第一章 – 新手入门 – 第二课 Arduino 简介

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前言


Hello 大家好,你们心爱的马老师又满血回来了,今天我们开始Arduino系列大讲堂第一章、第二讲,也就是咱们的第二课:

Arduino 简介

,不知道大家还有没有印象,我们上一节课讲的啥,有没有哪位同学想不起来的,友情提示,都脑补一下哈:闪烁的LED,舞动的乒乓球,矫健的机器猫,有没有想起点啥,如果想不起来晚上回去接着挑灯舞剑哈,传送门看这里,

嗖嗖嗖



友情提示:文笔受限、措辞不当、术语不专又或是下笔太重,请@我并指出,及时订正,求知我们是认真的。


好了,同学们!带上你们心爱的小板凳,手机静音装口袋,咱们继续,继续口吐芬芳…



一、Arduino 溯源

大家还记得《谍影重重》这部影片,失忆特工伯恩,一度追问,Who am I,Where did i come from? 我是谁,从哪里来?既然说到这个话题,那咱们还是很有必要刨一刨Arduino家的祖坟,一探究竟


Arduino 起源于意大利高校一位副教授之手,名字叫:Massimo Banzi(马西莫·班齐),Arduino 最早是一个酒吧的名字,这个地方咱们还是得讲讲故事,两段的那种…

第一段呢是酒吧的历史文化,第二段呢就是Arduino的祖师爷,这Arduino前后两段姻缘都和酒是息息相关丫,可谓是一身酒气。


第一段:酒吧的历史文化:


故事发生在很久很久,很久很久以前,大约在13-15世纪位于意大利北部有一座河(多拉·巴尔提亚河),河上有一座风景如画的古镇,伊夫雷亚(Ivrea)镇,此镇以伊夫雷亚家族命名,最早的时候,伊夫雷亚家族的帝国地位是非常的庞大,诞生了诸多家族领袖,其中最有名的一个是荷兰王室的法理祖先奥兰治亲王家族,一个是统一了西班牙完成了收复失地运动、开创了大航海时代的特拉斯塔马拉家族,附一张领地图:

13-15世纪伊夫雷亚-勃艮第在法兰西的领地


1002年,阿都因国王(King Arduin)成为该国的统治者,两年后被德国国王亨利二世(Henry II)废位。今天,在小镇铺满鹅卵石的街道上,有一家酒吧(Bar di Re Arduino),为了纪念当年的王而命名,旨在让人们怀念他们美好的回忆。

酒吧的起源历史大概就是这样,感兴趣的读者可以倒放历史回退至13-15世纪,感受一下他国历史文化。


第二段:Arduino 的祖师爷,神来之笔

接下来让我们掀开神来之笔的这个神的面纱了, 为了简单明了的理解故事人物情节,人名均以简写替代,方便大家阅读理解(毕竟这么一长串英文混在故事情节里面,影响大伙理解能力,容易分心,嘻嘻嘻😭)…

B:Massimo Banzi (马西莫·班齐)

C:David Cuartielles (大卫·奎提耶斯)

M:David Mellis(大卫·梅利斯)


B之前是意大利伊夫雷亚一家高科技设计学校的老师。他的学生们经常抱怨找不到便宜好用的微控制器。


2005年冬天, B就跟C讨论了这个问题。 C是一个西班牙籍晶片工程师(后来也成了Arduino 项目的合伙人),当时在这所学校做访问学者。两人决定设计自己的电路板,并引入了B的学生M为电路板设计编程语言。M也是牛逼呀,两天就把基本的程序写了出来,然后第三天呢,电路板也给整出来了,这丫就是牛B丫,来给丫一个特写📷…


B平时业余特别喜欢去名叫Arduino的酒吧,为了纪念这个地方,他将这块电路板命名为Arduino。

至此Arduino便诞生了,真是物以类聚、人以群分丫,三个人 三两下就搞出来一个软硬件平台,我们还是很佩服的,大家鼓掌吧… 👏👏👏



二、Arduino 介绍



基本介绍

终于到了Arduino出场了,我们来听听创始人:Massimo Banzi,对Arduino的评价,希望大家耐心、仔细、认真听听,作者寄宿在Arduino身上的期望以及对开源社区的贡献,视频体现的淋漓尽致,来感受一下作者的热情吧:


作者一直也在强调,设计出一款软硬件平台并开放出来,初衷就是帮助学生、老师、创客、设计师及对硬件偏爱的这类人更加容易上手使用,简单、便携、开放、共享、都是作者开源的代名词,视频期间也罗列出来了很多有趣开源社区的项目,分别介绍开源的优势、好处,也正如作者所述,早期Arduino开发板的电路图原稿也是直接放到官网上,赤裸裸的让无数爱好、学者免费、无偿下载研究试用,直到今天依然秉持初心,这在当前软件行业是不多见的,少了很多的套路(此处省略百万长文😤),所以笔者还是建议,如果经济条件允许,可通过官网渠道予以一定的资助,附一个地址

去资助

,经济条件受限就不推荐了,还是好好学习、天天向上,认真学习,相信知识是可以改变命运哈…

来晒一下三位早期创作者的照片吧,也都观摩、瞻仰瞻仰一下大佬点赞,关注,送三连哦 ❤️❤️❤️,

下次人太少了 我就停更了.

…😂😂😂



Arduino 平台

接下来我们认识一下Arduino 平台吧


为了让大家更加深刻的理解,我做了一张对比图,有图有真相,看图说话,这张图最终还是让原本发际线不靠前的我雪上加霜,烧死了多少脑细胞,希望能够通过这张图让大家看的明白、看的清楚,也加深一下印象。

武功秘籍 vs Arduino



这张图大家先看一下,观摩15秒…🕛


这个地方我们就用修炼武功秘籍的方式来向大家对比讲解一下,我们通过实体物件、主体对象以及行为规范三个维度来进行剖析。假如你有幸收到了金老前辈所赐的独孤九剑秘籍,那么你会怎么办,大喜之余是不是又不知从何下手?这个想必大家都会这么去做,首先去店铺花点银子买把好剑回来,找块人烟稀少的地方,静下心来,与世隔离,开始修炼剑谱之道,而后日复一日、年复一年,有朝一日必定修炼成精、称霸武林,古代的王就是这么来的,难不成现在天天刷DY、打WZ,能群雄涿鹿么,还是得脚踏实地,One Step, One by One(一步一步来)…

那Arduino 平台就可以结合上面的描述,一一对照起来,首先在网上买块开发板(Arduino)回来,找台电脑安装Arduino IDE,准备开始撸程序,程序的语法就得依照编程规范来进行撰写,不能随便写,祖师爷的规矩那可是有几十年了,不能乱来,得有章法,懂规矩,俗话说无规矩不成方圆,懂了规矩,后面就知道该怎么办事了,想让它开灯就给一个高电位信号,如何实现都给你封装的仔仔细细、文档里面写的明明白白,直接调用API接口即可,把信号传递给开发板,继而实现二者之间的关联性,再然后也是日复一日、年复一年,Your 就是Arduino 大神了,开发自己有趣、好玩的东西,地上跑的、水里游的以及天上飞的,都不在话下,足足可以称霸海陆空…


是不是就这么简单,是不是就这么Easy,这么描述 大家都可以明白,理解吧。

学会的同学call 波 1,屏幕输出:111111111111111111111111111111111111111111…😀😀😀

这个地方我们扩展一下,再多讲一些,今天讲的有点多了,大家再多吸收、吸收一些…



Arduino 开发板

Arduino UNO 开发板


Arduino 开发板,也就是我们日常生活中看见过的电路板,类似的这种板子有很多,长相、形态也都不一样,当然了一般情况为了给消费者提供更好的用户体验,硬件产品往往都会进行外包装设计,以便于运行期间可以更安全、更可靠的使用下去,感兴趣的话可以去拧螺丝,看看身边的手机、电风扇、电视、笔记本、电磁炉等等,里面都会内嵌一个电路板,当然了这种电路板肯定不是Arduino板子了哈,板子的设计取决于板子的定位、功能、用途,一般板子上会密密麻麻穿插着各种电子元器件,如:电阻、电容器、电子管、散热器、机电元件、连接器、半导体分立器件、电声器件、激光器件、光电器件、传感器、电源、开关、微特电机、电子变压器、继电器、印制电路板、集成电路、各类电路、压电、晶体、石英、陶瓷磁性材料、印刷电路用基材基板、电子功能工艺专用材料、电子胶(带)制品、电子化学材料及部品等等(看到这么多,不要害怕,后面都会一步一步带你们讲解各个电子元器件使用、用途及作用的)



