智能小车竞速培训

综合
4. 整车布局
前 方
轮胎 2个 减速箱+电机 2套 万向滑轮 1个 底盘 PCB敷铜板 亚克力板 螺丝 卡簧 固定片
左 轮
左 减 速 电 机
右 减 速 电 机
右 轮
万向滑轮
小车寻迹算法 以3路探测为例
前 方
LA LB
左 轮
左 减 速 电 机
RA RB
左电机 不转
右电机 不转 前转 后转
右 电机 减 驱动 速 电路 电 机 单片机
模拟输出功能
• 模拟输出功能使用analogWrite（ ）函数来实现，但该该函数并不是 输出真正意义上的模拟值，而是以 脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，PWM）种特殊的 方式来达到输出模拟值的效果，这 种方式叫做PWM——脉冲宽度调 制（Pulse Width Modulation） 。 • analogWrite（pin，value）参数 value是PWM的脉冲宽度，范围为 0～255。
数组和字符串
• 数组由一组具有相同数据类型的数据构成，如
• int a[5] • int a[5]={1,2,3,4,5} • int a[5]; a[0]=1; a[1]=2; a[2]=3; a[3]=4; a[4]=5;
• 字符串既可以通过字符数组方式定义，也可以用String类型定义
• char a[5]={‘h’,’e’,’l’,’l’,’o’} • String abc=“Arduino”
• 发送信息
• 接收信息
• •
实验：串口输出实验
int counter＝0； //计数器 void setup（）｛ Serial.begin（9600）； ｝ void loop（）｛ counter ＝ counter＋1； Serial.print（counter）； Serial.print(＂:＂)； Serial.println（＂Hello World＂）； delay（1000）； ｝
顺序、选择和循环结构
• 顺序结构 • 选择结构
• if • switch…case
• 循环结构
• while • do…while • for
• 循环控制语句
• break • continue
延时函数
• delay() 此函数为毫秒级延时。参数的数据类型为unsigned long。 • delayMicroseconds() 此函数为微秒级延时。参数的数据类型为unsigned int。
实验：板载LED闪烁（Blink）
/* Blink Turns on an LED on for one second, then off for one second, repeatedly. */ int led=13； // the setup function runs once when you press reset or power the board void setup() { pinMode(led, OUTPUT); // initialize digital pin 13 as an output. } // the loop function runs over and over again forever void loop() { digitalWrite(led, HIGH); // turn the LED on (HIGH is the voltage level) delay(1000); // wait for a second digitalWrite(led, LOW); // turn the LED off by making the voltage LOW delay(1000); // wait for a second }
模拟I/O
• 生活中接触到的大多数信号都是模拟信号，如声音和温度的变化 等。 • Arduino中，常用0~5V的电压来表示模拟信号。 • Arduino控制器中，编号前带有“A”的引脚是模拟输入引脚。 Arduino可以读取这些引脚上输入的模拟值，即读取引脚上输入 的电压大小。
模拟输入引脚
• 模拟输入引脚是带有ADC （Analog⁃to⁃Digital Converter，模 /数转换器）功能的引脚。它可以将外部输入的模拟信号转换为 芯片运算时可以识别的数字信号，从而实现读入模拟值的功能。 • 使用AVR芯片作主控器的Arduino模拟输入功能有10 位精度， 即可以将0~5 V的电压转换为0~1023的整数形式表示。 • 模拟输入功能需要使用 analogRead（pin）； 其中参数 pin 是要读取模拟值的引脚，被指定的引脚必 须是 模拟输入引脚，如analogRead（A0）即是读取A0引脚上的模拟 值。
串口通信是Arduino最常用的方式
