控制板的主控芯片是ATmega328PU。和官网的Arduino uno对比，控制板使用的USB转串口芯片为CH340，其他的使用方法完全一样。它具有14路数字输入/输出口（其中6路可作为PWM输出），8路模拟输入，通信IO有IIC、SPI、UART;为了方便接线扩展了传感器排针接口。其中ICSP接口用来给控制板烧录固件。供电方式有USB线供电或DC端供电。

1.规格参数

主控芯片：ATmega328PU

USB转串口芯片：CH340

工作电压：5V

外接电源: DC 6-12V（建议9V）

数字I/O引脚: 14 (D0-D13)

PWM通道： 6 (D3 D5 D6 D9 D10 D11)

模拟输入通道（ADC）: 86A0-A5)

每个I/O直流输出能力: 20 mA

3.3V端口输出能力: 最大150 mA

Flash Memory: 32 KB

SRAM:2 KB (ATmega328PU)

EEPROM:1 KB (ATmega328PU)

时钟速度: 16MHz

板载LED引脚: D13

3.特殊功能接口说明

串口通信接口：D0为RX、D1为TX

PWM接口（脉宽调制）：D3 D5 D6 D9 D10 D11

外部中断接口：D2(中断0)和D3 (中断1)

SPI通信接口：D10为SS、D11为MOSI、D12为MISO、D13为SCK

IIC通信端口：A4为SDA、A5为SCL

第二小节 在Windows系统电脑 使用方法

1 .下载安装arduino软件：

（1）首先，进入arduino官方网站：Arduino – Home ，点击“SOFTWARE”进入下载页面，如下图所示：

（2）然后，根据你的操作系统选择并下载相应的安装程序。如果你是Windows用户，请选择“Windows安装程序”下载正确的安装驱动程序。

选择点击Windows Win7 and newer下载Arduino 1.8.16版本的安装程序，需要手动安装。当我们点击，代表直接下载1.8.16版本Arduino IDE，是一个压缩文件，解压就可以使用，无需安装。

一般情况下，点击JUST DOWNLOAD就可以下载了，当然如果你愿意，你可以选择小小的赞助，以帮助伟大的Arduino开源事业。

（3）Arduino软件下载完成后，继续安装，当你收到操作系统的警告时，请允许驱动程序安装。首先点击I Agree, 然后选择好要安装的组件后再点击Next。

（4）选择安装目录(我们建议保持默认目录)，然后点击Install。

（5）如果出现以下界面，则应选择Install。

该过程将提取并安装所有必需的文件，以正确执行Arduino软件(IDE)。

安装完成后，会在桌面上生成一个Arduino 软件快捷方式。

2.安装驱动：

（注意：如果电脑已经安装了CH340驱动程序，则不需要再安装驱动；如果没有，则需要进行以下操作）

安装Arduino IDE后，我们就开始安装驱动。将控制板用USB线连接在电脑上后，如果是Windows10系统电脑，电脑会自动安装驱动。如果是其他系统电脑，如Windows7系统电脑，需要手动安装驱动。

控制板的USB转串口芯片为CH340我们需要安装这芯片的驱动，驱动为usb_ch341_3.1.2009.06。第一次将控制板连接电脑时，点击计算机–属性–设备管理器，显示如下图。

点击后，点击“更新驱动程序” ，开始安装驱动，如下图。

进入下图，选择

在电脑中找到usb_ch341_3.1.2009.06文件夹。

安装驱动完成，出现下图点击关闭。

这样驱动就装好了。点击计算机–属性–设备管理器，我们可看见如下图。

3.配置Arduino IDE

驱动程序安装成功后，接下来配置Arduino IDE 设备和端口。对于328 PLUS主板，单击Tools→Board；选择Arduino Uno (如下图所示)。

