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了解 Arduino 101 平台

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2016 年 6 月 20 日

CPOL

7分钟阅读

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本文的第一部分将 Arduino 101 平台与 Arduino UNO 进行了比较，为不熟悉 Arduino 101 功能的读者提供了一个基准。第二部分将深入探讨 Arduino 101 平台的功能。

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引言

作为物联网 (IoT) 开发者，您需要根据项目的需求选择最佳的平台来构建您的应用程序。了解不同平台的功能非常重要。本文的第一部分将 Arduino 101 平台与 Arduino UNO 进行了比较，为不熟悉 Arduino 101 功能的读者提供了一个基准。第二部分将深入探讨 Arduino 101* 平台的功能。

Arduino 101* 与 Arduino UNO* 对比

Arduino UNO 使用 Atmel ATmega328P* 模块，而 Arduino 101 使用低功耗 Intel® Curie™ 模块，该模块由 Intel® Quark SE SoC 驱动。UNO 工作在 5V，而 Arduino 101 工作在 3.3V 而非 5V，但它兼容 5V。Arduino 101 添加了板载低功耗蓝牙 (LE) 和一个带有加速度计和陀螺仪的 6 轴组合传感器，而 UNO 没有。它们在尺寸和引脚布局上完全相同（参见图 1 和图 2）。

图 1：Arduino 101* 平台。

图 2：Arduino UNO* 平台

以下是 Arduino 101 和 Arduino UNO 平台功能的总结。

产品亮点 Arduino 101* Arduino UNO*
微控制器 Intel® CurieTM 模块 Atmel ATmega328P*
工作电压 3.3 V (I/O 兼容 5V) 5 V
CPU 速度 32 MHz 16 MHz 晶体振荡器
架构 32 位 Intel® QuarkTM SE SoC 8 位
闪存 196 KB 32 KB
SRAM 24 KB 2 KB
EEPROM 1 KB 1 KB
操作系统 开源 RTOS 不适用
时钟速度 32 MHz 16 MHz
特点 集成数字信号 用作 DSP
  处理器 (DSP) 传感器集线器，带 6 轴组合传感器，包含加速度计和陀螺仪  
蓝牙* 低功耗蓝牙 不适用
数字 I/O 引脚 14 个数字输入/输出引脚 14 个数字输入/输出引脚
模拟 I/O 引脚 6 个模拟输入引脚 6 个模拟输入引脚
USB 连接器 用于串行通信和草图上传的 USB 连接器 用于串行通信和草图上传的 USB 连接器
带 SPI 信号的 ICSP 头 带 SPI 信号的在线串行编程头 带 SPI 信号的在线串行编程头
I2C I2C 专用引脚 I2C 专用引脚 (Arduino UNO rev3)
Reset 重置按钮 重置按钮
尺寸
(长 x 宽)		 68.6 毫米 x 53.4 毫米 68.6 毫米 x 53.4 毫米

Arduino 101 详细分解

处理器

Intel Quark SE SoC 包含一个单核 32 MHz x86 (Intel® Quark™ 处理器) 和一个 32 MHz Argonaut RISC Core (ARC)* EM 处理器。这两个处理器同时运行并共享内存。ARC 处理器也被称为数字信号处理器 (DSP) 传感器集线器，具体取决于您查看的文档。理论上，DSP 可以使用极低的功耗运行，收集和处理传感器数据，而 x86 处理器则处于低功耗模式等待，这对于始终在线的应用非常理想。然而，目前软件中还不支持此功能。

当您加载 Arduino 草图时，它会在 ARC 上运行。但是，Intel® 工具链会编译您的草图，以便 ARC 通过静态邮箱在需要时与 x86 处理器进行交互。要对此进行实验，您可以访问 01.org 的 GitHub* 上的 Arduino 101 的开源核心库。

实时操作系统 (RTOS)

从软件角度来看，Arduino 101 的突出功能是能够运行 RTOS。Intel 将发布一个软件开发工具包 (SDK)，其中包含一套软件开发工具、库、文档和示例代码，使开发者能够使用 Intel Curie 模块创建物联网应用程序。该 SDK 基于 Zephyr Project*，与 Arduino 101 平台兼容，并将在未来几个月内发布。注册以获取更多信息，请访问 https://software.intel.com/en-us/iot/hardware/curie。

