如何将Arduino Uno当电脑用

0x00 准备工作

材料准备

1.电脑 x1

2.Arduino Uno 主控板 x1

3.Arduino Usb 连接线 x1

4.公对母、母对母、公对公杜邦线若干 *可选*

5.硬件若干（如蜂鸣器、显示器、按钮等） *可选*

注：电脑只作为操作系统编写使用，在没有其它硬件的情况下作为数据捕捉使用

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环境搭建

首先，我们需要安装 Arduino IDE。

打开这个 网址 ，选择最新版右边适合自己电脑版本的下载，随后通过刚才下载的安装包安装 Arduino IDE。

然后打开安装好的 IDE ，右下角会有一个安装 USB 驱动的提示，点击安装就行了。

等待安装好后，用 USB 连接线将电脑和 Arduino 主板连接起来，然后点击上方选择框，选择 USB 接口（一般情况下只有 COM3 一个选项）。选择以后就会弹出一个窗口选择硬件版本，往下滑选择 Arduino Uno 就行。

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0x01 制作原理

众所周知，Arduino 可以控制各种控件的运行，这说明它是有计算能力的。也就是说，它可以当做电脑使用。不过，在 Arduino IDE 里面可以看到，Arduino Uno 主板的存储控件只有 32768 Byte，而内存只有 2048 Byte ，这显然不可能装得下一个完整的操作系统。注：市面上最小的操作系统是 OSASK ，有大约 86 KB ，而它的作者还做过一个 HaryboteOS 的操作系统，除去驱动程序也有大约 35 KB ，所以，我们只能自己写一个操作系统了。

本文仅介绍最基本的电脑制作，只需要一个 Arduino Uno 主板即可，使用另一个电脑对它发送指令和捕捉数据。（在链接键盘和显示器以后，Arduino 可以单独作为电脑使用。如果有需要的读者可以自行查阅资料，链接其它硬件，并编写程序（无需写驱动程序，Arduino 自带了所有硬件的驱动程序）。

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0x02 代码实现

以下是 Arduino 的基础代码:

void setup()//初始化函数
{

}
void loop()//类似主函数，程序将在这里运行
{

}

对于不用任何控件的主板，我们必须使用一个电脑对其发送命令和捕捉数据。而 Arduino IDE 自带了一个 Serial，正好满足我们的需求。

所以，我们先开启 Serial 端口，波特率为 9600 。在 Setup() 函数内加入代码：

Serial.begin(9600);

由于我们的命令需要截取前一部分的字符，确定命令名称，所以我们需要一个 substr 函数（求字符串的字串）。而 ArduinoC 里面并没有像 C++ 里面 string 自带的 substr，所以我们需要自行编写。

在程序的最前面加入以下代码：

#include<string.h>
//这里是C风格字符串，不是C++的string
void substr(const char str[],int start,int end,char ret[])
{//str是源字符串，start和end分别是区间的左右端点，ret是答案存储字符串（将答案存储在ret里面）
//注意！字符串下标从0开始
  int i,j;
  for(i=start,j=0;i<=end;i++,j++)
  {
    ret[j]=str[i];
  }
  ret[j]='\0';//字符串必须以'\0'结尾（不会输出）
}

因为 loop() 函数会一直循环执行，所以我们只需要在里面写单次的判断函数就行了。

首先在 loop() 函数里加入以下代码判断是否有数据输入了：

if(Serial.available()>0)
{

}

如果有，我们就要读取输入的数值，在刚才的 if 语句里面加入：

char ch=Serial.read();

那么如果 ch 是换行符的话，就表示一个命令结束了，否则就不是。所以我们还要判断一次，而命令没有结束的情况下，我们需要累计字符串；命令结束后就要运行命令，然后清空字符串。

所以在程序开头加入 char op[105];，把字符串只开 105 的大小的话，内存就会好很多，这是以输入命令的最大长度换内存。

然后我们在刚才的 if(Serial.available()>0) 里面加入以下语句：

if(ch=='\n')
{

}
else
{

}

我们先写命令没有结束的情况，在 else 里面加入以下代码：

int len=strlen(op);//由于插入字符后长度会变，我们需要先把长度保存下来
op[len]=ch;//往后面插入字符
op[len+1]='\0';//字符串必须以'\0'结尾

而命令结束后，我们就需要对命令进行解析了。

首先我们在里面定义两个局部变量：

char pos[105];//临时变量，存储op的字串
bool flg=false;//存储是否有已经配对的命令

现在，我们就可以为操作系统编写命令了。（以下展示两个命令）：

1.prt 命令

这个命令的作用类似于 windows 终端的 echo，作用是输出字符串（例如 prt abc 的作用就是输出 abc。

这个是第一个命令，我们就不需要判断是否有已经配对的命令了。

if(strlen(op)>=5)//首先必须长度要在4以上（<=5)
{
    substr(op,0,3,pos);//取出前4位（还要判断是否有空格，prttt这种是不被允许的）
    if(strcmp(pos,"prt ")==0)//匹配成功
    {
        flg=true;//匹配到了
        substr(op,4,strlen(op)-1,pos);//取出后面的字符串
        Serial.println(pos);//输出（println自带换行）
    }
}

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2.shutdown 命令

这个命令肯定不陌生，就是关机命令。

对于关机，我们只需要终止 loop() 函数就可以了。

注意！这个是第二个命令，需要判断是否已经有配对的命令

if((!flg)/*判断是否已配对*/&&strlen(op)==8)
{
    substr(op,0,7,pos);
    if(strcmp(pos,"shutdown")==0)//shutdown没有参数，不用判断空格
    {
        flg=true;
        return;//终止loop()函数
    }
}

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在这个 if 语句的最后，我们还需要加上 sprintf(op,""); 来情况字符串。

最后，点击左上角的箭头（upload）上传代码，再按 Ctrl + Shift + M 打开控制台（注，使用搜狗输入法的话快捷键会冲突，此时可以点 Tools -> Serial Monitor 打开。

设置波特率为 9600 后，就可以在控制台里输入命令啦。

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0x03 完整代码

#include<string.h>
char op[105];

void substr(const char str[],int start,int end,char ret[])
{
  int i,j;
  for(i=start,j=0;i<=end;i++,j++)
  {
    ret[j]=str[i];
  }
  ret[j]='\0';
}

void setup() 
{
  Serial.begin(9600);
}
 
void loop()
{
  if(Serial.available()>0)
  {
    char ch=Serial.read();
    if(ch=='\n')
    {
      char pos[105];
      bool flg=false;
      //command
      //Prt
      if(strlen(op)>=5)
      {
        substr(op,0,3,pos);
        if(strcmp(pos,"prt ")==0)
        {
          flg=true;
          substr(op,4,strlen(op)-1,pos);
          Serial.println(pos);
        }
      }
      //Shutdown
      if((!flg)&&strlen(op)==8)
      {
        substr(op,0,7,pos);
        if(strcmp(pos,"shutdown")==0)
        {
          flg=true;
          return;
        }
      }
      //init
      sprintf(op,"");
    }
    else
    {
      int len=strlen(op);
      op[len]=ch;
      op[len+1]='\0';
    }
  }
}

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各位读者还可以加入其它命令（前提是代码不要超过 30000 Byte）。

对于其它硬件的控制，有兴趣的读者可以自行查阅资料和探索。

完结散花~

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