然后选择正确的COM端口。驱动安装成功后，可以看到对应的COM口。

单击Tools→Port→COM6

将代码程序上传到控制板之前，必须演示Arduino IDE工具栏中出现的每个符号的功能。

A – 用于检查是否存在任何编译错误。

B – 用于将程序上传到Arduino控制板。

C – 用于创建新草图的快捷方式。

D – 用于直接打开示例草图之一。

E – 用于保存草图。

F – 用于从板接收串行数据并将串行数据发送到板的串行监视器。

4.开始第一个程序

打开“File”选择“Examples”，从“Basics”中选择“Blink”，如下图所示：

当草图（Blink）窗口打开时，你可以在窗口中看到整个程序。

设置板型和COM口，对应的板型和COM口会显示在IDE的右下角。

点击开始编译程序，检查错误。

点击上传程序，几秒种后，上传成功。

上传程序成功，利用USB线上电，328 PLUS主板上的板载LED灯点亮1秒，熄灭1秒，循环进行。恭喜你，完成了第一个项目。

第三小节在MAC 系统电脑上使用方法

1.下载安装arduino软件：

下载安装说明与1.1章相同，如下图所示：

2.安装CH340驱动：

(1)点击V1.5 CH340 MaxOS驱动程序包

（2）单击安装包并点击继续

（3）点击安装

（4）输入用户密码，然后单击“安装软件

（5）点击继续安装

（6）等待安装

（7）安装完成后，单击“重新启动”

第四小节导入arduino库文件

在开始课程之前我们还需要安装课程里面代码需要的Arduino库文件。

1.什么是库文件?

库是一组代码，可以方便地连接到传感器、显示器、模块等。例如，内置的LiquidCrystal库可以帮助与LCD显示器对话。Internet上还有数百个额外的库可供下载。参考资料(https://www.arduino.cc/en/Reference/Libraries)中列出了内置库和其中一些附加库。

2.如何安装库 ?

这里我们将介绍一种最简单的添加库的方法 .

第一步：打开文件的安装目录，如下所示：

第二步：单击打开安装目录下的libraries文件夹，你可以看到library这个文件夹里面含有一些Arduino的库文件。

第三步：打开我们提供的资料里面的Arduino Libraries文件夹，将文件夹中的库文件都复制粘贴到第二步我们打开的libraries文件夹内。

复制好了之后我们的库文件就添加成功了。

这样，库文件就手动添加完成了。

第二章开始实验

1.总接线图

接线时注意看引脚标识：控制板的红色排针是VCC,黑色排针是GND,黄色排针接信号线

水管接到水泵上：

实验一：控制水泵

（1）实验说明：

控制板的主要是控制作用驱动能力较弱，水泵是动力装置，需要用驱动模块驱动水泵抽水。

（2 规格参数：

水泵		驱动模块
工作电压：	2.5V~6V	工作电压	DC 1.8V-6.8V
配对的水管内径	6mm	通过最大电流	低待机电流 0.01uA 、低静态工作电流0.2mA、连续输出电流1.2A
当电压为5V时	水管离水泵的高度不能高于105cm	控制信号	数字信号或PWM信号

（3）实验代码：

良芯小店

链接：https://item.taobao.com/item.htm?ft=t&id=679403226914

int INA = 4; //接电机1的IN-

int INB = 5; //接电机1的IN+

int INC = 6; //接电机2的IN+

int IND = 7; //接电机2的IN-

int INE = 8; //接电机3的IN-

int INF = 9; //接电机3的IN+

int ING = 10; //接电机4的IN+

int INH = 11; //接电机4的IN-

void setup() {

pinMode(INA, OUTPUT);//设置引脚为输出模式

pinMode(INB, OUTPUT);

pinMode(INC, OUTPUT);

pinMode(IND, OUTPUT);

pinMode(INE, OUTPUT);

pinMode(INF, OUTPUT);

pinMode(ING, OUTPUT);

pinMode(INH, OUTPUT);

}

void loop() {

digitalWrite(INA, LOW); //打开水泵1

analogWrite(INB, 255);

analogWrite(INC, 255); //打开水泵2

digitalWrite(IND, LOW);

digitalWrite(INE, LOW); //打开水泵3

analogWrite(INF, 255);

analogWrite(ING, 255); //打开水泵4

digitalWrite(INH, LOW);

delay(3000); //延时3S

digitalWrite(INA, LOW); //关闭水泵1

analogWrite(INB, 0);

analogWrite(INC, 0); //关闭水泵2

digitalWrite(IND, LOW);

digitalWrite(INE, LOW); //关闭水泵3

analogWrite(INF, 0);

analogWrite(ING, 0); //关闭水泵4

digitalWrite(INH, LOW);

delay(1000); //延时1S

}

（4）实验现象：

烧录代码之后，可以看到4个继电器同时打开，水泵开始抽水，3秒后停止。

实验二读取土壤传感器检测数值

（1）实验说明：

土壤湿度传感器就是用来检测土壤湿度值的，也就是通过检测到的值可以判断盆栽是否缺水；读取4个土壤湿度传感器，并且在arduino IDE的串口监视器中打印出来。

规格参数

控制芯片：TLC555

通信接口：输出模拟值

额定电压：3.3 ~ 5.5 VDC

输出电压：0 ~ 3.0 VDC

工作电流：<5mA

工作温度范围：1°C ~ 50°C

（3）实验代码：

良芯小店

链接：https://item.taobao.com/item.htm?ft=t&id=679403226914

#define soilPin1 A0 //定义土壤传感器引脚

#define soilPin2 A1

#define soilPin3 A2

#define soilPin4 A3

void setup() {

Serial.begin(9600);

pinMode(soilPin1, INPUT); //设置引脚输出

pinMode(soilPin2, INPUT);

pinMode(soilPin3, INPUT);

pinMode(soilPin4, INPUT);

