<4D6963726F736F667420576F7264202D20D4D3D6BECEC4B8E5C4A3B0E52E646F63>

1/8 文 / 杜 洋 自 从 我 的 爱 上 单 片 机 一 书 问 世, 爱 上 一 词 就 在 电 子 制 作 的 圈 子 里 小 火 了 一 把 随 后 又 出 现 了 爱 上 制 作 爱 上 Arduino, 还 有 一 大 堆 类 似 名 字 的 出 版 物 虽 然 每 一 本 的 内 容 都 很 精 彩, 但 总 这 么 爱 来 爱 去 的, 是 不 是 有 点 审 美 疲 劳 呢? 本 来 这 篇 文 章 是 想 取 名 爱 上 DB1 的, 可 是 再 这 样 爱 下 去, 大 家 都 变 成 花 心 大 萝 卜 了, 所 以 我 必 须 在 取 名 上 有 所 创 新 既 然 要 创 新, 干 脆 就 叫 好 了 没 错, D B 1, 就 是 两 个 字 母 和 一 个 数 字 的 正 常 发 音, 要 比 Arduino 这 种 又 长 又 难 读 的 名 字 好 多 了 DB1 电 子 积 木, 这 就 是 我 要 向 大 家 介 绍 的 新 朋 友 电 子 DIY 现 状 每 一 位 电 子 爱 好 者 都 有 一 段 不 同 寻 常 的 经 历, 我 们 聪 明 热 情 对 世 界 充 满 好 奇 不 论 是 音 响 还 是 电 视 机, 我 们 总 想 拆 开 看 看, 弄 个 明 白 虽 然 有 时 会 遭 到 家 长 的 阻 挠, 但 这 并 不 能 阻 止 我 们 对 电 子 制 作 的 热 爱 在 我 们 心 中 始 终 有 一 个 梦 想, 那 就 是 制 作 出 各 种 电 子 小 制 作 各 种 控 制 器, 让 我 们 的 生 活 变 得 更 方 便 更 智 能 为 此 我 们 学 习 电 子 制 作 和 单 片 机 技 术, 学 习 电 路 设 计 和 程 序 开 发 就 是 为 了 终 有 一 天 可 以 开 发 出 属 于 我 们 自 己 的 作 品 那 我 们 要 怎 样 开 发 和 制 作 呢? 目 前 我 们 有 以 下 几 种 选 择 : 开 发 板 面 包 板 洞 洞 板 自 制 PCB 和 Arduino 先 来 说 说 开 发 板 开 发 板 不 用 我 说, 大 家 都 很 清 楚, 许 多 单 片 机 爱 好 者 都 是 通 过 开 发 板 入 门 的 ( 通 过 爱 上 单 片 机 入 门 的 读 者 除 外 ) 开 发 板 又 叫 学 习 板 实 验 板, 就 是 把 单 片 机 和 许 多 功 能 电 路 制 作 在 一 块 PCB 板 上, 用 于 初 学 者 的 学 习 实 践 开 发 板 上 的 元 器 件 都 是 焊 接 好 的, 学 习 者 只 能 硬 性 的 记 忆 电 路 原 理 图, 不 能 对 电 路 进 行 修 改 和 创 新 这 样 的 学 习 也 只 能 学 到 一 半 的 知 识 和 经 验 而 且 开 发 板 上 的 大 部 分 元 器 件 是 固 定 的, 一 旦 实 验 完 成 就 要 被 闲 置 在 一 边 了 所 以 我 不 推 荐 初 学 者 用 开 发 板 入 门, 我 们 需 要 更 灵 活 可 变 的 学 习 平 台 面 包 板 是 一 个 好 的 平 台, 它 可 以 将 元 器 件 直 接 插 在 上 面, 简 单 快 速 通 过 它 来 学 习 单 片 机, 即 可 以 了 解 单 片 机 的 电 路 原 理, 又 可 以 自 己 设 计 前 所 未 有 的 