Zephyr Project 是一个小型开源 RTOS，专为物联网设计。它提供针对低功耗、小内存占用设备的优化连接协议，并支持蓝牙、蓝牙 LE、Wi-Fi* 等。RTOS 保持低内存使用并优先处理任务执行。它还提供最高效的能源利用。RTOS 包括强大的开发工具和强大的硬件功能。开发工具包括自定义工具链和编译器优化。有关 Zephyr 项目和支持的硬件功能的更多信息，请参阅 zephyrproject.org。

低功耗蓝牙 (Bluetooth LE* 或 Bluetooth Smart*)

Arduino 101 添加了板载低功耗蓝牙，使 Arduino 101 能够直接与计算机、智能手机和平板电脑等多种设备进行通信和交互，无需使用低功耗蓝牙扩展板。启用蓝牙后，Arduino 101 可以直接与其他设备通信，无需额外硬件。低功耗蓝牙非常适合低功耗应用。CurieBLE 的示例代码可在 https://www.arduino.cc/en/Reference/CurieBLE 获取。

附加库

库是一系列代码，为草图提供额外的功能。Arduino 101 库可以轻松连接到低功耗蓝牙、传感器和定时器。要开始使用内置的 Arduino 101 库，请按照 https://www.arduino.cc/en/Guide/Libraries 进行操作。

  • Curie BLE：连接带低功耗蓝牙模块的计算机、智能手机、平板电脑
  • Curie IMU：使用板载 6 轴加速度计和陀螺仪
  • Curie TimerOne：管理定时器功能

加速度计和陀螺仪

加速度计和陀螺仪是 Arduino 101 平台的板载传感器。加速度计主要用于测量加速度和倾斜度。陀螺仪用于测量角速度和方向。这些传感器能够精确识别物体的方向和运动。这项新功能使 Arduino 101 平台能够为可穿戴设备提供更好的用户体验。

使用加速度计的一种方法是计算步数，就像计步器一样。当 Arduino 101 平台发生步进动作时，就会检测到该步进。当 x、y、z 轴相对于静止状态的速度发生显著变化时，就会检测到步进动作。有关计步器的更多信息，请访问 https://www.arduino.cc/en/Tutorial/Genuino101CurieIMUStepCounter。

与 Arduino UNO 类似，Arduino 101 也可以使用 Arduino IDE* 软件进行编程。要开始使用 Arduino 101，请访问 https://software.intel.com/en-us/articles/fun-with-the-arduino-101-genuino-101。要查看计步器的工作原理，请将计步草图上传到 Arduino 101（参见图 3）。

图 3：使用 Arduino IDE* 加载计步草图。

上传计步草图（参见图 4）

图 4：在 Arduino IDE* 上运行计步草图。

移动 Arduino 101 平台进行计步并查看串行监视器（参见图 5）。

图 5：串行窗口。

中断引脚

Arduino 101 和 Arduino UNO 都有 20 个 I/O 引脚。Arduino 101 可以接受中断的引脚比 Arduino UNO 多。Arduino UNO 可以在数字引脚 2 和 3 上触发中断，而 Arduino 101 可以在所有引脚上触发中断。由外部事件触发的外部中断可以在所有引脚上发生。低电平、高电平、上升沿或下降沿可以触发所有引脚上的中断，但仅支持引脚 2、5、7、8、10、11、12 和 13 的电平变化。

摘要

本文总结了 Arduino 101 的功能。有传感器、扩展板、组件和库，它们使 Arduino 101 平台更加强大。请在 http://www.intel.com/buy/us/en/product/emergingtechnologies/intel-arduino-101-497161 订购 Arduino 101 平台，并查看 https://software.intel.com/en-us/articles/fun-with-the-arduino-101-genuino-101 来进行实验并享受 Intel Curie 模块的强大功能。

有用参考

关于作者

Nancy Le 是 Intel Corporation 软件与服务部门的一名软件工程师，致力于 Intel® Atom™ 处理器规模支持项目。

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