}

void loop() {

int val1 = analogRead(soilPin1);

int val2 = analogRead(soilPin2);

int val3 = analogRead(soilPin3);

int val4 = analogRead(soilPin4);

Serial.print("SoilSensor 1 = "); //串口打印土壤湿度值

Serial.print(val1);

Serial.print(" ");

Serial.print("SoilSensor 2 = ");

Serial.print(val2);

Serial.print(" ");

Serial.print("SoilSensor 3 = ");

Serial.print(val3);

Serial.print(" ");

Serial.print("SoilSensor 4 = ");

Serial.println(val4);

}

（4）实验现象：

烧录好代码，打开arduino IDE的串口监视器，可以看到打印出4个土壤湿度传感器检测到的值，用手触摸土壤湿度传感器的探测部分，可以看到对应的值变小，这是因为人的手皮肤上有水分，也就意味着土壤越湿测到的值越小。

实验三简单自动浇花装置

（1）实验介绍：

既然学会了控制水泵和读取土壤湿度传感器的值，那就可以通过判断土壤湿度传感器检测到的值来开关水泵，实现简单的自动浇花装置。

（2）实验代码：

良芯小店

链接：https://item.taobao.com/item.htm?ft=t&id=679403226914

#define soilPin1 A0 //宏定义土壤传感器引脚

#define soilPin2 A1

#define soilPin3 A2

#define soilPin4 A3

int INA = 4; //接电机1的IN-

int INB = 5; //接电机1的IN+

int INC = 6; //接电机2的IN+

int IND = 7; //接电机2的IN-

int INE = 8; //接电机3的IN-

int INF = 9; //接电机3的IN+

int ING = 10; //接电机4的IN+

int INH = 11; //接电机4的IN-

void setup() {

Serial.begin(9600);

pinMode(soilPin1, INPUT); //设置引脚为输入模式

pinMode(soilPin2, INPUT);

pinMode(soilPin3, INPUT);

pinMode(soilPin4, INPUT);

pinMode(INA, OUTPUT);//设置引脚为输出模式

pinMode(INB, OUTPUT);

pinMode(INC, OUTPUT);

pinMode(IND, OUTPUT);

pinMode(INE, OUTPUT);

pinMode(INF, OUTPUT);

pinMode(ING, OUTPUT);

pinMode(INH, OUTPUT);

}

void loop() {

int val1 = analogRead(soilPin1);

int val2 = analogRead(soilPin2);

int val3 = analogRead(soilPin3);

int val4 = analogRead(soilPin4);

Serial.print("SoilSensor 1 = "); //串口打印湿度数值

Serial.print(val1);

Serial.print(" ");

Serial.print("SoilSensor 2 = ");

Serial.print(val2);

Serial.print(" ");

Serial.print("SoilSensor 3 = ");

Serial.print(val3);

Serial.print(" ");

Serial.print("SoilSensor 4 = ");

Serial.println(val4);

if (val1 > 550) { //当土壤传感器检测到湿度值大于550时打开水泵

digitalWrite(INA, LOW); //打开水泵1

analogWrite(INB, 255);

} else {

digitalWrite(INA, LOW); //关闭水泵1

analogWrite(INB, 0);

}

if (val2 > 550) {

analogWrite(INC, 255); //打开水泵2

digitalWrite(IND, LOW);

} else {

analogWrite(INC, 0); //关闭水泵2

digitalWrite(IND, LOW);

}

if (val3 > 550) {

digitalWrite(INE, LOW); //打开水泵3

analogWrite(INF, 255);

} else {

digitalWrite(INE, LOW); //关闭水泵3

analogWrite(INF, 0);

}

if (val4 > 550) {

analogWrite(ING, 255); //打开水泵4

digitalWrite(INH, LOW);

} else {

analogWrite(ING, 0); //关闭水泵4

digitalWrite(INH, LOW);

