單片機(jī)開發(fā)時的常遇問題解析

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

網(wǎng)上查遇到這個問題的人比較多，有說驅(qū)動問題的，有說IDE設(shè)置問題的。具體到我遇到的這個情況，原因是板子上插了RF24無線傳輸模塊(也許線還沒有插對)，拔掉以后再上傳程序就正常了。

2、nRF24L01+無線透傳使用問題

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

這個論壇關(guān)于無線透傳的討論不少，雖然用arduino的不多。

Mirf的地址問題：Mirf的address是有長度要求的，例如可以用“serv1”、“clie1”作為地址，長度過短會導(dǎo)致無法傳輸，例如用“cl2”作為地址。試了好多次才發(fā)現(xiàn)這個問題。

nRF24L01模塊(使用Mirf庫時)的自動應(yīng)答問題：項目里使用一個nRF24L01(服務(wù)端)接收多個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)過多次試驗，發(fā)現(xiàn)應(yīng)該與nRF24L01的自動應(yīng)答機(jī)制有關(guān)。在Mirf.cpp的setTADDR方法里可以看到，目標(biāo)地址被同時寫到RX_ADDR_P0和TX_ADDR這兩個寄存器里，前者是接收自動應(yīng)答使用的(一個nRF24L01可以有6個接收地址同時工作)，導(dǎo)致peer發(fā)到服務(wù)端的消息也被當(dāng)作自動應(yīng)答了。為避免這種干擾，我實驗下來的方法是：每個客戶端在發(fā)送數(shù)據(jù)之前先setTADDR到一個無效且唯一的地址，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到那個無效地址。

3、Arduino與Android通過usb通訊

利用usb-serial-for-android這個開源項目。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.”鏈接4、關(guān)于arduino設(shè)備的唯一ID

最后決定使用的方案是：寫一個專門的小程序(量產(chǎn)程序)，對每個arduino運(yùn)行一次，在EEPROM里寫入唯一的id號。正式程序運(yùn)行時只需讀取，不做修改。代碼參考注意：EEPROM的擦寫次數(shù)是有限制的，一般標(biāo)稱為10萬次，但有人聲稱實驗結(jié)果只有100次左右。還好，這個比較靠譜的實驗測試結(jié)果是超過100萬次，總之寫入EEPROM時慎重。

5、溫濕度傳感器DHT11

3.3v/5v通用，接數(shù)字信號口，使用DHT11這個庫獲得數(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，另一塊無法接收到消息(可以發(fā)送消息)。交換sensor shield(連同上面的nrf)無效，交換usb線無效，接外接12v電源無效。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買的，看來還是有區(qū)別啊。

7、Arduino nano v3.0接nrf24l01模塊不工作問題nano直接連nrf24l01模塊無法收發(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)檢查過連線沒有問題，且分別替換過nano和nrf模塊usb線等，都沒有效果。最后發(fā)現(xiàn)nano板子上的3.3v針腳電壓不對，幾乎是零，聯(lián)系賣家檢查后說是nano上少一根線，要把usb口背后的兩個電容(C1和C7)靠近芯片的引腳短接，照此方法問題解決。而擴(kuò)展板上的3.3v針腳是用asm1117-3.3從5v降壓得來，所以沒有這個問題。

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

8、無法上傳程序到arduino pro mini

使用ft232rl連接arduino pro mini，上傳程序時提示：

stk500_getsync()：noTInsync:resp=0x00

上傳時按reset按鈕不起作用，DTR線也已經(jīng)連接。經(jīng)過反復(fù)實驗，發(fā)現(xiàn)兩個問題導(dǎo)致這個現(xiàn)象：1)arduino上的RX應(yīng)該接ft232rl的TX，TX接RX，我一開始接反了;2)一開始用的FTDI的驅(qū)動是最新的2.0.8.30，在這個帖子的提示下，降級到2.0.8.24后問題解決。PS.最好搜索并下載CDM20824_Setup.exe文件以便強(qiáng)制降級。

又測試了一下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又無法上傳程序到arduino pro mini了。這個帖子里有人提到在DTR線上加一個100nF的電容是關(guān)鍵的一步，但我手邊沒有這個電容，而且即使我不連接DTR線采用手動reset的方式仍然不行。后來使用PL2303模塊的下載線(只有四個腳，與ft232rl相比少了DTR腳)配合手動reset方式可以正常上傳程序到arduino。

9、Arduino的數(shù)據(jù)類型

Arduino的長整型是32位的，而Java里是64位，互傳數(shù)據(jù)時別搞錯了。關(guān)于arduino里的數(shù)據(jù)類型10、電池供電方案

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

方案1： 5號/7號干電池供電，為達(dá)到至少3.3v的電壓以便驅(qū)動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)，實測3.2V但后來會有電壓下降，在3V左右arduino能啟動但無線模塊不正常;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。

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

11、減小工作電流

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

為減小工作電流以獲得盡可能長的工作時間，設(shè)備絕大多數(shù)時間進(jìn)入睡眠模式(使用LowPower庫)，利用watchdog周期性醒來發(fā)送數(shù)據(jù)，然后立刻回到睡眠模式。參考鏈接nrf24l01模塊也需要同時睡眠和醒來，使用Mirf庫里的powerDown()命令。

實測電流：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，傳感器會一直消耗電流。為了節(jié)電，可以將對電流要求不高的傳感器接在digital輸出上，當(dāng)arduino需要使用傳感器時再對它通電。參考鏈接1、參考鏈接212、TP4056充電板的充電電流問題

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(電路板上文字方向為正)的一個小貼片電阻，出廠時阻值是1.2k。我需要90mA的充電電流，按照說明，替換成15k左右的電阻。

測試充電電流時遇到一點(diǎn)問題：發(fā)現(xiàn)充電電流比預(yù)想的要低，77mA左右，而且?guī)缀跻婚_始就緩慢下降，并不是恒流的。查了一些資料后發(fā)現(xiàn)，我是把萬用表串接到BAT+口上的，而萬用表對這個電流造成了影響，因為使用不同的檔位測出來的電流值不同，高檔位顯示的電流比較高。實際應(yīng)該串接到In+口，或者測量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?

如果這個帖子所說屬實，在Arduino IDE 0022以上這兩個命令沒有區(qū)別，A0的值為14，而analogRead(0)等價于analogRead(14)。補(bǔ)充：又找到一個帖子說的比較詳細(xì)。

14、搭建最小系統(tǒng)的問題

a) 我在tb上買的usbasp，vcc腳居然與gnd腳短接(!)，vcc腳旁邊的那個看不清字的腳有5v電壓;后來仔細(xì)一看，是文字距離對應(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時會提示下面的錯誤：

avrdude:Expected signature for ATMEGA168 is 1E 94 06原因是atmel168pa與atmel168這兩個芯片的簽名不一樣，arduino自帶的avrdude無法識別。按照這個帖子的方法可以解決，不過可能是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的錯誤提示來改即可。另一個帖子，雖然我沒實際試驗，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正負(fù)極剛好是反過來的。

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，后來焊到洞洞板上就沒有問題。

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