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Arduino

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Arduino
Arduino Logo.svg
Arduino Uno - R3.jpg
研發商arduino.cc
製造商許多
类型Single-board microcontroller
作業系統None
中央处理器Atmel AVR (8-bit),
ARM Cortex-M0+英语ARM Cortex-M0+ (32-bit),
ARM Cortex-M3 (32-bit),
Intel Quark英语Intel Quark (x86) (32-bit)
内存(RAM)SRAM
硬盘儲存空間Flash, EEPROM
網站www.arduino.cc 編輯維基數據鏈接

Arduino 是一个开源嵌入式硬件平台,用来供使用者制作可交互式的嵌入式项目。此外 Arduino 作为一个开源硬件开源软件的公司,同时兼有项目和用户社区。該公司负责设计和制造Arduino电路板及相关附件。这些产品按照GNU宽通用公共许可证(LGPL)或GNU通用公共许可证(GPL)[1]许可的开源硬件和软件分发的,Arduino 允许任何人制造 Arduino 板和软件分发。 Arduino 板可以以预装的形式商业销售,也可以作为DIY套件购买。

Arduino 项目始于2005年[2],作为意大利伊夫雷亚地区伊夫雷亚交互设计研究所的学生项目,目的是为新手和专业人员提供一种低成本且简单的方法,以创建使用传感器与环境相互作用的设备执行器。适用于初学者爱好者的此类设备的常见示例包括传感器、简单机器人恒温器运动检测器

Arduino 这个名字来自意大利伊夫雷亚的一家酒吧,该项目的一些创始人過去常常会去这家酒吧。 酒吧以伊夫雷亚的 Arduin(Arduin of Ivrea)命名,他是伊夫雷亚邊疆伯爵,也是1002年至1014年期间的意大利国王[3]

關於[编辑]

Arduino 系列电路板的设计大多使用 Atmel AVR 單片機。这些电路板配有一组数字和模拟I/O引脚,可以连接各种扩展板或面包板(Shields 擴充版)和其他电路。这些电路板具有串行通信接口,包括某些型号上的通用串行总线(USB),也用于从个人电脑加载程序。

软件编程方面,通常使用C/C++编程语言,官方提供了一个Arduino IDE用开发。除了使用传统的编译工具链之外,Arduino 项目还提供了一个基于 Processing 语言项目的集成开发环境。另外,一些少儿编程教育软件提供了对 Arduino 的可视化编程。

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[4]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,並管理周邊的开源專題與社群。在之前,原本雙方是合作的關係;2014年馬提諾與另外四位共同創辦人,對於 Arduino 品牌的發展方向意見不合,導致馬提諾另外請費德里科·穆斯托擔任 Smart Projects 的新執行長,並把公司名稱改為 Arduino Srl[5]

特色[编辑]

  • 基於創用CC开源的電路圖設計。
  • 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[6]
  • 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[7]
  • 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]

原始的 Arduino 硬體是從一間意大利公司 Smart Projects 製造[8]有些 Arduino 硬體則是被官方授權由美國公司 SparkFun Electronics英语SparkFun ElectronicsAdafruit Industries英语Adafruit Industries 設計。[9]

Shields[编辑]

「Shields」擴充版能夠插入 Arduino 和 Arduino 相容硬體,用途是增加 Arduino 硬體本身沒有的功能,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[11][12][13]

軟體[编辑]

Arduino Software IDE
編寫於Arduino IDE的簡單入門程式「閃燈(Blink)」的螢幕截圖
編寫於Arduino IDE的簡單入門程式「閃燈(Blink)」的螢幕截圖
開發者Arduino Software
穩定版本
1.8.8
(2018年12月7日,​3年前​(2018-12-07[14]
编程语言JavaCC++
操作系统Windows, macOS, Linux
类型整合開發環境
许可协议LGPLGPL授權
网站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,Arduino 官方推荐使用整合了 arduino 库的 C++ 进行编程。

多数 Arduino 电路板上 MCU 的制造商 Atmel 公司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[15]和更新的 Atmel Studio[16][17]

目前微軟在其 Visual Studio 也有提供 Arduino 的 SDK,在編譯執行上更方便。


IDE[编辑]

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。

Arduino Software IDE 使用與C語言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。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

Sketch[编辑]

使用Arduino Software IDE編寫的程式被稱為「sketch」[18]。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。

