Arduino智能小车制作报告

制作成员：20135224陈实 20135208贺邦 20135207王国伊

前提：

Arduino，是一个开源的单板机控制器，采用了基于开放源代码的软硬件平台，构建于开放源代码 simple I/O接口版，并且具有使用类似Java，C语言的Processing Wiring开发环境。选择Arduino作为智能小车的控制板，因为它的小巧但功能强大，能够方便的和传感器还有各种电子元件连接，而且还能和很多软件如Flash、Processing进行连接互动，但是最重要的是它的开源特性，它的电路设计图和IDE都是开源的，每个人都可以免费的修改和使用，这也是现在Arduino能够逐渐流行起来的原因，有什么比能够和别人自由地分享自己的制作更加有吸引力呢！（视频教材引入）

制作流水线：

1 了解必要的小车安装知识

2 安装必要的程序软件

3 学习视频教程

4 安装小车硬件部分

5 熟悉软件工具使用

6 查看代码以及烧代码流程

7 检验小车完成质量

一，了解必要的小车安装知识

二，安装必要的程序软件

安装Arduino开发软件arduino-1.0.5-windows

三，学习视频教程

视频中有大部分出现问题的讲解可以很好的调整自己的机器

四，安装小车硬件部分

安装小车具体顺序：

电机---电池盒---万向轮---拓展面包板---航机云台---开发板

注意细节明细：

1 电机在安装时注意两个螺丝先不能拧的太紧，以免第二颗放不进去

2 除电池外，其他器件固定防止小车在行走时晃动，电机电源根据卡扣方向插紧即可

3 液晶屏比较注意顺序，类似于二极管与三极管连接，在数电模式中有提及

4 给小车烤程序的时候小车状态要注意

5 电位器控制由各项功能具体表示，在调试时可以根据灯亮区别判断所处的程序功能

制作过程：

五，熟悉软件工具使用

运行界面

基本功能为：

对钩是编译程序

向右的箭头是编译程序加烧录程序

右上角那项是在用超声波时检测精确数据时使用，

可以看到数据时分的精确

六，查看代码以及烧代码流程

一般都由小程序构建大操作的流程，由于实现函数代码被封装，一些功能实现有猜测成分

先了解一般基础构建，前进操作代码：

前进：

int Left_motor_back=8; //左电机后退(IN1)
int Left_motor_go=9; //左电机前进(IN2)

int Right_motor_go=10; // 右电机前进(IN3)
int Right_motor_back=11; // 右电机后退(IN4)

void setup()
{
//初始化电机驱动IO为输出方式
pinMode(Left_motor_go,OUTPUT); // PIN 8 (PWM)
pinMode(Left_motor_back,OUTPUT); // PIN 9 (PWM)
pinMode(Right_motor_go,OUTPUT);// PIN 10 (PWM)
pinMode(Right_motor_back,OUTPUT);// PIN 11 (PWM)
}
void run(int time) // 前进
{
digitalWrite(Right_motor_go,HIGH); // 右电机前进
digitalWrite(Right_motor_back,LOW);
analogWrite(Right_motor_go,200);//PWM比例0~255调速，左右轮差异略增减
analogWrite(Right_motor_back,0);
digitalWrite(Left_motor_go,HIGH); // 左电机前进
digitalWrite(Left_motor_back,LOW);
analogWrite(Left_motor_go,200);//PWM比例0~255调速，左右轮差异略增减
analogWrite(Left_motor_back,0);
delay(time * 100); //执行时间，可以调整
}

void loop()
{
delay(500);
run(10); //前进
}

-----------------------------------------------------------------

前后左右复合：

int Left_motor_back=8; //左电机后退(IN1)
int Left_motor_go=9; //左电机前进(IN2)

int Right_motor_go=10; // 右电机前进(IN3)
int Right_motor_back=11; // 右电机后退(IN4)

void brake(int time) //刹车，停车
{
digitalWrite(Right_motor_go,LOW);
digitalWrite(Right_motor_back,LOW);
digitalWrite(Left_motor_go,LOW);
digitalWrite(Left_motor_back,LOW);
delay(time * 100);//执行时间，可以调整
}

