Arduino&Uno&+&四脚三色LED简介及测试实验
一、器材介绍：
&&（1）器材名称：
四脚三色LED
&（2）主要技术参数：
R:波长630-640nm&&&
亮度MCD&&&&&
电压1.8-2.0
G:波长515-525nm&&&
亮度MCD&&&&&
电压3.2-3.4
B:波长465-475nm&&&
亮度MCD&&&&&
电压3.2-3.4
直径5mm，有盘，透明，四脚；
白发红绿蓝三色全彩LED，共阳（即公共端接正极，靠分别控制led的负极来点亮模块），
高亮发光二极管。脚距1mm。内部电极最大的脚为2脚，即公共端。
&（3）工作原理：
脉冲宽度调制(PWM)，是英文“Pulse Width
Modulation”的缩写，简称脉宽调制，是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。
模拟信号的值可以连续变化，其时间和幅度的分辨率都没有限制。模拟电压和电流可直接用来进行控制，如对汽车收音机的音量进行控制。尽管模拟控制看起来可能直观而简单，但它并不总是非常经济或可行的。。其中一点就是，模拟电路容易随时间漂移，因而难以调节。能够解决这个问题的精密模拟电路可能非常庞大、笨重（如老式的家庭立体声设备）和昂贵。模拟电路还有可能严重发热，其功耗相对于工作元件两端电压与电流的乘积成正比。模拟电路还可能对噪声很敏感，任何扰动或噪声都肯定会改变电流值的大小。通过以数字方式控制模拟电路，可以大幅度降低系统的成本和功耗。
脉冲宽度调制（PWM）是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。通过高分辨率计数器的使用，方波的占空比被调制用来对一个具体模拟信号的电平进行编码。PWM信号仍然是数字的，因为在给定的任何时刻，满幅值的直流供电要么完全有（ON），要么完全无（OFF）。电压或电流源是以一种通（ON）或断（OFF）的重复脉冲序列被加到模拟负载上去的。通的时候即是直流供电被加到负载上的时候，断的时候即是供电被断开的时候。只要带宽足够，任何模拟值都可以使用PWM进行编码。
二、测试实验：
&【1】多色闪烁实验：
（1）实验目的：
Common脚接5V
（3）连接方式（实际）：
（4）运行代码：
int led1 = 9;
int led2 = 10;
int led3 = 11;
void setup()
pinMode(led1,OUTPUT);
pinMode(led2,OUTPUT);
pinMode(led3,OUTPUT);
void setColor(int red,int
green,int blue)
analogWrite(led1,255-red);
analogWrite(led2,255-green);
analogWrite(led3,255-blue);
void loop()
setColor(255,0,0);& //Red
delay(100);
setColor(0,255,0);& //Green
delay(100);
setColor(0,0,255);& //blue
delay(100);
setColor(255,255,0);& //Yellow
delay(100);
setColor(0,255,255);& //Light Green
delay(100);
setColor(255,0,255);& //Purple
delay(100);
颜色混合参照RGB模式。由黑色（不发光）至红、绿、蓝分为256个度，即0~255。
我们可以插入这样的“setColor”函数：
setColor(0x32,0xB1,0x6C)//浅绿
&【2】渐变色实验：
（1）实验目的：
&&&&&&&&实现LED的多色渐变效果
（2）连接方式（理论加实际）：
&&&&（3）运行代码：
int led1 = 9;
int led2 = 10;
int led3 = 11;
void setup()
pinMode(led1,OUTPUT);
pinMode(led2,OUTPUT);
pinMode(led3,OUTPUT);
void setColor(int red,int
green,int blue)
analogWrite(led1,255-red);
analogWrite(led2,255-green);
analogWrite(led3,255-blue);
void loop()
i=0;i&256;i++)
setColor(i,0,0);
delay(10);
i=255;i&=0;i--)
setColor(i,0,0);
delay(10);
}&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
//红色渐亮渐暗
i=0;i&256;i++)
setColor(0,i,0);
delay(10);
i=255;i&=0;i--)
setColor(0,i,0);
delay(10);
}&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
//绿色渐亮渐暗
i=0;i&256;i++)
setColor(0,0,i);
delay(10);
i=255;i&=0;i--)
setColor(0,0,i);
delay(10);
}&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
//蓝色渐亮渐暗
对于颜色过渡效果，将循环体稍作修改即可：
void loop()
for(i=0,j=255;i&256;i++)
setColor(i,j,0);
delay(100);&&&&&&&&&&
//绿色向红色渐变
for(i=0,j=255;i&256;i++)
setColor(j,0,i);
delay(100);&&&&&&&&&&
//红色向蓝色渐变
for(i=0,j=255;i&256;i++)
setColor(0,i,j);
delay(100);&&&&&&&&&
//蓝色向绿色渐变
&&&&（4）实验过程中出现的问题及解决方案：