Arduino IDE

Arduino IDE 1.8.13


Arduino 编写程序的地方,这里你可以根据Arduino提供的各类API,通过代码编程,实现控制硬件神奇的操作,这款IDE非常的专业且集成度非常的高,同时支持Windows、Mac OS X、Linux不同平台,IDE不仅用于arduino程序的编写和开发,而且还拥有开放源代码的电路图设计、支持ISP在线烧,同时也支持Flash、Max/Msp、VVVV、PD、C、Processing等多种程序兼容的特点。



Arduino 编程

Arduino 编程部分代码


Arduino使用C/C++编写程序虽然C++兼容C语言,但这是两种语言,C语言是一种面向过程的编程语言,C++是一种面向对象的编程语言。早期的Arduino核心库使用C语言编写,后来引进了面向对象的思想,目前最新的Arduino核心库采用C与C++混合编写而成。

所以熟悉C/C++的同学上手有一定的优势,但是大家也都别慌,有马老师在哈


通常我们说的Arduino语言,是指Arduino核心库文件提供的各种应用程序编程接口API(Application Programming Interface)的集合。这些API是对更底层的单片机支持库进行二次封装所形成的。例如,使用AVR单片机的Arduino的核心库是对AVR-Libc(基于GCC的AVR支持库)的二次封装。


传统开发方式中,需要通过配置多个寄存器来实现相应功能,而在Arduino中,繁杂的寄存器被封装成简单的API,能进行直观控制,增强程序的可读性的同时也提高了开发效率。

这个地方也就是作者大力推荐的,尽可能高度的向上层抽象,将底层操作封装成为简单、编写的API来调用,这个也是大家的福音… 至于此处的单片机后续再讲解,都别慌 一步一步来…



三、Arduino 优势


目前市场上还有许多其他的单片机和单片机平台,例如STM32、Parallax Basic Stamp、Netmedia的BX-24、Phidgets、麻省理工学院的Handyboard都能提供类似的功能。


但他们对于普通开发者来说门槛相对较高,需要有一定编程和硬件相关基础,内部寄存器较为繁杂,主流开发环境Keil配置相对麻烦,特别是对于STM32的开发,即使使用官方库也少不了环境配置,还有就是开发环境是收费的。


Arduino不但简化了使用单片机工作的流程,同时还为教师、学生以及兴趣爱好者提供了一些其他系统不具备的优势:


1. 便宜


相比于其他单片机平台而言,Arduino生态的各种开发板性价比相对较高。


2. 跨平台


Arduino软件(IDE)能在Windows、Mac OS X和Linux操作系统中运行,而大多数其他单片机系统仅限于在Windows操作系统中运行。


3. 开发环境简单


Arduino的编程环境易于初学者使用,同时对高级用户来讲也足够灵活,其安装和操作都非常简单。


4. 开源可扩展


Arduino软件硬件都是开源的,开发者可以对软件库进行扩展开发,所使用的编程语言也可以通过C++库进行扩展,也可以下载到千千万万的软件库来实现自己的功能。Arduino允许开发者对硬件电路进行修改和扩展来满足不同的需求。


Arduino以Atmel公司的ATMEGA 8位系列单片机及其SAM3X8E和SAMD21 32位单片机为硬件基础。开发板和模块计划在遵循“知识共享许可协议”的前提下发布,所以经验丰富的电路设计人员可以做出属于自己的模块,并进行相应的扩展和改进。即使是经验相对缺乏的用户也可以做出试验版的基本Uno开发板,便于了解其运行的原理并节约成本


今天的基本信息量有些大,我们还是再总结一下吧,毕竟吾日三省吾身哈,多思考 没错!💪💪💪



四、总结


本节课我们从Arduino的发源地开始刨根问底的翻看了发展历程,从最早发源地到诞生,横跨了几个世纪,于此同时我们也分别认识了Arduino早期的创始团队以及作者对Arduino在开源领域的大力推崇,自古一花独放不是春,百花齐放春满园,通过作者介绍,更进一步的理解其对软件开源文化的理解与无私奉献,祖师爷万年、Arduino万年…


最后呢也从几个维度分别列举了Arduino的几大优势,希望通过这些优势可以更快的壮大发展下去,源远流长,赋能智能硬件行业,高速发展.



下课


班长:起立

同学:老师再见

老师:同学们再见,下节课见!


至此、本节课讲述完毕。



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