Tìm hiểu cơ bản về lập trình Arduino

Lập trình Arduino đã trở nên khá phổ biến với những người mới bắt đầu làm quen với thiết bị điện tử. Không giống như các bảng mạch lập trình khác, Arduino không cần một phần cứng riêng biệt (được gọi là bộ lập trình) để tải mã mới lên bảng mà chỉ sử dụng cáp USB. Trong bài viết dưới đây, cùng Techie tìm hiểu tổng quan về lập trình Arduino.

Lập trình Arduino là gì?

Lập trình Arduino là một nền tảng mã nguồn mở được sử dụng để xây dựng các dự án điện tử. Arduino bao gồm cả bảng mạch lập trình vật lý (thường được gọi là vi điều khiển) và một phần mềm hoặc IDE (môi trường phát triển tích hợp) chạy trên máy tính, được sử dụng để viết và tải mã máy tính lên bảng vật lý.

Môi trường phát triển tích hợp Arduino (IDE) là chương trình chỉnh sửa văn bản chính được sử dụng để lập trình Arduino. Đó là nơi để nhập mã trước khi tải lên bảng lập trình. Mã Arduino được gọi là bản phác thảo.

Ngôn ngữ lập trình Arduino là gì?

Ngôn ngữ lập trình Arduino được viết bằng C++ với cú pháp đơn giản và dễ hiểu, dễ tiếp thu ngay cả đối với người mới bắt đầu. Khi bạn tạo một “bản phác thảo” (tên được đặt cho các tệp mã Arduino), nó sẽ được xử lý và biên dịch sang ngôn ngữ máy.

Arduino có cú pháp đơn giản. Do đó, ngôn ngữ này rất dễ học và dễ hiểu, ngay cả đối với người mới bắt đầu. Ngoài ra, Arduino có một thư viện lớn về mã viết sẵn được gọi là thư viện Arduino. Điều này giúp đơn giản hóa các tác vụ thông thường và giúp dễ dàng tương tác với các cảm biến cũng như các thiết bị khác được kết nối với bo mạch.

Các thông số kỹ thuật của lập trình Arduino

Phần cứng Arduino

Phần cứng của Arduino là bảng mạch lập trình được. Có nhiều loại bo mạch Arduino khác nhau nhưng bo mạch được sử dụng phổ biến nhất là Arduino UNO. Tất cả các bo mạch Arduino đều có một bộ vi điều khiển được gọi là máy tính nhỏ.

Vì vậy, khi tìm hiểu về Arduino, việc tìm hiểu về bộ vi điều khiển và cách sử dụng chúng là điều cần thiết. Bộ vi điều khiển Arduino chịu trách nhiệm đọc các đầu vào khác nhau và kiểm soát các đầu ra.

Phần mềm Arduino

Phần mềm của Arduino có tên là Arduino IDE. Phần mềm này có thể được tải xuống máy tính và lập trình cho bo mạch Arduino để thực hiện các tác vụ khác nhau cho phù hợp.

IDE tương tự như một trình soạn thảo văn bản, nơi để viết hướng dẫn cho bo mạch Arduino.

Mã Arduino

Ngoài phần cứng và phần mềm, một khía cạnh quan trọng khác của Arduino là mã của nó, còn được gọi là bản phác thảo.

Arduino có ngôn ngữ mẹ đẻ tương tự như C++, được gọi là ngôn ngữ lập trình Arduino. Bất kỳ chương trình nào được phát triển bằng ngôn ngữ lập trình Arduino đều được gọi là bản phác thảo và được lưu trong một tệp có phần mở rộng .ino.

Để viết hướng dẫn cho bo mạch Arduin yêu cầu phải có hiểu biết cơ bản về ngôn ngữ lập trình C và C++.

Tại sao nên sử dụng lập trình Arduino?

