简介：测试了Arduino Nano功能板。特别是在利用Arduino IDE下载程序的时候，需要设置处理器型号为 Old Bootloader，这样可以避免下载程序出错。后面的实验还测试了如果正确设置Timer2的控制机器使得输出PWM频率在122Hz。利用Arduino的串口监视窗口可以大大提高测试程序与外部程序之间的交互功能。

关键词： Arduino，IDE，舵机

§01 Nano Arduino 测试板

在 TB购买 Nano Arduino开发板 ，另外还有 最新版 Arduino nano V3.0 ATMEGA328P 改进版超级好用 下面对其测试在Arduino IDE使用的基本特性。然后在根据 Arduino Nano开发板原理图PCB 可直接打样 给出对于Nano测试电路板，测试以下两方面内容：

制作兼容的Nano电路板，并下载对应的上载程序；
测试否可以Arduino生成对应的HEX文件，通过MEGA328 Download完成程序下载执行。

1、测试Nano编程

接入PC之后Nano背面的CH340G会产生USB-SERIAL CH340(COM31)虚拟串口。利用 Arduio软件开发环境搭建 IDE生成测试程序。

^{▲ 实验使用的Nano测试版}

根据 Arduino Nano开发板原理图PCB 可直接打样-淘宝网 给出的Nano的原理，来了解Nano各个引脚的功能。

（1）Nano各个管脚定义

^{▲ Nano SCH}

^{▲ USB-CH340G下载电路}

（2）Blink LED(D13)

LED在电路板上占用D13。

【Ⅰ.测试代码】

/*
**==============================================================================
** TEST1.C:             -- by Dr. ZhuoQing, 2021-05-28
**
**==============================================================================
*/
//------------------------------------------------------------------------------
void setup(void) {OUT(LED);
}
//------------------------------------------------------------------------------
void loop(void) {ON(LED);delay(10);OFF(LED);delay(100);
}
//==============================================================================
//                END OF FILE : TEST1.C
//------------------------------------------------------------------------------

【Ⅱ.测试结果】

错误： 无论对于测试版设置为 Arduino UNO，Nano，但使用Arduino上载代码出现错误。

^{▲ 上载程序错误}

在 测试版、开发板￥15开发板 中，给出了如下的使用方法是：

自行下载CH340通用驱动就行了，在Arduino1.8.10版本中，选择工具，开发板，Arduino Nano,选择端口，处理器里选择Old Bootloader就可以下载例程了。

因此解决下载问题，需要在处理器中选择 Old Bootloader。

^{▲ 选择处理器：选择不同的Bootloader}

^{▲ 下载新程序的运行版本}

2、Nano的主要资源

1. 12.个数字输入、输出端口D2-D13
2. 8个模拟输入端口A0-A7
3. 一对TTLUART ： RX/TX
4. 6个PWM端口，D3,D5,D6,D9,D10,D11
5. MCU：ATM的a8p-AU
6. 支持ISP下载。

^{▲ Nano外形及其管脚}

^{▲ Nano的基本参数}

§02 基础测试Nano

1、输出PWM

(1) 测试代码

/*
**==============================================================================
** TEST1.C:             -- by Dr. ZhuoQing, 2021-05-28
**
**==============================================================================
*/
#define ON(pin)                 digitalWrite(pin, HIGH)
#define OFF(pin)                digitalWrite(pin, LOW)
#define VAL(pin)                digitalRead(pin)
#define IN(pin)                 pinMode(pin, INPUT)
#define OUT(pin)                pinMode(pin, OUTPUT)
#define PWM(pin, pwm)           analogWrite(pin, pwm)
#define LED                     13
const int SERVO_MID         = 47;
const int SERVO_LEFT        = 31;
const int SERVO_RIGHT       = 63;
const int servoPin = 3;
void servoSetup(void) {pinMode(servoPin, OUTPUT);TCCR2B = TCCR2B & B11111000 | B00000110;analogWrite(servoPin, SERVO_MID);
}
//------------------------------------------------------------------------------
void setup(void) {OUT(LED);servoSetup();
}
//------------------------------------------------------------------------------
void loop(void) {ON(LED);delay(10);OFF(LED);delay(100);
}
//==============================================================================
//                END OF FILE : TEST1.C
//------------------------------------------------------------------------------

（2）测试结果

通过测量D3的输出波形，可以看到的对应的输出PWM为122.7Hz，脉宽为1.5ms。

^{▲ D3输出的波形}

是所有FLUKE45 测量D3的直流电压：0.922V。它对应的：V47=47255×5.0=0.9216VV_{47} = {{47} \over {255}} \times 5.0 = 0.9216VV47=25547×5.0=0.9216V

