Arduino單片機(jī)使用和開(kāi)發(fā)問(wèn)題記錄

1、將程序上傳到板子時(shí)Arduino IDE提示“avrdude: stk500_getsync(): not in sync: resp=0x00”

網(wǎng)上查遇到這個(gè)問(wèn)題的人比較多，有說(shuō)驅(qū)動(dòng)問(wèn)題的，有說(shuō)IDE設(shè)置問(wèn)題的。具體到我遇到的這個(gè)情況，原因是板子上插了RF24無(wú)線傳輸模塊（也許線還沒(méi)有插對(duì)），拔掉以后再上傳程序就正常了。

2、nRF24L01+無(wú)線透?jìng)魇褂脝?wèn)題

Arduino官網(wǎng)上似乎推薦Mirf這個(gè)庫(kù)，遇到一個(gè)問(wèn)題，接收端運(yùn)行幾分鐘后停止響應(yīng)；試了另外一個(gè)RF24庫(kù)，遇到傳輸不穩(wěn)定的問(wèn)題，一時(shí)沒(méi)有解決，還是回到Mirf了，之前的停止響應(yīng)問(wèn)題沒(méi)有再出現(xiàn)。

這個(gè)論壇關(guān)于無(wú)線透?jìng)鞯挠懻摬簧?，雖然用arduino的不多。

Mirf的地址問(wèn)題：Mirf的address是有長(zhǎng)度要求的，例如可以用“serv1”、“clie1”作為地址，長(zhǎng)度過(guò)短會(huì)導(dǎo)致無(wú)法傳輸，例如用“cl2”作為地址。試了好多次才發(fā)現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題。

nRF24L01模塊（使用Mirf庫(kù)時(shí)）的自動(dòng)應(yīng)答問(wèn)題：項(xiàng)目里使用一個(gè)nRF24L01（服務(wù)端）接收多個(gè)nRF24L01（客戶端）的消息，發(fā)現(xiàn)客戶端之間互相收到本應(yīng)發(fā)到服務(wù)端的消息，經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)應(yīng)該與nRF24L01的自動(dòng)應(yīng)答機(jī)制有關(guān)。在Mirf.cpp的setTADDR方法里可以看到，目標(biāo)地址被同時(shí)寫(xiě)到RX_ADDR_P0和TX_ADDR這兩個(gè)寄存器里，前者是接收自動(dòng)應(yīng)答使用的（一個(gè)nRF24L01可以有6個(gè)接收地址同時(shí)工作），導(dǎo)致peer發(fā)到服務(wù)端的消息也被當(dāng)作自動(dòng)應(yīng)答了。為避免這種干擾，我實(shí)驗(yàn)下來(lái)的方法是：每個(gè)客戶端在發(fā)送數(shù)據(jù)之前先setTADDR到一個(gè)無(wú)效且唯一的地址，在send之前那一刻再使用setTADDR將地址設(shè)置到服務(wù)端的地址，發(fā)送完成后馬上setTADDR到那個(gè)無(wú)效地址。

3、Arduino與Android通過(guò)usb通訊

利用usb-serial-for-android這個(gè)開(kāi)源項(xiàng)目。注意，兩側(cè)的baudrate要設(shè)置一致；android端讀取到的數(shù)據(jù)可能是不完整數(shù)據(jù)，需要多讀幾次以便補(bǔ)齊。

“The nature of hardware device interfaces like these is that there is typically no guarantee your data will arrive in a single read().If you expect 16 bytes of data, you need to read(), successively, until you have received all 16. If you want to read until there is a newline, you will need to scan all characters until you find a newline -- and then save anything received after it for later.”來(lái)源鏈接

4、關(guān)于arduino設(shè)備的唯一ID

最后決定使用的方案是：寫(xiě)一個(gè)專門的小程序（量產(chǎn)程序），對(duì)每個(gè)arduino運(yùn)行一次，在EEPROM里寫(xiě)入唯一的id號(hào)。正式程序運(yùn)行時(shí)只需讀取，不做修改。代碼參考

注意：EEPROM的擦寫(xiě)次數(shù)是有限制的，一般標(biāo)稱為10萬(wàn)次，但有人聲稱實(shí)驗(yàn)結(jié)果只有100次左右。還好，這個(gè)比較靠譜的實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果是超過(guò)100萬(wàn)次，總之寫(xiě)入EEPROM時(shí)慎重。

5、溫濕度傳感器DHT11

3.3v/5v通用，接數(shù)字信號(hào)口，使用DHT11這個(gè)庫(kù)獲得數(shù)據(jù)。DHT11精度不高，若要求高可使用DHT22（也叫AM2302）。

