单片机开发常见问题解析

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　　1、将程序上传到板子时Arduino IDE提示“avrdude： stk500_getsync（）： not in sync： resp=0x00”
　　网上查遇到这个问题的人比较多，有说驱动问题的，有说IDE设置问题的。具体到我遇到的这个情况，原因是板子上插了RF24无线传输模块（也许线还没有插对），拔掉以后再上传程序就正常了。
　　2、nRF24L01+无线透传使用问题
　　Arduino官网上似乎推荐Mirf这个库，遇到一个问题，接收端运行几分钟后停止响应；试了另外一个RF24库，遇到传输不稳定的问题，一时没有解决，还是回到Mirf了，之前的停止响应问题没有再出现。
　　这个论坛关于无线透传的讨论不少，虽然用arduino的不多。
　　Mirf的地址问题：Mirf的address是有长度要求的，例如可以用“serv1”、“clie1”作为地址，长度过短会导致无法传输，例如用“cl2”作为地址。试了好多次才发现这个问题。
　　nRF24L01模块（使用Mirf库时）的自动应答问题：项目里使用一个nRF24L01（服务端）接收多个nRF24L01（客户端）的消息，发现客户端之间互相收到本应发到服务端的消息，经过多次试验，发现应该与nRF24L01的自动应答机制有关。在Mirf.cpp的setTADDR方法里可以看到，目标地址被同时写到RX_ADDR_P0和TX_ADDR这两个寄存器里，前者是接收自动应答使用的（一个nRF24L01可以有6个接收地址同时工作），导致peer发到服务端的消息也被当作自动应答了。为避免这种干扰，我实验下来的方法是：每个客户端在发送数据之前先setTADDR到一个无效且唯一的地址，在send之前那一刻再使用setTADDR将地址设置到服务端的地址，发送完成后马上setTADDR到那个无效地址。
　

　　3、Arduino与Android通过usb通讯
　　利用usb-serial-for-android这个开源项目。注意，两侧的baudrate要设置一致；android端读取到的数据可能是不完整数据，需要多读几次以便补齐。
　　“The nature of hardware device interfaces like these is that there is typically no guarantee your data will arrive in a single read（）.If you expect 16 bytes of data， you need to read（）， successively， until you have received all 16. If you want to read unTIl there is a newline， you will need to scan all characters unTIl you find a newline -- and then save anything received after it for later.”链接4、关于arduino设备的唯一ID
　　最后决定使用的方案是：写一个专门的小程序（量产程序），对每个arduino运行一次，在EEPROM里写入唯一的id号。正式程序运行时只需读取，不做修改。代码参考注意：EEPROM的擦写次数是有限制的，一般标称为10万次，但有人声称实验结果只有100次左右。还好，这个比较靠谱的实验测试结果是超过100万次，总之写入EEPROM时慎重。
　　5、温湿度传感器DHT11
　　3.3v/5v通用，接数字信号口，使用DHT11这个库获得数据。DHT11精度不高，若要求高可使用DHT22（也叫AM2302）。
　　6、同一段代码在两块板子上运行效果不同
　　两块板子都是uno+sensor shield+nrf24l01，其中一块运行完全正常，另一块无法接收到消息（可以发送消息）。交换sensor shield（连同上面的nrf）无效，交换usb线无效，接外接12v电源无效。最后发现如果在代码的loop（）里加delay（100）则基本能接收到消息，但还有部分丢包。两块板子是从不同卖家处购买的，看来还是有区别啊。
　　7、Arduino nano v3.0接nrf24l01模块不工作问题nano直接连nrf24l01模块无法收发数据；但用nano先接传感器扩展板（sensor shield，像这种），再把nrf24l01接到扩展板上，则工作正常。仔细检查过连线没有问题，且分别替换过nano和nrf模块usb线等，都没有效果。最后发现nano板子上的3.3v针脚电压不对，几乎是零，联系卖家检查后说是nano上少一根线，要把usb口背后的两个电容（C1和C7）靠近芯片的引脚短接，照此方法问题解决。而扩展板上的3.3v针脚是用asm1117-3.3从5v降压得来，所以没有这个问题。
　　nano的官方文档说只有用usb供电时3.3v针脚才有电压，但经实验，我手上的这一版（电容短接后）不论用usb供电还是通过vin供电，3.3v针脚都有3.3v电压。
　　8、无法上传程序到arduino pro mini
　　使用ft232rl连接arduino pro mini，上传程序时提示：
　　stk500_getsync（）：noTInsync:resp=0x00
