Arduino教程中级 前奏2 是什么让东西“活”起来了
前奏2是什么让东西“活”起来了
本系列教程配套硬件套件：新版Arduino中级套件
上一课：前奏1 初识Arduino
简单的自动控制装置需要具备哪些元素
我们用Arduino做的小制作都可以称为是一个简单的自动控制装置。一个简单自动控制的装置，通常会有三个元素，输入、控制和输出。输入设备来搜集信号，控制器对接收到的信号进行处理、最后再由输出设备输出信号。我们以人来说，五感就是输入信号，把信号送到大脑，大脑再做出反应，输出的就是人的行为。
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2015-8-27 19:42 上传
而在Arduino的世界里也同样有输入、控制与输出。Arduino的五感是通过各式各样的传感器来实现的。Arduino控制器好比是人的大脑，来反应和处理信号。最后输出主要有声、光（Led）、动（直流电机、舵机）等表现形式。 做个简单的比喻吧！有个人叫你，你随即就回答：“听到了”。这里，你的耳朵就是输入设备，你的大脑就是控制设备，嘴巴就是你的输出设备。那整个过程我们如何通过Arduino来实现呢？最简单的，通过一个声音传感器，一听到有声音，Arduino就会接受到一个信号，然后，Arduino就让蜂鸣器“吱”一声表示回答。来分析下，这里，声音传感器就是输入设备，Arduino就是控制设备，最后蜂鸣器就是输出设备。
思考：能否识别出套件中哪些可做输入设备，哪些可做输出设备？
输入设备 – 传感器传感器是一种物理装置或生物器官，能够探测、感受外界的信号、物理条件（如光、热、湿度）或化学组成（如烟雾），并将探知的信息传递给其他装置或器官。传感器的作用是将一种能量转换成另一种能量形式，所以不少学者也用“换能器－Transducer”来称谓“传感器－Sensor”。
传感器的接口传感器接口分为三种，先了解下，分为：Ø数字接口Ø模拟接口Ø协议接口（数字） 协议接口也是数字接口的一种，常用的有I2C，Serial，SPI。
控制设备 – Arduino 不用多说，控制设备就是Arduino的控制器。我们这里选用的是Arduino UNO。前面说了控制器好比人的大脑的作用，用来处理事情。
输出设备 – 执行器执行器也有很多种，最常见的是“动”。好比人的动作，任何动作我们需要借助电机来完成。有了电机才能让东西“动”起来。其他的还有“声音”，“光”表现形式。蜂鸣器和喇叭就可以实现声音的输出。
代码与硬件之间的关系 前面说的输入设备、控制器、输出设备都是指硬件。固然重要，就像人的躯体。那人的思想是不是更重要，思想才是控制人行为的根源。大脑其实就是思想的载体，两者缺一不可的。有没有联想到Arduino中了？代码的作用就是思想的作用。虽然我们有控制器，但它不知道怎么去做，需要我们告诉它，而我们告诉它的方式就是通过代码。知道代码的重要性了吗？
电子世界的“数字”与“模拟”前面说了，输入设备需要采集信号，再把这个信息给到Arduino，Arduino再给信号输出设备。三个设备之间通过信号联系在了一起。代码是处理这些信号的。下面了解下电子世界的信号是怎么样的？输入设备与控制器是以什么形式“交流”的呢？同样控制器又是怎么与输出设备“沟通”的呢？这里我们需要知道电子世界的两种“语言”——数字信号与模拟信号。 电子世界的数字与模拟与我们平常说的数字与模拟不同。这里的数字，并不是代表的阿拉伯数字的意思。这里的模拟，也不是我们日常认为的真实事物的虚拟。这里需要你颠覆对数字与模拟原有的概念，电子世界将给你一个新的诠释。不要问为什么，因为这已经成为了约定俗成的东西了。
数字信号与模拟信号的区别
说下模拟信号与数字信号的区别：数字(Digital Signal): 只有2个值(0V和5V)。运用在Arduino中，就是高(HIGH)或者低(LOW)，“HIGH”是“1”，对应为5V。“LOW”是“0”，对应为0V。模拟(Analog Signal): 在一定范围内，有无限值。在Arduino中模拟口中，已经将0V到5V之间的值映射为0~1023范围内的值。比如，0对应为0V，1023对应为5V，512对应为2.5V。
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DFRobot中的“数字”与“模拟”
DFRobot套件中，我们有两种方法可以区分传感器为数字还是模拟。（1）绿色线为数字信号的传感器，蓝色线为模拟信号的传感器。（2）板子上会印有“D”或者“A”的字样，“D”代表“数字”，“A”代表“模拟”。
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IO 传感器扩展板 V7.1顺便来介绍下IO传感器扩展板，先看下扩展板的功能图。我们这里主要就是用来连接传感器。
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2015-8-27 19:43 上传
前面说了DF的传感器会有“D”和“A”的字样。扩展板上也同样有对应的“D”与“A”的字样，对应插上就可以了。
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而IO扩展板的最大的好处之一，就是相对于控制板上的仅限的几个电源接口，扩展板大大了增加了电源接口和GND接口，不用担心，如果连接多个传感器时，会出现电源接口不够用的情况。 在板子上，数字引脚和模拟引脚下面都会有对应一排“红色”排阵，以及一排“黑色”排阵。这就是扩展出来的电源接口。红色排阵是与电源相连的，黑色排阵对应与GND相通。
特别说明下DF中的颜色区分：绿色：数字信号(Digital Signal)蓝色：模拟信号(Analog Signal)红色：电源黑色：GND 由于这里V7扩展板用到的功能不多，所以就不一一介绍了，感兴趣的可以查看IO 传感器扩展板 V7.1的产品资料库。
这一节主要了解，是什么让东西“活”起来了，整个过程是怎么样的？不仅是需要我们的硬件设备，还需要我们的软件来驱使它来工作。从下一篇开始，我们动手玩了。
下一课：前奏3从串口中认识“数字”与“模拟”
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