6、同一段代碼在兩塊板子上運(yùn)行效果不同

兩塊板子都是uno+sensor shield+nrf24l01，其中一塊運(yùn)行完全正常，另一塊無(wú)法接收到消息（可以發(fā)送消息）。交換sensor shield（連同上面的nrf）無(wú)效，交換usb線無(wú)效，接外接12v電源無(wú)效。最后發(fā)現(xiàn)如果在代碼的loop()里加delay(100)則基本能接收到消息，但還有部分丟包。兩塊板子是從不同賣家處購(gòu)買的，看來(lái)還是有區(qū)別啊。

7、Arduino nano v3.0接nrf24l01模塊不工作問(wèn)題

nano直接連nrf24l01模塊無(wú)法收發(fā)數(shù)據(jù)；但用nano先接傳感器擴(kuò)展板（sensor shield，像這種），再把nrf24l01接到擴(kuò)展板上，則工作正常。仔細(xì)檢查過(guò)連線沒(méi)有問(wèn)題，且分別替換過(guò)nano和nrf模塊usb線等，都沒(méi)有效果。最后發(fā)現(xiàn)nano板子上的3.3v針腳電壓不對(duì)，幾乎是零，聯(lián)系賣家檢查后說(shuō)是nano上少一根線，要把usb口背后的兩個(gè)電容（C1和C7）靠近芯片的引腳短接，照此方法問(wèn)題解決。而擴(kuò)展板上的3.3v針腳是用asm1117-3.3從5v降壓得來(lái)，所以沒(méi)有這個(gè)問(wèn)題。

nano的官方文檔說(shuō)只有用usb供電時(shí)3.3v針腳才有電壓，但經(jīng)實(shí)驗(yàn)，我手上的這一版（電容短接后）不論用usb供電還是通過(guò)vin供電，3.3v針腳都有3.3v電壓。

8、無(wú)法上傳程序到arduino pro mini

使用ft232rl連接arduino pro mini，上傳程序時(shí)提示：

stk500_getsync():notinsync:resp=0x00

上傳時(shí)按reset按鈕不起作用，DTR線也已經(jīng)連接。經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)問(wèn)題導(dǎo)致這個(gè)現(xiàn)象：1)arduino上的RX應(yīng)該接ft232rl的TX，TX接RX，我一開(kāi)始接反了；2）一開(kāi)始用的FTDI的驅(qū)動(dòng)是最新的2.0.8.30，在這個(gè)帖子的提示下，降級(jí)到2.0.8.24后問(wèn)題解決。PS.最好搜索并下載CDM20824_Setup.exe文件以便強(qiáng)制降級(jí)。

又測(cè)試了一下DTR線的作用，如果連接了DTR線，直接上傳程序就可以成功；如果不連接DTR線，在提示Uploading時(shí)立刻按一下arduino的reset按鈕，也可以上傳成功，不按按鈕則上傳失敗。

Update 2014/2/19: 不知道什么原因，ft232rl又無(wú)法上傳程序到arduino pro mini了。這個(gè)帖子里有人提到在DTR線上加一個(gè)100nF的電容是關(guān)鍵的一步，但我手邊沒(méi)有這個(gè)電容，而且即使我不連接DTR線采用手動(dòng)reset的方式仍然不行。后來(lái)使用PL2303模塊的下載線（只有四個(gè)腳，與ft232rl相比少了DTR腳）配合手動(dòng)reset方式可以正常上傳程序到arduino。

9、Arduino的數(shù)據(jù)類型

Arduino的長(zhǎng)整型是32位的，而Java里是64位，互傳數(shù)據(jù)時(shí)別搞錯(cuò)了。關(guān)于arduino里的數(shù)據(jù)類型

10、電池供電方案

我花了不少時(shí)間在研究各種供電方案上，要平衡電池容量和帶來(lái)的體積增加，還要考慮電池成本因素：

方案1: 5號(hào)/7號(hào)干電池供電，為達(dá)到至少3.3v的電壓以便驅(qū)動(dòng)arduino pro mini+nrf24l01，需要至少三節(jié)電池，體積太大放棄；

方案2：CR2032紐扣電池供電，同樣電壓不足（標(biāo)稱3V），實(shí)測(cè)3.2V但后來(lái)會(huì)有電壓下降，在3V左右arduino能啟動(dòng)但無(wú)線模塊不正常；

方案3：3.7V鋰電池供電，這是目前采用的方案，目標(biāo)是讓一塊250mAh的鋰聚合物電池能維持設(shè)備運(yùn)行2個(gè)月以上。為節(jié)約成本和體積，鋰電池充電模塊將采用外置的方式。

這段代碼可以檢測(cè)當(dāng)前VCC腳的電壓（僅支持328和168），有助于實(shí)現(xiàn)提示電池電量不足，我在pro mini 5v上實(shí)測(cè)可用。

