十天学会智能车——基于Arduino 綦声波 等 编 专业科技 文轩网

第1讲 智能车与创客教育 1
1.1 智能车与智能车竞赛 1
1.1.1 汽车与智能车 1
1.1.2 智能车竞赛 6
1.1.3 中小学智能车竞赛 9
1.2 创客与创客教育 12
1.2.1 创客与创客文化 12
1.2.2 创客教育 12
1.3 开源硬件与 Arduino 15
1.3.1 开源硬件 15
1.3.2 什么是 Arduino 15
1.3.3 Arduino的优势 17
1.3.4 Arduino程序开发过程 18
1.4 Arduino硬件的分类 18
1.4.1 Arduino开发板 18
1.4.2 Arduino扩展硬件 22
1.5 Arduino软件环境 24
1.5.1 什么是交叉编译 24
1.5.2 Arduino IDE的安装 24
1.5.3 Arduino IDE的设置 28
1.5.4 第一个示例程序 30
1.6 本讲小结 31
第2讲 Arduino编程基础 33
2.1 Arduino基本要素 33
2.2 变量和数组 34
2.2.1 变 量 34
2.2.2 数 组 35
2.3 I/O口操作 36
2.3.1 数字I/O口的操作函数 36
2.3.2 模拟I/O口的操作函数 37
2.3.3 高级I/O口的操作函数 38
2.4 各种函数 39
2.4.1 时间函数 39
2.4.2 中断函数 41
2.4.3 串口通信函数 43
2.4.4 库函数 47
2.5 本讲小结 48
第3讲 点亮一个LED 49
3.1 实验器件 49
3.1.1 面包板 50
3.1.2 杜邦线 52
3.1.3 电阻器 53
3.1.4 发光二极管 54
3.2 点亮一个LED 55
3.2.1 LED实验原理图 55
3.2.2 LED实验电路连接 55
3.2.3 LED点亮实验程序 57
3.2.4 程序编译下载 58
3.2.5 实验中的问题与解答 59
3.3 按键控制LED 62
3.3.1 按键电路 62
3.3.2 程序与理解 64
3.3.3 实验思考 65
3.4 本讲小结 66
第4讲 点亮多个LED 67
4.1 流水灯实验 67
4.2 数码管显示同一数字 69
4.2.1 认识数码管 69
4.2.2 程序与理解 72
4.2.3 思考与实践 73
4.3 数码管显示不同数字 73
4.3.1 静态显示和动态显示 73
4.3.2 电路连接与程序 75
4.3.3 思考与实践 77
4.4 本讲小结 78
第5讲 深入理解Arduino Nano 79
5.1 单片机与 Arduino 79
5.1.1 微机与单片机 79
5.1.2 AVR单片机与 Arduino 82
5.2 ATmega328特性 84
5.2.1 查找芯片数据手册 84
5.2.2 芯片的特征 85
5.3 ATmega328的片内外设 87
5.4 中断下的按键控制灯 89
5.4.1 电路连接 89
5.4.2 程序说明 90
5.5 定时器下的LED闪烁 91
5.5.1 定时器及电路连接 91
5.5.2 程序说明 92
5.5.3 思考与实践 93
5.6 蜂鸣器播放音乐 93
5.6.1 蜂鸣器及电路连接 93
5.6.2 音乐分析 94
5.6.3 音乐程序 96
5.6.4 思考与实践 97
5.7 本讲小结 98
第6讲 Arduino编程进阶 99
6.1 运算符 99
6.2 if语句 100
6.2.1 if条件判断语句的语法 100
6.2.2 实 验 100
6.3 switch语句 101
6.3.1 switch语句语法 101
6.3.2 实 验 103
6.4 for语句 106
6.4.1 for语句语法 106
6.4.2 实 验 107
6.5 函 数 107
6.5.1 函数的封装与调用 107
6.5.2 函数示例 108
6.5.3 函数的参数 109
6.6 输入输出测试 109
6.6.1 数字I/O测试 110
6.6.2 模拟I/O测试及呼吸灯 110
6.7 本讲小结 112
第7讲 智能车驱动控制技术 113
7.1 电路图 113
7.1.1 概 述 113
7.1.2 电路原理图 114
7.2 智能车技术概述 115
7.2.1 传感器 116
7.2.2 信号处理和运算电路 116
7.2.3 执行机构 117
7.3 Arduino智能车 118
7.3.1 主控板 118
7.3.2 电池与充电器 120
7.3.3 电 机 120
