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一、前言：

A、Arduino簡介

　　Arduino是由一個歐洲開發團隊於2005年冬季開發。其成員包括Massimo Banzi、David Cuartielles、Tom Igoe、Gianluca Martino、David Mellis和Nicholas Zambetti。據說Auduino開發團隊的領袖Massimo Banzi 之前是意大利Ivrea 一家高科技設計學校的老師。他的學生們經常抱怨找不到便宜好用的微控制器。2005年冬天，Massimo Banzi 跟David Cuartielles 討論了這個問題。David Cuartielles 是一個西班牙籍芯片工程師，當時在這所學校做訪問學者。兩人決定設計自己的電路板，並引入了Banzi 的學生David Mellis 為電路板設計編程語言。兩天以后，David Mellis 就寫出了程式碼。又過了三天，電路板就完工了。這塊電路板被命名為Arduino。幾乎任何人，即使不懂電腦編程，也能用Arduino 做出很酷的東西，比如對傳感器作出回應，閃爍燈光，還能控制馬達。

2016-10-11

　　現在，Arduino是一個開源的項目，它所有的設計資料都可以在其官網免費得到。嚴格來說，Arduino這個術語涉及硬件、軟件、開發團隊、設計原理，以及用戶的互助精神。從筆者的實際生活體驗看，通常所說的Arduino在90%的情況下是指Arduino的硬件開發板，可能是硬件更顯而易見吧。Arduino的硬件開發板有許多種型號。它是一個單片機集成電路，它的核心就是一個單片機，開發板上的其他電路用來供電和轉換信號。官方Arduino使用的是megaAVR系列的芯片，特別是ATmega8、ATmega168、ATmega328、ATmega1280以及ATmega2560，還有一小部分使用的是Arduino兼容的處理器。常見的Arduino主板有：

Arduino UNO

（Arduino Uno開發板基於ATmega328）
Arduino Leonardo

（Arduino Uno基於ATmega328）

Arduino Due

（Arduino Due基於Atmel SAM3X8E ARM Cortex-M3 CPU）

Arduino Yún

（Arduino Yún基於ATmega32U4和Atheros AR9331）

Arduino Micro

（Arduino Micro基於ATmega32U4）

以及Arduino Tre、Arduino Robot、Arduino Esplora、Arduino Nano、Arduino Zero等等。本文以Arduino系列的名星板——Arduino Uno R3為例進行仿真實驗，其它板可以類推進行仿真。

B、實驗開發工具介紹

1.Arduino IDE

Arduino IDE是專門為Arduino開發板量身定做的集成開發環境。

Windows下安裝Arduino IDE教程：http://jingyan.baidu.com/article/ed15cb1b7a401e1be369811a.html

2.Proteus

　　Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真軟件)，從原理圖布圖、代碼調試到單片機與外圍電路協同仿真，一鍵切換到PCB設計，真正實現了從概念到產品的完整設計。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設計平台，

proteus安裝教程：http://jingyan.baidu.com/article/ce436649d086713772afd34b.html

二、Arduino如何用Proteus仿真

　　本文以Arduino Uno R3為例，仿真時一般選用ATMEGA328P單片機，仿真其他板時，選擇對應的單片機即可，大體原理相似。

　　其基本過程是：軟件在Arduino IDE編程軟件里編寫，硬件在Proteus ISIS軟件模塊里通過繪制電氣原理圖建立。程序編寫完后，選擇Arduino IDE編程界面菜單欄的Tools菜單項，再選擇Board→Arduino Duemilanove w/ATmega328，也可以選擇Board→Arduino Uno，然后點擊編譯按鈕，生成Hex文件（二進制機器碼文件）。有了Hex文件，接着轉到Proteus電氣原理圖，雙擊原理圖中的型號為ATMEGA328P 單片機芯片，出現對話框，通過文件目錄瀏覽的方法確定Hex文件存儲位置，並進行一些單片機芯片工作狀態參數的設置，最后點擊Proteus ISIS軟件界面左下方的播放按鈕，就可以看到Arduino單片機在Proteus仿真環境中的運行效果。

　　Arduino編譯之后，Hex文件會自動刪除，而在Proteus仿真的Arduino單片機中，需要使用Arduino軟件產生的Hex文件，可是，Arduino IDE默認使用完Hex文件會自動刪除的，所以取不到hex文件，為了取出hex文件，加載到Porteus中的單片機ATMEGA328P，需要修改如下：

　　點擊Arduino軟件界面菜單欄的文件->參數設置，打開對話框，在輸出時顯示詳細信息一欄勾選編譯、下載，如下圖：

然后就可以獲得hex文件的地址了。

確定了Hex文件，還有三個參數項要修訂，一是“CLKDIV8(Divide clock by 8)”參數項修改為“Unprogrammed”；二是“CKSEL Fuses”參數項修改為“(1111)Ext. Crystal 8.0-MHz”；三是Advanced Properties的Clock Frequency參數項設為16Mhz。最后點擊編輯對話框的“確定”按鈕，然后就可以仿真了，如圖：(雙擊ATMEGA328P）

三、用Proteus仿真Arduino Uno最小系統

1. ATMEGA328P-PU引腳圖

此外，還需振盪電路，將AVCC和AREF接+5v。

用到的元器件有：CRYSTAL、22pF電容、ATMEGA328P、POWER端口、GROUND端口。

然后按下圖連線：

即得到Arduino Uno的最小系統。

建議將Arduino Uno的最小系統導出區域，這樣下次用的時候可以直接引進來。

四、用Proteus仿真實現LED輸出SOS

1.代碼如下：

int ledPin=13;
void setup(){
pinMode(ledPin,OUTPUT);
}
void loop(){

for(int i=0;i<3;i++){
    digitalWrite(ledPin,HIGH);
    delay(300);
    digitalWrite(ledPin,LOW);
    delay(600);
}
delay(2100);

for(int i=0;i<3;i++){
    digitalWrite(ledPin,HIGH);
    delay(900);
    digitalWrite(ledPin,LOW);
    delay(600);
}
delay(2100);

for(int i=0;i<3;i++){
    digitalWrite(ledPin,HIGH);
    delay(300);
    digitalWrite(ledPin,LOW);
    delay(600);
}
delay(2100);
}