0929 Arduino 基礎

tags: 物聯網實境遊戲應用課程

電子零件

• 課堂上提供的零件於修課結束 (包含退選) 後要歸還，也可以自費帶走。請愛惜使用，如果損壞則請自費。
  • L298N 馬達驅動模組 100元
  • 馬達+輪胎組 78元
  • 萬向輪 48元
• 電子零件購買
  • 民族路二段上：南一、美和。單價比較高，適合少量購買
  • 露天。單價較低，但需要運費，適合團購

期中驗收

• 迷宮規格：路寬 28 cm、牆高 15 cm
• 建議車輛長寬不要超過 20 cm

Arduino

• 主要撰寫程式語言為 C++

• 為設計學院學生設計的開發板，用來設計人機互動的專案。擁有 high-level API，程式初學者也可以好上手

• 透過 pin 腳與 sensor 溝通，感知外部環境；或是控制外部元件，作出對應的反應

• Arduino 專案介紹

  • 四足機器人
  • 3D Printer
  • 四軸飛行器
  • 更多更多…

• 開發板

  
  
  • 運作電壓：5V
  • 可接受之供電電壓：5V (From USB-type b)、6V~12V (From 5.5 power connector)
  • 比較

  型號	數位輸出	類比輸出	最大執行檔大小	時脈
  UNO	14	6	32KB	16MHz
  MEGA	54	16	256KB	16MHz

Arduino IDE

• 官網提供 arduino 專屬的 IDE

• 工具列 icon 依序為

  • 編譯：驗證程式碼
  • 上傳：將編譯出來的執行檔上傳到開發板
  • 開新檔案
  • 開啟舊檔
  • 儲存檔案
  • Serial Monitor：與開發板溝通的介面

• 設定使用的開發板型號

  • Tools -> Board：選擇使用的型號
  • Tools -> Processor：[不一定會有]選擇開發板的處理器型號
  • Tools -> Port：選擇開發板的連接阜，只要將開發板接到電腦上，IDE 會自動出現對應的選項
    • Windows：控制台 -> 硬體及音效 -> 裝置管理員 -> 連接阜 -> 看開發板對應的 COM 號碼

Arduino API (部分)

• Reference：請多利用

基本函式

• Arduino 程式由主要兩個函式構成
• setup()：初始化函式
• loop()：程式迴圈，主要運作程式寫在這裡

GPIO

• pinMode(pinNum, mode)：設定 pin 腳的運作模式
  • OUTPUT：讓 pin 腳可以輸出訊號，輸出電壓為 5V。配合 digitalWrite(pinNum, value) 來控制輸出訊號。
  • INPUT：讓 pin 腳可以讀取訊號，不要超過 5V。配合 digitalRead(pinNum) 或 analogRead(A_pinMum) 讀取訊號
• digitalWrite(pinNum, value)
  • HIGH：pin 腳輸出電壓為 5V (analog pin 也可以當 digital pin 輸出)
  • LOW：pin 腳輸出電壓為 GND
• digitalRead(pinNum)：讀取 pin 腳輸入訊號，analog pin 也可以使用
  • HIGH：輸入訊號為 5V
  • LOW：輸入訊號為 GND
• analogWrite(pinNum, value)：讓 pin 腳輸出 PWM 訊號，只有支援 PWM 的 pin 腳才有用
• analogRead(A_pinNum)：讀取 analog pin 輸入的訊號大小，使用 10bit ADC

練習：呼吸燈、按鈕開關 LED

Delay

• delay(x)：暫停 x 毫秒 (ms)
• delayMicroseconds(x)：暫停 x 微秒 (us)

Serial

• 如何知道開發板運作的狀況? 透過 UART 傳輸特定訊息，或是與開發板溝通
• Serial.begin(baud rate)：設定 UART 傳輸的 baud rate，開啟 serial monitor 也要選擇一樣的 baud rate

/* Output the value of i per second. */
void setup()
{
    Serial.begin(9600);
    // Wait for initialization
    while (!Serial)
        ;
}

int i = 0;
void loop()
{
    Serial.println(i++);
    delay(1000);
}

注意：在 Arduino UNO/MEGA 中 int 是 16 bits、long 是 32 bits、short 是 16 bits、float 跟 double 一樣是 32 bits