窗口”命令,即可進(jìn)入編程界面,如圖1-84所示。

圖1-83 編程界面進(jìn)入步驟

圖1-84 編程界面

從圖1-84中可以發(fā)現(xiàn),雖然每個(gè)設(shè)計(jì)電路只有一個(gè)編程界面,但設(shè)計(jì)者可以在一個(gè)界面創(chuàng)造許多編程窗口來(lái)編寫(xiě)不同版本的腳本,從而在其中選擇最合適的腳本。單擊“新建”按鈕即可創(chuàng)建新編程窗口。而且,從編程界面中也可以看出,目前Fritzing主要支持Arduino和PICAXE兩種腳本語(yǔ)言,如圖1-85所示。設(shè)計(jì)者在選定腳本的編程語(yǔ)言后,就只能編寫(xiě)該語(yǔ)言的腳本,并將腳本保存成相應(yīng)類(lèi)型的后綴格式。同理,選定編程語(yǔ)言后,設(shè)計(jì)者也只能打開(kāi)同種類(lèi)型的腳本。

圖1-85 支持編程語(yǔ)言

選定腳本語(yǔ)言后,設(shè)計(jì)者還應(yīng)該選擇串行端口,從Fritzing界面可以看出,該軟件一共有兩個(gè)默認(rèn)端口,分別是COM1和LPT1,如圖1-86所示。當(dāng)設(shè)計(jì)者將相應(yīng)的微控制器連接到USB端口時(shí),軟件里會(huì)增加一個(gè)新的設(shè)備端口,設(shè)計(jì)者可以根據(jù)自己的需求選擇相應(yīng)的端口。

圖1-86 支持端口

值得注意的是,雖然Fritzing提供了腳本編寫(xiě)器,但是它并沒(méi)有內(nèi)置編譯器,所以設(shè)計(jì)者必須自行安裝額外的編程軟件將編寫(xiě)的腳本轉(zhuǎn)換成可執(zhí)行文件。但是,F(xiàn)ritzing只提供了和編程軟件交互的方法,設(shè)計(jì)者可以通過(guò)單擊圖1-86所示的按鈕獲取相應(yīng)的可執(zhí)行文件信息,所有這些內(nèi)容都顯示在下面的控制端。

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