1. Arduino M0 Pro功能簡(jiǎn)介

Arduino M0 Pro開(kāi)發(fā)板旨在為人們?cè)谥悄芪锫?lián)網(wǎng)設(shè)備、可穿戴技術(shù)、高科技自動(dòng)化、機(jī)器人技術(shù)以及其他創(chuàng)意項(xiàng)目中提供可用平臺(tái)。該產(chǎn)品有助于開(kāi)發(fā)新項(xiàng)目，非常適合作為學(xué)習(xí)32位應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)的教學(xué)工具。

32位ARM Cortex® M0+內(nèi)核的低功耗 Atmel SAMD21 微控制器，Arduino M0 Pro 開(kāi)發(fā)板擴(kuò)充了Arduino 開(kāi)發(fā)板系列，性能進(jìn)一步增強(qiáng)，功能更強(qiáng)大。該開(kāi)發(fā)板的一個(gè)主要特色是配備了 Atmel 的嵌入式調(diào)試器 (EDBG)，該調(diào)試器提供一個(gè)完整的調(diào)試接口，而且無(wú)需其它硬件，從而大幅提升了軟件調(diào)試的便捷性。EDBG 還支持一個(gè)虛擬的 COM 端口，可以用于為設(shè)備編程，并實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的Arduino引導(dǎo)裝載程序功能。

該款開(kāi)發(fā)板兼容遵從 ArduinoR3 布局的 3.3VShield，借助一個(gè)被集成到Arduino開(kāi)發(fā)環(huán)境中的定制開(kāi)發(fā)軟件庫(kù)，全面支持使用Arduino編程語(yǔ)言對(duì)Arduino M0 Pro進(jìn)行開(kāi)發(fā)。

M0 Pro 的主要硬件規(guī)格包括封裝于48針 LQFP 中的48赫茲 ATSAMD21G18 微控制器、3.3V電壓、256KB閃存、32KB SRAM 和 16KB 仿真 EEPROM。輸入/輸出功能包括帶有12 PWM 通道和 UART 的14個(gè)數(shù)字式I/O插針，6個(gè)12位 ADC 輸入通道和一個(gè)10位的 DAC 輸出。

2. Arduino M0 Pro控制器使用方法

 圖3 Arduino M0 Pro主要接口  

Arduino M0 Pro提供了兩個(gè)Mini USB。其中靠近電源接口的是EDBG USB可以在線調(diào)試和串口通訊，而原生USB接口只能上傳程序。

3. Arduino IDE軟件使用方法

1）下載最新的Arduino IDE，在Arduino IDE文件夾中找到找到drivers文件夾，找到 driver-atmel-bundle-7.0.712.exe雙擊安裝，安裝完成后，再找到dpinst-x86.exe雙擊安裝。

2） 將Arduino M0 Pro板的EDGE Mini USB接口用USB線連接到計(jì)算機(jī)，安裝驅(qū)動(dòng)后系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別一個(gè)Atmel EDBG Data Gateway和一個(gè)虛擬串口EDBG Virtual COM Port(COM號(hào))。

在設(shè)備管理器中如圖所示：

圖4 EDGE Virtual COM Port在windows資源管理器的顯示

3） 將Arduino M0 Pro板的原生Mini USB接口用USB線連接到計(jì)算機(jī)，安裝驅(qū)動(dòng)后系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別一個(gè)Arduino M0 PRO Native Port(COM號(hào))，在設(shè)備管理器中如圖所示：

圖5 Native Port在windows資源管理器的顯示

4）配置ArduinoIDE環(huán)境。

Arduino M0 Pro板的Mini USB接口與計(jì)算機(jī)連接，在Arduino IDE中選擇【工具】>【板】>【Arduino M0 Pro(Native Port)】，此接口上傳速度程序相對(duì)慢一些。

Arduino M0 Pro板的EDGE Mini USB接口與計(jì)算機(jī)連接，在Arduino IDE中選擇【工具】>【板】>【Arduino M0 Pro(Programming Port)】，此接口上傳程序速度相對(duì)較快。

注意對(duì)應(yīng)接口要對(duì)應(yīng)板卡里的編程接口，兩個(gè)接口都可以上傳程序。

圖6 Programming Port端口設(shè)置                           圖7 Native USB Port端口設(shè)置

4.在線調(diào)試Arduino程序過(guò)程

1）設(shè)置Arduino首選項(xiàng)

圖8 Arduino IDE設(shè)置首選項(xiàng)菜單

2）在顯示詳細(xì)輸出后面的編譯選擇上。

圖9 首選項(xiàng)選項(xiàng)卡

3）我們需要一塊MO Pro的板子、一塊擴(kuò)展板、一個(gè)LED小燈、一根3P接線和一根USB線來(lái)輔助調(diào)試

圖10 輔助調(diào)試所需硬件

4）打開(kāi)要在線調(diào)試的程序，選擇Arduino提供的例子blink，正常編譯下載程序，完成后在提示區(qū)找到Blink.cpp.elf文件位置。

圖11 ArduinoIDE顯示詳細(xì)輸出窗口

5）將LED燈接在拓展板D13引腳上，之后將拓展板插到MO Pro上

圖12 輔助調(diào)試硬件連接

6）找到C:\Users\Administrator\AppData\Local\Temp\build1473069485250126787.tmp\Blink.cpp.elf，將文件路徑復(fù)制下來(lái)。

