2022年ArduinoYun快速入门教程 .pdf

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1、Arduino Yun 快速入门教程（内部资料 ）大学霸 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 14 页 - - - - - - - - - 前言Arduino 诞生于 2005 年的意大利伊夫雷亚交互设计院，经过将近十年的发展，已经成为三大开源硬件之一。 到 2012 年，Arduino 已经在国内广泛流行。由于其设计开源， 价格低廉， 兼容海量的周边设备，广泛应用于各种电子设计中。由于网络的发展，人们对Arduino 的联网需求越来越强烈。虽然使用Ether

2、net 和 WIFI 盾板可以解决联网的需求， 但是存在电气连接较多，控制性较差等缺点。而 Arduino Yun 应用而生。 它集成 Ethernet和 WIFI 模块，并提供独立的系统用于Arduino 的控制。本书详细讲解Arduino Yun 的基本结构、开发环境、系统配置，并着力讲解关键功能Bridge 。最后，本书实现了一个智能家居控制系统家居环境监测。该系统具有温度监控、湿度监控、安防监控、家电控制等重要功能。基于该系统，读者可以扩展出更丰富的功能，打造更智能的现代家居环境。1.学习所需的系统和软件本书基于 Windows 7 环境，读者也可以基于Linux 或者 Mac OS

3、操作系统。开发中使用的软件包括Arduino IDE 、Fritzing 和 Putty。2.学习建议大家学习之前，可以致信到xxxxxxxxxx ，获取相关的资料和软件。如果大家在学习过程遇到问题，也可以将问题发送到该邮箱。我们尽可能给大家解决。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 14 页 - - - - - - - - - 目录第 1 章Arduino Yun概览 . 31.1 Arduino 是什么 . 41.2 Arduino Yun的特点 . 41.

4、3 Arduino Yun可以做什么 . 41.4 Arduino Yun的硬件 . 51.4.1 主要部件 . 61.4.2 指示灯组 . 71.4.3 3 个复位按钮 . 81.4.4 电源插座 . 91.4.5 数字 IO . 111.4.6 模拟输入 . 121.4.7 PWM . 131.4.8 Serial . 131.4.9 TWI . 141.4.10 SPI . 141.4.11 外部中断 . 141.4.12 两个微处理器的规格. 141.5 Arduino Yun运行的系统 . 151.6 本书的结构 . 15第 2 章Arduino 编程环境搭建 . 162.1 Ard

5、uino IDE . 162.1.1 在 Windows 操作系统中安装Arduino IDE . 162.1.2 在 Linux 操作系统中安装Arduino IDE . 182.1.3 在其他 Linux 发行版中安装Arduino IDE . 192.2 Fritzing . 192.2.1 在 Windows 操作系统中安装Fritzing . 202.2.2 在 Linux 操作系统中安装Fritzing . 202.3 连接 Arduino IDE和 Arduino Yun . 21第 3 章Arduino Yun的软件部分 . 243.1 通过网络为Arduino Yun 编程

6、. 243.1.1 使用 WiFi 连接 . 243.1.2 使用有线连接. 263.1.3 使用交叉线直接连接. 273.2 配置 Arduino Yun. 313.2.1 Y n board configuration （Yun 主板配置） . 323.2.2 Wireless parameters（无线参数） . 323.2.3 REST API access（REST API 访问） . 333.2.4 保存设置 . 34名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页

7、，共 14 页 - - - - - - - - - 3.3 OpenWrt-Yun . 343.3.1 使用 SSH 连接 Arduino Yun . 343.3.2 在 Linux 中使用 SSH 连接 Arduino Yun . 353.3.3 在 Windows 中使用 SSH 连接 Arduino Yun . 363.4 使用 CLI 配置 Arduino Yun . 403.4.1 为什么使用CLI . 403.4.2 更新软件包数据库. 403.4.3 查找软件包 . 413.4.4 安装软件包 . 423.4.5 升级软件包 . 423.4.6 删除软件包 . 423.5 Ard

