很早之前入手了一塊Arduino
Mega2560，當時只是認為其操作簡單且更加人性化狭莱，開源方便奥裸，想了解了解。最新搞項目想用Arduino試試控制8路舵機证杭，但網上找的Servo庫大多說只支持9田度，10接口，很是惱火（資料怎么寫就怎么搬解愤，到底是不是只支持9镇饺，10接口有幾個知道？又有幾個知道為什么送讲？）奸笤。
另外本人長期逛各種論壇惋啃，發(fā)現(xiàn)國內民間創(chuàng)客極客水平還是普遍低下的，Arduino雖說開源但國內確實找不到多少參考資料监右，這無形之中成了小小的阻礙边灭，于是本人花了點時間為廣大Arduino愛好者整理翻譯此份資料，一是想豐富網上資源健盒，二是以一種更加簡便的方式帶部分人入門绒瘦。了解原理才能談創(chuàng)意，不求甚解只能做個小玩家扣癣。
了解Arduino的最好平臺當然是官網惰帽，我相信官網肯定不會遺漏自己產品最有特色的東西，因此以它為參考絕對沒錯父虑。另外该酗，必要部分輔助以百科，以及各位廣大親愛博友的資料（就不一一列舉了士嚎，在此謝過）呜魄。本文以Arduino Mega 2560為基礎解釋，其他板子都差不多航邢。
一：概述
Arduino Mega 2560是基于ATmega2560的微控制板耕赘，有54路數(shù)字輸入/輸出端口（其中15個可以作為PWM輸出），16路模擬輸入端口膳殷，4路UART串口操骡，16MHz的晶振，USB連接口赚窃，電池接口册招，ICSP頭和復位按鈕。簡單地用USB連接電腦或者用交直流變壓器就能使用勒极。
Mega 2560 是Arduino Mega系列的升級版是掰。Mega 2560與之前的板子（最大）不同在于：它沒用FTDI USB-to-serial驅動芯片，而是用ATmega16U2編程作為USB-to-serial傳輸器（V1版本使用8U2）辱匿。
總結如下：
控制器ATmega2560
工作電壓5V
輸入電壓（推薦）7-12V
輸入電壓（限制）6-20V
數(shù)字I/0口54 (含15路PWM輸出)
模擬輸入口16
每個I/0口直流電流40 mA
3.3v口直流電流50 mA
閃存（Flash Memory）256 KB（其中8 KB用作bootloader）
靜態(tài)存儲器（SRAM）8 KB
EEPROM4 KB
時鐘16 MHz
二：電源
這部分就不說了键痛，涉及3.3v和5v供電。
三：存儲器
ATmega2560有256k的閃存可存儲程序（其中8kb用作bootloader）匾七，有8kb的SRAM和4kb的EEPROM（可使用EEPROM library（點擊看詳細介紹）進行讀寫）絮短。
（1）RAM
隨機存取存儲器（英文：random access memory，RAM）又稱作“隨機存儲器”昨忆，是與CPU直接交換數(shù)據的內部存儲器丁频，也叫主存(內存)。它可以隨時讀寫，而且速度很快席里，通常作為操作系統(tǒng)或其他正在運行中的程序的臨時數(shù)據存儲媒介叔磷。存儲單元的內容可按需隨意取出或存入，且存取的速度與存儲單元的位置無關的存儲器奖磁。這種存儲器在斷電時將丟失其存儲內容改基，故主要用于存儲短時間使用的程序。 按照存儲信息的不同署穗，隨機存儲器又分為靜態(tài)隨機存儲器（英文：Static RAM寥裂，SRAM)和動態(tài)隨機存儲器（英文Dynamic RAM，DRAM)案疲。
