Arduino的硬件:什么是单片机?什么是Arduino?Arduino和单片机区别?Arduino有哪些种类?Arduino扩展板有哪些?

要了解Arduino就先要了解什么是单片机,

Arduino平台的基础其实就是AVR指令集的单片机。

01 什么是单片机?

一台能够工作的计算机包含以下几个部分:中央处理单元CPU(进行运算、控制)、随机存储器RAM(数据存储)、存储器ROM(程序存储)、输入/输出设备I/O(串行口、并行输出口等)。

在个人计算机(PC)上这些部分被分成若干块芯片,安装在一个被称之为主板的印刷线路板上。

而在单片机中,这些部分全部被做到一块集成电路芯片中了,所以就称为单片机,而且有一些单片机中除了上述部分外,还集成了其它部分如模拟量/数字量转换(A/D)和数字量/模拟量转换(D/A)等。

单片机有什么用?

现在有一个非常时髦的词汇叫作芯片的先进制程,这个先进制程的定义在不同场合根据不同技术要求、市场条件,甚至是政治诉求,是在变动的。现在看不见一条线来规范。但是,可以确定的是,对于绝大多数真实应用来说,对于控制需求的芯片来说,都不需要用先进制程来制造,比如在工控领域非常关键的控制部件PLC的生产制程仅仅是在70纳米,对比领先厂家在追求的2纳米和3纳米来说,就仿佛是上个世纪的巨兽。高性能往往体现在高集成度、低功耗、响应度和应用场景这些物理指标方面,对于移动设备就很需要能够控制住功耗。而对于车辆和军工来说,稳定可靠合规并且对于野外环境不敏感就很重要。因此,单片机的适用范围非常广,要求也是五花八门。不过,单片机的作用就是实现控制。大部分的应用要求也不是很高,特别是在普通民用方面。Arduino就是这样的一款单片机平台方案。

02 什么是Arduino?

什么是Arduino:

Arduino 是一款便捷灵活、方便上手的开源电子原型平台,包含硬件(各种型号的Arduino板)和软件(Arduino IDE)。它适用于艺术家、设计师、爱好者和任何”想捣腾”的朋友们。

Arduino特点

1、形状简单,能够实现与人互动,十岁的孩子也能用它做出一些自己想要的东西。

2、Arduino能通过各种各样的传感器来感知环境,通过控制灯光、马达和其他的装置来反馈、影响环境。

3、板子上的微控制器可以通过Arduino的编程语言来编写程序,编译成二进制文件,收录进微控制器。

4、基于Arduino的项目,可以只包含Arduino,还可以包含Arduino和其他一些在PC上运行的软件,他们之间进行通信 (比如 Flash, Processing, MaxMSP)来实现。

03 如何区分Arduino板?

Arduino的型号有很多,选择一块合适项目的Arduino是成功的一半,下面我们一起看下最常见的Arduino板以及如何区分它们。

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要区分这么多板子,挑选合适的Arduino,主要看以下三个方面:性能、特性、尺寸。

性能:即处理器内存、时钟频率以及位宽。硬件处理能力通常完全取决于这块板子的芯片,同时芯片也限制了能够运行的软件。

特性:包括所有板子上除微处理器之外的所有东西,例如输入/输出针脚,集成元器件(按钮、LED、电机驱动等)以及可用接口的种类和数量(USB、以太网等)。

尺寸:由于项目性质不同,其留给电子部分的体积和重量也大相径庭。例如要给狗狗做一个追踪器,如果使用Mega和电池盒加上扩展板,至少也得有1055cm大小,200g重.

04、Arduino种类

1.Arduino Uno

处理器:ATmega328 (8位 CPU, 16MHz 时钟频率, 2KB SRAM, 32KB 闪存)

特性:14 个数字 I/O 口, 6 个模拟输入口, 可更换处理器设计

尺寸:75 x 55mm

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2.Arduino Leonardo

处理器:ATmega32u4 (8位 CPU, 16MHz 时钟频率, 2.5KB SRAM, 32KB 闪存)

特性:20 个数字 I/O 口, 其中12 个可作为模拟口, 原生支持USB

尺寸:75 x 55mm

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3.Arduino Due

处理器:Atmel SAM3X8E ARM Cortex-M3 (32 位 CPU, 84MHz 时钟频率, 96KB SRAM, 512KB 闪存)