电 路, 尝 试 创 新 这 对 学 习 是 非 常 有 利 的 我 正 是 看 到 了 面 包 板 的 这 一 优 势 发, 才 在 爱 上 单 片 机 一 书 中 采 用 这 样 的 学 习 方 法 从 读 者 的 意 见 反 馈 上 看, 这 个 方 法 是 方 便 有 效 的 只 可 惜 面 包 的 体 积 比 较 大, 还 仅 能 用 直 插 元 器 件 一 般 情 况 下 仅 一 块 40 脚 单 片 机 就 占 据 了 较 大 的 空 间, 更 别 说 还 要 接 一 些 外 围 电 路 和 模 块 看 来 面 包 板 是 实 验 的 好 工 具, 但 不 能 用 它 来 直 接 制 作 成 品 那 成 品 要 用 什 么 制 作 呢? 目 前 我 们 有 洞 洞 板 和 自 制 PCB 两 种 选 择 洞 洞 板 又 叫 万 能 实 验 板, 是 在 一 片 PCB 上 呈 阵 列 的

2/8 放 置 着 许 多 孔 洞 和 焊 盘 其 实 也 就 是 对 面 包 板 结 构 的 一 种 继 承 洞 洞 板 因 为 自 身 是 PCB 材 质, 坚 固 耐 用 但 制 作 比 较 复 杂, 不 仅 要 焊 接 元 器 件, 还 要 连 接 繁 多 的 飞 线 我 还 曾 研 发 过 一 款 LEAF 系 列 叶 式 结 构 洞 洞 板, 就 是 把 洞 洞 板 的 焊 盘 做 的 像 叶 子 一 样, 可 以 很 方 便 的 在 焊 盘 之 间 走 线 虽 然 这 样 可 提 高 效 率, 但 总 体 上 看 还 是 麻 烦 的 而 且 动 手 焊 接 还 有 一 定 的 危 险, 不 适 合 小 爱 好 者 的 入 门 这 么 看 来, 自 制 PCB 应 该 是 不 错 的 选 择 一 些 钱 财 富 足 的 爱 好 者 会 花 钱 找 工 厂 定 做 PCB 板, 一 次 下 来 至 少 也 有 200 元 万 一 做 错 了, 又 有 花 同 样 的 价 钱 重 新 制 作 所 以 不 少 大 学 生 都 会 选 择 土 法 自 制 PCB, 最 常 见 的 方 法 是 热 转 印 法 但 工 序 很 复 杂, 那 需 要 设 计 打 印 切 板 打 磨 转 印 配 济 腐 蚀 清 洗 钻 孔 盖 油 测 试 焊 接 即 耗 时 又 费 力 Arduino 是 一 款 从 国 外 流 行 到 国 内 的 单 片 机 开 发 板 Arduino 与 其 他 开 发 板 不 同 的 是, 它 上 面 没 有 集 成 功 能 电 路, 而 是 留 出 单 片 机 接 口, 通 过 外 接 功 能 模 块 和 在 面 包 板 上 搭 建 电 路 的 方 式 完 成 制 作 电 路 制 作 灵 活 快 速, 而 且 相 关 的 功 能 模 块 也 很 丰 富 如 此 看 来,Arduino 是 一 款 理 想 的 开 发 平 台 简 单 快 速 无 用 焊 接 接 口 丰 富 无 线 电 杂 志 也 发 现 了 Arduino 的 方 便 之 处, 曾 在 前 几 期 文 章 中 重 点 介 绍 Arduino 的 开 发 与 应 用 可 能 就 在 我 这 篇 文 章 的 旁 边, 就 有 一 个 基 于 Arduino 的 小 制 作 呢 Arduino 虽 然 流 行, 但 静 下 来 考 虑 Arduino 目 前 的 样 子 并 不 是 最 好 的 设 计 据 我 了 解, Arduino 板 最 开 始 出 现 时 的 目 的 是 为 了 帮 助 科 研 人 员 完 成 某 一 项 研 究 任 务 