SRAM不需要刷新電路即能保存它內部存儲的數(shù)據。而DRAM（Dynamic Random?Access Memory)每隔一段時間麻养，要刷新充電一次褐啡，否則內部的數(shù)據即會消失，因此SRAM具有較高的性能鳖昌，但是SRAM也有它的缺點备畦，即它的集成度較低洁桌，相同容量的DRAM內存可以設計為較小的體積畔勤，但是SRAM卻需要很大的體積，且功耗較大跛蛋。所以在主板上SRAM存儲器要占用一部分面積糕档。SRAM的速度快但昂貴莉恼，一般用小容量的SRAM作為更高速CPU和較低速DRAM
之間的緩存（cache）。
（2）EEPROM
帶電可擦可編程只讀存儲器--一種掉電后數(shù)據不丟失的存儲芯片速那。 EEPROM 可以在電腦上或專用設備上擦除已有信息俐银，重新編程。一般用在即插即用端仰。EEPROM的擦除不需要借助于其它設備捶惜，它是以電子信號來修改其內容的，而且是以Byte為最小修改單位荔烧，不必將資料全部洗掉才能寫入吱七，徹底擺脫了EPROM?Eraser和編程器的束縛。
（3）閃存（Flash Memory）鹤竭，EEPROM的變種：
在斷電情況下仍能保持所存儲的數(shù)據信息分為NOR型與NAND型閃存（NAND型更為普遍常見踊餐，一般說的是NAND型）：
內存和NOR型閃存的基本存儲單元是bit，用戶可以隨機訪問任何一個bit的信息诺擅。
而NAND型閃存的基本存儲單元是頁（Page）市袖。每一頁的有效容量是512字節(jié)的倍數(shù)。NAND型閃存以塊為單位進行擦除操作（一塊一塊地擦）。閃存的寫入操作必須在空白區(qū)域進行苍碟，如果目標區(qū)域已經有數(shù)據酒觅，必須先擦除后寫入，因此擦除操作是閃存的基本操作微峰。一般每個塊包含32個512字節(jié)的頁舷丹，容量16KB；而大容量閃存采用2KB頁時蜓肆，則每個塊包含64個頁颜凯，容量128KB。
簡言之仗扬，RAM數(shù)據斷電不可保存症概，因而常用于CPU與外設之間做緩存用；EEPROM掉電數(shù)據不丟失早芭，用于編程讀寫使用彼城；有時由于需要改寫的數(shù)據量比較大，因而在EEPROM基礎上出現(xiàn)了Flash Memory（NAND型）退个。我們編寫好程序之后就是在bootloader引導下下載到Flash Memory里面的（因為每次程序下載都有重新刷新一個區(qū)域塊來保存下載的程序募壕，因而使用Flash Memory）。我相信新手對各種存儲器都會有一定了解了语盈。
四：輸入輸出
54路接口都可作為輸入輸出舱馅，并使用pinMode(), digitalWrite()和digitalRead()（點擊看詳細介紹）功能。5v電壓操作刀荒，每個接口的電流最大40mA并且接口有內置20-50千歐的上拉電阻代嗤。另外，有的接口有特殊功能照棋。
Serial（串口）：
Serial 0：0 (RX) and 1 (TX);
Serial 1: 19 (RX) and 18 (TX);
Serial 2: 17 (RX) and 16 (TX);
Serial 3: 15 (RX) and 14 (TX).