7）在線調(diào)試必須安裝Atmel Studio，啟動(dòng)Atmel Studio在File下拉菜單Open的下級(jí)菜單中找到Open Object File For Debugging。

圖13 Atmel Studio 打開(kāi)調(diào)試文件菜單

8）將剛才在Arduino IDE中找到的Blink.cpp.elf文件目錄位置復(fù)制到Select the Object File to Debug的輸入框里，選擇下一步。

圖14  Atmel Studio打開(kāi)文件選項(xiàng)卡

9）在device selection下拉列表中選擇芯片型號(hào)ATSAND21G18A，然后選擇Finish完成設(shè)置。

圖15 芯片選擇選項(xiàng)卡

10）在彈出的Remap Object To Desk Files選項(xiàng)卡中點(diǎn)擊第一條輸入框中的文件位置，找到剛才編譯的Blink.ino原文件。

    圖16 調(diào)試文件選項(xiàng)卡                                   圖17 選擇Blink.ino文件對(duì)話框

11）在Solution Explorer中左鍵選擇Blink.ino文件后，在右鍵菜單中選擇打開(kāi)。

圖18 Solution Explorer資源窗口

12）在Blink程序中設(shè)置斷點(diǎn)。

選擇設(shè)置斷點(diǎn)的語(yǔ)句所在的行首，在右鍵菜單中選擇Breakpoint下級(jí)菜單中的insertBreakpoint。

圖19 Atmel Studio Blink文件窗口

13）設(shè)置完斷點(diǎn)后，如圖所示。

圖20 設(shè)置斷點(diǎn)菜單

圖21 程序斷點(diǎn)設(shè)置

圖22 程序斷點(diǎn)設(shè)置結(jié)構(gòu)

14）在設(shè)置完要調(diào)試的斷點(diǎn)后，點(diǎn)選調(diào)試，彈出調(diào)試工具對(duì)話框，在對(duì)話框中Selected debgger/programmer下拉列表中選擇EDGB FFFFFFFFFF FFFFFFFFFF。再次選擇調(diào)試。

圖23 選擇調(diào)試設(shè)備對(duì)話框

15）執(zhí)行一次Start Debgging，程序就會(huì)運(yùn)行到下一個(gè)設(shè)置的調(diào)試斷點(diǎn)。

圖24 開(kāi)始調(diào)試狀態(tài)

16）可以在IO View資源框中直觀看到端口的狀態(tài)。

圖25 IO View 資源窗口

17）在相應(yīng)斷電處，LED燈隨著在線調(diào)試而點(diǎn)亮和熄滅。

圖26 調(diào)試到第一斷點(diǎn)，LED小燈點(diǎn)亮

圖27 調(diào)試到第二斷點(diǎn)，LED小燈熄滅

5.在線調(diào)試Arduino程序?qū)嵗?/strong>

通過(guò)以上的講解大家是否已經(jīng)初步了解Arduino M0 Pro的優(yōu)勢(shì)所在了呢，下面我們通過(guò)一個(gè)更復(fù)雜的程序與結(jié)構(gòu)來(lái)更深入的了解一下Arduino M0 Pro的在線調(diào)試功能。

1） 在調(diào)試前準(zhǔn)備了一個(gè)自己DIY的小玩具工藝品，還有Arduino M0 Pro一塊，外加一些線材，小工藝品中包括一個(gè)超聲波模塊、一個(gè)360°舵機(jī)。

 

圖28 所需設(shè)備

2） 調(diào)試之前需將各個(gè)設(shè)備連接好，電機(jī)接到D10接口，超聲波傳感器接到A1接口。

 

圖29 調(diào)試前按圖連接好各設(shè)備

3）按照上文，將程序用Atmel Studio打開(kāi)后，進(jìn)行到在線調(diào)試的步驟。

4）在程序中設(shè)置兩個(gè)斷點(diǎn)

 

圖30 設(shè)置兩個(gè)斷點(diǎn)，舵機(jī)旋轉(zhuǎn)速度不同

5）當(dāng)程序運(yùn)行到第一斷點(diǎn)時(shí)，Arduino M0 Pro控制舵機(jī)轉(zhuǎn)速為1580，舵機(jī)此時(shí)旋轉(zhuǎn)速度相對(duì)較慢。

 

圖31 調(diào)試到第一斷點(diǎn)，舵機(jī)旋轉(zhuǎn)速度為1580

 

圖32 此時(shí)舵機(jī)旋轉(zhuǎn)相對(duì)較慢，動(dòng)畫(huà)放映慢

6）當(dāng)程序運(yùn)行到第二斷點(diǎn)時(shí)，Arduino M0 Pro控制舵機(jī)轉(zhuǎn)速為2000，舵機(jī)此時(shí)旋轉(zhuǎn)速度相對(duì)較塊。

 

圖33 調(diào)試到第二斷點(diǎn)，舵機(jī)旋轉(zhuǎn)速度為2000

 

圖34 此時(shí)舵機(jī)旋轉(zhuǎn)相對(duì)較快，動(dòng)畫(huà)放映快

至此完成了Arduino M0 Pro控制板簡(jiǎn)單的在線調(diào)試過(guò)程，我們通過(guò)在線調(diào)試可以更加直觀的了解程序的執(zhí)行過(guò)程并了解硬件的運(yùn)行狀態(tài)。

 

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