任 务 完 成 后, 设 计 者 就 将 其 开 源 放 到 网 上, 随 后 就 被 电 子 爱 好 者 直 接 拿 来 使 用 了 也 就 是 说 Arduino 最 初 的 设 计 并 不 是 为 了 电 子 爱 好 者 对 广 泛 意 义 的 电 子 制 作 而 开 发 的 所 以 它 在 设 计 时 很 少 考 虑 甚 至 没 有 考 虑 到 自 身 的 结 构 设 计, 也 很 少 考 虑 到 单 片 机 接 口 的 排 列 与 众 多 现 有 功 能 模 块 的 兼 容 性 这 种 前 期 设 计 的 缺 失, 导 致 使 用 者 在 连 接 功 能 模 块 时 只 能 用 导 线 连 接,Arduino 板 自 身 的 体 积 较 大, 制 作 出 的 东 西 也 杂 乱 宏 大 最 后 一 点,Arduino 板 的 价 格 较 高, 就 算 是 购 买 国 产 较 次 质 量 的, 也 有 60~100 元 左 右, 还 不 包 括 昂 贵 的 功 能 组 件 在 价 格 问 题 上, 虽 然 Arduino 是 开 源 的, 不 需 要 支 付 版 权 费 用 但 是 Arduino 板 上 集 成 了 复 杂 的 电 源 稳 压 和 下 载 电 路, 这 些 电 路 一 般 只 有 在 下 载 程 序 的 时 候 使 用, 平 时 是 用 不 到 的 也 就 是 说, 如 果 你 用 Arduino 制 作 一 款 成 品, 它 上 面 有 一 部 分 是 浪 费 的, 而 你 必 须 为 此 埋 单 更 不 应 该 的 是,Arduino 作 为 免 焊 接 的 开 发 平 台, 应 该 尽 量 做 到 防 尘 绝 缘 和 防 短 路 的 设 计 可 是 我 们 可 以 看 到 Arduino 板 外 观, 所 有 元 器 件 都 裸 露 在 外 面 若 不 小 心 有 导 线 或 金 属 碎 屑 掉 在 上 面, 很 可 能 导 致 失 灵 甚 至 损 坏 综 合 来 看,Arduino 缺 少 必 要 的 设 计 价 格 偏 高, 体 积 较 大 奇 怪 的 是 Arduino 很 少 进 行 自 我 优 化 和 改 进, 虽 然 有 一 些 国 内 的 Arduino 开 发 的 公 司 曾 对 它 进 行 了 技 术 和 设 计 上 的 改 进, 但 他 们 生 怕 别 人 以 为 他 们 的 改 进 版 不 是 Arduino, 所 以 不 敢 有 重 大 创 新 和 颠 覆 性 的 改 进 同 时 其 他 公 司 也 没 有 想 过 建 立 比 Arduino 更 好 的 新 平 台, 因 为 那 需 要 花 时 间 和 金 钱 去 研 发 和 推 广, 还 不 如 拿 现 成 的 产 品 来 销 售, 所 以 市 场 上 一 直 少 有 与 Arduino 类 似 的 新 平 台 推 出 在 我 看 来,Arduino 之 所 以 流 行, 是 电 子 爱 好 者 们 别 无 选 择 的 选 择, 也 是 电 子 制 作 圈 中 相 关 公 司 和 工 作 室 缺 乏 创 新 和 不 思 进 取 的 表 现 正 是 看 到 了 这 一 点, 我 和 杜 洋 工 作 室 的 技 术 人 员, 以 一 种 无 知 者 无 畏 的 态 度, 在 基 础 开 发 平 台 这 个 层 面 上 大 胆 创 新, 开 发 出 DB1 电 子 积 木 DB1 登 场