特性:54 个数字 I/O 口, 12 个模拟输入口, 2 个模拟输出口, 原生USB支持

尺寸:100 x 55mm

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4.Arduino Micro

处理器: ATmega32u4 (8位 CPU, 16MHz 时钟频率, 2.5KB SRAM, 32KB 闪存)

特性:20 个数字 I/O 口, 其中12 个可作为模拟口, 原生支持USB

尺寸:50 x 18 mm

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5.LilyPad Arduino

处理器:ATmega328 (8位 CPU, 16MHz 时钟频率, 2KB SRAM, 32KB 闪存)

特性:14 个数字 I/O口, 6 个模拟输入口

尺寸:50mm 直径圆形

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6.Arduino Nano

处理器:ATmega168(NANO 2.x)和ATmega328(NANO 3.0)( 16MHz 时钟频率, 2KB SRAM, 32KB 闪存)

特性:14路数字输入/输出口(其中6路可作为PWM输出),8路模拟输入,一个16MHz晶体振荡器,一个mini-B USB口,一个ICSP header和一个复位按钮

尺寸:18x45mm

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7.Arduino Mega 2560

处理器:ATmega2560 ( 16MHz 时钟频率, 8KB SRAM, 256KB 闪存)

特性:54 路数字输入/输出引脚(其中 15 路可以提供 PWM 输出)和 16 路模拟引脚,几乎是其小弟 Uno 的四倍。

尺寸:100 x 52mm

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8.Arduino Ethernet

处理器:ATmega328 (16MHz 时钟频率, 2KB SRAM, 32KB 闪存)

特性: 14个数字输入/输出引脚,6个模拟输入,1个16MHz晶振,1个RJ45,一个供电口,一个ICSP接口,和一个复位按钮。请注意:引脚10,11,12和13为以太网模块接口预留,不应另用。如此减少可用引脚数量至9,外加4个可用PWM输出。

尺寸:75 x 55mm

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05 Arduino扩展板

1.DFRduino IO 传感器扩展板 V7.1

传感器扩展板,兼容Arduino UNO,MGEA, DUE

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2.Arduino Ethernet Shield

网络扩展板,Arduino W5100以太网扩展板通过ICSP接口的SPI总线和Arduino进行通讯。

兼容Arduino UNO,MGEA。

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3.Arduino Motor Shield

电机扩展板,可驱动4路直流电机或者2路步进电机的同时还能驱动2路舵机

兼容Arduino UNO, Arduino Mega 2560

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4.Arduino WiFi Shield

核心芯片是ESP12E,Arduno WIFI Shiel通过无线连接Cookie到因特网.连接到你的无线网络,并通过网络传输一些简单的指令开始控制你周围的东西。

兼容Arduino Uno 和Mega

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5.Arduino Proto Shield

原型扩展板 万用板,可以直接在板子上焊接元件,也可以通过上面的迷你面包板连接电路。

兼容Arduino UNO、Leonardo、DUE

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6.Arduino GSM Shield

是一个4频的GPRS/GSM模块,同时支持4种制式频段850/900/1800/1900MHz, 可发送SMS短信,打电话,传真等所有GPRS手机具备的功能。能够让你非常快速地了解手机开发流程和进行无线开发。

兼容Arduino UNO、 Leonardo、Mega等主控器。

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06 玩转Arduino套件

很多人玩Arduino是因为要做互动项目,需要一个智能工具。玩Arduino贵在实践,i·Make团队为了能够普及Arduino的应用,特别推出了一套Arduino自习套件,包括视频、文档、PPT等各种资料,手把手教零基础玩家掌握基础的Arduino项目方法。

了使基础玩家不至于陷入到写代码的繁琐中,i·Make团队的套件对相关实验部分做了硬件改进,使得所有套件实验都可以在图形化环境中完成。软件几乎不用学习,就能摸索掌握,通过提供的学习材料,就更容易上手。

Arduino板和扩展板还有很多,

这里就不一一列出来了,

感兴趣的可以自己了解。

Original: https://blog.csdn.net/Rachael_Wang/article/details/126571762
Author: Rachael_Wang
Title: Arduino的硬件:什么是单片机?什么是Arduino?Arduino和单片机区别?Arduino有哪些种类?Arduino扩展板有哪些?

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