Arduino

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Arduino
Arduino Logo.svg
Arduino Uno - R3.jpg
"Arduino Uno"
型式 單板機
網站 www.arduino.cc

Arduino，是一個開放原始碼的單晶片微控制器，它使用了Atmel AVR单片机，採用了開放原始碼的軟硬體平台，建構於簡易輸出/輸入（simple I/O）介面板，並且具有使用類似Java、C語言的Processing/Wiring開發環境。

關於[编辑]

Arduino可以使用Arduino語言與Macromedia Flash、Processing、Max/MSP、Pure Data和SuperCollider跟Java和make block.cc等軟體，結合電子元件，例如開關或感測器或其他控制器件、發光二極管（LED）、步進馬達或其他輸出裝置，作出互動作品。Arduino也可以獨立運作成為一個可以跟軟體溝通的介面。

開發沿革[编辑]

Arduino的核心開發團隊成員包括：馬西莫·班齊（Massimo Banzi）、大衛·奎提耶斯（David Cuartielles）、湯姆·伊果（Tom Igor）、贊布羅塔·馬提諾（Gianluca Martino）、大衛·梅利斯（David Mellis）和尼可拉斯·蘭比提（Nicholas Zambetti）。

據說馬西莫·班齊之前是義大利Ivrea一家高科技設計學校的老師。他的學生們經常抱怨找不到便宜好用的微控制器。2005年冬天，馬西莫·班齊跟大衛·奎提耶斯討論了這個問題。大衛·奎提耶斯是一個西班牙籍晶片工程師，當時在這所學校做訪問學者。兩人決定設計自己的電路板，並引入了馬西莫·班齊的學生大衛·梅利斯為電路板設計編程語言。兩天以後，大衛·梅利斯就寫出了程式碼。又過了三天，電路板就完工了。這塊電路板被命名為Arduino。幾乎任何人，即使不懂電腦編程，也能用Arduino做出很酷的東西，比如對感測器作出回應，閃爍燈光，還能控制馬達。隨後馬西莫·班齊、大衛·奎提耶斯和大衛·梅利斯把設計圖放到了網上。保持設計的開放源碼理念，因為版權法可以監管開源軟體，卻很難用在硬體上，他們決定採用共享創意許可。[1]共享創意是為保護開放版權行為而出現的類似GPL的一種許可（license）。在共享創意許可下，任何人都被允許生產印刷電路板的複製品，還能重新設計，甚至銷售原設計的複製品。你不需要付版稅，甚至不用取得Arduino團隊的許可。然而，如果你重新發佈了引用設計，你必須說明原始Arduino團隊的貢獻。如果你調整或改動了電路板，你的最新設計必須使用相同或類似的共享創意許可，以保證新版本的Arduino電路板也會一樣的自由和開放。唯一被保留的只有Arduino這個名字。它被註冊成了商標。如果有人想用這個名字賣電路板，那他們可能必須付一點商標費用給Arduino的核心開發團隊成員。

贊布羅塔·馬提諾創立的Arduino Srl被2009年創立的Arduino LLC控告侵犯了他們的著作權，這第二家被控侵權的Arduino（也就是Arduino Srl），原先叫做Smart Projects Srl，以前是在義大利負責生產製造Arduino控制板的公司。而第一家Arduino（也就是我們較熟悉的Arduino LLC）則負責開發控制板，並管理周邊的開放原始碼專題與社群。在之前，原本雙方是合作的關係；2014年Martino與另外四位共同創辦人，對於Arduino品牌的發展方向意見不合，導致Martino另外請費德里科·穆斯托擔任Smart Projects的新執行長，並把公司名稱改為Arduino Srl。[2]

特色[编辑]

  • 基於創用CC開放原始碼的電路圖設計。
  • 免費下載，也可依需求自己修改，但需遵照姓名標示。您必須按照作者或授權人所指定的方式，表彰其姓名。
  • 依相同方式分享，若您改變或轉變著作，當散布該衍生著作時，您需採用與本著作相同或類似的授權條款。
  • Arduino可使用ICSP線上燒入器，將Bootloader燒入新的IC晶片。[3]
  • 可依據Arduino官方網站，取得硬體的設計檔，加以調整電路板及元件，以符合自己實際設計的需求。[4]
  • 可簡單地與感測器，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、伺服馬達…等。
  • 支援多樣的互動程式，如Adobe Flash, Max/MSP, VVVV, Pure Data, C, Processing…等。
  • 使用低價格的微處理控制器（Atmel AVR）（ATMEGA 8,168,328等）。
  • USB介面，不需外接電源。另外有提供直流（DC）電源輸入。

硬體[编辑]

官方硬體[编辑]

更多資料：:en:List of Arduino boards and compatible systems

原始的Arduino硬體是從一間義大利公司Smart Projects製造。[5]有些Arduino硬體則是被官方授權由美國公司SparkFun Electronics（英语：）和Adafruit Industries（英语：）設計。[6]

  • Arduino硬體範例

  • Arduino Diecimila in Stoicheia

  • Arduino Duemilanove (rev 2009b)

  • Arduino UNO

  • Arduino Leonardo

  • Arduino Mega

  • Arduino MEGA 2560 R3（正面）[a]

  • Arduino MEGA 2560 R3（背面）[a]

  • Arduino Nano

  • Arduino Due
    （ARM Cortex-M3核心）

  • LilyPad Arduino (rev 2007)

  • Arduino Yun

Shields[编辑]