8、uino 环境与 Linux 环境的桥梁Bridge . 423.5.1 什么是 Bridge . 433.5.2 使用 Bridge 编程 . 44第 4 章Arduino 语言 . 504.1 Arduino 语言基础 . 504.1.1 Arduino 语言的 “ main() ”函数 . 504.1.2 Arduino 语言与 C/C+ 语言的区别 . 524.2 Arduino 语言的实用函数 . 544.2.1 数字 I/O 函数 . 544.2.2 模拟 I/O 函数 . 544.2.3 高级 I/O 函数 . 554.2.4 时间相关函数. 564.2.5 数学相关函数. 57

9、4.2.6 三角函数 . 584.2.7 随机数 . 584.2.8 位（ bit）和比特（ byte） . 584.2.9 中断 . 594.3 从一个 LED 开始 . 604.3.1 又见 Hello World ！. 604.3.2 随机闪烁的LED . 614.3.3 随机亮度的LED . 62第 5 章深入 Bridge . 645.1 Bridge 类及其相关类. 645.1.1 Bridge 类的成员函数. 645.1.2 Process类的成员函数. 655.1.3 Console 类的成员函数. 675.1.4 FileIO 类的成员函数 . 685.1.5 Mailbox

10、 类的成员函数 . 715.1.6 HttpClient 类的成员函数. 715.1.7 YunClient 类的成员函数 . 725.1.8 YunServer 类的成员函数 . 735.2 Stream 类 . 745.3 Serial 类 . 76名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 14 页 - - - - - - - - - 5.4 Bridge 类的示例 . 795.3.1 基于 Console 库控制 L13（ConsolePixel） . 805

11、.3.2 使用 Process在 Linux 端运行 curl 命令（ Process ）. 825.3.3 使用 Bridge 在处理器之间传递信息（Bridge） . 86第 6 章家居环境监测. 926.1 硬件介绍 . 926.1.1 温湿度传感器. 926.1.2 PIR 探测器 . 936.1.3 摄像头 . 966.1.4 继电器 . 966.2 硬件连接 . 986.2.1 连接温湿度传感器. 986.2.2 连接 PIR 探测器 . 996.2.3 连接摄像头 . 996.2.4 连接继电器 . 1006.3 测试各个组件. 1016.3.1 测试温湿度传感器. 1016.3

12、.2 测试 PIR 探测器 . 1046.3.3 测试摄像头 . 1056.3.4 控制继电器 . 1066.4 在 Yun 下的实现 . 1066.4.1 连接电路 . 1076.4.2 分析 . 1086.4.3 设计 . 1086.4.4 实现 . 1086.4.5 测试 . 1106.5 在 Yun 上的实现 . 1126.5.1 连接电路 . 1126.5.2 分析 . 1136.5.3 yeelink 中的操作 . 1136.5.4 设计 . 1166.5.5 实现 . 1176.5.6 测试 . 120第 2 章 Arduino编程环境搭建通常，我们所说的Arduino一般是指我

13、们可以实实在在看到的一块开发板，他可以是Arduino UNO 、Arduino Yun 、Arduino Mega 等等。但是从严格意义上来说，Arduino 这个名字不仅代表着开发板， 而且涉及硬件、 软件、开发团队、 设计原理以及用户群体的互助精神。这是 Arduino 与其他开发板的不同之处。在本章， 我们将主要介绍如何在Windows 和 Linux操作系统上搭建Arduino 的编程环境。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 14 页 - - - -

14、 - - - - - 2.1 Arduino IDE IDE 是 Integrated Development Environment （集成开发环境）的首字母缩写。Arduino 官方提供了 Arduino IDE ，它主要集成了编辑器、编译器以及下载器。与 Arduino 开发板一样，Arduino IDE是开发源代码的。 由于其开放性， 它可以安装在Windows 、MAC OS X 和 Linux三大主流系统中。2.1.1 在 Windows 操作系统中安装Arduino IDE 与在 Linux 中安装 Arduino IDE类似，在 Windows 中安装 Arduino IDE有

