Урок 5. Установка Arduino IDE. Интерфейс. Написание первой программы
Разработка собственных приложений на базе плат, совместимых с архитектурой Arduino, осуществляется в официальной бесплатной среде программирования Arduino IDE. Среда предназначена для написания, компиляции и загрузки собственных программ в память микроконтроллера, установленного на плате Arduino-совместимого устройства. Основой среды разработки является язык Processing/Wiring — это фактически обычный C++, дополненный простыми и понятными функциями для управления вводом/выводом на контактах. Существуют версии среды для операционых систем Windows, Mac OS и Linux.
При написании этой книги использовались версии Arduino IDE версии 2.3.4. Скачать Arduino IDE можно на официальном сайте www.arduino.cc.
Отправляемся на страницу https://www.arduino.cc/en/software (рис. 5.1), выбираем версию Windows MSI Installer для операционной системы Windows и скачиваем файл. По окончании загрузки запускаем файл.
При написании этой книги использовались версии Arduino IDE версии 2.3.4. Скачать Arduino IDE можно на официальном сайте www.arduino.cc.
Отправляемся на страницу https://www.arduino.cc/en/software (рис. 5.1), выбираем версию Windows MSI Installer для операционной системы Windows и скачиваем файл. По окончании загрузки запускаем файл.
Рис. 4.1. Плата Arduino UNO R4 WiFi
Плата Arduino UNO R4 оснащена центральным процессором Renesas RA4M1,представляющим собой 32-битный процессор ARM Cortex-M4, работающий на частоте 48 МГц. UNO R3 имела процессор ATmega328P с тактовой частотой всего 16 МГц, что дает трехкратное увеличение тактовой частоты по сравнению с UNO R3. Кроме того, UNO R4 имеет 32 Кбайта SRAM памяти по сравнению с 2 Кбайта на UNO R3. Объем флеш-памяти R4 составляет 256 Кбайт по сравнению с 32 Кбайта у UNO R3. В результате с помощью UNO R4 можно разрабатывать более сложные проекты, требующие большего объема памяти. Arduino UNO R4 предоставляет интерфейс CAN-шины, позволяющий подключать и программировать CAN-устройства. Количество интерфейсов шины SPI и I2C увеличено с 1 до 2.
На UNO R4 разрешение аналого-цифрового преобразователя (АЦП) увеличено с 10 до 14 бит. Кроме того, UNO R4 включает в себя настоящий 12-битный ЦАП. Для упрощения использования ЦАП была добавлена библиотека AnalogWave. Генерировать синусоидальный, пилообразный или прямоугольный сигнал можно простым вызовом библиотечной функции.
Плата UNO R4 WiFi оснащена модулем WiFi Espressif S31, что делает плату идеальной для сетей Интернета вещей (IoT) и приложений Bluetooth BLE, а также для приложений, требующих подключения к интернету. Дополнительно на плате установлена светодиодная матрица 128×8.
Плата Arduino UNO R4 оснащена центральным процессором Renesas RA4M1,представляющим собой 32-битный процессор ARM Cortex-M4, работающий на частоте 48 МГц. UNO R3 имела процессор ATmega328P с тактовой частотой всего 16 МГц, что дает трехкратное увеличение тактовой частоты по сравнению с UNO R3. Кроме того, UNO R4 имеет 32 Кбайта SRAM памяти по сравнению с 2 Кбайта на UNO R3. Объем флеш-памяти R4 составляет 256 Кбайт по сравнению с 32 Кбайта у UNO R3. В результате с помощью UNO R4 можно разрабатывать более сложные проекты, требующие большего объема памяти. Arduino UNO R4 предоставляет интерфейс CAN-шины, позволяющий подключать и программировать CAN-устройства. Количество интерфейсов шины SPI и I2C увеличено с 1 до 2.
На UNO R4 разрешение аналого-цифрового преобразователя (АЦП) увеличено с 10 до 14 бит. Кроме того, UNO R4 включает в себя настоящий 12-битный ЦАП. Для упрощения использования ЦАП была добавлена библиотека AnalogWave. Генерировать синусоидальный, пилообразный или прямоугольный сигнал можно простым вызовом библиотечной функции.
Плата UNO R4 WiFi оснащена модулем WiFi Espressif S31, что делает плату идеальной для сетей Интернета вещей (IoT) и приложений Bluetooth BLE, а также для приложений, требующих подключения к интернету. Дополнительно на плате установлена светодиодная матрица 128×8.
Arduino UNO R4 – это гигантский шаг вперед для Arduino, поскольку это действительно замечательная плата, которая поднимет ваш опыт работы с микроконтроллерами на новый уровень.
