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第1课 初识开源硬件——WULink-UNO


2019-08-02 11:10:16

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Arduino-UNO是一个源自意大利的开源硬件项目,是目前全世界最流行的开源硬件。由于Arduino-UNO的硬件原理图、电路图以及编写程序代码的IDE软件、核心库文件的源代码全部开放,任何人都可以免费获取、也可以在开源协议规定的范围内任意修改原始设计、程序代码,因此Arduino-UNO设备在保证性能优越、开发简便的前提下,硬件价格非常低廉,吸引了非常多的开发者使用Arduino-UNO开发项目,制作各种各样富有创意的智能装置。

Arduino-UNO先后发布了十多款不同型号的主控板,有可以缝在衣服上、非常小巧的LilyPad,也有拥有54路数字输入/输出端口的MEGA(如下图1-1所示),其中最经典、应用最广泛的是UNO


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1-1 WULink-UNO LilyPadMEGA主控板

UNOArduino-UNO重点推荐的入门首选主控板(如下左图1-2所示),它采用USB线连接计算机,通过USB下载完成的程序代码,然后使用电源适配器或者电池供电使用。


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WULink-UNO基于Arduino-UNO,添加了物联网功能的改进版(如上右图1-3所示),本书所有的范例都基于WULink-UNO主控板和无线编程模式编写。

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你使用的是什么厂家的UNO主控板?查看厂家的技术说明书,看一看这块UNO主控板上有些什么元器件、了解它们的用途。

 

 

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使用无线编程方式编写WULink-UNO程序非常方便。下面就以制作一个让WULink-UNO主控板板载LED闪烁的作品为例,介绍用编写WULink-UNO程序的一般过程:

UNO主控板上,除了电源指示灯,还有一颗板载的可编程LED,一般会用字母“L”标注(如下图1-5所示)。它所连接的是13号端口,可以通过程序控制它亮灭。


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1-4 WULink-UNO板载的可编程LED


要让这颗板载LED闪烁,可以使用“好好搭搭”网站上的示例程序,按以下步骤操作:

1. 打开浏览器,进入“好好搭搭”网站(haohaodada.com),然后单击网站右上角的“登录”按钮登录网站(如果没有账号,可以先单击“加入”按钮免费注册,具体介绍见阅读材料一)。

2. 登录完成后,单击网站浏览器地址栏,在地址栏中输入http://www.haohaodada.com/Arduino/”,进入程序设计页。

3. 点击“设备列表”右侧的“添加”按钮,添加新设备,MAC地址在WULink-UNO主控板背面。


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注意:输入MAC地址时,请将输入法切换到英文大写状态。

4. 点击顶部“例程”按钮。


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找到名为1-板载LED闪烁”的程序的作品缩略图,单击缩略图就会打开作品的程序项目页(如下图1-5所示)。


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1-5 “板载LED闪烁”程序项目页

WULink-UNO主控板支持程序的无线下载使用无线下载模式前需将“下载模式选择开关”,拨到WIFI位置,如下图1-6所示

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1-6 WULink-UNO主控板上的下载模式选择开关

点击“下载到设备”可以将程序下载到WULink-UNO主控板下载完成后程序会自动运行此时要保证WULink-UNO主控板处于联网状态“设备列表”中的Mac地址与设备一致

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1-Blink”程序代码你能看懂吗?能不能修改这个程序,改变LED亮灭的频率?


阅读材料一:WULink-UNO的无线网络连接设置

WULink-UNO可以通过网络实现程序的无线下载,只要处于开机状态并且通过无线网络接入互联网,那么无论身处何地都可以对它进行编程、控制。

一、 第一步,让WULink-UNO进入微信配置模式

首先将程序下载模式开关拨到WIFI”位置,再将WULink-UNOUSB线与电脑连接 WULink-UNO会试图去连接本地无线路由器当连接失败后直接进入等待微信配置模式此时状态指示灯为红色慢闪状态,蜂鸣器“滴-滴-”每隔0.5秒响一次。

二、 第二步, “好好搭搭”微信公众号配置无线

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打开微信,扫描上图二维码,关注好好搭搭微信公众号也可以在微信中搜索“好好搭搭”公众号。


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点击“WU-Link”-“WIFI配置”,之后输入本地WIFI密码,点击“连接”按钮。

等待一段时间,状态指示灯变为蓝色常亮之后,代表WULink-UNO已成功连入互联网!

上述操作可以对多块WULink-UNO进行批量配置联网。


阅读材料二:WULink-UNO的有线下载方式操作说明

WULink-UNO也支持传统的Arduino-UNO编程下载方式,即利用USB线将电脑中编译好的程序传输到主控板中。

WULink-UNO选择使用有线下载方式,与无线下载方式有三点不同:

1)下载模式选择开关需拨到USB”位置,此时WULink-UNO工作方式与Arduino-UNO完全相同,下文中均已Arduino-UNO称呼;

2)编程界面为Scratch 2.0编程界面。


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3)电脑端需运行“好好搭搭插件”。

一、 下载“好好搭搭”插件

1. 打开网页浏览器,进入“好好搭搭”网站(haohaodada.com);

2. 单击网站上方导航栏中的“资源”按钮,进入“资源下载”网页。

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3. “好好搭搭插件下载”网页中,单击插件介绍文字上方的“点击下载”文字,将安装文件下载、保存到本地计算机。

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二、 安装“好好搭搭”插件

1. 运行所下载的“好好搭搭”插件安装程序,打开如下左图所示的安装向导,单击“下一步”按钮开始安装。


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2. 在如上右图所示的“选择目标位置”对话框中,一般不需要改变安装位置,将插件程序安装到“D:haohaodada插件”文件夹中。单击“下一步”按钮继续安装。

