ARDUINO教程第四讲

Arduino基础教程——智能车篇广州大学实验中心黄文恺一、智能车相关的传感器1、超声波2、红外寻线传感器组件3、测速传感器1、超声波该超声波测距模块能提供2cm-450cm非接触式感测距离，测距的精度可达3mm，能很好的满足我们正常的要求。该模块包括超声波发送器、接收器和相应的控制电路。模块工作原理简介1、我们先拉低TRIG，然后至少给10us的高电平信号去触发；2、触发后，模块会自动发射8个40KHZ的方波，并自动检测是否有信号返回；3、如果有信号返回，通过ECHO输出一个高电平，高电平持续的时间便是超声波从发射到接收的时间。那么测试距离=高电平持续时间*340m/s*0.5；intinputPin=4;//接超声波ECHO到数字D4脚intoutputPin=5;//接超声波TRIG到数字D5脚voidsetup(){Serial.begin(9600);pinMode(inputPin,INPUT);pinMode(outputPin,OUTPUT);}voidloop(){digitalWrite(outputPin,LOW);delayMicroseconds(2);digitalWrite(outputPin,HIGH);//发出持续时间为10μs到trigger脚驱动超声波检测delayMicroseconds(10);digitalWrite(outputPin,LOW);intdistance=pulseIn(inputPin,HIGH);//接收脉冲的时间distance=distance/58;//将脉冲时间转化为距离值Serial.println(distance);//输出距离值（单位：厘米）delay(50);}2、红外寻线传感器组件由三个寻线传感器组成。背面L、C、R分别为左中右的信号输出。intL=7;//左边传感器接第7脚intC=8;//中间传感器接第8脚intR=9;//右边传感器接第9脚voidsetup(){pinMode(L,INPUT);//均设置为输入pinMode(C,INPUT);pinMode(R,INPUT);Serial.begin(9600);//串口波特率为9600}voidloop(){if(digitalRead(L)==HIGH)Serial.print(“LeftisWhite|”);//若测到高电平则输出白色elseSerial.print(“LeftisBlack|”);//否则输出黑色if(digitalRead(C)==HIGH)Serial.print(CenterisWhite|);elseSerial.print(CenterisBlack|);if(digitalRead(R)==HIGH)Serial.println(RightisWhite);elseSerial.println(RightisBlack);delay(200);//延时200MS方便观察效果}3、测速传感器由两路光折断传感器组成，码盘镂空的地方接收到高电平，码盘遮断的地方接收到低电平。该测速传感器可以用来控制电机的恒速运行编程原理使用中断引脚读取计数。外部中断引脚分别是数字引脚2和3.传感器上的OUT1和OUT2分别接上述引脚。将中断函数设置为下降沿FALLING触发，（如果设置为CHANGE变化触发的话，脉冲计数值除以2，才得到真实的脉冲值）intOUT1=2;//intOUT2=3;//longc1=0,c2=0;;voidsetup(){attachInterrupt(0,COUNT1,FALLING);attachInterrupt(0,COUNT2,FALLING);Serial.begin(9600);}voidloop(){Serial.print(LeftMotoris);Serial.println(c1,DEC);Serial.print(RightMotoris);Serial.println(c2,DEC);delay(200);}voidCOUNT1(){c1++;}voidCOUNT2(){c2++;}二、智能车相关的动力组件1、电池2、电源转换芯片78053、舵机4、电机5、L298电机驱动芯片1、电池磷酸铁锂电池。每个电池满电电压为3.2V.3个电池可以组成9.6V，另一个电池用占位桶填充即可。2、电源稳压芯片7805电池电压为9.6V，需要对电源进行转换方可使用。Arduino板上自带了5V和3.3V转换芯片，以供给单片机和外设使用。由于舵机的功耗比较大，我们一般建议焊多一个7805专门给舵机供电，以保障不会干扰单片机的正常工作。电源模块电路图3、舵机舵机，故名思议，像船尾的舵那样，只能转动固定的角度，一般的舵机最大转角约为180度。也有一些舵机能达到300度的。信号线舵机原理将PPM信号，经信号线传输。PPM信号的频率是50HZ。宽度从0.5MS到2.5MS。舵机库函数介绍调用Servo库，创建一个舵机的对象来控制舵机该库有几个函数1、attach(pin);attach(pin,min,max);2、write(value);3、writeMicroseconds(us);4、detach(pin);5、read(pin);6、readMicroseconds(pin);Servo函数attach(pin);该函数用于为舵机指定一个引脚。例句：Servomyservo1,myservo2;myservo1.attch(1);myservo2.attch(2);attach(pin,min,max);该函数在指定引脚的同时，还可以指定最小角度的脉宽值，单位us,默认最小值为544，对应最小角度为0度；默认最大值为2400，对应最大角度为180度。