15、两种方式。一种是常见的Windows 安装向导形式， 另一种为绿色的压缩包形式（Arduino 官方说法是非系统管理员安装方式）。Windows版本的Arduino IDE可以从http:/arduino.cc/en/Main/Software#toc3下载。1.Windows 安装向导形式安装向导方式的Arduino 与常见的Windows 类软件安装方法类似，它通过向你询问一系列的问题来完成安装。Arduino IDE的安装版本文件名称是arduino-1.5.7-windows.exe 。（1）双击运行它，首先会出现如图2.1 所示的协议信息对话框，如图2.1 所示。（2）在阅读了协议后

16、，单击I Agree 按钮继续，这一步是选择安装选项，需要选择安装的组件，如图2.2 所示。图 2.1 协议信息图 2.2 安装选项Install Arduino software选项是必须选的，它是Arduino IDE的主体；Install USB driver 选项是安装Arduino 开发板的驱动，绝大多数情况需要勾选；Create StarMenu shortcut 选项是在开始菜单建立一个快捷方式，这个根据自己的喜好进行选择；Create Desktop shortcut 选项是在桌面创建快捷方式，为了方便找到Arduino IDE ，这个选项通常会勾选；Associate .in

17、o file 选项用来把后缀名为.ino 的文件和Arduino IDE 关联，关联之后双击.ino 文件就会在Arduino IDE中打开，为了方便起见，这个选项通常也要勾选（3）单击 Next 按钮，会询问你Arduino IDE 的安装位置，如图2.3 所示。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 14 页 - - - - - - - - - 在 2T 硬盘普及的今天，就不要再将10 年前 “ 软件不装C 盘” 的思想传承下去了，所以推荐读者使用默认的安装目

18、录。（4）单击 Install 按钮，开始安装，蓝色进度条用来表示安装进度，如图2.4 所示。图 2.3 选择安装路径图 2.4 开始安装（5）在安装到大约99%的时候，会弹出安装驱动的提示，如图2.5 所示。（6）单击“安装”按钮来完成Arduino USB 驱动的安装。此时，Arduino IDE也接着安装完成，出现Completed 提示，如图2.6 所示。图 2.5 安装 Arduino USB 驱动图 2.6 安装完成（7）单击 Close 按钮，退出安装程序。此时，Arduino IDE已经安装到你的Window 系统中，桌面出现Arduino IDE 快捷方式，如图2.7 所示。

19、名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 14 页 - - - - - - - - - 图 2.7 Arduino IDE 快捷方式2.压缩包形式压缩包形式的安装甚至比Windows向导方式的安装都快捷。压缩包形式的文件名为arduino-1.5.7-windows.zip ，你只需要将它解压缩到期望的目录即可。要启动Arduino IDE，只需要双击执行目录下的arduino.exe 文件即可。如果以后想要快捷地启动Arduino IDE ，那么可以在桌面建立ar

20、duino.exe 的快捷方式。右击arduino.exe 文件，选择“发送到”|“桌面快捷方式”命令即可。2.1.2 在 Linux 操作系统中安装Arduino IDE 由于笔者使用的PC 安装的是openSUSE Linux 发行版， 所以这里以openSUSE Linux 为基础来介绍Arduino IDE 在 Linux 操作系统的安装。对于早期的Arduino 开发板来说，在openSUSE 上安装对应的Arduino IDE非常容易， 只需要直接在software.opensuse.org中搜索arduino 就可以找到Arduino IDE ，然后 1 Click Instal

21、l （一键安装）即可，如图2.8 所示。图 2.8 1 Click Install Arduino IDE 但是， 由于 Arduino Yun是比较新的板子， 稳定版的Arduino 1.0.5 还没有增加对其的支持（从 1.5.4 版本开始支持）。因此，此时我们只能手动来安装最新的Arduino 1.5.7 BETA版本。1.安装 Arduino IDE的依赖Linux 的依赖问题会让许多用户头疼，好在Arduino IDE现在只依赖JDK 一个包。而这个在 openSUSE 系统安装时候就自动安装了。如果在你的系统中没有安装，那么可以通过软件管理器搜索安装openJDK 或者执行以下的命