2、测试PWM的电压

（1）测试代码

/*
**==============================================================================
** TEST1.C:             -- by Dr. ZhuoQing, 2021-05-28
**
**==============================================================================
*/
#define ON(pin)                 digitalWrite(pin, HIGH)
#define OFF(pin)                digitalWrite(pin, LOW)
#define VAL(pin)                digitalRead(pin)
#define IN(pin)                 pinMode(pin, INPUT)
#define OUT(pin)                pinMode(pin, OUTPUT)
#define PWM(pin, pwm)           analogWrite(pin, pwm)
#define LED                     13
const int SERVO_MID         = 47;
const int SERVO_LEFT        = 31;
const int SERVO_RIGHT       = 63;
const int servoPin = 3;
void servoSetup(void) {pinMode(servoPin, OUTPUT);TCCR2B = TCCR2B & B11111000 | B00000110;analogWrite(servoPin, SERVO_MID);
}
//------------------------------------------------------------------------------
void setup(void) {OUT(LED);servoSetup();Serial.begin(115200);Serial.setTimeout(10);
}
//------------------------------------------------------------------------------
int incomingByte= 0;                       // for incoming serial data.
int pwmdata = 0;
char szBuffer[12];
void loop(void) {if(Serial.available() > 0) {    pwmdata = Serial.parseInt();Serial.println(pwmdata);PWM(servoPin, pwmdata);}
}
//==============================================================================
//                END OF FILE : TEST1.C
//------------------------------------------------------------------------------

（2）串口交互界面

利用Arduino的串口监视界面输入PWM设定值。

^{▲ Arduino 的串口监视}

利用Python编程测量不同的PWM下输出平均电压之。

#!/usr/local/bin/python
# -*- coding: gbk -*-
#============================================================
# MEAS1.PY                     -- by Dr. ZhuoQing 2021-05-28
#
# Note:
#============================================================
from headm import *
from tsmodule.tsstm32       import *
com_title = "COM31"
outv = []
for i in range(256):tspsendwindowkey(com_title, '%d\r'%i)time.sleep(1.5)meter = meterval()outv.append(meter[0])
plt.plot(outv)
plt.xlabel("PWM")
plt.ylabel("Voltage")
plt.grid(True)
plt.tight_layout()
plt.show()
#------------------------------------------------------------
#        END OF FILE : MEAS1.PY
#============================================================

window

下面是测量之后的结果。

^{▲ PWM平均电压与Duty之间的关系}

3、测试舵机

手边有一款来自于北京科宇的大角度输出舵机，利用Arduino输出的PWM波形测试该款舵机转角输出的范围。

^{▲ 输出脉冲信号控制舵机旋转}

从测量的结果来看，舵机的输出较大大约为270°。

※ 实验总结 ※

对于Arduino Nano使用的时候，需要注意选择Nano的处理器的时候，应该选择 Old Bootloader 。否则就会出现上载程序出错的问题。

这个结论是在 测试板开发板开发套件其它新版 Arduino nano V3.0 ATMEGA328P 改进版超级好用送USB线 中给出的提示：

自行下载CH340通用驱动就行了，在Arduino1.8.10版本中，选择工具，开发板，Arduino Nano,选择端口，处理器里选择Old Bootloader就可以下载例程了。

测试了利用Arduino驱动舵机的情况。需要对于Timer2控制字进行设置，使得输出的频率为122Hz左右。否则缺省情况下，输出的PWM频率为495Hz，不适合驱动舵机。

TCCR2B = TCCR2B & B11111000 | B00000110;

利用Arduino IDE中的串口监视串口（利用ctrl+shift+m）可以对Arduino的 Serial.print() 函数输出进行显示。此外利用Serial.parseInt()以及相关的函数对于从串口监视串口送入的字符进行解析。利用这种方法可以构建自动测量系统。

■ 相关文献链接:

TB购买 Nano Arduino开发板
最新版 Arduino nano V3.0 ATMEGA328P 改进版超级好用
Arduino Nano开发板原理图PCB 可直接打样-淘宝网
Arduio软件开发环境搭建
测试版、开发板￥15开发板
测试板开发板开发套件其它新版 Arduino nano V3.0 ATMEGA328P 改进版超级好用送USB线

○ 相关图表链接:

实验使用的Nano测试版
Nano SCH
USB-CH340G下载电路
上载程序错误
选择处理器：选择不同的Bootloader
下载新程序的运行版本
Nano外形及其管脚
Nano的基本参数
D3输出的波形
Arduino 的串口监视
PWM平均电压与Duty之间的关系
输出脉冲信号控制舵机旋转

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