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1、智能垃圾分类机器人, arduino基础,1,t课件,01,A,什么是Arduino？,02,B,Arduino能做什么？,03,C,Arduino怎么用？,2,t课件,一、Arduino的由来,Arduino创始人Massimo Banzi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， Massimo Banzi跟David Cuartielles讨论了这个问题。 David Cuartielles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David Mellis为电路
2、板设计编程语言。两天以后，David Mellis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。,3,t课件,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。,4,t课件,三、Arduino能做什么？,最简单应用：通
3、过Arduino开发板引脚输出高电平点亮一盏LED灯。,5,t课件,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,6,t课件,让你的arduino连入物联网,Arduino高端应用,7,t课件,乐为联网云数据平台,8,t课件,四、认识Arduino开发板- Arduino UNO,9,t课件,四、认识Arduino开发板- arduino Mega2560,10,t课件,五、Arduino开发环境,Arduino的编程是在Arduino IDE上进行的，如左图编程界面所示；开发环境提
4、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。,11,t课件,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。,12,t课件,七、Arduino的
5、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。,13,t课件,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：int ledPin = 13 ; / LED 连接到数字脚 13void setup()pinMode（le
6、dPin， OUTPUT ） ; /设置数字脚为输出void loop()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,14,t课件,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: HIGH or LOW返回值：无,例程：int ledPin = 13; / LED 连接
7、到数字 13 号端口void setup()pinMode(ledPin, OUTPUT); / 设置数字端口为输入模式void loop()digitalWrite(ledPin, HIGH); / 使 LED 亮delay(1000); / 延迟一秒digitalWrite(ledPin, LOW); / 使 LED 灭delay(1000); / 延迟一秒,15,t课件,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：i
8、nt ledPin = ; / LED 连接到 13 脚int inPin = 7; / 按钮连接到数字引脚 7int val = 0; /定义变量以存储读值void setup()pinMode(ledPin, OUTPUT); / 将 13 脚设置为输出pinMode(inPin, INPUT); / 将 7 脚设置为输入void loop()val = digitalRead(inPin); / 读取输入脚digitalWrite(ledPin, val); /将 LED 值设置为按钮的值,16,t课件,Arduino常用基本函数- analogRead(),功能：从指定的模拟引脚读取模
9、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：int analogPin = 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 +5 Vint val = 0; /定义变量来存储读取的数值void setup()serial.begin（9600） ; /设置波特率（ 9600）void loop()val = analogRead（analogPin） ; /从输入引脚读取数值serial.println （val） ; /显示读取的数值,17,t课件,Arduino常用基本函数- an
10、alogWrite(),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int ledPin = 9; / LED 连接到数字引脚 9int analogPin = 3; /电位器连接到模拟引脚 3int val = 0; /定义变量存以储读值void setup()pinMode（ledPin,OUTPUT ） ; /设置引脚为输出引脚void loop()val = analogRead（
11、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）,18,t课件,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（ unsigned long）返回值：无,例程：ledPin = 13 / / LED 连接到数字 13 脚void setup()pinMode(ledPin, OUTPUT)
12、; / 设置引脚为输出void loop()digitalWrite(ledPin, HIGH); / 点亮 LEDdelay(1000); / 等待 1 秒digitalWrite(ledPin, LOW); / 灭掉 LEDdelay(1000); / 等待一秒,19,t课件,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,
13、中断发生的过程,20,t课件,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）、CHAN
14、GE(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）,21,t课件,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arduino UNO板上的LED亮或灭volatile int state = LOW;void setup() Serial.begin(9600); attachInterrupt(0, change, CHANGE);/当D2电平改变时,触发中断函数void loop()
15、 digitalWrite(13, state); if(state=LOW) Serial.println(111); if(state=HIGH) Serial.println(222); void change()/中断函数 state = !state; ,22,t课件,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
16、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。,23,t课件,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。String val=;
17、void setup() Serial.begin(9600); void loop() while (Serial.available() 0) val+=char(Serial.read(); delay(5); if (val.length() 0) Serial.println(val); val=; ,24,t课件,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
18、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。,25,t课件,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。,26,t课件,十、怎样使用库函数,放置位置：一般是放到lib文件里调用方法：将它所在的文件名用 #include,libraries所在的路径,库函数拷贝到的路径,27,t课件,#ifndef ColSensor_h#define ColSensor_hclass ColSensorprivate:/定义引脚int S0, S1, S2, S3,
19、 OUT;/定义延时unsigned long time;public:/定义计数器unsigned long g_count;/定义数组，用来存放读取到的RGB值int g_array3;/定义数组，用来存放比例系数float g_SF3;/构造函数ColSensor(int a, int b, int c, int d, int e, unsigned long f);,/将引脚配置为输出，同时设置输出比例因子void Mode(int a = 1, int b = 1);/*控制数字引脚，切换滤波器。红，绿，蓝分别对应S2与S3的00，11，01电平；10时过滤所有颜色*/void Di
20、gital_out(int a, int b);/计算比例系数void Test();/计算RGB值void Get();#endif,垃圾分类小车ColSensor.h文件内代码,28,t课件,#include #include ColSensor.hColSensor:ColSensor(int a, int b, int c, int d, int e, unsigned long f)S0 = a; S1 = b; S2 = c; S3 = d; OUT = e; time = f;g_count = 0;void ColSensor:Mode(int a, int b)pinMode
21、(S0, OUTPUT);pinMode(S1, OUTPUT);pinMode(S2, OUTPUT);pinMode(S3, OUTPUT);pinMode(OUT, INPUT);digitalWrite(S0, !(a = 0);digitalWrite(S1, !(b = 0);void ColSensor:Digital_out(int a, int b)digitalWrite(S2, !(a = 0);digitalWrite(S3, !(b = 0);void ColSensor:Test()g_array0 = 0; g_array1 = 0; g_array2 = 0;f
22、or (int j = 0; j3; j+)for (int i = 0; i 3; i+)g_count = 0;switch (j)case 0: Digital_out(0, 0); break;case 1: Digital_out(0, 1); break;case 2: Digital_out(1, 1); break;default:break;,delay(this-time);g_arrayj += g_count;g_arrayj /= 3;g_SFj = 255.0 / g_arrayj;Digital_out(1, 0);g_count = 0;void ColSensor:Get()for (int i = 0; itime);g_arrayi = g_count;g_arrayi = g_SFi * g_arrayi;Digital_out(1, 0);g_count = 0;,垃圾分类小车ColSensor.cpp文件内代码,29,t课件,谢谢！,30,t课件,
