一、Arduino簡介

　　Arduino是一款便捷靈活、方便上手的開源電子原型平臺。包含硬件（各種型號的Arduino板）和軟件（Arduino IDE）。由一個歐洲開發(fā)團(tuán)隊于2005年冬季開發(fā)。其成員包括Massimo Banzi、David Cuartielles、Tom Igoe、Gianluca Martino、David Mellis和Nicholas Zambetti等。

　　它構(gòu)建于開放原始碼simple I/O介面版，并且具有使用類似Java、C語言的Processing/Wiring開發(fā)環(huán)境。主要包含兩個主要的部分：硬件部分是可以用來做電路連接的Arduino電路板；另外一個則是Arduino IDE，你的計算機(jī)中的程序開發(fā)環(huán)境。你只要在IDE中編寫程序代碼，將程序上傳到Arduino電路板后，程序便會告訴Arduino電路板要做些什么了。

　　二、Arduino功能

　　可以快速使用Arduino與Adobe Flash， Processing， Max/MSP， Pure Data， SuperCollider等軟件結(jié)合，作出互動作品。 Arduino可以使用現(xiàn)有的電子元件例如開關(guān)或者傳感器或者其他控制器件、LED、步進(jìn)馬達(dá)或其他輸出裝置。 Arduino也可以獨立運(yùn)行，并與軟件進(jìn)行交互，例如： Macromedia Flash， Processing， Max/MSP， Pure Data， VVVV或其他互動軟件。 Arduino的IDE界面基于開放源代碼，可以免費下載使用，開發(fā)出更多令人驚艷的互動作品。

　　三、Arduino的數(shù)據(jù)類型

　　四、Arduino通過串口發(fā)送結(jié)構(gòu)體

　　Arduino的串口有兩類發(fā)送的函數(shù)Serial.print（）類和Serial.write（）類，前者以Ascii碼的形式將要發(fā)送的內(nèi)容編碼發(fā)送，所以我們最后接收并看到的是一個一個的ASCII碼組合而成的數(shù)據(jù)，本質(zhì)上成了字符串；后者則以字節(jié)形式直接發(fā)送原始數(shù)據(jù)，所以我們在串口接收工具看到的數(shù)據(jù)是亂碼，它們在計算機(jī)中就是這樣存儲的。

　　有些時候，我們可能會自己定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，比如結(jié)構(gòu)體類型的數(shù)據(jù)。結(jié)構(gòu)體由一些基本的數(shù)據(jù)類型組合而成，用戶可以自由添加和安排其內(nèi)容，但是在自己實驗和查閱資料了解到，在單片機(jī)中和在電腦中定義的結(jié)構(gòu)體有一些區(qū)別。我們以下面的結(jié)構(gòu)體為例。

　　typedef struct sdata

　　{

　　char c;

　　int16_t i;

　　float f;

　　}sdata;

　　如果按照Arduino的數(shù)據(jù)類型大小來算，為1+2+4=7，通過sizeof（sdata）驗證后也為7；而如果這個結(jié)構(gòu)體定義在linux操作系統(tǒng)下，用sizeof（sdata）算出來的結(jié)果為8，這涉及到計算機(jī)地址對齊的問題，具體請參考文章：http://blog.sina.com.cn/s/blog_5f77c7270100dnoy.html。知道了上面的問題，我們設(shè)計結(jié)構(gòu)體就要注意，不同的數(shù)據(jù)類型順序可能會導(dǎo)致不同的結(jié)構(gòu)體大小，而我們在單片機(jī)如Arduino設(shè)計結(jié)構(gòu)體時也要考慮對齊問題，比如將上面例子的char定義為二維數(shù)組char c［2］，或者把char放到最后，這樣即使我們接收時弄錯了結(jié)構(gòu)體大小，接到的數(shù)據(jù)也能夠準(zhǔn)確的放到結(jié)構(gòu)體中。

　　在Arduino中，print函數(shù)和write函數(shù)都無法直接發(fā)送結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)，因為結(jié)構(gòu)體是用戶自己的定義的，無法像其他數(shù)據(jù)那樣有固定的格式或大小。所以我們必須將結(jié)構(gòu)體轉(zhuǎn)為字節(jié)數(shù)組，這樣就可以通過write函數(shù)發(fā)送了，下面提供兩種方法實現(xiàn)轉(zhuǎn)換。