3. 在如下左图所示的“选择开始菜单文件夹”对话框中,默认会在“开始”菜单中生成一个名为“haohaodada”的程序组,一般不要改变。单击“下一步”按钮继续安装。


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4. 在如上右图所示的“选择附加任务”对话框中,默认会在桌面上生成快捷方式,一般也不要改变。单击“下一步”按钮继续安装。

5. 在如下左图所示的“准备安装”对话框中,进一步确认“安装位置”、“开始菜单程序组”、“桌面快捷方式”等安装内容。单击“安装”按钮,开始插件程序的安装。


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6. 插件程序安装完成以后,还会打开如上右图所示的“驱动安装”对话框,安装“好好搭搭”设备的驱动程序。单击“安装”按钮开始安装。

7. “好好搭搭”设备驱动程序安装完成后,会显示如下左图所示的对话框,单击“确定”按钮退出驱动安装程序。


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8. 在如上右图所示的haohaodada安装向导完成”对话框中,单击“完成”按钮,就可以退出插件安装程序,完成“好好搭搭”插件的安装。

“好好搭搭”插件安装完成后,按照默认设置,会在计算机桌面上生成两个名为“硬件下载”和“在线编程”的快捷图标;同时会在“开始”菜单上生成一个名为“haohaodada”的程序组,其中也包含“硬件下载”和“在线编程”这两个快捷图标。

三、 运行插件程序

要将Scratch编写的WULink-UNO程序后下载到UNO主控板上运行,必须先把主控板和计算机连接起来,再运行一个插件程序,才能把后的程序下载到主控板上运行。具体可以按以下步骤操作:

1. USB线把UNO主控板和计算机连接起来。将USB方口端的插头插入主控板的接口,扁口端的插头插入计算机的USB接口。

2. 确认已经在计算机上安装了“好好搭搭插件”程序。

3. 找到并且双击运行计算机桌面上的“硬件下载插件”程序图标,运行“好好搭搭硬件下载插件”程序。如果在计算机桌面上找不到这个图标,可以单击桌面左下角的“开始”按钮,在打开的“程序”中找到名为“haohaodada”的程序组,该程序组中就包含有“硬件下载插件”图标。

4. “好好搭搭硬件下载”插件程序运行以后,会显示如下图1-8所示的对话框。其中“选择串口”不需要更改,计算机会根据主控板实际连接的串口自动选择,一般是除“COM1”以外的其它串口;需要更改的是“型号”,由于我们所使用的是“UNO”主控板,因此单击下拉列表,选择“UNO”选项。


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5. 选择完成后,对话框左下角会显示具体的“串口”及“型号”。说明主控板与Scratch连接正常。

 

四、 编写Scratch2.0版程序

1. 打开浏览器,进入“好好搭搭”网站(haohaodada.com),然后单击网站右上角的“登录”按钮登录网站。

2. 登录完成后,单击网站浏览器地址栏,在地址栏中输入haohaodada.com/c2”,进入本书的范例程序网页。在该网页中找到名为“1-Blink”的作品缩略图,单击缩略图打开作品的程序项目页。


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“好好搭搭”网站上,Arduino-UNO智能装置作品的程序项目页也是由作品名称、作者信息、作品预览以及作品说明等内容组成。一般特别需要关注“作品说明”部分,了解这个作品所能实现的功能、需要的器材以及它们的连接方法。

3. 单击程序项目页右上角的“转到设计页”按钮,会进入这个作品的“设计页”。


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与普通Scratch的程序设计页比较,Arduino-UNO的程序设计页有以下几点不同:

1. 整个程序设计页由三个区域组成,最右边增加了“代码”区域,可以查看这个程序的C语言代码。

2. 最左边舞台区缩小;中间只有一个“脚本”选项卡,可用的只有“数据”、“控制”、“数字和逻辑运算”以及“更多模块”这四种类别的指令;

3. “更多模块”指令类别中,添加了许多控制Arduino -UNO的指令。

 

与普通Scratch程序脚本比较,Arduino-UNO程序脚本有以下几点不同:

1. 脚本的第一个指令必须是Arduino-UNO程序”,其它指令都应该搭建在这个指令下方。

2. 每个Arduino -UNO程序只能有一个由“Arduino-UNO程序”及其下方指令所组成的程序脚本。

3. Arduino -UNO程序不能通过单击“绿旗” 运行,必须先单击窗口右上角的“&下载”按钮,在线后下载到主控板上才能运行。

五、 下载程序到主控板

Scratch编写的WULink-UNO程序,是不能在线运行的。必须先成主控板能够识别的机器码,然后下载到主控板上才能运行。可以按以下步骤操作:

1. 单击窗口最右边“代码”区域中的“&下载”按钮,浏览器将编写完成的程序代码上传到“好好搭搭”服务器进行,成Arduino -UNO能够运行的机器码。

2. 服务器一般需要3-5秒,完成后会打开一个名为“提示”的对话框。


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3. 单击“提示”对话框的“下载”按钮,会打开一个下载命令窗口(如下图1-10所示),自动将好的代码下载到主控板上(在下载之前 ,务必确认“好好搭搭硬件下载”插件已经按第二步介绍的方法设置并运行正常)。



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1-10 下载命令窗口

4. 下载的程序存贮在主控板的存贮器上,关闭电源也不会丢失,除非被新下载的程序替代。下载一旦完成,主控板马上会自动运行这个程序。

当主控板与计算机处于USB连接状态时,不需要外接电源,直接通过USB线使用计算机主板供电运行;当主控板脱离计算机单独运行时才需要外接电源。外接电源可能使用电源适配器,也可以使用电池。如果要重新运行程序,可以单击主控板上的“RESET”按钮,重置程序。