Arduino在压力监测项目开发中的应用研究
摘 要：对Arduino在项目开发中的优势进行了分析。以压力监测项目为例，论述了Arduino在项目开发过程中的应用，比较了传统单片机与Arduino在项目开发方案上的不同。
关键词：Arduino；压力监测；应用研究
1 概述
广义上讲，Arduino是是一个公司，一个开放项目和一个用户社区。狭义上讲，Arduino是一款使用方便的开源电子原型平台，包含硬件和软件。Arduino相比于传统单片机有很多优点，一是结构完整，采用完整的封装形式，不用过于考虑具体电路设计；二是操作简单，Arduino的编程难度远远低于其它单片机，使用者只要把精力放在项目的主要部分，不必担心庞杂冗余，也不用分散精力编写库函数；三是资源丰富，有很多工程师、业余爱好者和专业人士通过网上的论坛、QQ群、微信群分享经验心得和方案，使用者在开发项目的过程中可以很容易地找到所需的资源。随着Arduino应用的不断普及，其在工程项目设计研发中的应用也越来越多。相比较传统单片机系统，Arduino的优势是快速实现一个物理系统的原型，在项目开发过程中，有很多优势和特点。
2 Arduino在压力监测项目中的应用
液压与气压传动系统是工业领域常用的传动系统，其是以流体（液压油液或压缩空气）为工作介质进行能量传递和控制的一种传动形式，广泛应用于冶金、机械、石化、汽车、船舶等领域。对液压或气压系统的压力进行监测，是保证系统正常工作的必要措施。基础的压力监测装置以单片机为核心，采用压力传感器采集液体或气体压力，经过处理，将压力数值传送到上位机，具体方案如图1。
在项目开发过程中，各个部分均需要进行设计，特别是在需要快速进行方案验证和原型制作的时候，比较耗费时间，并且容易出错。将Arduino应用到项目开发过程中，特别是方案验证部分，可以很大程度上简化开发难度，提高开发效率。Arduino UNO控制板的方案如图2所示。
Arduino UNO是基于ATmega328P单片机的开发板。它有14个数字输入/输出引脚，6个模拟输入引脚，一个16 MHz的晶体振荡器，一个USB接口，一个DC电源接口，一个ICSP接口，一个复位按钮。它包含了单片机最小系统的全部内容，只用简单地连接到计算机的USB接口，或者使用电源适配器，甚至是电池，就可以驱动。Arduino UNO提供了UART串口通信，在计算机上模拟出一个USB串口和计算机通信。Arduino IDE提供了串口监视器，可以收发文本数据。Arduino UNO预先烧录了启动加载器，无需使用外部硬件编程器。其具有模数转换功能，拥有10位分辨率，可以将0～5V的电压值转变成0～1023的整数形式表示，完全满足普通应用。
由于Arduino的集成性，项目相比较传统单片机设计，省略掉了数模转换、复位、时钟、下载调试和串口通信等部分的设计，极大地提高了开发效率。
3 结语
总而言之，Arduino作为集成化程度很高的开发平台，在项目开发过程中，特别是需要快速搭建原型进行功能验证的情况下，确实是非常适用的，可以在很大程度上简化方案，提高设计效率。但是，在实际应用过程中也需要注意到Arduino作为模块化的控制板，其结构和尺寸都是固定的，在对电路尺寸和成本要求比较严格的项目中，不能作为最終的解决方案。另外，Arduino在使用中并不能像单片机一样随心所欲，在一些特定的项目中，也会受到一定限制。
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作者简介：郎庆阳，男，讲师，研究方向：机电一体化应用。
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