void left(int time) //左转(左轮不动，右轮前进)
{
digitalWrite(Right_motor_go,HIGH); // 右电机前进
digitalWrite(Right_motor_back,LOW);
analogWrite(Right_motor_go,200);
analogWrite(Right_motor_back,0);//PWM比例0~255调速
digitalWrite(Left_motor_go,LOW); //左轮不动
digitalWrite(Left_motor_back,LOW);
analogWrite(Left_motor_go,0);
analogWrite(Left_motor_back,0);//PWM比例0~255调速
delay(time * 100); //执行时间，可以调整
}

void spin_left(int time) //左转(左轮后退，右轮前进)
{
digitalWrite(Right_motor_go,HIGH); // 右电机前进
digitalWrite(Right_motor_back,LOW);
analogWrite(Right_motor_go,200);
analogWrite(Right_motor_back,0);//PWM比例0~255调速
digitalWrite(Left_motor_go,LOW); //左轮后退
digitalWrite(Left_motor_back,HIGH);
analogWrite(Left_motor_go,0);
analogWrite(Left_motor_back,200);//PWM比例0~255调速
delay(time * 100); //执行时间，可以调整
}

void right(int time) //右转(右轮不动，左轮前进)
{
digitalWrite(Right_motor_go,LOW); //右电机不动
digitalWrite(Right_motor_back,LOW);
analogWrite(Right_motor_go,0);
analogWrite(Right_motor_back,0);//PWM比例0~255调速
digitalWrite(Left_motor_go,HIGH);//左电机前进
digitalWrite(Left_motor_back,LOW);
analogWrite(Left_motor_go,200);
analogWrite(Left_motor_back,0);//PWM比例0~255调速
delay(time * 100); //执行时间，可以调整
}

void spin_right(int time) //右转(右轮后退，左轮前进)
{
digitalWrite(Right_motor_go,LOW); //右电机后退
digitalWrite(Right_motor_back,HIGH);
analogWrite(Right_motor_go,0);
analogWrite(Right_motor_back,200);//PWM比例0~255调速
digitalWrite(Left_motor_go,HIGH);//左电机前进
digitalWrite(Left_motor_back,LOW);
analogWrite(Left_motor_go,200);
analogWrite(Left_motor_back,0);//PWM比例0~255调速
delay(time * 100); //执行时间，可以调整
}

void back(int time) //后退
{
digitalWrite(Right_motor_go,LOW); //右轮后退
digitalWrite(Right_motor_back,HIGH);
analogWrite(Right_motor_go,0);
analogWrite(Right_motor_back,150);//PWM比例0~255调速
digitalWrite(Left_motor_go,LOW); //左轮后退
digitalWrite(Left_motor_back,HIGH);
analogWrite(Left_motor_go,0);
analogWrite(Left_motor_back,150);//PWM比例0~255调速
delay(time * 100); //执行时间，可以调整
}

void loop()
{
delay(2000); //延时2s后启动
back(10); //后退1s
brake(5);//停止0.5s
run(10);//前进1s
brake(5);//停止0.5s
left(10);//向左转1s
right(10);//向右转1s
spin_right(20); //向右旋转2s
spin_left(20);//向左旋转2s
brake(5);//停车
}

前2段代码比较可以发现：就是将前进的功能按时间控制来调整到是后退还是左右

左右的实现应该是以转速差别来实现，而转速可以从提供电压的函数实现

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后续代码：

//#include <Servo.h>
int Left_motor_back=8; //左电机后退(IN1)
int Left_motor_go=9; //左电机前进(IN2)
int Right_motor_go=10; // 右电机前进(IN3)
int Right_motor_back=11; // 右电机后退(IN4)

int key=7;//定义按键数字7 接口
int beep=12;//定义蜂鸣器数字12 接口

const int SensorRight = 3; //右循迹红外传感器(P3.2 OUT1)
const int SensorLeft = 4; //左循迹红外传感器(P3.3 OUT2)

