【mBot试用体验】Arduino玩转mCore主板

单片机

本帖最后由渴死的鱼儿于 2016-2-4 23:00 编辑

   第一次用到图形化编程软件时候，除了感觉比直接敲代码省事外，还增添了不少的乐趣，看着形形色色的积木顿时编程心情也好了起来，而且不需要我们费太大脑力去思考。但是这样的话我们对主控的工作状态就不是那么的了解了：MCU是哪几个引脚工作的？它的工作方式是什么样的？工作的过程是怎么去控制的？我们使用mBlock编程的话这些是基本了解不到了，如果我们想把主控的资源尽量的利用到，发挥自己的DIY兴趣，想必只利用mBlock里面的积木恐怕是不合适的。想想我们以前玩单片机开发板的时候，都是一边翻着电路原理图，一边敲着程序，而mCore主板上的主控Atmega328P-PU也是一个单片机，只不过它是一款基于AVR微控制器的一款芯片，而目前较火热的开源电子原型平台Arduino有很多控制板都采用此芯片扩展，与此同时也出现了专用于Arduino的编译器——Arduino IDE。
   在这个编译器里面我们可以调用官方封装好的库，让我们编程方便的同时还能够明确的知道对单片机各个I/O的控制情况，编程风格依旧是C语言的形式，只不过在单片机引脚的工作模式和代码整体结构上稍微有区别，后期的程序都将通过这个编译器来完成！

一、主控资源介绍：

接下面先来对比一下mCore主板和Arduino UNO主板有什么异同：

   第一张图就是我们的mBot上面的主板mCore，第二张图就是Arduino的开发板型号之一Arduino UNO。最重要的一点是：这两款板子上的主控是一样的，都是ATmega328P，可以说mCore就是在Arduino UNO的最小系统上拓展了外围控制模块！这么说来就要好好了解一下Arduino UNO的资源了：

      Arduino UNO 同时具有14路数字输入/输出口（其中6路可作为PWM输出），6路模拟输入，一个16MHz晶体振荡器，一个USB口，一个电源插座，一个ICSP header和一个复位按钮。
      ATmega328P包括了片上32KB Flash，其中0.5KB用于Bootloader。同时还有2KB SRAM和1KB EEPROM。

14路数字输入输出口： 工作电压为5V，每一路能输出和接入最大电流为40mA。每一路配置了20-50K                                  欧姆内部上拉电阻（默认不连接)。

有些引脚有特定的功能：串口信号RX（0号）、TX（1号）: 与内部 ATmega8U2 USB-to-                                                    TTL 芯片相连，提供TTL电压水平的串口接收信号。

外部中断（2号和3号）：触发中断引脚，可设成上升沿、下降沿或同时触发。

脉冲宽度调制PWM（3、5、6、9、10 、11）：提供6路8位PWM输出。

SPI（10(SS)，11(MOSI)，12(MISO)，13(SCK)）：SPI通信接口。

LED（13号）：Arduino专门用于测试LED的保留接口，输出为高时点亮LED，反之输出为低时LED熄                         灭。（这个在mcore的主板上也有的）

6路模拟输入A0到A5：每一路具有10位的分辨率（即输入有1024个不同值），默认输入信号范围为                                        0到5V，可以通过AREF调整输入上限。其中A4和A5是复用引脚：SDA-A4和                                     SCL-A5：支持通信接口（兼容I2C总线）。
AREF： 模拟输入信号的参考电压。
Reset： 信号为低时复位单片机芯片。

然后我们结合一下mcore主板的主控看一下，具体引脚分布如下图：

可以看得到芯片引脚的分布，以后就可以利用某些特殊的引脚拓展功能了。比如：

6路的AD：可以做模拟计算，做数字电压表；
6路的PWM：可以做PWM调光，感光灯；

   但是mcore主板并没有引出全部的引脚，不过重要的基本上都有出来的，如果我们想外接模块，就可以利用这几个引脚控制了。比如：
标号1,2的RJ25接口旁边：3个PWM(9,10,11)、MISO(12)
标号3,4的RJ25接口旁边：6个AD(A0,A1,A2,A3,SDA,SCL)  后两个是复用引脚。
电源插座旁边：RST,MOSI,MISO,SCK
蓝牙底座：RXD,TXD（把蓝牙模块拔掉可以插排针进去）
电机接口：M1,M2（可以直接用母头杜邦线接上）

二、Arduino编程实战

   上面简单介绍了一下硬件资源，接下来我们先通过Arduino编程来控制一下mcore上的单片机，换个方式给mBot编程序，顺便学习一下Arduino的编程风格和方法。

下面这个程序是用Arduino IDE编写的一个程序，程序内容如下图所示：
其功能是：单片机的测试LED（D13）和板载蜂鸣器（D8）会以2秒的周期不断进行“闪烁-响-熄灭-哑”。

程序内容不多，用到的关键词都是固定不变的，下面对程序进行详细讲解。

①先定义两个硬件的数字接口：

蜂鸣器的控制端是和ATmega328单片机的数字口D8相接，单片机的测试led是和数字口D13相接。所以在程序中就分别让它们等于8和13，这个是Arduino编程的规则（详细规则见附件链接）。

② void setup（）函数：

这个函数的主要功能是：初始化变量，管脚模式，调用库函数；

使用关键词 pinMode（）设置某些管脚的工作模式：INPUT(输入模式)；OUTPUT(输出模式)；

pinMode(pin,mode) 数字IO口输入输出模式定义凼数，pin表示为0～13， mode表示为INPUT或OUTPUT。

因为这里我们需要led 的发光蜂鸣器的工作，所以这里全部都设为输出模式。
pinMode(led,OUTPUT);
pinMode(buzzer,OUTPUT);

③ void loop（）函数：

首先让led点亮，蜂鸣器不工作，延时1秒钟；之后led熄灭，蜂鸣器工作，再延时1秒钟。
程序中的延时函数是Arduino库中封装好的，直接拿来调用。
使用关键词：digitalWrite(pin,value) 数字IO口输出电平定义凼数，pin表示为0～13，value表示为HIGH或LOW。

  digitalWrite(led,HIGH);
  digitalWrite(buzzer,LOW);
  delay(1000);

  digitalWrite(led,LOW);
  digitalWrite(buzzer,HIGH);
  delay(1000);

Arduino编程语言规则：https://bbs.elecfans.com/jishu_538088_1_1.html
本帖程序源码：

buzzer_led.rar (227 Bytes, 下载次数: 44 )