智能垃圾分类机器人

201A什么是Arduino？02BArduino能做什么？03CArduino怎么用？一、Arduino的由来•Arduino创始人MassimoBanzi之前是意大利Ivrea一家高科技设计学校的老师。他的学生们经常抱怨找不到便宜好用的微控制器。•2005年冬天，MassimoBanzi跟DavidCuartielles讨论了这个问题。DavidCuartielles是一个西班牙籍晶片工程师，当时在这所学校做访问学者。•两人决定设计自己的电路板，并引入了Banzi的学生DavidMellis为电路板设计编程语言。•两天以后，DavidMellis就写出了程式码。又过了三天，电路板就完工了。这块电路板被命名为Arduino。二、什么是Arduino？•Arduino是一种开源的电子开发平台，该平台最初主要基于AVR单片机的微控制器和相应的开发软件，目前在国内正受到电子发烧友的广泛关注。•自从2005年Arduino腾空出世以来，其硬件和开发环境一直进行着更新迭代。•几乎任何人，即便不懂电脑编程，利用这个开发板也能用Arduino做出炫酷有趣的东西，比如对感测器探测做出一些回应、闪烁灯光、控制马达等。三、Arduino能做什么？最简单应用：通过Arduino开发板引脚输出高电平点亮一盏LED灯。三、Arduino能做什么？利用Arduino板作为中央控制器实现家居智能化，语音口令开灯、开空调，随着室内光线环境自动调节亮度，手机APP控制家用电器等……Arduino高端应用乐为联网云数据平台四、认识Arduino开发板---ArduinoUNO13个数字I/O口，含6个PWM引脚电源口6个模拟I/O口USB接口外部电源接口电源指示灯复位开关ICSP下载口四、认识Arduino开发板---arduinoMega2560五、Arduino开发环境•Arduino的编程是在ArduinoIDE上进行的，如左图编程界面所示；•开发环境提供了最基本的模板，包含了setup()函数和loop()函数；•在setup()函数上方空白区域，可以插入需要用到的函数.h头文件以及申明要用到的函数。六、函数的概念定义：函数是一种能完成某种特定功能二端口通道，通过输入合适的东西获得想要的某种输出；举例：例如数学上y=2x，这条函数可以完成将输入值翻倍这样一个工作；注意：•arduino提供了大量的基础函数，包括I/O控制、时间函数、中断函数、串口通信函数等；•arduino也提供了许多关于这些基础函数的实例程序，这些例程可以在arduino开发环境的“File-Examples”菜单中找到。七、Arduino的常用基本函数•Arduino程序的主体包括：Setup()函数和loop()函数；（1）setup()函数：在程序中只运行一次，它的功能为完成程序的各类初始化工作；（2）loop()函数：程序的主函数，程序运行过程中loop()函数不断循环。Arduino常用函数---pinMode()•功能：将指定的引脚配置成输出或输入•语法：pinMode(pin,mode)•参数：pin：表示要设置模式的引脚mode：包括INPUT或OUTPUT•返回值：无例程：intledPin=13;//LED连接到数字脚13voidsetup(){pinMode（ledPin，OUTPUT）;//设置数字脚为输出}voidloop(){digitalWrite（ledPin，HIGH）;//点亮LEDdelay(1000);//等待一秒digitalWrite(ledPin,LOW);//灭掉LED延迟（1000）;//等待第二个}Arduino常用函数---digitalWrite()•功能：给一个数字引脚写入HIGH或者LOW。•语法：digitalWrite(pin,value)•参数：pin:引脚编号value:HIGHorLOW•返回值：无例程：intledPin=13;//LED连接到数字13号端口voidsetup(){pinMode(ledPin,OUTPUT);//设置数字端口为输入模式}voidloop(){digitalWrite(ledPin,HIGH);//使LED亮delay(1000);//延迟一秒digitalWrite(ledPin,LOW);//使LED灭delay(1000);//延迟一秒}Arduino常用基本函数---digitalRead()•功能：读取指定引脚的值，HIGH或LOW。•语法：digitalRead（PIN）•参数：Pin：你想读取的引脚号•返回值：HIGH或LOW例程：intledPin=;//LED连接到13脚intinPin=7;//按钮连接到数字引脚7intval=0;//定义变量以存储读值voidsetup(){pinMode(ledPin,OUTPUT);//将13脚设置为输出pinMode(inPin,INPUT);//将7脚设置为输入}voidloop(){val=digitalRead(inPin);//读取输入脚digitalWrite(ledPin,val);//将LED值设置为按钮的值}Arduino常用基本函数---analogRead()•功能：从指定的模拟引脚读取模拟数据值。•语法：analogRead（PIN）•参数：pin：从输入引脚读取数值•返回值：从0到1023的整数值例程：intanalogPin=3;//电位器（中间的引脚）连接到模拟输入引脚3//另外两个引脚分别接地和+5Vintval=0;//定义变量来存储读取的数值voidsetup(){serial.begin（9600）;//设置波特率（9600）}voidloop(){val=analogRead（analogPin）;//从输入引脚读取数值serial.println（val）;//显示读取的数值}Arduino常用基本函数---analogWrite()•功能：从一个引脚输出模拟值（PWM）•语法：analogWrite（pin,value）•参数：pin：用于输入数值的引脚。