Ngày nay, nhiều người sử dụng Arduino, nó phù hợp cho cả người mới bắt đầu và người sử dụng nâng cao. Ngoài ra, nó còn có thể được sử dụng để tạo ra các dụng cụ khoa học chi phí thấp. Dưới đây là một số ưu điểm nổi bật của lập trình Arduino:

• Giá rẻ: Bo mạch Arduino có giá cả phải chăng. Arduino có thể lắp ráp bằng tay hoặc sử dụng các mô-đun được lắp ráp sẵn có giá dưới 50 USD.
• Đa nền tảng: Arduino có thể được sử dụng trên bất kỳ nền tảng nào như hệ điều hành Windows, Mac và Linux.
• Môi trường lập trình đơn giản: IDE của phần mềm Arduino rất đơn giản và dễ học vì nó đi kèm với một phiên bản C++ đơn giản.
• Cộng đồng lớn: Arduino có một cộng đồng người dùng và nhà phát triển lớn và tích cực. Điều này có nghĩa là bạn có thể dễ dàng tìm thấy trợ giúp và hỗ trợ khi bạn cần.

Hạn chế của Arduino

Bên cạnh nhiều lý do khác nhau để sử dụng Arduino, nó cũng tồn tại một số hạn chế:

• Bộ nhớ không đủ: Arduino không có đủ bộ nhớ để lưu trữ chương trình và biến. Nhưng không thể thêm bộ nhớ ngoài vào nó. ATmega32 và ATmega128 có thể được sử dụng cho bộ nhớ ngoài, nhưng bạn không thể sử dụng các chức năng I/O cho các chân đó.
• Bo mạch Arduino không thể chứa bộ nhớ ngoài vì các giả định thiết kế cơ bản của chúng. Điều quan trọng cần nhớ là Arduino là một máy tính bảng đơn dựa trên Intel và không được thiết kế để thay thế một hệ thống máy tính hoàn chỉnh có yêu cầu hệ thống cao.
• Tốc độ chậm: Tốc độ xung nhịp của CPU Arduino nằm trong khoảng từ 8 đến 20 MHz – chậm hơn hầu hết các nền tảng. Bạn có thể thực thi một số lệnh trong mỗi chu kỳ xung nhịp và đó là rất nhiều hoạt động CPU có sẵn sẽ được xử lý giữa mỗi xung.
• Nguồn điện: Khi làm việc với phần cứng Arduino cần xem xét các thông số điện áp vì một số thiết bị có 3,3VI/O trong khi một số khác có khả năng chịu được 5V. Nếu bạn kết nối logic bóng bán dẫn-bóng bán dẫn 5V với thiết bị 3,3V, nó sẽ ảnh hưởng đến phần cứng và có thể gây hại cho Arduino.

Ứng dụng của lập trình Arduino

Robotics

Arduino phù hợp cho cả các dự án robot ở trình độ sơ cấp và trung cấp. Các lệnh cơ bản có thể được đưa vào để robot thực hiện chức năng, ngay cả với nguồn lực hạn chế. Một số ví dụ nổi tiếng về robot được phát triển bằng Arduino là robot bám tường K’Nex và cánh tay robot Scara.

Âm thanh

Từ Hi-Fi đến tai nghe, mọi thứ đều phụ thuộc vào chất lượng âm thanh. Arduino không phù hợp với âm thanh nhưng có thể sử dụng chúng để thêm phần tử âm thanh vào dự án.

Công cụ

Có thể thiết kế các thiết bị như trang trại in, máy in 3D, máy CNC, máy khắc laser… bằng cách sử dụng Arduino.

Kết nối mạng

Hầu hết các Arduino đều cung cấp khả năng kết nối mạng tích hợp, thường ở dạng cổng Ethernet. Bạn có thể sử dụng cơ sở này trong nhiều dự án khác nhau, chẳng hạn như dự án IoT và ghi dữ liệu.

GPS

Arduino có thể được sử dụng để theo dõi các thiết bị và phương tiện cũng như tạo ra một trong những ứng dụng ấn tượng nhất liên quan đến GPS.

Kết luận

Việc lập trình Arduino không chỉ dành riêng cho những chuyên gia về lĩnh vực điện tử hay lập trình, mà còn có thể dễ dàng được tiếp cận bởi mọi người, bất kể trình độ kỹ thuật của họ. Bên cạnh việc tạo ra các thiết bị điện tử, Arduino còn tạo ra giải pháp cho các vấn đề thực tế và đóng góp vào sự phát triển của công nghệ.

>> Xem thêm: Vite là gì? Cách chạy ứng dụng Vite dễ dàng