Рис. 4.2. Схема назначения контактов Arduino UNO R4 WiFi
В наборе также присутствует плата Easy Module shield v1.0. Это многофункциональная плата расширения, выполненная в виде шилда для установки на Arduino UNO R3, полностью подходит для UNO R4.
В наборе также присутствует плата Easy Module shield v1.0. Это многофункциональная плата расширения, выполненная в виде шилда для установки на Arduino UNO R3, полностью подходит для UNO R4.
Рис. 4.3. Плата Easy Module shield v1.0.
На плате установлены следующие датчики и устройства:
- цифровой датчик температуры и влажности DHT11 (подключен к D4);
- аналоговый датчик температуры LM35 (A2);
- аналоговый датчик освещенности (A1);
- приемник ИК сигналов с пульта (D6);
- динамик для генерации простейших звуковых сигналов (D5);
- две кнопки (D2, D3);
- потенциометр (A0);
- cветодиод синий D13;
- cветодиод красный D12;
- RGB светодиод (D9, D10, D11).
Кроме того выведены разъемы для подключения еще одного аналогового датчика (контакт A3) и нескольких цифровых (контакты D7, D8). Также есть возможность подключать устройства с интерфейсом UART и интерфейсом I2C.
При сборке схем мы будем использовать также макетную плату (breadboard), которая позволяет осуществлять быстрый монтаж различных соединений и компонентов без необходимости использовать паяльник,
На рисунке 14 показан общий вид платы. Разным цветом обозначены шины-проводники. Синий цвет – это "-" схемы, красный – "+" , зелёный – это проводники, которые вы можете использовать по своему усмотрению для соединений частей электрической схемы, собираемой на макетной плате. Обратите внимание, что центральные отверстия соединены параллельными рядами поперёк макетной платы, а не вдоль, в отличие от шин питания, которые размещены по краям макетных плат. На нашей макетной плате имеется несколько пар шин питания, что позволяет при необходимости подавать на плату разные напряжения, например, 5 В и 3,3 В. Группы поперечных проводников разделены широкой бороздкой. Благодаря этому углублению на макетную плату можно ставить микросхемы в DIP-корпусах. Цифры и буквы на макетной плате нужны для того, чтобы вы легче могли ориентироваться на плате.
На плате установлены следующие датчики и устройства:
- цифровой датчик температуры и влажности DHT11 (подключен к D4);
- аналоговый датчик температуры LM35 (A2);
- аналоговый датчик освещенности (A1);
- приемник ИК сигналов с пульта (D6);
- динамик для генерации простейших звуковых сигналов (D5);
- две кнопки (D2, D3);
- потенциометр (A0);
- cветодиод синий D13;
- cветодиод красный D12;
- RGB светодиод (D9, D10, D11).
Кроме того выведены разъемы для подключения еще одного аналогового датчика (контакт A3) и нескольких цифровых (контакты D7, D8). Также есть возможность подключать устройства с интерфейсом UART и интерфейсом I2C.
При сборке схем мы будем использовать также макетную плату (breadboard), которая позволяет осуществлять быстрый монтаж различных соединений и компонентов без необходимости использовать паяльник,
На рисунке 14 показан общий вид платы. Разным цветом обозначены шины-проводники. Синий цвет – это "-" схемы, красный – "+" , зелёный – это проводники, которые вы можете использовать по своему усмотрению для соединений частей электрической схемы, собираемой на макетной плате. Обратите внимание, что центральные отверстия соединены параллельными рядами поперёк макетной платы, а не вдоль, в отличие от шин питания, которые размещены по краям макетных плат. На нашей макетной плате имеется несколько пар шин питания, что позволяет при необходимости подавать на плату разные напряжения, например, 5 В и 3,3 В. Группы поперечных проводников разделены широкой бороздкой. Благодаря этому углублению на макетную плату можно ставить микросхемы в DIP-корпусах. Цифры и буквы на макетной плате нужны для того, чтобы вы легче могли ориентироваться на плате.
Рис. 4.4. Расположение шин контактов на макетной плате
Для сборки схем с помощью макетной платы, будем использовать проводники MM (штырь-штырь), MF(штырь-гнездо) (рис. 4.5) и перемычки (рис. 4.6).
Для сборки схем с помощью макетной платы, будем использовать проводники MM (штырь-штырь), MF(штырь-гнездо) (рис. 4.5) и перемычки (рис. 4.6).
Рис. 4.5. Проводники MF.
Рис. 4.6. Набор перемычек