Ardduinno 可可穿（内ww 穿戴开内部资料大学霸ww.daxue 开发料）霸发入门门教教程前 言在可穿戴技术高度被关注的今天，可穿戴技术与最热开源硬件Arduino碰撞到一起，迸发闪亮的火花——LilyPad。

LilyPad是Arduino官方出品的一款为可穿戴和电子织设计的微控制器板。

除了微控制器之外，它还提供了配套的一系列外设，如LED、振动马达、蜂鸣器以及三轴陀螺仪等。

在本教材中，针对LilyPad的特点和定位，以不同于其他Arduino系列控制板的方式对LilyPad是什么，以及它可以做什么进行了详细的介绍。

最后，在教程中还实现了3个切实可用的项目。

大家只要将他们缝纫起来就可以使用了。

特别是最后的POV手环，那是非常炫酷的。

许多教材是在学习的同时做出项目，而本教材则更偏向在做项目的同时学习。

在做完所有这些项目之后，你的眼界将会被开阔，各种奇思妙想会接踵而至。

你一定会在有限的LilyPad硬件上做出无限可能的设计。

1.学习所需的系统和软件　的开发可以在三大主流操作系统Windows、OS X和Linux上进行，本教材主要集中❑Arduino在Windows操作系统；　的开发环境是Arduino IDE，它的安装和使用都非常方便，在教材中也有所介绍。

❑Arduino2.学习建议大家购买器件之前，建议大家先初略阅读本书内容，以确定项目中可能需要用到的器件。

这样可以避免重复多次购买，或者购买到不需要的器件。

目 录第1章 LilyPad Arduino概览 (1)1.1 可穿戴技术和电子织物 (1)1.2 LilyPad各模块简介 (1)1.2.1 控制器板 (1)1.2.3 输出模块 (3)1.2.4 输入模块 (3)1.2.5 电源模块 (4)1.2.6 编程器模块 (5)1.2.7 LilyPad套装 (5)1.3 缝纫基础 (6)1.4 LilyPad和LilyPad Simple (10)1.4.1 LilyPad (10)1.4.2 LilyPad Simple (11)1.5 本书写作思想 (12)第2章开发环境 (13)2.1 Arduino IDE (13)2.1.1 安装包下载 (13)2.1.2 Windows平台下安装Arduino IDE (15)2.1.3 Linux平台下安装Arduino IDE (18)2.2 认识IDE (18)2.2.1 启动Arduino IDE (18)2.2.2 新建源文件 (20)2.2.3 编辑源文件 (21)2.2.4 保存源文件 (23)2.2.5 打开已经存在的源文件 (24)2.3 连接LilyPad (25)2.3.1 Windows平台的驱动 (25)2.3.2 Linux平台的驱动 (26)2.4 Blink (27)2.4.1 打开官方示例 (27)2.4.2 连接硬件 (28)2.4.3 选择板子 (28)2.4.4 选择端口 (29)2.4.5 上传程序 (31)2.4.6 观察运行结果 (31)第3章Arduino语言基础 (33)·2·Arduino可穿戴开发入门教程（内部资料）——版权所有3.1 变量 (33)3.1.1 数据类型 (33)3.1.2 预定义常量 (36)3.1.3 变量作用域和限定符 (37)3.2 运算符 (38)3.2.1 算术运算符 (38)3.2.2 比较运算符 (38)3.2.3 指针运算符 (39)3.2.4 布尔运算符 (39)3.2.5 按位运算符 (39)3.2.6 复合运算符 (41)3.3 函数 (42)3.3.1 函数基础 (42)3.3.2 时间相关函数 (43)3.3.3 数学相关函数 (43)3.3.4 三角学相关函数 (44)3.3.5 随机数相关函数 (44)3.3.6 类型转换相关函数 (44)3.3.7 位和字节相关函数 (44)3.4 程序结构 (45)3.4.1 setup()和loop() (45)3.4.2 控制结构 (46)3.4.3 更多语法 (51)第4章信号I/O (54)4.1 数字信号I/O (54)4.1.1 数字信号 (54)4.1.2 设置数字端口模式 (54)4.1.3 数字端口输出 (54)4.1.4 使用数字端口输出控制LED (55)4.1.5 使用数字端口输出控制振动马达 (59)4.1.6 数字端口输入 (60)4.1.7 使用数字端口从按钮读取输入 (61)4.1.8 使用上拉/下拉电阻 (62)4.2 模拟信号I/O (63)4.2.1 模拟信号 (63)4.2.2 脉宽调制PWM (63)4.2.3 模拟数字转换器ADC (66)4.2.4 模拟信号输出 (67)4.2.5 使用模拟端口控制LED亮度 (68)4.2.6 使用模拟端口控制振动马达振动强度 (69)4.2.7 模拟信号输入 (70)Arduino可穿戴开发入门教程（内部资料）——版权所有·3·4.3 tone()和noTone() (70)第5章串行通信 (74)5.1 LilyPad的串口硬件 (74)5.2 串口软件控制 (75)5.3 串口通信示例——使用电脑控制三色LED模块 (78)5.3.1 三色LED模块 (78)5.3.2 接线方式 (78)5.3.3 驱动三色LED模块 (79)5.4 模拟输入信号知识的完善 (82)5.4.1 亮度传感器 (82)5.4.2 温度传感器 (84)5.4.3 加速度计 (85)5.5 中断 (87)5.5.1 绑定中断 (87)5.5.2 取消中断 (89)第6章项目1——番茄闹钟 (90)6.1 番茄时间管理法 (90)6.2 整体实现思路 (90)6.3 模块选择 (91)6.4 电路连接 (92)6.5 软件实现 (92)6.6 使用方法 (95)6.7 造型设计建议 (95)6.8 持续改进 (95)第7章项目2——二进制时钟 (99)7.1 在LilyPad上追踪时间 (99)7.2 硬件设计 (101)7.3 读取时间 (102)7.4 电路连接 (103)7.5 软件实现 (104)第8章项目3——POV手环 (110)8.1 实现原理 (111)8.2 硬件设计 (111)8.3 软件设计 (112)8.4 实际测试 (117)·4·Arduino可穿戴开发入门教程（内部资料）——版权所有第1章 LilyPad Arduino概览作为本书的第一章，在这里将为读者介绍LilyPad Arduino相关的基础知识。