　　上传时按reset按钮不起作用，DTR线也已经连接。经过反复实验，发现两个问题导致这个现象：1）arduino上的RX应该接ft232rl的TX，TX接RX，我一开始接反了；2）一开始用的FTDI的驱动是最新的2.0.8.30，在这个帖子的提示下，降级到2.0.8.24后问题解决。PS.最好搜索并下载CDM20824_Setup.exe文件以便强制降级。
　　又测试了一下DTR线的作用，如果连接了DTR线，直接上传程序就可以成功；如果不连接DTR线，在提示Uploading时立刻按一下arduino的reset按钮，也可以上传成功，不按按钮则上传失败。
　　Update 2014/2/19： 不知道什么原因，ft232rl又无法上传程序到arduino pro mini了。这个帖子里有人提到在DTR线上加一个100nF的电容是关键的一步，但我手边没有这个电容，而且即使我不连接DTR线采用手动reset的方式仍然不行。后来使用PL2303模块的下载线（只有四个脚，与ft232rl相比少了DTR脚）配合手动reset方式可以正常上传程序到arduino。
　　9、Arduino的数据类型
　　Arduino的长整型是32位的，而Java里是64位，互传数据时别搞错了。关于arduino里的数据类型10、电池供电方案
　　我花了不少时间在研究各种供电方案上，要平衡电池容量和带来的体积增加，还要考虑电池成本因素：
　　方案1： 5号/7号干电池供电，为达到至少3.3v的电压以便驱动arduino pro mini+nrf24l01，需要至少三节电池，体积太大放弃；方案2：CR2032纽扣电池供电，同样电压不足（标称3V），实测3.2V但后来会有电压下降，在3V左右arduino能启动但无线模块不正常；方案3：3.7V锂电池供电，这是目前采用的方案，目标是让一块250mAh的锂聚合物电池能维持设备运行2个月以上。为节约成本和体积，锂电池充电模块将采用外置的方式。
　　这段代码可以检测当前VCC脚的电压（仅支持328和168），有助于实现提示电池电量不足，我在pro mini 5v上实测可用。
　　11、减小工作电流
　　目前采用arduino pro mini 5v/16MHz版本，这个版本在tb上的售价为13元人民币左右，而3.3v/8MHz的版本要17元左右，实测5v版本用3.3v电源（输入VCC）仍然可用，只是这时核心频率可能会低于16MHz，影响不大。
　　为减小工作电流以获得尽可能长的工作时间，设备绝大多数时间进入睡眠模式（使用LowPower库），利用watchdog周期性醒来发送数据，然后立刻回到睡眠模式。参考链接nrf24l01模块也需要同时睡眠和醒来，使用Mirf库里的powerDown（）命令。
　　实测电流：pro mini 5v版本，3.7v锂电池供电，HT7533稳压，LowPower.powerDown（SLEEP_8S， ADC_OFF， BOD_OFF）同时Mirf.powerDown（），电流1.48mA。
　　传感器供电：如果直接将传感器接在5v或3v3上，传感器会一直消耗电流。为了节电，可以将对电流要求不高的传感器接在digital输出上，当arduino需要使用传感器时再对它通电。参考链接1、参考链接212、TP4056充电板的充电电流问题
　　tb上买的TP4056芯片的锂电池充电板，要更改的Rprog是在电路板下方中部（电路板上文字方向为正）的一个小贴片电阻，出厂时阻值是1.2k。我需要90mA的充电电流，按照说明，替换成15k左右的电阻。
　　测试充电电流时遇到一点问题：发现充电电流比预想的要低，77mA左右，而且几乎一开始就缓慢下降，并不是恒流的。查了一些资料后发现，我是把万用表串接到BAT+口上的，而万用表对这个电流造成了影响，因为使用不同的档位测出来的电流值不同，高档位显示的电流比较高。实际应该串接到In+口，或者测量Rprog电阻的电压然后（V/Rprog）*1200得到充电电流。参考链接13、analogRead（0）与analogRead（A0）的区别？
　　如果这个帖子所说属实，在Arduino IDE 0022以上这两个命令没有区别，A0的值为14，而analogRead（0）等价于analogRead（14）。补充：又找到一个帖子说的比较详细。
　　14、搭建最小系统的问题
　　a） 我在tb上买的usbasp，vcc脚居然与gnd脚短接（！），vcc脚旁边的那个看不清字的脚有5v电压；后来仔细一看，是文字距离对应的针脚太远，以致于串行了。
　　b） 我使用Atmega168pa作为核心搭建最小arduino系统，在arduino ide 1.5.5里选择board -》 arduino ng or older，用usbasp烧录bootloader时会提示下面的错误：
　　avrdude:Expected signature for ATMEGA168 is 1E 94 06原因是atmel168pa与atmel168这两个芯片的签名不一样，arduino自带的avrdude无法识别。按照这个帖子的方法可以解决，不过可能是arduino ide版本不同的原因，原帖里的内容需要略作修改，按照ide的错误提示来改即可。另一个帖子，虽然我没实际试验，但也值得一看。
　　c） 顺便提醒一下用“面包板专用电源”的，要注意电源插针的极性——电源插在面包板两端时正负极刚好是反过来的。
　　d） 可能是面包板不太牢靠，在面包板上搭的最小系统很不稳定，后来焊到洞洞板上就没有问题。
　　e） 如果使用programmer（例如usbasp）刷sketches到最小系统，注意每刷一次EEPROM都会被清除，解决的办法是将EESAVE熔丝位设置为1。