}

（3）实验现象：

为了方便做实验，我们还是先用手触摸土壤湿度传感器来替代盆栽缺水的情况。烧录代码后，水泵开始抽水，用手触摸土壤湿度传感器，对应的水泵关闭，水泵停止抽水，放开手后，水泵抽水。

（由前面的实验可知，土壤传感器检测到的湿度越大输出的数值就越小，所以我们用手触摸相当于湿度大，水泵停止抽水）

实验四控制LCD1602显示屏

（1）简介

这是一个可以显示2行，每行16个字符的液晶屏模块。液晶屏显示蓝底白字，自带I2C通信模块，使用时只需连接单片机I2C通信接口，大大节约了单片机资源。I2C通信模块上带有1个电位器，可用于调节显示屏背光，通信地址默认为0x27。

（2）实验代码：

良芯小店

链接：https://item.taobao.com/item.htm?ft=t&id=679403226914

#include <Wire.h>

#include <LiquidCrystal_I2C.h>

LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,16,2); //LCD的IIC通信地址是0x27,2行显示16个字符

void setup()

{

lcd.init(); // 初始化LCD

lcd.init();

// 将信息打印到LCD上

lcd.backlight();

lcd.setCursor(5,0);

lcd.print("haha");

lcd.setCursor(2,1);

lcd.print("Hello, world!");

}

void loop()

{

}

（3）实验现象：

可以看到LCD1602显示屏第一行显示：haha ；第二行显示： Hello World! 。

实验五 LCD1602显示土壤传感器检测到的值

（1）实验说明

土壤湿度传感器检测到的值，可以通过打开arduino IDE串口监视器查看，但是需要使用数据线连接电脑，很不方便。所以我们添加了个LCD1602显示屏，可以在显示屏上看土壤湿度传感器检测到的值。

（2）规格参数

工作电压：DC 5V

接口：间距为2.54mm排针接口

通讯方式：I2C通讯

I2C通信地址: 0x27

（3）实验代码：

良芯小店

链接：https://item.taobao.com/item.htm?ft=t&id=679403226914

#include <Wire.h>

#include <LiquidCrystal_I2C.h>

LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,16,2); //LCD的IIC通信地址是0x27,2行显示16个字符

#define soilPin1 A0

#define soilPin2 A1

#define soilPin3 A2

#define soilPin4 A3

void setup()

{

lcd.init(); // 初始化LCD

lcd.init();

// Print a message to the LCD.

lcd.backlight();

}

void loop()

{

int val1 = analogRead(soilPin1);

int val2 = analogRead(soilPin2);

int val3 = analogRead(soilPin3);

int val4 = analogRead(soilPin4);

// 将信息打印到LCD上

lcd.setCursor(0,0);

lcd.print("S1: ");

lcd.setCursor(3,0);

lcd.print(val1);

lcd.setCursor(7,0);

lcd.print(" ");

lcd.setCursor(9,0);

lcd.print("S2: ");

lcd.setCursor(12,0);

lcd.print(val2);

lcd.setCursor(0,1);

lcd.print("S3: ");

lcd.setCursor(3,1);

lcd.print(val3);

lcd.setCursor(7,1);

lcd.print(" ");

lcd.setCursor(9,1);

lcd.print("S4: ");

lcd.setCursor(12,1);

lcd.print(val4);

delay(100);

}

（4）实验现象：

S1代表土壤湿度传感器1，以此类推，可以看到LCD1602显示屏显示出4个传感器检测到的值，用手触摸传感器，可以看到显示屏上显示的值在改变。

实验六自动浇花装置

（1）实验代码：

良芯小店

链接：https://item.taobao.com/item.htm?ft=t&id=679403226914

#include <Wire.h>

#include <LiquidCrystal_I2C.h>

LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2); // LCD的通信地址的0x27,2行显示16个字符

#define soilPin1 A0 //定义土壤传感器引脚

#define soilPin2 A1

#define soilPin3 A2

#define soilPin4 A3

int INA = 4; //接电机1的IN-

int INB = 5; //接电机1的IN+

int INC = 6; //接电机2的IN+

int IND = 7; //接电机2的IN-

int INE = 8; //接电机3的IN-

int INF = 9; //接电机3的IN+

int ING = 10; //接电机4的IN+

int INH = 11; //接电机4的IN-

int count, count_flag;

void setup()