int SL; //左循迹红外传感器状态
int SR; //右循迹红外传感器状态

void setup()
{
//初始化电机驱动IO为输出方式
pinMode(Left_motor_go,OUTPUT); // PIN 8 (PWM)
pinMode(Left_motor_back,OUTPUT); // PIN 9 (PWM)
pinMode(Right_motor_go,OUTPUT);// PIN 10 (PWM)
pinMode(Right_motor_back,OUTPUT);// PIN 11 (PWM)
pinMode(key,INPUT);//定义按键接口为输入接口
pinMode(beep,OUTPUT);
pinMode(SensorRight, INPUT); //定义右循迹红外传感器为输入
pinMode(SensorLeft, INPUT); //定义左循迹红外传感器为输入
}

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红外功能：

#include <IRremote.h>//包含红外库
int RECV_PIN = A4;//端口声明
IRrecv irrecv(RECV_PIN);
decode_results results;//结构声明
int on = 0;//标志位
unsigned long last = millis();

long run_car = 0x00FF18E7;//按键2
long back_car = 0x00FF4AB5;//按键8
long left_car = 0x00FF10EF;//按键4
long right_car = 0x00FF5AA5;//按键6
long stop_car = 0x00FF38C7;//按键5
long left_turn = 0x00ff30CF;//按键1
long right_turn = 0x00FF7A85;//按键3
//==============================
int Left_motor_back=8; //左电机后退(IN1)
int Left_motor_go=9; //左电机前进(IN2)

int Right_motor_go=10; // 右电机前进(IN3)
int Right_motor_back=11; // 右电机后退(IN4)

void setup()
{
//初始化电机驱动IO为输出方式
pinMode(Left_motor_go,OUTPUT); // PIN 8 (PWM)
pinMode(Left_motor_back,OUTPUT); // PIN 9 (PWM)
pinMode(Right_motor_go,OUTPUT);// PIN 10 (PWM)
pinMode(Right_motor_back,OUTPUT);// PIN 11 (PWM)
pinMode(13, OUTPUT);////端口模式，输出
Serial.begin(9600); //波特率9600
irrecv.enableIRIn(); // Start the receiver
}
void run() // 前进
{
digitalWrite(Right_motor_go,HIGH); // 右电机前进
digitalWrite(Right_motor_back,LOW);
//analogWrite(Right_motor_go,200);//PWM比例0~255调速，左右轮差异略增减
//analogWrite(Right_motor_back,0);
digitalWrite(Left_motor_go,HIGH); // 左电机前进
digitalWrite(Left_motor_back,LOW);
//analogWrite(Left_motor_go,200);//PWM比例0~255调速，左右轮差异略增减
//analogWrite(Left_motor_back,0);
//delay(time * 100); //执行时间，可以调整
}

void brake() //刹车，停车
{
digitalWrite(Right_motor_go,LOW);
digitalWrite(Right_motor_back,LOW);
digitalWrite(Left_motor_go,LOW);
digitalWrite(Left_motor_back,LOW);
//delay(time * 100);//执行时间，可以调整
}

void left() //左转(左轮不动，右轮前进)
{
digitalWrite(Right_motor_go,HIGH); // 右电机前进
digitalWrite(Right_motor_back,LOW);
//analogWrite(Right_motor_go,200);
//analogWrite(Right_motor_back,0);//PWM比例0~255调速
digitalWrite(Left_motor_go,LOW); //左轮不动
digitalWrite(Left_motor_back,LOW);
//analogWrite(Left_motor_go,0);
//analogWrite(Left_motor_back,0);//PWM比例0~255调速
//delay(time * 100); //执行时间，可以调整
}

void spin_left() //左转(左轮后退，右轮前进)
{
digitalWrite(Right_motor_go,HIGH); // 右电机前进
digitalWrite(Right_motor_back,LOW);
//analogWrite(Right_motor_go,200);
//analogWrite(Right_motor_back,0);//PWM比例0~255调速
digitalWrite(Left_motor_go,LOW); //左轮后退
digitalWrite(Left_motor_back,HIGH);
//analogWrite(Left_motor_go,0);
//analogWrite(Left_motor_back,200);//PWM比例0~255调速
//delay(time * 100); //执行时间，可以调整
}