7.3.4 舵 机 121
7.4 主控板电路 121
7.4.1 电源输入接口 122
7.4.2 人机交互电路 122
7.4.3 MOS管的用法 123
7.5 电机控制 124
7.5.1 PWM 与电机调速 124
7.5.2 电机控制与 A4950 125
7.5.3 电机驱动中的信号变换电路 129
7.5.4 驱动电机转动 131
7.6 舵机控制 134
7.6.1 舵机的控制原理 134
7.6.2 舵机的使用方法 135
7.6.3 舵机控制实验 136
7.6 本讲小结 138
第8讲 智能车检测技术 139
8.1 电磁赛道检测 139
8.1.1 电磁赛道 139
8.1.2 电磁线的磁场分析 141
8.1.3 电磁传感器的原理 142
8.1.4 电磁信号采集电路的分析 144
8.1.5 ADC与电磁信号采集 146
8.2 速度检测 146
8.2.1 测速基本原理 146
8.2.2 硬件电路连接 148
8.2.3 millis()方式测速 149
8.2.4 定时器方式测速 152
8.3 本讲小结 155
第9讲 智能车调试方法 156
9.1 有线串口通信 156
9.1.1 常规串口通信 156
9.1.2 采集数据送入计算机显示 157
9.2 无线串口通信 159
9.2.1 蓝牙串口模块 160
9.2.2 433M 无线模块 161
9.3 上位机调试软件 161
9.3.1 通用软件 162
9.3.2 专用软件 164
9.4 PID调试 165
9.4.1 位置式与增量式PID控制算法 166
9.4.2 PID参数调节技巧 167
9.5 四轮车整机程序 168
9.6 本讲小结 170
第10讲 Arduino的图形化编程 171
10.1 图形化编程软件 ArduBlock 171
10.1.1 ArduBlock来历 171
10.1.2 打开 ArduBlock 172
10.2 ArduBlock编程界面 174
10.2.1 工具区 174
10.2.2 积木区 174
10.2.3 编程区 181
10.3 使用 ArduBlock点亮LED 181
10.3.1 电路图 181
10.3.2 点亮一个开发板上的灯 182
10.4 通用检测 185
10.4.1 检测赛道信息 186
10.4.2 驱动电机 194
10.4.3 驱动舵机 199
10.5 四轮车整车程序 202
10.5.1 编程思路 202
10.5.2 整体程序 203
10.5.3 motor子程序 204
10.6 三轮车整车程序 205
10.6.1 编程思路 205
10.6.2 整体程序 208
10.6.3 子程序diviationCal 209
10.6.4 子程序 motorSpeedLimit 210
10.6.5 子程序serialOutput 210
10.6.6 让车跑得更稳 211
10.7 本讲小结 214
附录A U-ADO-F10X系列智能车套件介绍 215
附录B U-ADO-F101智能车组装说明 216
B.1 所需零部件 216
B.2 零部件清单 217
B.3 装配说明 218
B.3.1 舵机及固定铜柱安装说明 218
B.3.2 转向装置安装说明 219
B.3.3 驱动装置安装说明 222
B.3.4 电池盒及电路板安装说明 223
B.3.5 电磁传感器电路板安装说明 224
B.3.6 接线说明 225
B.4 电路板接口说明 225
B.5 组装注意事项 226
附录C U-ADO-F101智能车用户手册与常见问题 227
C.1 参数说明 227
C.2 使用注意事项 227
C.3 常见问题解答 228
C.3.1 锂电池维护问题 228
C.3.2 丝杆与球头断开 228
C.3.3 电机轴与联轴器松脱 228
C.3.4 调整舵机中值 229
C.3.5 小车轨迹会偏 229
C.3.6 两个电机转速不一致 231
附录D U-ADO-F102智能车组装说明 232
D.1 零部件外观 232
D.2 零部件清单 233
D.3 装配说明 234
D.3.1 电机驱动装置安装 234
D.3.2 电池盒及电路板安装 235
D.3.3 电磁传感器支架板安装 236
D.3.4 全向轮安装 237
D.3.5 电磁传感器及其支架安装 238
D.3.6 接 线 239
D.3.7 整车效果图 240
D.4 电路板接口说明 241
附录E U-ADO-F10X主控板电路图 242
参考文献 243