圆曾经的小车梦,造一台智能小车(二)
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圆曾经的小车梦,造一台智能小车(一)
由于手上的物料还没有全部到齐,所以还没法往下干,明天晚上下班回家就到了!上节已经说过会了解多平台的开发,所以今天咱们就来了解一个MCU界大杀手,超级简单的开发神器,人称创客之魂-Arduino
。
1、Arduino是什么
Arduino基于AVR平台,对AVR库进行了二次编译封装,把端口都打包好了,寄存器啦、地址指针之类的基本不用管。大大降低了软件开发难度,适宜非专业爱好者使用。优点和缺点并存,因为是二次编译封装,代码不如直接使用AVR代码编写精练,代码执行效率与代码体积都弱于AVR直接编译。
2、为什么使用Arduino?
我们刚开始学习单片机都是从51单片机入门的,后面还会接触各式各样的的单片机,但其实都是大同小异,只要熟悉一个,其它基本上都是面向MCU数据手册编程。那Arduino相对于这些MCU有什么优势呢?
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便宜
相比较其它MCU,它的价格相对便宜,比如我手上这个,也只要26块钱。
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跨平台
Arduino软件可以运行在windows,Macintosh,OSX以及Linux操作系统,相对于其它MCU,大多数IC厂只支持在windows下开发和运行。
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简易编程环境
初学者1分钟即可上手Arduino编程环境,并且参考例程非常丰富,资料多,社区支持力度大,拿到手上直接干就完了!
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软件开源可拓展
Adruino软件是开源的,如果有能力有兴趣,可以对其进行扩展,Arduino可以通过C++库进行扩展。
-
硬件开源可拓展
Arduino板基于 Atmel 的ATMEGA8 和ATMEGA168/328 单片机。Arduino基于Creative Commons 许可协议,所以有经验的电路设计师能够根据需求设计自己的模块,可以对其扩展或改进。甚至是对于一些相对没有什么经验的用户,也可以通过制作试验板来理解Arduino是怎么工作的,省钱又省事。
性能
-
Digital I/O 数字输入/输出端口0—13。 -
Analog I/O 模拟输入/输出端口0-5。 -
支持ICSP下载,支持TX/RX。 -
输入电压:USB接口供电或者5V-12V外部电源供电。 -
输出电压:支持3.3V级5V DC输出。 -
处理器:使用Atmel Atmega168 328处理器,因其支持者众多,已有公司开发出来32位的MCU平台支持arduino。
3、Arduino软件编程
Arduino软件编程是建立在C/C++基础上的,Adruino平台将平台做了优化,让用户不用去关心它的底层实现,即使是你对AVR单片机不熟悉,你也完全能够0基础胜任!
3.1 Arduino软件编程结构
void setup() {
// put your setup code here, to run once:
}
void loop() {
// put your main code here, to run repeatedly:aa
}
这就是最原始的Arduino软件编程结构,setup
函数主要用于变量、管脚模式、调用一些初始化库函数等等。loop
函数主要用于放置连续执行的语句,我们把它理解为死循环就可以啦!
3.2 第一个Arduino程序
俗话说,玩板先点灯,灯点起来了,后面都不是问题。
这里我的IDE使用的是:arduino-1.5.6-r2-windows
Arduino目录下提供了一系列编程demo和开源库源代码,有兴趣可以去研究研究。
接下来双击arduino可执行程序:
这个就是我们写软件的IDE啦,简直清爽!根据例程以及资料编写demo
在编写LED demo之前先来了解Arduino关于数字I/O的库函数:
数字 I/O
pinMode(pin, mode)
数字IO口输入输出模式定义函数,pin表示为0~13, mode表示为INPUT或OUTPUT。
digitalWrite(pin, value)
数字IO口输出电平定义函数,pin表示为0~13,value表示为HIGH或LOW。比如定义HIGH可以驱动LED。
int digitalRead(pin)
数字IO口读输入电平函数,pin表示为0~13,value表示为HIGH或LOW。比如可以读数字传感器。
了解了基本的函数功能,led demo只需要pinMode
和digitalWrite
这两个函数就够了,好!开干!
