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大学生如何学习Arduino?

2016-10-16数码

讲讲大学生怎么入门吧。要学习Arduino,可以从两方面进行:硬件和软件。

从硬件上来讲,Arduino Uno是最常用的Arduino编程板之一。以Arduino Uno来举例子,它包含的硬件元素包括:UBS连接口 – 用于给Arduino供电并上传程序;重置按钮 – 将重新启动加载到Arduino板上的所有代码;3.3V引脚 – 用于给项目提供3.3伏电压的电源;5V引脚 – 用于给项目提供5伏电压的电源;接地引脚 – 相当于电源负极,连接项目负极到地;数字输入 – 引脚0-13可用于数字信号的输入和输出;模拟输入 – 引脚A0-A5可用于模拟信号的输入和输出,等等。

https://store.arduino.cc/usa/arduino-uno-rev3

硬件部分之外,对大学生初学而言,动手写代码的部分可能更难一点。当我们打开Arduino这款软件,新建一个文件程序的时候,Arduino自动帮助你写了两个程序结构,它们分别是void setup(){}和void loop(){}, 而程序中也会加入灰色部分的注释。所谓注释,就是在代码中加入一些标注,以便程序开发人员更容易理解代码,这些注释本身并不参与程序的运行。void setup()这个函数中放入的是一些初始设置的代码,如设置传感器是输入还是输出类型。这里面的代码在程序运行的过程中只运行一次。与之相对void loop()这个函数中放入的是主要代码,这些代码在程序运行的过程中会持续不断的被运行起来。

在学习Arduino编程的时候,有四个概念是至关重要的,它们分别是:变量、判断、函数和循环。

变量,指的就是能变化的量,在编程中,变量是最为常见的概念之一,举例来说,我们来看Examples>Basics>Fade这个程序。这个程序是用来控制小灯泡一点点亮暗的一个程序。我们看程序中int led = 9这个语句,这其中,led就是一个变量,而前面int是声明这个变量的类型,这里是整数类型。而后面的语句称为赋值过程,led = 9 就是暂时让led这个变量,等于9这个整数。我们看后面的语句pinMode(led, OUTPUT)在这个语句中,led这个变量就被应用了起来,在这句话中,是说要让led这个引脚是输出的状态。而我们可以看后面两个变量int brightness = 0指的是让brightness这个变量一开始的时候是0。而int fadeAmount = 5这个是让fadeAmount这个变量开始的时候等于5。值得注意的是,变量可以被赋值,也可以被更改赋值。如后面一个语句brightness = brightness + faceAmount就给brightness以重新赋值。

第二个概念「判断」的概念在上面的程序也有体现。判断通常是用if else语句来实现的,比如在上面这个范例程序中,if(brightness <=0 || brightness >=255)这个就是一个条件,指的是当brightness这个变量小于等于0或者大于255的时候,那么在满足这个条件时,程序要执行什么呢?要执行的语句就放在if()后面的大括号中,在上面那个程序中,就是fadeAmount = -fadeAmount也就是说,fadeAmount这个变量等于它的相反数,也就是在满足这个条件时,把fadeAmount这个变量进行了取反。

第三个感念「函数」的概念就更加普遍了,在上面的例子当中,我们看到的很多语句都可以称之为函数。比如analogWrite(led, brightness)这就是一个函数,大家注意函数的命名都是运用驼峰命名法来命名的,也就是如果有多个英语单词组成的函数的话,第一个单词的字母是小写的,后面单词的首字母都是大写的。而函数这个概念就是执行一个功能的集合,它可以是计算机内置的,也可以是自己写就的函数,比如void loop(){}这其实也是一个函数。

第四个概念是「循环」的概念,在arduino编程语言中,主要有for循环和while循环两种语句,循环的概念就是程序会不断重复的执行某一句或某一些语句。在控制微型舵机这个程序中,运用了for循环来驱动舵机由0度转动到180度,再由180度转回到0度。for循环括号中有三个条件,分别是初始条件,判断条件,和追加条件。当for循环运行时,程序首先有一个初始条件,然后进行判断,看满不满足判断条件,如果满足程序就执行大括号内的内容。当内容被执行完之后,条件就变成追加条件了。以下面这个例子来说,首先pos这个变量等于0,然后程序会判断pos小不小于等于180,如果成立就执行大括号里的例子,之后pos+=1说的是程序就被追加了1这个值。

总结来讲,大学生学习arduino要分成两个部分,硬件部分和软件部分。硬件部分,需要了解各个接口的意义以及功能;软件部分要了解四个基础的概念:变量、判断、函数和循环。学习了这些之后,Arduino就可以算是入门了。

最后,为大家推荐两本书,【爱上Arduino】和【爱上Processing】,它们是专门为设计师编写的硬件、软件类书籍,内容简单易懂,十分适合零基础的初学者,相信通过不断的学习和实验。

望有帮助。

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