例如，LilyPad Arduino是什么、它可以做什么。

除此之外，还将介绍要完成后续学习需要预备的一些技能，例如缝纫基础和本书的写作思想。

在读完本章之后，读者就可以成竹在胸地进行学习和创作了。

1.1 可穿戴技术和电子织物LilyPad Arduino是为可穿戴技术和电子织物设计的微控制器板。

所以在使用LilyPad之前，我们首先需要明确什么是可穿戴和电子织物。

1.可穿戴技术可穿戴技术主要探索和创造能直接穿在身上、或是整合进用户的衣服或配件的科学技术。

它强调的是穿和戴。

例如，最近流行的智能手环、智能手表、Google Glass都属于可穿戴技术。

2.电子织物电子织物与可穿戴技术的定义非常接近。

它只强调在织物上集成微控制器、传感器或者致动器等外设，所以它不必是可穿戴的。

例如，你可以自己使用LilyPad制作一个二进制时钟，并将它集成在刺绣壁画上，这就是电子织物。

1.2 LilyPad各模块简介LilyPad家族有多种形式和各种相应的模块。

所以，在读者选购之前，应该大致了解一下LilyPad家族的成员，以使自己可以按照需求进行购买。

1.2.1 控制器板LilyPad共有4种不同型号的控制器板，他们分别为LilyPad Arduino USB（图1.1）、LilyPad Arduino SimpleSnap（图1.2）、LilyPad Arduino Simple（图1.3）和LilyPad Arduino Main（图1.4）。

Arduino 可穿戴开发入门教程（内部资料）—— 版权所有 ·5·图1.1 LilyPad Arduino USB图1.2 LilyPad Arduino SimpleSnap图1.3 LilyPad Arduino Simple图1.4 LilyPad Arduino Main·6·Arduino可穿戴开发入门教程（内部资料）——版权所有这四种型号的板子主体部分都是类似的，他们之间的差别从命名上也是可以看出一些端倪的。

LilyPad Arduino Main是主要的微控制器板，其他三种都是在它的基础上进行了一些定制化以适应不同的需求：❑LilyPad Arduino Simple与LilyPad Arduino Main的不同之处就是添加了外接电池的接口，但是接出的引脚有所减少；❑LilyPad Arduino USB在LilyPad Arduino Simple的基础上集成了USB功能，这使得为它编程不再需要FTDI编程器；❑LilyPad Arduino SimpleSnap引出的引脚数和LilyPad Arduino Simple一致，只是它的各个引脚不再是穿孔而是纽扣。

并且，LilyPad Arduino SimpleSnap已经板载了电池。

在本教程的编写过程中主要使用的是LilyPad Arduino Main，由于它是LilyPad家族主要的板子，所以在教程中我们简称他为LilyPad。

其他三种板子由于接出的引脚都和LilyPad Arduino Simple是相同的，所以统称他们为LilyPad Simple。

1.2.3 输出模块LilyPad官方共提供了4种输出模块，他们分别是单色LED模块（图1.5）、三色LED 模块（图1.6）、蜂鸣器模块（图1.7）和振动马达模块（图1.8）。

图1.5 单色LED模块图1.6 三色LED模块图1.7 蜂鸣器模块图1.8 振动马达模块输出模块的作用就是输出一些信息。

这些信息可以以声音、光和振动的方式传播，从而适应各种应用。

在我们后续的项目中，所有这些模块都会被介绍到，所以，在这里就不再进行详细介绍。

1.2.4 输入模块LilyPad官方提供的输入模块共有5种，他们分别是开关模块（图1.9）、按钮模块（图Arduino可穿戴开发入门教程（内部资料）——版权所有·7·1.10）、光敏电阻模块（图1.11）、温度计模块（图1.12）和三轴陀螺仪模块（图1.13）。