/*
Blink
Turns on an LED on for one second, then off for one second, repeatedly.
This example code is in the public domain.
*/
// Pin 13 has an LED connected on most Arduino boards.
// give it a name:
int led = 13;
// the setup routine runs once when you press reset:
void setup() {
// initialize the digital pin as an output.
pinMode(led, OUTPUT);
}
// the loop routine 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
}
程序编写完毕以后,如下图所示将程序上传到开发板即可。
可以按快捷键Ctrl+U或者点击IDE的文件,然后选择上传,在做这个步骤之前请先确保你的硬件已经连接正常。
4、Arduino控制小车电机
了解了led是如何编程后,那么控制小车电机就是非常简单的事情了,把线序对着L298N模块的电机信号线连接好,以及Arduino平台的供电,编写车轮控制程序:
/*定义模块连接的管脚值*/
int Module1_IN1 = 9 ;
int Module1_IN2 = 8 ;
int Module1_IN3 = 7 ;
int Module1_IN4 = 6 ;
int Module2_IN1 = 5 ;
int Module2_IN2 = 4 ;
int Module2_IN3 = 3 ;
int Module2_IN4 = 2 ;
//4个电机向前转
void motor_on_font()
{
digitalWrite(Module1_IN1, LOW);
digitalWrite(Module1_IN2, HIGH);
digitalWrite(Module1_IN3, HIGH);
digitalWrite(Module1_IN4, LOW);
digitalWrite(Module2_IN1, HIGH);
digitalWrite(Module2_IN2, LOW);
digitalWrite(Module2_IN3, LOW);
digitalWrite(Module2_IN4, HIGH);
}
//4个电机向后转
void motor_on_end()
{
digitalWrite(Module1_IN1, HIGH);
digitalWrite(Module1_IN2, LOW);
digitalWrite(Module1_IN3, LOW);
digitalWrite(Module1_IN4, HIGH);
digitalWrite(Module2_IN1, LOW);
digitalWrite(Module2_IN2, HIGH);
digitalWrite(Module2_IN3, HIGH);
digitalWrite(Module2_IN4, LOW);
}
//停止电机转
void motor_off()
{
digitalWrite(Module1_IN1, LOW);
digitalWrite(Module1_IN2, LOW);
digitalWrite(Module1_IN3, LOW);
digitalWrite(Module1_IN4, LOW);
digitalWrite(Module2_IN1, LOW);
digitalWrite(Module2_IN2, LOW);
digitalWrite(Module2_IN3, LOW);
digitalWrite(Module2_IN4, LOW);
}
void setup() {
// put your setup code here, to run once:
//设置引脚为输出模式
pinMode(Module1_IN1, OUTPUT);
pinMode(Module1_IN2, OUTPUT);
pinMode(Module1_IN3, OUTPUT);
pinMode(Module1_IN4, OUTPUT);
pinMode(Module2_IN1, OUTPUT);
pinMode(Module2_IN2, OUTPUT);
pinMode(Module2_IN3, OUTPUT);
pinMode(Module2_IN4, OUTPUT);
}
//循环执行
//四轮前转,延时1s,停止,四轮后转,延时1s,停止,依次进行。
void loop() {
motor_on_font();
delay(1000);
motor_off();
delay(1000);
motor_on_end();
delay(1000);
motor_off();
delay(1000);
// put your main code here, to run repeatedly:aa
}
程序编写完毕以后,将程序上传到开发板即可。
演示效果:
至此,我们已经入门了Arduino编程,后续相信用这个平台来开发小车会比任何一个MCU都要简单。如需要获得更加与Arduino相关的资料,请在后台回复Arduino
获取。
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