相關設備名稱[编辑]

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[10]

参考資料[编辑]

  1. ^ Arduino - Introduction. arduino.cc. [2018-05-28]. (原始内容存档于2017-08-29). 
  2. ^ Severance; Charles. Massimo Banzi: Building Arduino. Computer. 2014, 47 (1): 11–12 [2022-04-12]. (原始内容存档于2022-04-24). 
  3. ^ Justin Lahart. Taking an Open-Source Approach to Hardware. The Wall Street Journal. 27 November 2009 [2014-09-07]. (原始内容存档于2014-12-20). 
  4. ^ ChiuHao Chen. OPEN的力量:ARDUINO開放硬體計畫. [2016-03-06]. (原始内容存档于2016-03-10). 
  5. ^ Arduino的雙胞戰爭:創始團隊的分裂始末. [2016-03-06]. (原始内容存档于2016-03-04). 
  6. ^ M-SHORT. Installing an Arduino Bootloader. [2016-03-06]. (原始内容存档于2016-03-08). 
  7. ^ Arduino Single-Sided Serial Board (version 3). [2016-03-06]. (原始内容存档于2016-03-10). 
  8. ^ Redirect.... smartprj.com. [2016-03-05]. (原始内容存档于2016-03-05). 
  9. ^ Schmidt, M. Arduino: A Quick Start Guide. Pragmatic Bookshelf. January 22, 2011: 201 (英语). 
  10. ^ Arduino - ArduinoBoardMega2560. arduino.cc. [2016-03-05]. (原始内容存档于2016-03-07). 
  11. ^ Arduino breadboard shield: $10 & 10 mins. todbot blog. [2016-03-05]. (原始内容存档于2017-09-16). 
  12. ^ Arduino Shields for Prototyping. tigoe.net. [2016-03-05]. (原始内容存档于2017-07-02). 
  13. ^ Jonathan Oxer. Arduino Shield list. [5 Nov 2013]. (原始内容存档于2016-03-04). 
  14. ^ Arduino Software Release Notes. Arduino Project. [December 7, 2018]. (原始内容存档于2020-02-02). 
  15. ^ Using AVR Studio for Arduino development. Engblaze.com. [2013-01-18]. (原始内容存档于2012-08-28). 
  16. ^ Arduino Software Release Notes. Arduino Project. [May 31, 2013]. (原始内容存档于2020-02-02). 
  17. ^ Using Atmel Studio for Arduino development. Megunolink.com. [2013-01-18]. (原始内容存档于2013-01-28). 
  18. ^ Programming Arduino Getting Started with Sketches. McGraw-Hill. Nov 8, 2011 [2013-03-28]. (原始内容存档于2019-09-19). 

补充資料[编辑]

  • Exploring Arduino: Tools and Techniques for Engineering Wizardry; 2nd Ed; Jeremy Blum; Wiley; 512 pages; 2019; ISBN 978-1119405375.
  • Arduino For Dummies; 2nd Ed; John Nussey; John Wiley & Sons; 400 pages; 2018; ISBN 978-1119489542.
  • Programming Arduino Next Steps: Going Further with Sketches; 2nd Ed; Simon Monk; McGraw-Hill Education; 320 pages; 2018; ISBN 978-1260143249.
  • Programming Arduino: Getting Started With Sketches; 2nd Ed; Simon Monk; McGraw-Hill Education; 192 pages; 2016; ISBN 978-1259641633.
  • Beginning C for Arduino: Learn C Programming for the Arduino; 2nd Ed; Jack Purdum; Apress; 388 pages; 2015; ISBN 978-1484209417.
  • Arduino: A Quick Start Guide; 2nd Ed; Maik Schmidt; Pragmatic Bookshelf; Pragmatic Bookshelf; 323 pages; 2015; ISBN 978-1941222249.
  • Make: Getting Started with Arduino; 3rd Ed; Massimo Banzi, Michael Shiloh; Make Community; 262 pages; 2014; ISBN 978-1449363338.
  • Make: Sensors; 1st Ed; Tero Karvinen, Kimmo Karvinen, Ville Valtokari; Make Community; 400 pages; 2014; ISBN 978-1449368104.
  • Arduino Workshop: A Hands-On Introduction with 65 Projects; 1st Ed; John Boxall; No Starch Press; 392 pages; 2013; ISBN 978-1593274481.

外部链接[编辑]