學(xué)習(xí)單《軟件工程師》

Arduino實(shí)驗(yàn)課程

開放式硬件X程序設(shè)計(jì)義運(yùn)算思維

我是軟件工程師：

我可以學(xué)到…

□電子電路基本特性

口物理學(xué)科知識(shí)

口實(shí)驗(yàn)探索

口分解問題及解決問題

口基礎(chǔ)程序設(shè)計(jì)

口模擬現(xiàn)實(shí)世界

口團(tuán)隊(duì)合作及觀察學(xué)習(xí)

□其他

mBIock基礎(chǔ)

［任務(wù)目標(biāo)］

⑴認(rèn)識(shí)mBIock

(2)mBlock與Arduino連接

PartI認(rèn)識(shí)mBIock

1.以Scratch2.0為基礎(chǔ)的圖形化程序設(shè)計(jì)環(huán)境，Makeblock公司改寫可以控制Arduino控制

板，內(nèi)部還可以直接安裝MakeBlock的驅(qū)動(dòng)元件。

2.mBIock官方網(wǎng)站：http://www.mblock.cc/

emBlock(v3.3.1)-沒有蹣串口-已保存

X：240y：180

新建角色:6/口位

PartIImBIock與Arduino連接

1.將USB線一端接在電腦主機(jī)，另一端接在Arduino板上，以上傳程序及供應(yīng)電源。(可以請(qǐng)

硬件工程師幫忙)

2.點(diǎn)擊mBIock左上方工具列的『控制板』,選擇IfArduinoUnoJo

3.從開始選擇『裝置和印表機(jī)」，查看ArduinoUno所連接的COM。

4.點(diǎn)擊mBIock左上方工具列的『連接』一『串口」一『C0M5」。

5.工具列會(huì)顯示C0M5已連接，請(qǐng)點(diǎn)擊『更新固件』。

固件(Firmware)可視為「硬件+軟件」的一種組合，如果把硬件比喻成一個(gè)人的肉身，那么固

件就是一個(gè)人的靈魂，靈魂直接作用于肉身。固件幫助我們使用簡單的程序指令，就能夠直

接控制馬達(dá)、傳感器、電路等硬件裝置。

智能小車唱歌

［任務(wù)目標(biāo)］

⑴LED燈亮&喇叭發(fā)出聲音

(2)LED燈隨著音樂亮

⑶脫機(jī)執(zhí)行程序

Parti：LED燈亮&喇叭發(fā)出聲音

1.當(dāng)硬件工程師接線完后，請(qǐng)點(diǎn)擊『連接』一『更新固件』。

2.將5個(gè)燈分別代表Do、Re、Mi、Fa、So。想想看，當(dāng)喇叭發(fā)出Do的音時(shí)，代表Do的LED

燈也會(huì)同時(shí)亮，該怎么做呢？

3.將數(shù)字口7(代表D。的LED燈)輸出為高電位，然后讓播放接口13(喇叭的接口)發(fā)出C4的

音調(diào)，最后再讓數(shù)字口7輸出為低電位。完成后可以直接點(diǎn)一下積木，看看有沒有完成『燈

亮一發(fā)出音調(diào)一燈滅』的任務(wù)喔。

設(shè)置數(shù)字口（7輸出為

播放引腳@音調(diào)為C4二節(jié)拍為

設(shè)置數(shù)字口（7輸出為低電平二

※完成Do之后，試著完成Re、Mi、Fa、So吧!