void right() //右转(右轮不动，左轮前进)
{
digitalWrite(Right_motor_go,LOW); //右电机不动
digitalWrite(Right_motor_back,LOW);
//analogWrite(Right_motor_go,0);
//analogWrite(Right_motor_back,0);//PWM比例0~255调速
digitalWrite(Left_motor_go,HIGH);//左电机前进
digitalWrite(Left_motor_back,LOW);
//analogWrite(Left_motor_go,200);
//analogWrite(Left_motor_back,0);//PWM比例0~255调速
//delay(time * 100); //执行时间，可以调整
}

void spin_right() //右转(右轮后退，左轮前进)
{
digitalWrite(Right_motor_go,LOW); //右电机后退
digitalWrite(Right_motor_back,HIGH);
//analogWrite(Right_motor_go,0);
//analogWrite(Right_motor_back,200);//PWM比例0~255调速
digitalWrite(Left_motor_go,HIGH);//左电机前进
digitalWrite(Left_motor_back,LOW);
//analogWrite(Left_motor_go,200);
//analogWrite(Left_motor_back,0);//PWM比例0~255调速
//delay(time * 100); //执行时间，可以调整
}

void back() //后退
{
digitalWrite(Right_motor_go,LOW); //右轮后退
digitalWrite(Right_motor_back,HIGH);
//analogWrite(Right_motor_go,0);
//analogWrite(Right_motor_back,150);//PWM比例0~255调速
digitalWrite(Left_motor_go,LOW); //左轮后退
digitalWrite(Left_motor_back,HIGH);
//analogWrite(Left_motor_go,0);
//analogWrite(Left_motor_back,150);//PWM比例0~255调速
//delay(time * 100); //执行时间，可以调整
}

void dump(decode_results *results)
{
int count = results->rawlen;
if (results->decode_type == UNKNOWN)
{
//Serial.println("Could not decode message");
brake();
}

void loop()
{
if (irrecv.decode(&results)) //调用库函数：解码
{
// If it's been at least 1/4 second since the last
// IR received, toggle the relay
if (millis() - last > 250) //确定接收到信号
{
on = !on;//标志位置反
digitalWrite(13, on ? HIGH : LOW);//板子上接收到信号闪烁一下led
dump(&results);//解码红外信号
}
if (results.value == run_car )//按键2
run();//前进
if (results.value == back_car )//按键8
back();//后退
if (results.value == left_car )//按键4
left();//左转
if (results.value == right_car )//按键6
right();//右转
if (results.value == stop_car )//按键5
brake();//停车
if (results.value == left_turn )//按键1
spin_left();//左旋转
if (results.value == right_turn )//按键3
spin_right();//右旋转
last = millis();
irrecv.resume(); // Receive the next value
}
}

可以发现：只要在前后左右的实现功能上加入控制信号，利用IF或者swich等选择实现程序的跳转

烧录：将线连接起来，利用软件考入即可

七，检验小车完成质量

小车不足：

在运行中出现很多不良动作

1 小车左右方向转动不平衡，这与很多因素有关难以避免

2 小车对于一些障碍物无法判别：透明的，过低的，左右死角的

3 没有预测，当速度调整过快的时候，会出现反应不过来的现象

实践总结:

1 通过本次实践，不仅在考验我们动手能力的同时，还能提高我们对于代码作用驱动具体行动的方式的了解

2 学习的方式的多样化理解：纸上得来终觉浅，很多东西不一定要通过看书来了解的，动手同样是一种不可或缺的方式

3 能力提升的表现：理解能力，学习能力，动手能力等等多种能力的提升是不言而喻的，这在以后对我们的学习与生活都是很好的教材与铺垫

4 没有最好只有更好的意识：精益求精是我们不断超越自己的指导思想，小车的不足之处对于我们或许也是一种不可缺少的动力吧