1.3 Arduino軟件開發平臺

本節主要介紹Arduino開發環境的特點及使用方法，包括Arduino開發環境的安裝，以及簡單的硬件系統與軟件調試方法。

1.3.1 Arduino平臺特點

作為目前最流行的開源硬件開發平臺，其優點包括以下三方面：

（1）開放源代碼的電路圖設計和程序開發界面，可免費下載根據需求自己修改；Arduino可使用ICSP線上燒錄器，將Bootloader燒入新的IC芯片；可依據官方電路圖，簡化Arduino模組，完成獨立運作的微處理控制。

（2）能夠與傳感器或各式各樣的電子元件連接（如紅外線、超音波、熱敏電阻、光敏電阻、伺服電機等）；支持多樣的互動程序，如Flash、Max/Msp、VVVV、PD、C、Processing等；使用低價格的微處理控制器；USB接口無須外接電源；可提供9V直流電源輸入以及多樣化的Arduino擴展模塊。

（3）在應用方面，通過各種各樣的傳感器來感知環境、控制燈光、直流電機和其他的裝置來反饋并影響環境；可以方便地連接以太網擴展模塊進行網絡傳輸，使用藍牙傳輸、WiFi傳輸、無線攝像頭控制等多種應用。

1.3.2 Arduino IDE的安裝

Arduino IDE是Arduino開放源代碼的集成開發環境，它的界面友好，語法簡單，且方便下載程序，這使得Arduino的程序開發變得非常便捷。作為一款開放源代碼的軟件，Arduino IDE也是由Java、Processing、AVR-GCC等開放源代碼的軟件寫成的。Arduino IDE另一個特點是跨平臺的兼容性，適用于Windows、Mac OS X以及Linux。2011年11月30日，Arduino官方正式發布了Arduino 1.0版本，可以下載不同操作系統的壓縮包，也可以在GitHub上下載源碼重新編譯自己的Arduino IDE。安裝過程如下：

（1）從Arduino官網下載最新版本IDE，下載界面如圖1-13所示。

如圖1-13所示，選擇適合自己計算機操作系統的安裝包，這里以在64位Windows 7系統的安裝過程為例。

（2）雙擊文件選擇安裝，彈出如圖1-14所示的界面。

（3）同意協議如圖1-15所示，單擊IAgree按鈕。

（4）選擇需要安裝的組件，如圖1-16所示，并單擊Next按鈕。

（5）選擇安裝位置，如圖1-17所示，并單擊Install按鈕。

（6）安裝過程如圖1-18所示。

（7）安裝USB驅動，如圖1-19所示。

（8）安裝完成，如圖1-20所示。

（9）進入Arduino IDE開發界面，如圖1-21所示。

1.3.3 Arduino IDE的使用

首次使用Arduino IDE時，需要將Arduino開發板通過USB線連接到計算機，計算機會為Arduino開發板安裝驅動程序，并分配相應的COM端口，如COM1、COM2等。不同的計算機和系統分配的COM端口是不一樣的，所以，安裝完畢后，要在計算機的硬件管理中查看Arduino開發板被分配到哪個端口，這個端口就是計算機與Arduino開發板的通信端口。

Arduino開發板的驅動安裝完畢之后，需要在Arduino IDE中設置相應的端口和開發板類型。

方法如下：Arduino集成開發環境啟動后，在菜單欄中單擊“工具”→“端口”命令，進行端口設置，設置計算機硬件管理中分配的端口。然后，在菜單欄單擊“工具”→“開發板”命令，選擇Arduino開發板的類型，如Arduino、UNO、DUE、YUN等前面介紹的開發板，這樣計算機就可以與開發板進行通信，工具欄顯示的功能如圖1-22所示。

在Arduino IDE中帶有很多種示例，包括基本的、數字的、模擬的、控制的、通信的、傳感器的、字符串的、存儲卡的、音頻的、網絡等多種示例。下面介紹最簡單、最具有代表性的例子——Blink，以便于讀者快速熟悉Arduino IDE，從而開發出新的產品。

在菜單欄中依次單擊“文件”→“示例”→01Basic→Blink命令，這時在主編輯窗口會出現可以編輯的程序。這個Blink范例程序的功能是控制LED的亮滅。在Arduino編譯環境中，是以C/C++的風格來編寫的。程序的前面幾行是注釋行，介紹程序的作用及相關的聲明等；然后是變量的定義。最后是Arduino程序的兩個函數，即void setup（）和void loop（）。在void setup（）中的代碼會在導通電源時執行一次，void loop（）中的代碼會不斷重復執行。由于在Arduino UNO開發板引腳13上有LED，所以定義整型變量LED＝13，用于函數的控制。另外，程序中用了一些函數：pinMode（）是設置引腳的作用為輸入還是輸出；delay（）是設置延遲的時間，單位為毫秒；digitalWrite（）是向LED變量寫入相關的值，使得引腳13 LED的電平發生變化，即HIGH或者LOW，這樣LED就會根據延遲的時間交替亮與滅。

完成程序編輯之后，在工具欄中找到存盤按鈕，將程序進行存盤；然后，在工具欄找到上傳按鈕，單機該按鈕將編輯后的程序上傳到Arduino開發板中，使得開發板按照修改后的程序運行；同時，還可以單擊工具欄的串口監視器，觀看串口數據的傳輸情況，它是非常直觀高效的調試工具。

編輯及窗口中的程序如下：

當然，目前還有其他支持Arduino的開發環境，如SonxunStudio，它是由松迅科技開發的集成開發環境，目前只支持Windows系統的Arduino系統開發，包括Windows XP以及Windows 7，使用方法與Arduino IDE大同小異，由于篇幅有限，這里不再一一贅述。