第3章 CHAPTER 3 开 发 环 境 课前预想 （1） 你知道IDE是什么吗？Arduino IDE呢？ （2） 你知道Arduino IDE试用版本和特点是什么吗？ （3） 你知道如何烧录程序吗？ Arduino集成开发环境（IDE）是一款在计算机里运行的软件，可以通过它为自己的Arduino上传不同的程序，而Arduino的编程语言也是由Processing语言改编而来的。 视频讲解 3.1开发环境概述 IDE（Integrated Development Environment,集成开发环境）一般包括代码编辑器、编译器、调试器和图形用户界面工具，就是集代码编写功能、分析功能、编译功能、调试功能于一体的开发软件服务套件。所有具备这一特性的软件或者软件套件(组)都可以称为集成开发环境，如微软的Visual Studio系列，Borland的C++Builder、Delphi系列等。 Arduino IDE是Arduino开放源代码的集成开发环境，其界面友好，语法简单，并能方便地下载程序，使Arduino的程序开发变得非常便捷。作为一款开放源代码的软件，Arduino IDE也是由Java、Processing、AVRGCC等开放源码的软件编写的，其最大特点是跨平台的兼容性，适用于Windows、maxOS X以及Linux。 3.2集成开发环境 3.2.1Windows环境搭建 从Arduino官网下载IDE开发环境，单击Windows Win10 and newer,64 bits选项,如图3.1所示。单击图3.2中的JUST DOWNLOAD按钮进行下载。 图3.1Arduino IDE下载界面(Windows环境) 图3.2下载按钮(Windows环境) 下载完成后解压文件夹，双击arduino.exe运行软件。Arduino IDE依赖Java开发环境，需要PC安装Java的JDK并进行变量配置。如果双击启动失败，可能是PC无JDK支持。 3.2.2macOS X环境搭建 从官网下载IDE开发环境，选择macOS Intel,10.15:“catalina” or newer,64 bits选项,如图3.3所示。单击图3.4中的JUST DOWNLOAD按钮进行下载。 图3.3Arduino IDE下载界面(macOS X环境) 图3.4下载按钮(macOS X环境) 下载完成后，将Arduino应用程序复制到Application文件夹（或计算机中的其他位置）中，即可完成安装。 3.3驱动安装 首先把Arduino Uno R3通过数据线和计算机连接。 正常情况下会提示安装驱动，这里是在Windows 11上安装，Windows 10和Windows 7上的安装与此类似。 图3.5更新驱动操作示意 (1) 在设备管理器中找到未识别的设备，然后选择“更新驱动程序”，如图3.5所示。 (2) 选择“浏览我的电脑以查找驱动程序”，如图3.6所示。 图3.6选择浏览查找驱动程序 (3) 选择在Arduino IDE文件夹下搜索驱动程序，如图3.7所示。 图3.7选择IDE文件夹 (4) 驱动安装完成之后会进行提示，如图3.8所示。 图3.8驱动安装完成 现在，运行Arduino IDE，就可以将第一个程序烧写至Arduino中了。为了确保一切都正常工作，可以烧写Blink示例程序，它会让板载LED灯闪烁。绝大多数Arduino有一个连接到13号引脚的LED。定位到FileExampleBasic菜单并单击Blink程序，会打开一个新的IDE窗口，其中已经写好了Blink程序。首先，要用这个示例程序为Arduino编程，然后分析这个程序，理解其中的重要部分，这样就可以编写自己的程序了。 在烧写程序之前，需要告诉IDE将哪种Arduino连接到了哪个端口。在ToolsBoard菜单下选择正确的板卡(假设它也有一个连接到13号引脚的LED)。 在编写之前的最后一步是告诉IDE，板卡连接到了哪个端口。定位到ToolsSerial Port菜单并选择恰当的端口。在Windows操作系统下，端口会显示为com* ，其中“*”是一个表示串口编号的数字。 