Arduino的互动产品平台创新设计

杨继志，郭敬

（北京航天试验技术研究所 机电技术事业部，北京 100074）

引 言

Arduino是一系列基于单片机的人机互动产品开发平台，由于其具有高度的模块化特点，有时也叫它“电子积木”。它的硬件平台是开放的，任何人都可以在Arduino官方网站上下载最新的PCB设计进行复制。Arduino的硬件平台包括基于AVR单片机的主控制电路板，以及大量的各式输入／输出电子模块。输入／输出模块包括开关输入模块、温度压力传感器输入模块、超声测距传感器输入模块、各类显示输出模块、电机控制模块等，甚至还有以太网接入模块。由于Arduino具有丰富易用的模块，已经在各类机电创新设计比赛中得到广泛应用。在软件方面，Arduino有一个属于自己的基于Eclipse的IDE软件开发环境，开发语言采用类C＋＋语言的高级语言，容易被使用者掌握。有大量的库文件可以通过互联网下载免费获得，大大简化了程序开发工作。由于Arduino丰富的外围模块、容易掌握的开发语言和环境，大量的库支持，使得基于Arduino的电子互动产品设计越来越多。从Arduino诞生的2005年到2011年，已有超过15万块的Arduino模板售出［1］。本文介绍了Arduino的硬件、软件，并给出了采用Arduino开发互动产品的实例，使初学者对它有一个基本的认识。

1 Arduino硬件

1.1 Arduino主控板

Arduino的主控板采用AVR单片机，最新的版本是UNO，与之前的版本不同，它不再使用FTDI USB串行驱动芯片，而是把Atmega8U2编程为一个USB设备。相对于它的前几代，这带来了许多好处。首先是价格降低了，更重要的是这使得Arduino在PC端可以显示为一个USB设备，就像是一个鼠标或游戏操作手柄，这开辟了Arduino的新用途［1］。……