一共四組串口资溃。其中Serial0也被連接到Tmega16U2 USB-to-TTL Serial芯片（上文有介紹，我們USB連接電腦用的就是這個串口）烈炭。RX接收數(shù)據溶锭，TX傳輸數(shù)據。
External Interrupts（外部中斷）:
2 (interrupt 0),
3 (interrupt 1),
18 (interrupt 5),
19 (interrupt 4),
20 (interrupt 3),
21 (interrupt 2)符隙。
每個引腳都可配置成低電平觸發(fā)趴捅，或者上升、下降沿觸發(fā)霹疫。詳見attachInterrupt()（點擊看詳細介紹）功能拱绑。
PWM（脈沖調制）:
2~13口；
44~ 46口丽蝎。
提供8位PWM輸出猎拨。由analogWrite()（點擊看詳細介紹）功能實現(xiàn)膀藐。
SPI（串行外設接口）:
50 (MISO), 51 (MOSI), 52 (SCK), 53 (SS)。使用SPI ?library（點擊看詳細介紹）庫實現(xiàn)红省。
SPI额各，是一種高速的，全雙工吧恃，同步的通信總線虾啦，并且在芯片的管腳上只占用四根線，節(jié)約了芯片的管腳痕寓，同時為PCB的布局上節(jié)省空間傲醉，提供方便，正是出于這種簡單易用的特性呻率，如今越來越多的芯片集成了這種通信協(xié)議硬毕。
SPI總線系統(tǒng)是一種同步串行外設接口，它可以使MCU與各種外圍設備以串行方式進行通信以交換信息礼仗。外圍設置FLASHRAM昭殉、網絡控制器、LCD顯示驅動器藐守、A/D轉換器和MCU等。SPI總線系統(tǒng)可直接與各個廠家生產的多種標準外圍器件直接接口蹂风，該接口一般使用4條線：串行時鐘線（SCLK）卢厂、主機輸入/從機輸出數(shù)據線MISO、主機輸出/從機輸入數(shù)據線MOSI和低電平有效的從機選擇線CS（有的SPI接口芯片帶有中斷信號線INT惠啄、有的SPI接口芯片沒有主機輸出/從機輸入數(shù)據線MOSI）慎恒。
SPI的通信原理很簡單，它以主從方式工作撵渡，這種模式通常有一個主設備和一個或多個從設備融柬，需要至少4根線，事實上3根也可以（用于單向傳輸時趋距，也就是半雙工方式）粒氧。也是所有基于SPI的設備共有的，它們是SDI（數(shù)據輸入）节腐、SDO（數(shù)據輸出）外盯、SCLK（時鐘）、CS（片選）翼雀。
（1）MOSI– SPI總線主機輸出/ 從機輸入（SPI Bus Master Output/Slave?Input）饱苟；
（2）MISO– SPI總線主機輸入/ 從機輸出（SPI Bus Master Input/Slave?Output)；
（3）SCLK –時鐘信號狼渊，由主設備產生箱熬；
（4）CS – 從設備使能信號，由主設備控制（Chip select），有的IC此pin腳叫SS城须。
其中CS是控制芯片是否被選中的蚤认，也就是說只有片選信號為預先規(guī)定的使能信號時（高電位或低電位），對此芯片的操作才有效酿傍。這就允許在同一總線上連接多個SPI設備成為可能烙懦。
接下來就負責通訊的3根線了。通訊是通過數(shù)據交換完成的赤炒，這里先要知道SPI是串行通訊協(xié)議氯析，也就是說數(shù)據是一位一位的傳輸?shù)摹＿@就是SCLK時鐘線存在的原因莺褒，由SCK提供時鐘脈沖掩缓，SDI，SDO則基于此脈沖完成數(shù)據傳輸遵岩。數(shù)據輸出通過?SDO線你辣，數(shù)據在時鐘上升沿或下降沿時改變，在緊接著的下降沿或上升沿被讀取尘执。完成一位數(shù)據傳輸舍哄，輸入也使用同樣原理。這樣誊锭，在至少8次時鐘信號的改變（上沿和下沿為一次）表悬，就可以完成8位數(shù)據的傳輸。在點對點的通信中丧靡，SPI接口不需要進行尋址操作蟆沫，且為全雙工通信，顯得簡單高效温治。在多個從設備的系統(tǒng)中饭庞，每個從設備需要獨立的使能信號，硬件上比I2C系統(tǒng)要稍微復雜一些熬荆。
例：現(xiàn)有1舟山，2號設備支持SPI接口，則可以都掛到主控的SPI線上惶看，之后如果要控制1號設備捏顺，則由主控發(fā)送CS=1號，選中1號設備纬黎，那么1號設備就可以通過MOSI幅骄，MISO兩根線在SCLK時鐘控制下和主機進行通信了。