　　方法一：使用memcpy函數(shù)，將結(jié)構(gòu)體中的數(shù)據(jù)拷貝到一個字節(jié)數(shù)組中

　　sdata s;

　　。。。。。。

　　byte b［sizeof（sdata）］;

　　memcpy（b，&s，sizeof（sdata））;

　　Serial.write（b，sizeof（sdata））;

　　方法二：用一個字節(jié)類型的指針強(qiáng)制指向結(jié)構(gòu)體首地址

　　sdata s;

　　。。。。。。

　　byte *tobyte=（byte*）&s;

　　Serial.write（tobyte，sizeof（sdata））;

　　兩種方法在Arduino都測試過，都能成功發(fā)送。

　　接收到這些數(shù)據(jù)時都是字節(jié)流，一般存儲在緩沖字節(jié)數(shù)組中，如果想轉(zhuǎn)換成原始的結(jié)構(gòu)體，我們同樣可以用memcpy，用法同上，只是源和目標(biāo)換了位置。

　　最后再說一點，如果結(jié)構(gòu)體很大，數(shù)據(jù)很多，那么結(jié)構(gòu)體沒有賦值前數(shù)據(jù)是不確定的，為了避免不確定數(shù)帶來的問題，我們該怎么初始化這個結(jié)構(gòu)體呢？一條一條賦值可以，但是很麻煩。如果要求不高，把結(jié)構(gòu)體內(nèi)的數(shù)據(jù)全部置零也算是一種初始化吧，用memset函數(shù)可以將目標(biāo)地址內(nèi)的數(shù)據(jù)全部置為指定的數(shù)據(jù)。不知道還有沒有其他更好的方法，如果有知道的希望能交流交流。

　　五、Arduino-串口函數(shù)Serial：

　　串口是Arduino與其它設(shè)備進(jìn)行通信的接口，我們需要很好的掌握它的使用。Arduino串口使用相關(guān)的函數(shù)共有10個（隨著版本的升級，新版本則加入了更多。

　　Serial.begin（）; //開啟串行通信接口并設(shè)置通信波特率

　　Serial.end（）; //關(guān)閉通信串口

　　Serial.available（）;//判斷串口緩沖器是否有數(shù)據(jù)裝入

　　Serial.read（）; //讀取串口數(shù)據(jù)

　　Serial.peek（）; //返回下一字節(jié)（字符）輸入數(shù)據(jù)，但不刪除它

　　Serial.flush（）; //清空串口緩存

　　Serial.print（）; //寫入字符串?dāng)?shù)據(jù)到串口

　　Serial.println（）; //寫入字符串?dāng)?shù)據(jù)+換行到串口

　　Serial.write（）; //寫入二進(jìn)制數(shù)據(jù)到串口

　　Serial.SerialEvent（）;//read時觸發(fā)的事件函數(shù)

　　Serial.readBytes（buffer，length）;//讀取固定長度的二進(jìn)制流

　　Serial.println（incomingByte， DEC）;//打印接到數(shù)據(jù)十進(jìn)制表示的ascii碼。 HEX 十六進(jìn)制表示

　　peek（）：功能類似于read（），但是我們知道當(dāng)調(diào)用一次read（）后，緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)流會被讀取并刪除read過的數(shù)據(jù)，也就是available值會減少，但peek（）不會出現(xiàn)類似情況，其功能類似于檢測緩沖區(qū)的頭部數(shù)據(jù)，反復(fù)調(diào)用peek（）返回的值是一樣的。用得好的話可以精簡很多代碼。

　　write（）：寫入二進(jìn)制數(shù)據(jù)到串行端口。這個數(shù)據(jù)是作為一個字節(jié)或字節(jié)序列發(fā)送的。如果發(fā)送字符串則需要用到print方法。

　　最后注意一下：當(dāng)燒程序入板卡的時候，在完成前即L、TX、RX燈閃爍前，斷開數(shù)據(jù)線很可能損壞硬件。同時測試前養(yǎng)成按一次reset鍵復(fù)位的習(xí)慣，這里特別注意，在打開串口監(jiān)視器后，需要reset一次，否則無法看到效果。