【Arduino Lesson 0】認識一下Arduino

　　Arduino，不負責任發音為「阿督NO」，外國人則發音「阿墜NO」，根據發音可以得知有三個音節，不過這裡不教英文，學發音請自己參閱KK音標。



　　Arduino是一個Open Source的單晶片微控制器，使用語言是基於C語言而編成的語言；我認為Arduino跟8051有87%相似〈個人膚淺的覺得Arduino只是高級版的8051，若未來有什麼新的體悟，我會回來把這句話修改一下XD〉，只是Arduino不管是硬體上還是軟體上，比8051更容易上手，而跟8051不同的是，Arduino無法透過Assembly Code(組合語言)去編撰程式，而8051可以。
〈P.S. Assembly真他媽難寫，寫Assembly之前請先要有「計算機結構」的基礎，不然Bug會永遠修不完〉

　　Arduino有好幾種擴充板，常用且入門的是下面這塊「Arduino UNO R3」。

一塊Arduino UNO R3

其規格如下：

微控制器	ATmega328P-PU
工作電壓	5V
輸入電壓(建議)	7 - 12V
輸入電壓(限制)	6 - 20V
數位 I/O Pins	14支(其中有6支Pins可提供PWM輸出)
類比 Input Pins	6支
I/O Pin 的直流電流	20mA
3.3V Pin 的直流電流	50mA
Flash 記憶體(快閃記憶體)	32KB(其中0.5KB給bootloader使用)
SRAM(靜態隨機存取記憶體)	2KB
EEPROM(電子抹除式可複寫唯獨記憶體)	1KB
Clock speed	16MHz
長度	6.86cm
寬度	5.34cm
重量	25g

硬體構造基本介紹：

1. 數位輸入/輸出：搭配digitalread()、digitalwrite()和analogWrite()指令來使用〈analogWrite()只有PMW Pin有作用〉。
2. 板子上的LED：內建LED，其連接Pin為Digital的接腳13。
3. 電源指示燈：顯示Arduino是否有通電。
4. 主控IC：使用Atmel的megaAVR家族的「ATMEGA328P-PU」，是Arduino的核心。
5. 類比輸入：相對於數位輸入只能提供0跟1，類比輸入提供10位元(最高數值1024)的解析度，在應用某些感測器和元件必須使用類比輸入。
6. GND和5V Pin：提供外接電路5V和接地。
7. 外接電源插座：當Arduino無法從USB port供電時，這裡可以提供7~12V的直流電壓。
8.  TX和RX：負責處理Arduino和電腦之間的通訊〈也可以用軟體模擬TX/RX，詳情請見藍芽章節〉。
9. USB port：提供Arduino電源、燒錄程式和通訊。
10. Reset：按一下可以把Arduino重新開機。

ATMEGA328P-PU參考腳位：

Arduino UNO R3就是基於這塊IC所產生的微控制器，其腳位對應都來自此IC

實際ATMEGA328P-PU

Arduino IDE：

Arduino的語言基礎是基於C，所以要寫Arduino必須具備C語言的能力〈但不用太強，只要有大學一年級的計算機概論之基礎即可〉目前Arduino IDE的版本已經來到了1.6版，而我之前一直沒有對IDE進行更新，個人認為新版的IDE比舊版還不容易使用，原因是舊版對於程式中的保留字之顏色比新版的豐富且顯眼〈如果不懂什麼是保留字，請回去重修計算機概論，不然就看看這裡〉、新版IDE在開啟的初始化時間也比舊版的久很多，這讓我感到十分詫異(！)。

Arduino IDE起始畫面

Arduino IDE介面

在IDE裡可以看到，程式結構分為「void setup()」和「void loop()」，其意義在圖片上的英文也說明的很清楚了，翻譯成白話解釋為：

1. void setup()：這一區可以驅動Arduino版上的腳位，各個元件的初始化專用code也放於此。
2. void loop()：這一區是主程式區，也就是C語言的「int main()」，不同的是這一主程式區的程式會自動反覆執行，說白話一點就是while(1)〈無窮迴圈〉，他不像C語言只會執行一次。

範例Code：

在這裡可以找到各種範例Code，我們以Blink做為範例使用

Arduino Basic Example：Blink

Blink程式

這裡把主要的原碼抄過來並解釋：

void setup() 

{

  pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT) ; // LED_BUILTIN為預設腳位13的內建LED，OUTPUT代表輸出腳位13進行使用

}

void loop() 

{

  digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH) ; //因為LED的開關只有0跟1，所以使用數位寫入和讀取；這裡表示讓腳位13呈現高電位( 1 )，也就是打開LED

  delay(1000) ;  //延遲1000ms，也等於1秒鐘                      

  digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW) ;  //腳位13呈現低電位( 0 )，關掉LED  

  delay(1000) ;  //延遲1000ms，也等於1秒鐘                            

}

程式碼打完後，把Arduino連接上電腦，按下左上角的上傳，就可以看到效果了。