LED：
13引腳本今。這是板上自帶的LED燈拆座，高電平亮主巍，低電平滅。
TWI：
20 (SDA) 和21 (SCL)挪凑。使用Wire library（點擊查看詳細介紹）實現(xiàn)功能孕索。
TWI（Two—wire Serial Interface）接口是對I^2C總線接口的繼承和發(fā)展，完全兼容I^2C總線躏碳，具有硬件實現(xiàn)簡單搞旭、軟件設計方便、運行可靠和成本低廉的優(yōu)點菇绵。TWI由一根時鐘線和一根傳輸數(shù)據線組成肄渗，以字節(jié)為單位進行傳輸。TWI_SCL\TWI_SDA是TWI總線的信號線咬最。SDA是雙向數(shù)據線翎嫡，SCL是時鐘線SCL。在TWI總線上傳送數(shù)據永乌，首先送最高位惑申，由主機發(fā)出啟動信號，SDA在SCL 高電平期間由高電平跳變?yōu)榈碗娖匠岢缓笥芍鳈C發(fā)送一個字節(jié)的數(shù)據圈驼。數(shù)據傳送完畢，由主機發(fā)出停止信號望几，SDA在SCL 高電平期間由低電平跳變?yōu)楦唠娖健?/p>
模擬輸入：
Mega2560有16個模擬輸入,每個提供10位的分辨率(即2^10=1024個不同的值)碗脊。默認情況下他們測量0到5v值￠献保可以通過改變AREF引腳和analogReference()功能改變他們變化范圍的上界。
AREF：是AD轉換的參考電壓輸入端（模擬口輸入的電壓是與此處的參考電壓比較的）祈坠。使用analogReference()（點擊查看詳細介紹）完成功能害碾。
例:
參考電壓是5V，AD精度是10位的赦拘，
在模擬輸入端輸入2.5V慌随，AD轉換結果就是512（1024×（5/2.5））
Reset：低電平有效，不用多說了吧躺同。
五：通信
Arduino Mega2560提供4路UARTs通信阁猜，即Serial通信。數(shù)據通過ATmega8U2/ATmega16U2時候指示燈會閃爍（除了0和1口）蹋艺。
使用SoftwareSerial library（點擊看詳細介紹）可以使用Mega2560的任意數(shù)字接口通信剃袍。Mega2560同樣支持TWI和SPI通信。
六：編程
Mega2560使用Arduino IDE環(huán)境編程（這個相信再新的新手也知道）捎谨。事先在閃存（Flash Memory）里燒入bootloader引導程序（上文介紹有8kb）民效，這樣我們就可以每次下載程序了憔维。它使用的是原始的STK500通信協(xié)議。（bootloader一般使用C語言或者匯編編寫畏邢，考慮部分人的興趣业扒，這里也提供些資料：bootloader）。
你也可以繞過bootloader利用Arduino ISP通過ICSP (In-Circuit Serial?Programming)header來編程（這是采用額外編程器的方式舒萎，這種方式當然不贊成程储，很麻煩）。
The ATmega16U2（上面說的串口編程芯片臂寝，Mega2560的特色）固件源碼可以從Arduino
repository獲得章鲤。ATmega16U2/8U2使用DFU?bootloader下載，可以用以下方式激活：
1.V1版本的板子：連接板子后面的跳線（靠近意大利的地圖）交煞，之后重置ATmega8U2（1版本為這個芯片）咏窿。
2.V2及之后的版本：有個將8U2/16U2 HWB線連到地的電阻，它使板子很容易進入DFU模式素征，你之后可以使用Atmel's FLIP software(Windows) 或者DFU
programmer(Mac OS X and Linux) 下載新的固件集嵌。或者你可以使用額外的編程器通過ISP下載（跟上面跳過bootloader下載程序時的方法一樣御毅，此方法高端案贰）。具體參考：Seethis user-contributed
tutorialfor more information.
七：自動（軟件）復位：
不說了端蛆。
八：USB過流保護：
不說了凤粗，好的硬件設計應該這么做。
九：物理特性和兼容：也不說了今豆，都是繼承和發(fā)展嫌拣。