PartII：LED燈隨著音樂亮

1.我們已經(jīng)完成Do、Re、Mi、Fa、So的程序了，接下來我們要想辦法，讓智能小車自動(dòng)唱

出Do、Re、Mi、Fa、So。

2.剛剛我們所寫的一段一段的小程序，我們可以給它們定義一個(gè)名字，作成一個(gè)子程序，以

供我們呼叫及重復(fù)執(zhí)行。

3.從『數(shù)據(jù)和指令』點(diǎn)選『新增積木指令』，將名字分別設(shè)定為『doe、re、mi、fa、soJ,并

將剛剛所寫的小程序放到所對(duì)應(yīng)的名字下。

定義doe定義mi

設(shè)貴數(shù)字L設(shè)置數(shù)字口?輸出為

皤放引腳＜￡）音調(diào)為9節(jié)拍為播放期腳（D音調(diào)為（3B節(jié)拍為

設(shè)置數(shù)字口O輸出為國題］設(shè)置數(shù)字口0輸出為＜^91

定義re

設(shè)貴數(shù)字口。輸出為需商|

播放引腳（D音調(diào)為節(jié)拍為

設(shè)星數(shù)字口?輸出為穗昊方［

定:二fa■

設(shè)貴數(shù)字口而輸出為盒最］

播放引腳（D音調(diào)為（ZD節(jié)拍為1

設(shè)置數(shù)字口O輸出為

※我們用doe代表do,因?yàn)閐o是在程序中代表其他的意義，所以不能作為變數(shù)或子程序的

名稱來使用，常見的還有if、while...等。

4.我們利用一個(gè)循環(huán)，呼叫我們所做的子程序，讓它們自動(dòng)重復(fù)執(zhí)行。

當(dāng)被點(diǎn)擊

5.從『事件』中，拉出『當(dāng)綠旗被點(diǎn)擊』

6.從『控制」中，拉出『重復(fù)執(zhí)行』。

7.將子程序doe、re、mi、fa、so依序放入循環(huán)中，彼此之間等待0.5秒。

8.點(diǎn)擊程序，看看是否成功。

PartIII：脫機(jī)執(zhí)行程序

Arduino主程序

1.從『機(jī)器人模塊』中拉出—

當(dāng)被點(diǎn)擊|M|ArdumoiS.I?

改成?

Arduino主程序

3.在■上按右鍵，選擇『上傳Arduino』程序。mBIock畫面會(huì)進(jìn)入程序上傳畫

面，點(diǎn)擊畫面上方的『上傳到Arduino』。

4.上傳完成后，畫面中間會(huì)顯示我們就可以接上電池電源，拔掉與電腦連接的USB線，脫機(jī)

執(zhí)行啰！

超聲波樂器

［任務(wù)目標(biāo)］

⑴超聲波的原理

(2)超聲波的讀取-控制LED燈

⑶超聲波樂器

Parti：超聲波的原理

超聲波傳感器是由超聲波發(fā)射器、接收器和控制電路所組成。當(dāng)它被觸發(fā)的時(shí)候，會(huì)發(fā)射一

連串40kHz的聲波并且從離它最近的物體接收回音。超聲波是人類耳朵無法聽見的聲音，因

為它的頻率很高。

1.從程序區(qū)選擇『數(shù)據(jù)和指令』，『做一個(gè)變數(shù)』儲(chǔ)存超聲波傳感器所讀到的數(shù)值，可將變數(shù)

名稱設(shè)定為Fdistancejo

2.從『事件』中，拉出『當(dāng)綠旗被點(diǎn)擊』。

3.從『控制』中，拉出『重復(fù)執(zhí)行』。

4.從

5.從

成『14』，Echo接口設(shè)為『15』。

6.請(qǐng)點(diǎn)擊『更新固件』，檢查mBIock左上角是否有顯示讀取之?dāng)?shù)值。（以循環(huán)重復(fù)讀取超音

波感測(cè)器的數(shù)值）

注意：HC-SR04可以探測(cè)的距離為2cm~400cm,精度為0.3cm,感應(yīng)角度為15度。如果能

夠?qū)嶋H看到超聲波數(shù)值的變化，對(duì)于我們?cè)O(shè)計(jì)程序會(huì)更有幫助。

PartII：超聲波的讀取-控制LED燈

1.延續(xù)上周『智能小車唱歌』的結(jié)構(gòu)與程序，試著以超聲波控制燈亮及音調(diào),

EX：距離<15,發(fā)出D。的音且紅燈會(huì)亮；程序碼如下圖。

當(dāng)被點(diǎn)擊］

行EE瓦皿在定力口！

重復(fù)執(zhí)行

將西氫ZH設(shè)定為超聲波傳感器trig弓I腳?echo弓I腳?