"Shields"擴充版能夠被插入Arduino和Arduino相容硬體。用途是增加Arduino硬體上沒有的功能，如馬達控制, GPS, 有線網路，液晶顯示器，或者是麵包板。使用者也可以自己動手做Shields擴充版。[8][9][10]

  • Arduino shields擴充版範例

  • 多重的Shield可以被堆疊起來。在這張圖裡，最上層的Shield擴充版上含有麵包板。

  • 翅膀形狀的螺絲端子Shield擴充版。

  • Adafruit馬達Shield擴充版和用於連接馬達的螺絲端子Shield擴充版。

  • HackARobot結構Shield，專為了Arduino Nano硬體設計以推動馬達和感測器如：陀螺儀和GPS，以及其他的擴充版如：Wifi、藍芽、無線射頻等。

軟體[编辑]

Arduino Software IDE
Arduino IDE - v0011 Alpha.png
編寫於Arduino IDE上簡單的入門程式「Blink」的螢幕截圖
開發者 Arduino Software
穩定版本 1.6.7（2015年12月17日，​12個月前​（2015-12-17）[11]）
编程语言 Java, C and C++
操作系统 跨平台
类型 整合開發環境
许可协议 LGPL或GPL授權
網站 arduino.cc

在Arduino上執行的程式可以使用任何能夠被編譯成Arduino機器碼的程式語言編寫。而Atmel也提供了數個可以開發Atmel微處理機程式的整合開發環境，AVR Studio和更新的Atmel Studio。[12][13]

而Arduino計劃也提供了Arduino Software IDE，一套以Java編寫的跨平台應用軟體。Arduino Software IDE源自於Processing程式語言以及Wiring（英语：Wiring）計劃的整合開發環境。它是被設計於介紹程式編寫給藝術家和不熟悉程式設計的人們，且包含了一個擁有語法突顯、括號匹配、自動縮排和一鍵編譯並將執行檔燒寫入Arduino硬體中的編輯器。使用Arduino Software IDE編寫的程式被稱為「sketch」。[14]

Arduino Software IDE使用與C語言和C++相仿的程式語言，並且提供了包含常見的輸入/輸出函式的Wiring（英语：Wiring）軟體函式庫。一個典型的Arduino C/C++ sketch程式會包含兩個函式，它們會在編譯後合成為main()函式：

  • setup()：在程式執行開始時會執行一次，用於初始化設定。
  • loop()：直到Arduino硬體關閉前會重複執行函式放的程式碼。

在使用GNU toolchain編譯和連結後，Arduino Software IDE提供了一個程式「avrdude」用來轉換可執行檔成為能夠燒寫入Arduino硬體的韌體。

Arduino语言[编辑]

int LED_PIN=13;

void setup () {                    // 初始化副程式，程式起始時僅執行一次
    pinMode (LED_PIN, OUTPUT);     // 以數位輸出方式啟用Pin13
}

void loop () {                     // loop副程式，重複不斷執行
    digitalWrite (LED_PIN, HIGH);  // 打開LED（發光二極管）
    delay (1000);                  // 等待一秒，delay內含數值1000，代表延遲1000毫秒，即一秒。
    digitalWrite (LED_PIN, LOW);   // 關閉LED
    delay (1000);                  // 等待一秒
}                                  // loop副程式結束

這是Arduino的Blink範例程式。

每一個Arduino程序都必須擁有兩個過程：void setup(){}和void loop(){}。在void setup(){}裡面的代碼在導通電源時會執行一次，然後void loop(){}裡面的代碼會不斷執行。

參考資料[编辑]

  • O'REILLY歐萊禮原文 - Getting Started with Arduino
  • O'REILLY歐萊禮原文繁體中文翻譯書 - 踏進互動科技世界使用Arduino

相關設備名稱[编辑]

自由软件主題 自由软件主题
电子学主題 电子学主题

參見[编辑]

注釋[编辑]

  1. ^ 1.0 1.1 這是替代廠商製作的MEGA 2560 R3的相容板。[7]

参考文献[编辑]

  1. ^ ChiuHao Chen. OPEN的力量：ARDUINO開放硬體計畫. [2016-03-06]. 
  2. ^ Arduino的雙胞戰爭：創始團隊的分裂始末. [2016-03-06]. 
  3. ^ M-SHORT. Installing an Arduino Bootloader. [2016-03-06]. 
  4. ^ Arduino Single-Sided Serial Board (version 3). [2016-03-06]. 
  5. ^ Redirect.... smartprj.com. 
  6. ^ Schmidt, M. ["Arduino: A Quick Start Guide"], Pragmatic Bookshelf, January 22, 2011, Pg. 201
  7. ^ Arduino - ArduinoBoardMega2560. arduino.cc. 
  8. ^ Arduino breadboard shield: $10 & 10 mins. todbot blog. 
  9. ^ Arduino Shields for Prototyping. tigoe.net. 
  10. ^ Jonathan Oxer. Arduino Shield list. [5 Nov 2013]. 
  11. ^ Arduino Software Release Notes. Arduino Project. [May 31, 2013]. 
  12. ^ Using Atmel Studio for Arduino development. Megunolink.com. [2013-01-18]. 
  13. ^ Using AVR Studio for Arduino development. Engblaze.com. [2013-01-18]. 
  14. ^ Programming Arduino Getting Started with Sketches. McGraw-Hill. Nov 8, 2011 [2013-03-28]. 

外部链接[编辑]

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