老式温度计是利用水银遇热膨胀和遇冷收缩的工作原理,尽管其物美价廉,但是它的测量精度很低,而且必须非常地仔细才能读清楚其测量值。而利用Arduino控制板及LM35温度传感器设计的温度计,具有操作简单,应用灵活等一系列的优点。通过LCD液晶显示屏来显示温度值,使温度值读取方便,看起来也更加的直观。

1。2 国内外研究现状 

Arduino是一种功能强大的控制器,它是一个硬件平台并且有一套为其编写程序的开发环境,其控制核心是一个AVR芯片。Arduino控制板类似于单片机开发板,但是Arduino不需要像单片机那样去关心编程繁琐的细节,它有一套容易使用的工具包,这使得Arduino近年来快速流行起来[1]。

欧美地区的大学已开始把Arduino作为基础技术,他们虽然不公开在课堂上以Arduino为教材,但课后在热衷于此领域的爱好者之间,Arduino 却是一门相当热门的技术[2]。Arduino的应用非常广泛,包括了物理化学生物建筑设计等领域,意大利人更是喜欢以Arduino 为技术来设计制造机器人。现在,人们越来越青睐于使用开源硬件,在国外Arduino 已经被很广泛的使用了,而在中国的大学中Arduino的应用还较少。但是在以后,国内使用Arduino 的人也会越来越多,就犹如51 单片机开始在我国发展时,国外已经可以很成熟地使用了。我们要从技术上和理论上缩短与国外硬件发展的差距,让更多的人去了解开源硬件,了解和使用Arduino,研发自己的Arduino。

2。 Arduino基础 

2。1 单片机-Arduino的核心器件 

Arduino控制板是一块基于AVR指令集的电子开发平台,Arduino的主要元器件是一块AVR单片机,它是基于Atmega328P-PU芯片的开源开发平台。 

2。1。1 单片机的作用

    单片机是我们生活中常用的器件,在电子设计和智能设备中经常使用。但是,单片机在某些场合使用时会把简单的问题变复杂,因为在使用单片机时需要了解内部的寄存器、指针等资源,一般很难掌握。因此,为了找到一个既便宜又好用的控制器,2005年的冬天意大利米兰互动设计学院的教师Massimo Banzi和他的学生David Cuartielles设计了一个基于Atmega328P-PU芯片的开源控制平台,并将它命名为Arduino[3]。该单片机如图1所示。 

图1 单片机Atmega328P-PU 

2。1。2 Arduino的定义 

Arduino是一款开源的控制器,它由两部分组成:一个基于单片机并且代码开源的硬件平台和一套Arduino IDE开发环境[4]。所谓开源是指,Arduino的详细信息免费公开,包括它的电路原理图,电路板布局的数据,所用材料清单等 ,这些信息我们可以自由学习和使用,从而制作出自己的电子设计。

Arduino可以用来制作交互式的智能产品,它不仅可以读取大量的开关和传感器信号,而且还可以与不同种类的电子元器件相结合,控制其他常用的物理设备[5]。采用Arduino控制的系统不仅可以独自运行,还可以在运行的同时与计算机中正在运行的其他程序之间进行数据通讯。Arduino的编程环境是基于多媒体的处理,程序设计语言类似于物理平台的链接。

2。1。3 Arduino的优势 

现在,很多的单片机及单片机平台的设计都开始采用交互式系统,这样单片机编程中那些复杂的细节就不需要工程师们去关心了,他们应用的是一套很容易操作的工具包。同时,Arduino在很大程度上也简化了芯片内部的工作顺序,且与其它开发平台相比Arduino在一些方面具有更大的优越性: 

(1)Arduino的开发环境可以跨平台操作,它可以与Macintosh  OSX、Linux、Windows等操作系统兼容。而很多其它的控制器系统只能运行于Windows的环境下。 

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