3/8 DB1 主 模 块 DB1 接 口 定 义 图 DB1 电 子 积 木 是 一 款 全 新 概 念 的 单 片 机 开 发 平 台 你 可 以 说 它 是 在 单 片 机 最 小 系 统 板 上 加 了 一 块 面 包 板, 也 可 以 说 它 是 在 面 包 板 下 面 隐 藏 了 一 块 单 片 机 总 之, 它 是 一 个 综 合 体 把 开 发 板 和 面 包 板 的 优 势 结 合 起 来 这 种 结 合, 不 是 简 单 的 组 合, 而 是 做 了 很 多 的 设 计 从 DB1 的 照 片 上 我 们 可 以 看 到,DB1 的 外 观 上 没 有 裸 露 任 何 电 路, 所 有 元 器 件 都 隐 藏 在 面 包 板 的 下 面 单 片 机 接 口 在 面 包 板 的 两 侧, 每 一 侧 有 34 个 接 口, 通 过 导 线 可 以 很 方 便 的 将 单 片 机 I/O 接 口 连 到 面 包 板 上 DB1 集 成 的 是 增 强 型 51 单 片 机, 共 有 60K 编 程 空 间 和 44 个 多 功 能 I/O 接 口 你 可 以 用 这 些 I/O 接 口 直 接 驱 动 LED 点 阵 屏, 或 者 用 ADC 接 口 读 取 模 拟 数 据 量 除 了 I/O 接 口 外, 我 们 还 引 出 了 较 多 的 5V 3V 电 源 和 GND, 以 提 供 外 接 元 器 件 的 电 源 我 们 为 DB1 设 计 了 看 似 混 乱 的 接 口 定 义, 其 实 是 经 过 深 思 熟 虚 的 因 为 我 们 希 望 常 用 的 功 能 模 块 可 以 省 略 连 接 线, 直 接 插 在 接 口 上 面 于 是 我 们 找 来 了 各 种 可 能 会 插 到 DB1 上 的 功 能 模 块, 研 究 它 们 的 接 口 定 义 和 摆 放 位 置 有 哪 些 模 块 是 重 要 的, 哪 些 是 要 同 时 使 用 的, 最 终 确 定 了 现 在 的 接 口 定 义 DB1 的 设 计 使 得 它 有 很 强 的 设 计 感, 外 观 精 致 小 巧, 没 有 任 何 元 器 件 裸 露 在 外, 整 个 模 块 浑 然 一 体 强 大 的 功 能 可 让 你 尽 情 发 挥 创 意 DB1 的 最 大 创 新 是 将 电 路 连 接 与 结 构 设 计 融 为 一 体, 设 计 外 观 的 同 时 也 是 在 制 作 电 路 这 是 一 种 概 念 的 创 新 我 们 在 用 普 通 面 包 板 制 作 电 路 时, 直 插 式 单 片 机 就 占 据 了 很 大 的 空 间, 还 有 一 些 不 为 用 户 所 用 的 外 围 电 路 这 样 东 西 虽 然 重 要, 但 却 是 不 必 要 让 用 户 看 到 的 DB1 把 它 们 都 隐 藏 起 来, 留 出 全 部 的 空 间 插 接 用 户 关 注 的 东 西 插 接 出 来 的 样 子 就 是 成 品 的 样 子 下 面 就 让 我 和 大 家 一 起 DIY 几 款 实 用 小 制 作, 一 展 DB1 的 魅 力

4/8 制 作 1: 炫 彩 LED 夜 灯 首 先 我 们 从 最 简 单 的 开 始 制 作 吧 炫 彩 LED 夜 灯, 就 是 使 用 2 个 按 键 控 制 1 个 彩 色 LED 灯 的 亮 度 和 颜 色 你 可 以 把 它 放 在 床 头, 选 择 适 合 的 亮 度 和 颜 色 来 装 点 出 浪 漫 气 氛 制 作 所 需 的 组 件 非 常 少,DB1 主 模 块 1 个, 三 基 色 共 阳 LED 灯 1 个, 微 动 开 关 2 个 制 作 过 程 非 常 非 常 简 单, 不 需 要 导 