提示： 如果你的计算机上连接了多串口设备，则可以尝试拔掉板卡看看哪个COM端口在菜单中消失了，然后将它插回去并选择那个COM端口。 视频讲解 3.4IDE基本操作 3.4.1菜单 IDE的菜单栏如图3.9所示。 图3.9Arduino IDE的菜单栏 (1) 文件： File。 下拉菜单包括的命令： New(新建)、Open(打开)、Sketchbook(程序簿)、Examples(示例)、Close(关闭)、Save(保存)、Print(打印)、Quit(退出)。 (2) 编辑： Edit。 下拉菜单包括的命令： Cut(剪切)、Copy(复制)、Copy for Forum(复制到论坛)、Paste(粘贴)、Select All(全选)等。 (3) 程序： Sketch。 (4) 工具： Tools。 (5) 帮助： Help。 以上命令的功能及用法与中文说明大体一致，并附有快捷键使用方法。 图3.10工具栏示意图 工具栏如图3.10所示，图中按钮从上到下依次为： (1) 打开现有项目文件夹工具按钮； (2) 开发板管理器工具按钮； (3) 库管理工具按钮； （4） 调试工具按钮； （5） 搜索工具按钮。 主屏幕下方有两个窗口。第一个窗口提供了状态信息和反馈，第二个窗口在校验和烧写程序时提示相关信息，编译的错误也会在这里显示，如图3.11所示。 图3.11用户界面下方窗口 3.4.2快捷键 Arduino IDE环境中快捷键对应的操作如下所述。 1. File菜单 Ctrl+N新建文档Ctrl+Shift+U通过编程器下载程序 Ctrl+O打开文档 Ctrl+Shift+P页面设置 Ctrl+W关闭程序 Ctrl+P打印 Ctrl+S保存程序 Ctrl+Comma参数设置 Ctrl+Shift+S程序另存为 Ctrl+Q退出程序 Ctrl+U下载程序 2. Edit菜单 Ctrl+Z恢复/撤销 Ctrl+Slash（/）注释/取消注释 Ctrl+Y重做 Ctrl+Close Bracket（］）增加缩进 Ctrl+X剪切 Ctrl+Open Bracket（［）减少缩进 Ctrl+C复制 Ctrl+F查找 Ctrl+Shift+C复制到论坛 Ctrl+G查找下一个 Ctrl+Alt+C复制为HTML Ctrl+Shift+G查找上一个 Ctrl+A选择全部 Ctrl+E查找选择内容 3. Sketch菜单 Ctrl+R校验/编译 Ctrl+K显示程序文件夹 4. Tools菜单 Ctrl+T自动格式化 Ctrl+Shift+M串口监视器 5. Help菜单 Ctrl+Shift+F在手册中查找 3.5程序输入、编译及下载 首先，打开Arduino编译软件，界面如图3.12所示。 图3.12Arduino编译软件界面 录入程序后单击“验证”按钮，编译成功时，界面如图3.13所示。然后保存程序，成功保存后单击“下载”按钮，将程序下载到Arduino板子上，下载成功的界面如图3.14所示。 图3.13程序录入及编译界面 图3.14程序下载 3.6开发环境常见问题 在某些情况下，有可能在Windows环境下对Arduino软件的使用会出现问题。 如果遇到了这样的问题： 当双击Arduino图标时没有反应，这时可以试着用另一种启动Arduino的方法——双击run.bat。 Windows用户可能会遇到另一个问题： 当系统给USB串口分配的端口号大于或等于COM10时，Arduino将无法判断，这时必须手动修改端口号，修改成小于10的COM口。方法如下： 首先在桌面找到“我的电脑”，右击选择“管理”，找到并单击“任务管理器”，找到“端口（COM和LPT）”，再找到我们所使用的串口端口号。双击选择“端口设置”，找到“高级”，单击COM端口号的下拉框，就可以选择空闲着的且号码小于9的端口了。如果问题还没有得到解决，请到Arduino官网详细查询。 3.7课后问答 自己尝试在Arduino IDE中烧录程序，并观察分析这个程序。 3.8本章小结 本章主要介绍了集成开发环境，了解了Arduino的开发环境，以及如何实现程序的烧录，总结了烧录程序时会遇到的一系列问题。