{

pinMode(INA, OUTPUT);//设置引脚为输出模式

pinMode(INB, OUTPUT);

pinMode(INC, OUTPUT);

pinMode(IND, OUTPUT);

pinMode(INE, OUTPUT);

pinMode(INF, OUTPUT);

pinMode(ING, OUTPUT);

pinMode(INH, OUTPUT);

lcd.init(); // 初始化lcd

lcd.init();

//LCD清屏

lcd.backlight();

}

void loop()

{

int val1 = analogRead(soilPin1);

int val2 = analogRead(soilPin2);

int val3 = analogRead(soilPin3);

int val4 = analogRead(soilPin4);

//LCD上打印数值

lcd.setCursor(0, 0);

lcd.print("S1: ");

lcd.setCursor(3, 0);

lcd.print(val1);

lcd.setCursor(7, 0);

lcd.print(" ");

lcd.setCursor(9, 0);

lcd.print("S2: ");

lcd.setCursor(12, 0);

lcd.print(val2);

lcd.setCursor(0, 1);

lcd.print("S3: ");

lcd.setCursor(3, 1);

lcd.print(val3);

lcd.setCursor(7, 1);

lcd.print(" ");

lcd.setCursor(9, 1);

lcd.print("S4: ");

lcd.setCursor(12, 1);

lcd.print(val4);

delay(200);

count = count + 1;

if (count >= 50) //10秒钟后，关闭lCD1602背光

{

count = 50;

lcd.noBacklight();

}

if (val1 > 600) //当土壤传感器1检测的湿度大于600时水泵1以最大速度开始抽水

{

count = 0;

digitalWrite(INA, LOW);

analogWrite(INB, 255);

}

else if (val1 >= 450 && val1 <= 600) { //当土壤的湿度大于等于450且小于等于600时水泵1抽水速度减慢

count = 0;

digitalWrite(INA, LOW);

analogWrite(INB, 100);

}

else { //否则水泵1停止抽水

count = 0;

digitalWrite(INA, LOW);

analogWrite(INB, 0);

}

if (val2 > 600) //当土壤传感器2检测的湿度大于600时水泵2以最大速度开始抽水

{

count = 0;

analogWrite(INC, 255);

digitalWrite(IND, LOW);

}

else if (val2 >= 450 && val2 <= 600) { //当土壤传感器2检测的湿度大于等于450且小于等于600时水泵2抽水速度减慢

count = 0;

analogWrite(INC, 100);

digitalWrite(IND, LOW);

}

else { //否则水泵2停止抽水

count = 0;

analogWrite(INC, 0);

digitalWrite(IND, LOW);

}

if (val3 > 600) //当土壤传感器3检测的湿度大于600时水泵3以最大速度开始抽水

{

count = 0;

digitalWrite(INE, LOW);

analogWrite(INF, 255);

}

else if (val3 >= 450 && val3 <= 600) { //当土壤传感器3检测的湿度大于等于450且小于等于600时水泵3抽水速度减慢

count = 0;

digitalWrite(INE, LOW);

analogWrite(INF, 100);

}

else { //否则水泵3停止抽水

count = 0;

digitalWrite(INE, LOW);

analogWrite(INF, 0);

}

if (val4 > 600) //当土壤传感器4检测的湿度大于600时水泵4以最大速度开始抽水

{

count = 0;

analogWrite(ING, 255);

digitalWrite(INH, LOW);

}

else if (val4 >= 450 && val4 <= 600) { //当土壤传感器4检测的湿度大于等于450且小于等于600时水泵4抽水速度减慢

count = 0;

analogWrite(ING, 100);

digitalWrite(INH, LOW);

}

else { //否则水泵4停止抽水

count = 0;

analogWrite(ING, 0);

digitalWrite(INH, LOW);

}

（2）实验现象：

上传好程序，接上DC端供电，四个土壤湿度传感器分别插到4个盆栽土壤里，对应的控制的水泵水管也放到水里，可以看到LCD1602显示屏显示出盆栽的土壤湿度值。如果盆栽不缺水，10秒后LCD1602显示屏的背景灯会关闭，达到省电作用。如果有盆栽缺水了，LCD1602显示屏背景灯会亮起，土壤传感器检测的湿度大于600时水泵以最大速度开始抽水，当土壤传感器检测的湿度大于等于450且小于等于600时水泵，抽水速度减慢给水渗透时间，然后土壤湿度传感器再继续检测，数值小于450就停止抽水。(因土壤传感器的检测原理是：湿度越大数值越小，所以当土壤的湿度大于450时水泵开始抽水，数值小于450就停止抽水)