1、在做闪烁效果时，将限流电阻串联在公共端上，发现有的颜色无法显示，原因：在公共端串联大电阻时，提供给LED的电压若小于3.2V，将不能发出绿光蓝光，限流电阻应串在负极各针脚上。
2、在做渐亮渐暗效果时，一开始RGB三个针脚分别接8,9,10数字IO接口，发现红色只有亮与暗两种状态，原因：数字IO端口8为非PWM端口，只能读取输出高低电平两种状态，对应LED亮暗两种状态，无法实现渐变，需要将针脚接在数字IO
PWM输出端口上，setColor（）函数使用了analogWrite(pin,
value)，即数字IO 口PWM 输出函数，给一个接口写入模拟值（PWM 波）。改变PWM 脚位的输出电压值。对于
ATmega168 芯片的Arduino（包括Mini 或BT），该函数可以工作于 3, 5, 6, 9, 10 和 11
号接口，即“analogWrite(接口名称, 数值)”,pin 表示3, 5,6, 9, 10, 11，value
表示为0～255。比如可用于电机PWM 调速或音乐播放。
例如：输出电压2.5 伏特（V），该值大约是128。
&【3】实验效果视频（实验1+实验2）：
三、后期工作：
期末考试即将来临，我们决定先暂时放下手头的项目专心复习，待考试过后再进行我们的测试，愿我们考试顺利！！！
（以上资料部分源于互联网）
资料整理人：邓晨涛，张世琳
实验测试者：邓晨涛，林峻民，彭帆，张世琳（按姓氏首字母排序）
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Arduino UNO R3 控制器 ATmega328P-PU+ATmega16U2 arduino 原装正品
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产品介绍：
这是Arduino Uno的最新版本R3。除了之前所有的特点外，这块板可以使用ATmega16U2替代了8U2。（或者说是之前版本的FTDI板）这允许更快的转换速度 和更大内存，Linux或者Mac不需要驱动程序，（Windows系统需要inf文件）并且有能力外接键盘，鼠标，摇杆等。 UNO R3还增加了AREF边上的SDA和SCL端口。此外，RESET边上还有两个新的端口。一个端口是IOREF，它能够使扩展板适应主板的电压。另一个空的端口预留给将来扩展的可能。Uno R3能够兼容任何现存扩展板并且能用它额外的端口适应新的扩展板。 Arduino是一个基于开源开发环境，有用简单的I/O接口的物理计算平台。Arduino可以用于独立做项目开发的控制核心也可以与PC进行直接的 USB连接完成与电脑间的互动。Arduino开源IDE开发环境可以通过相关文档的链接直接免费下载(支持Window，Linux以及Max系统)。
产品图片：
产品参数：
1.工作电压：5V
2.输入电压：接上USB时无须外部供电或外部7V~12V DC输入
3.输出电压：5V DC输出和3.3V DC输出 和外部电源输入
4.微处理器：ATmega328
5.Bootloader：Arduino Uno
6.时钟频率：16 MHz
7.输入电压（推荐）7-12V
8.输入电压（限制）6-20V
9.支持USB接口协议及供电(不需外接电源)
10.支持ISP下载功能。
11.数字I/O端口 14（6个PWM输出口）
12.模拟输入端口 6
13.直流电流 I/O端口 40mA
14.直流电流 3.3V端口 50mA
15.Flash 内存：32 KB (ATmega328) (0.5 KB用于引导程序）
16.SRAM 2 KB (ATmega328)
17.EEPROM 1 KB (ATmega328)
18.尺寸：75x55x15mm
Arduino是什么？
Arduino是一块基于开放源代码的USB接口Simple I/O接口板（包括12通道数字GPIO，4通道PWM输出，6-8通道10bit ADC输入通道），并且具有使用类似Java,C语言的IDE集成开发环境。让您可以快速使用Arduino语言与Flash或Processing…等软件，作出互动作品。 Arduino可以使用开发完成的电子元件例如Switch或sensors或其他控制器、LED、步进马达或其他输出装置。Arduino也可以独立运作成为一个可以跟软件沟的接口，例如说：flash processing Max/MSP VVVV 或其他互动软件…。Arduino开发IDE接口基于开放源代码，可以让您免费下载使用开发出更多令人惊艳的互动作品。它有自己的文化，一种代表开源创意的文化，在其文化的背后，又是科学技术的精华与互动媒体的艺术。对于机器人爱好者来说，尤其是对于缺乏电子知识、做不好控制的朋友来说，Arduino会解决你的大问题，它是一个非常容易上手掌握的控制平台。您可以参考Arduino的官方网站 http://www.arduino.cc 或者进入Arduino爱好者Rebecca的博客 .cn/arduino (复制网址到浏览器)，通过链接你会找到各种创意作品的源码，当然也有很多机器人应用实例代码，例如直流电机PWM调速、舵机控制、超声波测距、红外传感器寻迹等，相信它能使你早日实现机器人DIY的梦想。
Arduino系列控制器特色:
1、开放源代码的电路图设计，程序开发接口免费下载，也可依需求自己修改；
2、可以采用USB接口供电，也可以外部供电，双向选择；
3、Arduino支持ISP在线烧写，可以将新的“bootloader”固件烧入ATmega168或ATmega328芯片。有了bootloader之后，可以通过USB更新程序；
4、可依据官方提供的Eagel格式PCB和SCH电路图，简化Arduino模组，完成独立运作的微处理控制。可简单地与传感器，各式各样的电子元件连接(EX：红外线、超音波、热敏电阻、光敏电阻、伺服舵机…等)；
5、应用方面，利用Arduino，突破以往只能使用鼠标、键盘，CCD等输入的装置的互动内容，可以更简单地达成单人或多人游戏互动。
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