22、令安装：sudo zypper in java-1_7_0-openjdk 2.安装 Arduino IDE 在 Arduino IDE 1.0.1版本之后， 将编译工具集成在了压缩包中。因此，只需要下载对应系统版本的IDE即可，下载链接为：arduino.cc/en/Main/Software 。下载的压缩包名为arduino-1.5.7-linux64.tar 。其中， 1.5.7 表示 IDE 的版本号， linux 表示操作系统，64 表示操作系统版本。查看操作系统版本可以使用如下命令：uname -m 如果输出为x86_64 则对应下载64 位版本，否则下载32 位版本。然后就将下载

23、的压缩包解压到你期望的位置即可。tar 包可以使用如下命令解压：tar -xf arduino-1.5.7-linux64.tar 上面的命令会将文件解压缩到当前目录，如果你想将它解压缩到其他目录，那么可以使用如下的命令：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 14 页 - - - - - - - - - tar -xf arduino-1.5.7-linux64.tar -C /other/path 其中， /other/path 即为你期望的目录。3.为用户设

24、置权限Linux 严格的权限管理为系统安全提供了保障，每个用户所具有的权限是非常精确严谨的。 因此，我们需要将当前用户加入一些特殊的组来获取需要的权限。默认情况下openSUSE的非 root 用户并没有访问串口设备的权限，因此需要将用户加入dialot 组。 此外，Arduino IDE还需要有对lock 文件操作的权限，因此需要加入lock 组。使用如下的命令可以方便地将用户加入指定的组：usermod -a -G group-name username 例如，可以使用如下的命令将用户tom 加入 dialot 和 lock 组：sudo username -a -G dialot loc

25、k tom 4.运行 Arduino IDE 在完成以上所有的操作后，支持Arduino Yun 的 Arduino IDE 就安装完毕了。要运行Arduino IDE，只需要将终端导航到arduino 解压缩的目录，然后执行执行其中的arduino 文件即可，命令如下：./arduino 此时，Arduino IDE的界面就会打开， 同时，终端不再响应其他命令。如果你想要Arduino IDE 不影响终端响应其他命令，那么可以使用如下命：./arduino & 上面的命令会将Arduino IDE作为后台程序运行。2.1.3 在其他 Linux 发行版中安装Arduino IDE 其他比较常

26、用的Linux 发行版如ArchLinux 、Debian、Fedora、Gentoo、Slackware 等对应的安装方式可以参考链接：playground.arduino.cc/Learning/Linux 。对所有Linux 发行版都通用的方法可以参考2.1.2 中的介绍。2.2 Fritzing Fritzing 是一个开源硬件项目。它为使用者提供了比普通电路设计软件更容易理解的电子器件作为生产的原材料，使得任何人都可以很容易地设计自己的电路。如果你经常混迹于各种 Arduino 社区，那么一定对如图2.9 所示的电路图印象深刻，它就是使用Fritzing 制作的。名师资料总结 - -

27、 -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 14 页 - - - - - - - - - 图 2.9 Fritzing 制作的电路由于 Fritzing 是一个开源、免费的软件，因此支持三大主流的操作系统。下面的讲解在Linux和Windows操 作 系 统 中 安 装Fritzing 。 Fritzing软 件 包 的 下 载 地 址 为 ：http:/fritzing.org/download/ 。2.2.1 在 Windows 操作系统中安装Fritzing Fritzing只为W

28、indows操作系统提供了压缩包形式。所以读者只需要下载对应的Windows 版本（名为 fritzing.0.9.0b.64.pc.zip ），然后将它解压缩到期望的位置，执行其中的Fritzing.exe 即可。如果你想更方便地运行Fritzing ，可以将快捷方式发送到桌面。2.2.2 在 Linux 操作系统中安装Fritzing 这里同样以openSUSE Linux 作为基础来讲解。其实，许多发行版的软件仓库中已经收录了 Fritzing 。在 openSUSE 中，可以通过在software.opensuse.org 中搜索 Fritzing 来一键安装。当前最新版本的Fritz

29、ing 是 0.9.0b，而在 openSUSE 的软件仓库中官方发行版是0.8.3b，最新的版本则需要安装非官方打包的版本，如图2.10 所示。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 14 页 - - - - - - - - - 2.10 官方与非官方版本这两个版本都可以满足我们的需求，所以， 读者可以根据自己的喜好安装，笔者选择安装了官方发行的0.8.3b 版本。当然，读者也可以下载压缩包来自己安装。（1）根据自己的系统下载对应的版本。例如笔者使用64 位的