如果distance<ffi且distance=fl不成立那么

doe

等待?秒

定義doe

設(shè)置數(shù)字口(

播放引腳

設(shè)置數(shù)字口(

※練習(xí)使用分支結(jié)構(gòu)(如果…)判斷。

※請(qǐng)注意，由于超聲波傳感器在讀取時(shí)需要時(shí)間，數(shù)值會(huì)跳成0,所以我們寫程序時(shí)需等待

1秒，并在條件判斷時(shí)加上distance》。的條件。

Partlll：超聲波樂器

1.延續(xù)Parti及PartII的結(jié)構(gòu)與程序，我們用一張紙記錄超聲波所測(cè)到的距離，將數(shù)值為7.5、

11.5,15.5、19.5、23.5于紙上作記號(hào)。

2.應(yīng)用前面所學(xué)的循環(huán)及判斷式的概念，分別將距離數(shù)值為7.5、H.5、15.5、19.5、23.5時(shí)

發(fā)出Do、Re、Mi、Fa、So的聲音。

※請(qǐng)注意，由于超聲波感測(cè)器在讀取時(shí)會(huì)有些微誤差，所以我們判斷式可以以6<distance<9

的方式來代表7.5這個(gè)數(shù)值。

※做好你的樂器后，試著彈一曲小蜜蜂吧。

當(dāng)被點(diǎn)擊Arduino主程庠

別忘了，將改成然后將程序上傳到Arduin。，就可

以帶著你的樂器到處玩了！

智能小車基礎(chǔ)

［任務(wù)目標(biāo)］

1.連接馬達(dá)與教正

2.智能小車前進(jìn)及后退

3.利用超聲波控制車子停下

Parti：連接馬達(dá)與校正

1.從『數(shù)據(jù)和指令』點(diǎn)選『新增積木指令』，將名字設(shè)定為『stop』。

2.將停下的程序設(shè)定為角度90。

定義stop

設(shè)置舵機(jī)弓I腳?輸出角度為4

設(shè)置舵機(jī)弓I腳?輸出角度為（a

PartII：智能小車前進(jìn)

1.從程序區(qū)選擇『數(shù)據(jù)和指令』，選擇『新增積木指令』，將名字分別設(shè)定為『forward』（前

進(jìn)）、『back』（后退）。

設(shè)置舵機(jī)引腳。輸出角度為90J

2.從『機(jī)器人模塊』中拉出,將接口值改為你所接線

的接口。應(yīng)用此積木，制作讓車子前進(jìn)、退后的子程序。

X：

back

定義stop定義

【2

設(shè)置舵機(jī)弓I腳，】輸出角度為

設(shè)置舵機(jī)弓I腳?輸出角度為4【

口

設(shè)置舵機(jī)弓I腳，】輸出角度為

設(shè)置舵機(jī)弓I腳?輸出角度為4

定義forward

設(shè)置舵機(jī)引腳?輸出角度為

設(shè)置舵機(jī)弓I腳?輸出角度為

3.請(qǐng)控制智能小車車子前進(jìn)及后退。

※兩個(gè)積木輸出角度不同，是因?yàn)樽笥覂蓚€(gè)馬達(dá)方向相反。

Partlll：利用超聲波控制車子停下

1.讀取超聲波感測(cè)器的數(shù)值。

2.呼叫子程序forward,使車子前進(jìn)。

3.當(dāng)distance"時(shí),呼叫子程序stop,使車子停下來。智能小車走迷宮

Arduino主程序

將jnce設(shè)定為超聲波傳感器trig弓I腳15echo引腳

forward

重復(fù)執(zhí)行直到超聲波傳感器trig弓I腳■?echo弓I腳?<|Q且distance=0不成立

等待6秒［

將川RHiUW設(shè)宗為超聲波傳感器trig引腳echo引腳

stop

智能小車走迷宮

［任務(wù)目標(biāo)］

1.智能小車走口字迷宮

2.智能小車走直角迷宮

3.智能小車自動(dòng)避障

PartI：智能小車走口字迷宮

1.從『數(shù)據(jù)和指令』點(diǎn)選『新增積木指令』，將名字分別設(shè)定為『stop』（停止）、rforward］（前

進(jìn)）、『back』（后退）、FturnLeftJ（左轉(zhuǎn)）、FturnRightj（右轉(zhuǎn)）。

2.將左右兩輪每個(gè)動(dòng)作的輸出角度設(shè)置如下。

定義back

定義Stop

設(shè)置舵機(jī)引腳?輸出角度為

設(shè)置舵機(jī)引腳輸出甬度為設(shè)置舵機(jī)弓I腳?輸出角度為

設(shè)置舵機(jī)引腳?輸出角度為設(shè)置舵機(jī)引腳。