线, 只 要 将 微 动 开 关 和 LED 插 到 DB1 对 应 的 排 孔 即 可 制 作 完 成 后, 插 上 USB 电 源, 按 左 键 可 开 关 LED 灯, 同 时 可 选 择 3 档 亮 度 按 右 键 可 选 择 8 种 单 色 和 3 档 渐 变 色 效 果 可 以 说 是 制 作 简 单 功 能 强 大 的 一 件 作 品 你 可 以 在 无 线 电 官 网 上 找 到 这 个 制 作 的 HEX 写 入 文 件 和 源 程 序 文 件, 把 HEX 文 件 下 载 到 DB1 主 模 块 中 就 可 以 使 用 了 电 路 连 接 示 意 图 在 开 始 制 作 之 前, 先 用 USB 下 载 模 块 给 单 片 机 下 载 HEX 文 件

5/8 只 要 将 组 件 插 入 DB1 的 接 口 中 即 可 完 成 制 作 左 键 控 制 LED 开 关 和 亮 度, 右 键 选 择 LED 灯 颜 色 颜 色 有 粉 红 橙 黄 绿 青 蓝 紫 白 和 自 动 渐 变 色 制 作 2: 数 码 管 时 钟 第 二 件 制 作 是 数 码 管 时 钟, 可 以 显 示 小 时 和 分 钟, 不 需 要 时 钟 芯 片, 用 单 片 机 产 生 时 间 这 回 我 们 用 到 了 面 包 板 连 接 线, 所 以 会 略 微 复 杂 一 点 但 组 件 依 然 很 少, 只 需 要 DB1 主 模 块 1 个, 四 位 共 阳 数 码 管 1 个, 微 动 开 关 2 个, 面 包 板 连 接 线 N 个 2 个 微 动 开 关 用 来 设 置 时 间 在 同 样 这 个 硬 件 电 路 上, 不 仅 可 以 制 作 时 钟, 只 要 改 一 下 程 序, 就 可 以 把 它 变 成 计 时 器 或 者 计 数 器 你 可 以 在 无 线 电 官 网 上 找 到 这 个 制 作 的 HEX 写 入 文 件 和 源 程 序 文 件, 这 个 制 作 的 程 序 是 开 源 的, 并 有 时 钟 程 序 正 计 时 器 倒 计 时 器 等 开 源 程 序 供 你 参 考 源 程 序 中 还 有 详 细 的 注 解, 语 句 简 单 易 理 解 你 可 以 按 你 的 想 法 修 改 源 程 序, 比 如 加 上 日 期 显 示 什 么 的, 让 它 变 得 更 实 用 更 酷

6/8 电 路 连 接 示 意 图 制 作 仅 需 DB1 主 模 块 数 码 管 微 动 开 关 和 连 接 线

7/8 将 连 接 线 从 单 片 机 接 口 引 到 面 包 板 上 把 数 码 管 插 到 面 包 板 对 应 位 置, 连 接 2 个 按 键 为 DB1 主 模 块 下 载 程 序, 完 成 后 可 通 过 2 个 按 键 设 置 时 间

8/8 只 要 插 上 DYS8100 时 钟 模 块 再 改 一 下 程 序, 就 可 以 做 出 高 精 度 的 时 间 和 温 度 显 示 时 钟 制 作 3:4x4 彩 色 立 方 4x4 彩 色 立 方 是 用 4 个 三 基 色 LED 灯 制 作 的 彩 色 点 阵, 我 还 特 意 为 它 设 计 了 一 个 方 形 的 有 机 玻 璃 外 壳 可 以 显 示 出 很 漂 亮 的 色 彩 因 为 篇 幅 关 系, 我 们 下 一 期 再 介 绍 它 的 详 细 制 作 方 法 而 且 它 是 开 放 源 程 序 的, 大 家 可 以 任 何 修 改 显 示 的 效 果, 发 挥 你 的 制 作 创 意 敬 请 期 待, 我 们 下 期 再 见 喽!