例如：myservo1.attch(1,1000,2000);该语句限制在较小的转动范围。write(value)该函数可以直接填写需要的角度。例如：myservo1.write(90);该函数精度较低，只能达到1度。writeMicroseconds(us);该函数精度较高，直接填写脉冲值，单位是us.例如：myservo1.writeMicroseconds(1500);舵机指向90度。该函数的角度精度为0.097度detch(pin);该函数用于释放舵机引脚，可以作为其他用途。read(pin);该函数用于返回当前舵机的角度，范围0~180度readMicrosends(pin);该函数用于返回当前舵机的脉冲值，单位us,范围在最大脉冲宽度和最小脉冲宽度之间。例程原理舵机信号线接数字脚3。例程1：用write()函数，控制从0到180度来回的扫描，每次延时20ms,7.2秒完成来回扫动一次。例程2：用writeMicroseconds()函数，控制从544脉冲扫描到2400脉冲，每次延时20ms,2分钟内完成扫动一次.#includeServo.h//调用舵机函数库Servomyservo;inti;voidsetup(){myservo.attach(5);//定义数字第5脚为舵机控制引脚}voidloop(){for(i=0;i=180;i++){myservo.write(i);//写入舵机角度delay(20);}for(i=180;i=0;i--){myservo.write(i);//写入舵机角度delay(20);}}舵机例程1#includeServo.h//调用舵机函数库Servomyservo;inti;voidsetup(){myservo.attach(5);//定义数字第5脚为舵机控制引脚}voidloop(){for(i=544;i=2400;i++){myservo.write(i);//写入舵机脉冲值delay(20);}for(i=2400;i=544;i--){myservo.write(i);//写入舵机脉冲值delay(20);}}舵机例程24、电机电机带减速装置。工作电压3V~12V，建议工作电压6V~9V减速比1:485、L298电机驱动芯片电机驱动控制部分电路图编程原理做双路电机实现10秒加速，然后反转减速10秒，并交替出现的程序。将数字7、8脚接L298模块的的IN1和IN2脚，12、13脚接L298模块的IN3和IN4脚。9和10脚分别接ENA和ENB脚。ENA控制MOTORA的转速，ENB控制MOTORB的转速。7、8脚控制MOTORA的正反转，12、13脚控制MOTORB的正反转。#defineIN13#defineIN24#defineIN36#defineIN47#definePWMA10#definePWMB11voidsetup(){pinMode(IN1,OUTPUT);pinMode(IN2,OUTPUT);pinMode(IN3,OUTPUT);pinMode(IN4,OUTPUT);}voidloop(){inti;for(i=0;i=255;i++){digitalWrite(IN1,HIGH);digitalWrite(IN2,LOW);analogWrite(PWMA,i);//写入左电机速度值digitalWrite(IN3,HIGH);digitalWrite(IN4,LOW);analogWrite(PWMB,i);//写入左电机速度值delay(40);}analogWrite(PWMA,0);//停转analogWrite(PWMB,0);//停转delay(2000);//停转2秒for(i=0;i=255;i++){digitalWrite(IN1,LOW);//改变电机转的方向digitalWrite(IN2,HIGH);//改变电机转的方向analogWrite(PWMA,i);//写入左电机速度值digitalWrite(IN3,LOW);digitalWrite(IN4,HIGH);analogWrite(PWMB,i);//写入左电机速度值delay(40);}}三、综合编程实例1、超声波避障小车2、红外寻线小车1、超声波避障小车编程原理由舵机带动超声波传感器转动，分别检测前方，左边和右边3个方向的是否有障碍物。若前方障碍物大于25厘米则前进，若前方有障碍物，则转动，检测左右的障碍物，哪边的空间大，则往哪边转动。示范例程#includeServo.h//包含舵机的库函数intIN4=8;//定义数字第8腳接右边的MOTOR方向控制位IN4intIN3=9;//定义数字第9腳接右边的MOTOR方向控制位IN3intIN2=10;//定义数字第8腳接左边的MOTOR方向控制位IN2intIN1=11;//定义数字第8腳接左边的MOTOR方向控制位IN1intMotorA=5;//PWMA引脚定义为数字5脚intMotorB=6;//PWMB引脚定义为数字6脚intLspeed=100;//此处可以改速度，尽量让车子走成直线intRspeed=100;//此处可以改速度，尽量让车子走成直线intinputPin=13;//定义超音波信号ECHO接收脚intoutputPin=12;//定义超音波信号发射TRIG脚floatFdistance=0;//前方的障碍物距离floatRdistance=0;//右边障碍物的距离floatLdistance=0;//左边障碍物的距离intdirectionn=0;//前=8後=2左=4右=6Servomys