• 在Arduino控制器上，串口都是位于0 （RX）和1 （TX）的两个 引脚； • Arduino 的USB口通过一个转换芯片（通常为ATmega16u2）与 这两个串口引脚连接。
串口函数
• 初始化
• Serial.begin（speed）； 其中参数speed指串口通信波特率，如300、600、1200、2400、4800 、9600、14400、19200、28800、38400、57600、115200。 • Serial.print（val）； 其中参数val是要输出的数据。 • Serial.println（val）； 在输出完指定数据后，再输出一组回车换行符。 Serial.available（）函数检测是否有信息 Serial.read（）函数读取信息
• 配置I/O口状态，如
pinMode（13，OUTPUT）； //13脚设为输出 digitalWrite（13，HIGH）；//13脚设为高电平
• 初始化串口
Serial.begin(9600);//串口波特率设为9600
loop()
• loop()中的程序会不断地重复运行（死循环），在setup()函数执 行完毕后执行； • 通常包含程序的主要功能，如
数字I/O
• 数字信号是以0、1表示的不连续信号，也就是以二进制形式表示 的信号。在Arduino中数字信号用高低电平来表示，高电平为数 字信号1 ，低电平为数字信号0。
• Arduino上每一个带有数字编号的引脚都是数字引脚，包括写有 “A”编号的模拟输入引脚。使用这些引脚可以完成输入/输出数 字信号的功能。
• 1. 下载地址 https:///en/Main/Software • 2. 安装软件 • 3. 安装CH340驱动
2. Arduino 开发环境配置
2. Arduino 开发环境配置
3. Arduino UNO 编程
• 1. 串口 • 2. PWM输出 • 3. 模拟量输入
Arduino程序开发流程
实验：板载LED灯闪烁（Blink）
• 实验所需材料：Arduino UNO • 连接示意图
连接在13脚的板载LED灯
代码
void setup(){ pinMode(13, OUTPUT); }
void loop() { digitalWrite(13, HIGH); delay(1000); digitalWrite(13, LOW); delay(1000); }
1 Arduino语言及程序结构
• Arduino语言使用C/C++语言编写程序 • Arduino程序都包含配置和循环两个部分
Arduino语言
• Arduino语言是指Arduino核心库文件提供的各种应用程序编程 接口（Application Programming Interface，简称API）的集 合。
实验：呼吸灯
• 实验所需材料：Arduino UNO、面包板、1个LED、1个220 Ω 电 阻。 • 连接示意图
电路原理图
程序代码
/∗ 通过analogWrite（）函数实现呼吸灯效果 ∗/ int ledPin ＝ 9； //LED连接在9号引脚上 void setup（） ｛ //在analogWrite（）和analogRead（）函数内部已经完成了引脚的初始化，因此就 不用在setup（）函数中进行初始化操作了。 ｝ void loop（） ｛ //从暗到亮，以每次亮度值加5的形式逐渐亮起来 for（int fadeValue ＝ 0；fadeValue ＜ ＝ 255；fadeValue＋＝5）｛ analogWrite（ledPin， fadeValue）；//输出PWM delay（30）； //等待30 ms，以便观察到渐变效果 ｝ //从亮到暗，以每次亮度值减5的形式逐渐暗下来 for（int fadeValue ＝ 255；fadeValue ＞ ＝ 0；fadeValue－＝5）｛ analogWrite（ledPin， fadeValue）；//输出PWM delay（30）； //等待30 ms，以便观察到渐变效果 ｝ ｝
• 驱动各种模块 • 采集数据
2 C/C＋＋语言基础
数据类型
• 常量：#define LED pin13 • 变量
• • • • 整型：int i=90 浮点型：float l=9.8 字符型：char col=‘C’ 布尔型： boolean running = false
运算符和表达式
• 算术运算符：+、-、*、/、=、% • 比较运算符：==、！=、<,>,<=,>= • 逻辑运算符：&&、||、！ • 复合运算符：++、--、+=，-= • 通过运算符将运算对象连接起来的式子成为表达式：5+3、a-b 、1<9等
Arduino程序结构
void setup（） ｛ //在这里填写setup（）函数代码，它只会运行一次 ｝ void loop（） ｛ //在这里填写loop（）函数代码，它会不断重复运行 ｝