value：占空比：0（完全关闭）到255（完全打开）之间。•返回值：无例程：通过读取电位器的阻值控制LED的亮度intledPin=9;//LED连接到数字引脚9intanalogPin=3;//电位器连接到模拟引脚3intval=0;//定义变量存以储读值voidsetup(){pinMode（ledPin,OUTPUT）;//设置引脚为输出引脚}voidloop(){val=analogRead（analogPin）;//从输入引脚读取数值analogWrite（ledPin，val/4）;//以val/4的数值点亮LED（因为analogRead读取的数值从0到1023，而analogWrite输出的数值从0到255）}Arduino常用基本函数---delay()•功能：使程序延时特定的时间（毫秒）•语法：delay(ms)•参数：ms：暂停的毫秒数（unsignedlong）•返回值：无例程：ledPin=13//LED连接到数字13脚voidsetup(){pinMode(ledPin,OUTPUT);//设置引脚为输出}voidloop(){digitalWrite(ledPin,HIGH);//点亮LEDdelay(1000);//等待1秒digitalWrite(ledPin,LOW);//灭掉LEDdelay(1000);//等待一秒}中断的定义：由于某一随机事件的发生，单片机暂停原程序的运行，转去执行另一程序（随机事件），处理完毕后又自动返回原程序继续运行，其发生过程如右图。中断的要素：主程序：单片机正在运行的程序。中断源：引起中断的原因，或能发生中断申请的来源。中断服务程序：处理中断事件的程序。Arduino常用基本函数---中断介绍中断发生的过程Arduino常用基本函数---中断函数1、interrupts()函数•功能：负责打开总中断•返回值：无•参数：无2、noInterrupts()函数•功能：负责关闭总中断•返回值：无•参数：无3、attachInterrupt(interrput,function,mode)•功能：用于设置外部中断•参数：3个，分别表示中断源，中断处理函数和触发模式，它们的具体含义如下。中断源：可选中断0或者1，对应arduino的2或者3号数字引脚。中断处理函数：是一段子程序，当中断发生时执行该子程序部分，其中参数值为函数的指针。触发模式：有四种类型，LOW(低电平触发）、CHANGE(变化时触发）、RISING（低电平变为高电平触发）、FALLING(高电平变为低电平触发）Arduino常用基本函数---中断函数4、detachInterrupt(interrput)函数•功能：用于取消中断•参数：Interrupt：表示所要取消的中断源例程：用中断源0（接引脚D2）作为触发源控制arduinoUNO板上的LED亮或灭volatileintstate=LOW;voidsetup(){Serial.begin(9600);attachInterrupt(0,change,CHANGE);//当D2电平改变时,触发中断函数}voidloop(){digitalWrite(13,state);if(state==LOW){Serial.println(111);}if(state==HIGH){Serial.println(222);}}voidchange()//中断函数{state=!state;}Arduino常用基本函数---串口通信函数1、Serial.begin()•功能：用于设置串口的波特率•波特率是指每秒传输的比特数，除以8可得到每秒传输的字节数。•一般的波特率有9600、19200、57600、115200等。介绍：通过在头文件HardwareSerial.h中定义一个HardwareSerial类的对象serial，然后直接使用该类的成员函数来实现。2、Serial.available()•功能：用来判断串口是否收到数据•返回值：int型3、Serial.read()•功能：用于读入串口数据•返回值：int型的串口数据。Arduino常用基本函数---串口通信函数4、Serial.print()•功能：用于从串口输出数据，数据可以是变量，也可以是字符串。5、Serial.println()•功能：与Serial.print函数类似，都是从串口输出数据，只是Serial.println函数多了回车换行功能。例程：读取输入的字符，并在监视器中显示出来的程序如下。Stringval=;voidsetup(){Serial.begin(9600);}voidloop(){while(Serial.available()0){val+=char(Serial.read());delay(5);}if(val.length()0){Serial.println(val);val=;}}八、认识函数库•函数库：由系统建立的具有一定功能的函数的集合。库中存放函数的名称和对应的目标代码，以及连接过程中所需的重定位信息。用户也可以根据自己的需要建立自己的用户函数库。•库函数：存放在函数库中的函数。库函数具有明确的功能、入口调用参数和返回值。•头文件：有时也称为包含文件。C语言库函数与用户程序之间进行信息通信时要使用的数据和变量，在使用某一库函数时，都要在程序中嵌入（用#include）该函数对应的头文件。九、机器人包含的库函数•库函数组成：由.h文件（头文件）和.cpp文件（源程序文件）组成。序号库函数名称包含文件库函数主要功能1TrackTrack.h、Track.cpp对应机器人红外传感器的库函数，主要用于控制机器人沿着黑色线进行循线。2ColSensorColSensor.h、ColSensor.cpp对应机器人颜色传感器的库函