30、计算机， 因此下载的压缩包为 fritzing-0.9.0b.linux.AMD64.tar_1.bz2。（2）使用下面的命令解压缩bz2 包：tar -xjf fritzing-0.9.0b.linux.AMD64.tar_1.bz2 当然，也可以使用-C 参数将它解压缩到期望的位置。（3） 同手动安装Arduino IDE类似的，你只需要进入fritzing 的目录，执行其中的Fritzing文件即可。2.3 连接 Arduino IDE 和 Arduino Yun 前面的内容为我们准备好了日后Arduino Yun 开发的软件部分。 现在就是时候将Arduino IDE 和 Arduin

31、o Yun 连接到一起了。（1）打开 Arduino IDE ，并将 Arduino Yun连接到你的电脑。我们知道，Arduino 有如Arduino UNO 、Mega 等许多的开发板。这些开发板各有特色，而Arduino IDE只有一个，所以，此时需要告诉你想要Arduino IDE 连接的是在哪个端口上的哪个板子。（2）在 Arduino IDE的“工具”菜单项中的“板”中选择Arduino Yun选项，如图2.11所示。图 2.12 在板类型中选择Arduino Yun （3）我们就可以选择连接在电脑上的Arduino 开发板了。选择方式是在Arduino IDE的“工具”菜单项中的

32、“端口”中选择Arduino Yun 命令，如图2.13 所示。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 14 页 - - - - - - - - - 图 2.13 在端口中选择Arduino Yun 需要注意的是Arduino IDE会发现多个COM 口，而且在不同的环境中发现的个数和编号还有所不同。但是，正确地选择Arduino Yun还是很容易的，被正确识别的Arduino Yun会出现在对应的COM 名称后，图2.13 表明 Arduino Yun连接在计

33、算机的COM5 口上。现在， 离证明我们的软硬件都正常工作还有一步之遥。测试的方法就是完成Arduino 界的 Hello World 。这个方法对于现在的我们来说是非常容易的，它只需要点几下鼠标就可以完成。（1）加载Blink源代码，过程为单击“文件”|“示例” |Basics|Blink 命令，如图2.14所示。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 14 页 - - - - - - - - - 图 2.14 加载 Blink 源文件（2）新的源文件会在一个

34、新窗口中打开，接下来要做的就是将源文件在电脑上编译后上传到 Arduino Yun 中。编译和上传的动作可以由Arduino IDE 中的按钮完成，也可以通过快捷键Ctrl+U 完成。在上传完成后，Arduino IDE的底部会显示执行的操作信息，如图2.15 所示。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 14 页 - - - - - - - - - 图 2.15 Arduino IDE 的操作过程其中的信息大体如下：Build options changed,

35、 rebuilding all Sketch uses 4,754 bytes (16%) of program storage space. Maximum is 28,672 bytes. Global variables use 157 bytes (6%) of dynamic memory, leaving 2,403 bytes for local variables. Maximum is 2,560 bytes. 这些信息表明了编译器要重新编译程序，程序空间共有28,672 byte，使用了4,754 byte (16%)；动态内存共有2560 byte，全局变量使用了157

36、byte(6%) ，还剩余2,403 byte。通常，这些信息是可以安全忽略的。而特殊情况就是程序编译出错的情况，如下为编译出错时候的信息：Blink.ino: In function void loop(): Blink.ino:25:26: error: expected primary-expression before ; token Blink.ino:25:26: error: expected : before ; token Blink.ino:25:26: error: expected primary-expression before ; token 这里就提示了错误出现在源代码中的位置，其中的25 表示行， 26 表示列（实际原因是我在代码的这个位置加入了一个“?”字符）。这里接着介绍Blink 程序正确上传到Arduino Yun 后的效果。正常的情况是Arduino Yun板子上标号为L13 的 LED 以 1 秒的间隔闪烁着。如果你的板子此时正是这个效果，那么恭喜你，你已经为接下来的学习做好了十足的准备。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 14 页，共 14 页 - - - - - - - - -