11、減小工作電流

目前采用arduino pro mini 5v/16MHz版本，這個(gè)版本在tb上的售價(jià)為13元人民幣左右，而3.3v/8MHz的版本要17元左右，實(shí)測(cè)5v版本用3.3v電源（輸入VCC）仍然可用，只是這時(shí)核心頻率可能會(huì)低于16MHz，影響不大。

為減小工作電流以獲得盡可能長(zhǎng)的工作時(shí)間，設(shè)備絕大多數(shù)時(shí)間進(jìn)入睡眠模式（使用LowPower庫(kù)），利用watchdog周期性醒來(lái)發(fā)送數(shù)據(jù)，然后立刻回到睡眠模式。參考鏈接

nrf24l01模塊也需要同時(shí)睡眠和醒來(lái)，使用Mirf庫(kù)里的powerDown()命令。

實(shí)測(cè)電流：pro mini 5v版本，3.7v鋰電池供電，HT7533穩(wěn)壓，LowPower.powerDown(SLEEP_8S, ADC_OFF, BOD_OFF)同時(shí)Mirf.powerDown()，電流1.48mA。

傳感器供電：如果直接將傳感器接在5v或3v3上，傳感器會(huì)一直消耗電流。為了節(jié)電，可以將對(duì)電流要求不高的傳感器接在digital輸出上，當(dāng)arduino需要使用傳感器時(shí)再對(duì)它通電。參考鏈接1、參考鏈接2

12、TP4056充電板的充電電流問(wèn)題

tb上買的TP4056芯片的鋰電池充電板，要更改的Rprog是在電路板下方中部（電路板上文字方向?yàn)檎┑囊粋€(gè)小貼片電阻，出廠時(shí)阻值是1.2k。我需要90mA的充電電流，按照說(shuō)明，替換成15k左右的電阻。

測(cè)試充電電流時(shí)遇到一點(diǎn)問(wèn)題：發(fā)現(xiàn)充電電流比預(yù)想的要低，77mA左右，而且?guī)缀跻婚_(kāi)始就緩慢下降，并不是恒流的。查了一些資料后發(fā)現(xiàn)，我是把萬(wàn)用表串接到BAT+口上的，而萬(wàn)用表對(duì)這個(gè)電流造成了影響，因?yàn)槭褂貌煌臋n位測(cè)出來(lái)的電流值不同，高檔位顯示的電流比較高。實(shí)際應(yīng)該串接到In+口，或者測(cè)量Rprog電阻的電壓然后(V/Rprog)*1200得到充電電流。參考鏈接

13、analogRead(0)與analogRead(A0)的區(qū)別？

如果這個(gè)帖子所說(shuō)屬實(shí)，在Arduino IDE 0022以上這兩個(gè)命令沒(méi)有區(qū)別，A0的值為14，而analogRead(0)等價(jià)于analogRead(14)。補(bǔ)充：又找到一個(gè)帖子說(shuō)的比較詳細(xì)。

14、搭建最小系統(tǒng)的問(wèn)題

a) 我在tb上買的usbasp，vcc腳居然與gnd腳短接(!)，vcc腳旁邊的那個(gè)看不清字的腳有5v電壓；后來(lái)仔細(xì)一看，是文字距離對(duì)應(yīng)的針腳太遠(yuǎn)，以致于串行了。

b) 我使用Atmega168pa作為核心搭建最小arduino系統(tǒng)，在arduino ide 1.5.5里選擇board -> arduino ng or older，用usbasp燒錄bootloader時(shí)會(huì)提示下面的錯(cuò)誤：

avrdude:Expected signature for ATMEGA168 is 1E 94 06

原因是atmel168pa與atmel168這兩個(gè)芯片的簽名不一樣，arduino自帶的avrdude無(wú)法識(shí)別。按照這個(gè)帖子的方法可以解決，不過(guò)可能是arduino ide版本不同的原因，原帖里的內(nèi)容需要略作修改，按照ide的錯(cuò)誤提示來(lái)改即可。另一個(gè)帖子，雖然我沒(méi)實(shí)際試驗(yàn)，但也值得一看。

c) 順便提醒一下用“面包板專用電源”的，要注意電源插針的極性——電源插在面包板兩端時(shí)正負(fù)極剛好是反過(guò)來(lái)的。

d) 可能是面包板不太牢靠，在面包板上搭的最小系統(tǒng)很不穩(wěn)定，后來(lái)焊到洞洞板上就沒(méi)有問(wèn)題。

e) 如果使用programmer（例如usbasp）刷sketches到最小系統(tǒng)，注意每刷一次EEPROM都會(huì)被清除，解決的辦法是將EESAVE熔絲位設(shè)置為1（見(jiàn)這個(gè)鏈接）。

f) 為了方便調(diào)試，以及解決programmer刷sketches導(dǎo)致EEPROM被清除的問(wèn)題，我決定還是用ttl（pl2303