智能垃圾分類機(jī)器人

1、.,智能垃圾分類機(jī)器人, arduino基礎(chǔ),.,2,01,A,什么是Arduino？,02,B,Arduino能做什么？,03,C,Arduino怎么用？,.,一、Arduino的由來,Arduino創(chuàng)始人Massimo Banzi之前是意大利Ivrea一家高科技設(shè)計(jì)學(xué)校的老師。他的學(xué)生們經(jīng)常抱怨找不到便宜好用的微控制器。 2005年冬天， Massimo Banzi跟David Cuartielles討論了這個(gè)問題。 David Cuartielles是一個(gè)西班牙籍晶片工程師，當(dāng)時(shí)在這所學(xué)校做訪問學(xué)者。 兩人決定設(shè)計(jì)自己的電路板，并引入了Banzi的學(xué)生David Mellis為電路板設(shè)計(jì)

2、編程語言。 兩天以后，David Mellis就寫出了程式碼。又過了三天，電路板就完工了。這塊電路板被命名為Arduino。,.,二、什么是Arduino？,Arduino 是一種開源的電子開發(fā)平臺(tái)，該平臺(tái)最初主要基于 AVR 單片機(jī)的微控制器和相應(yīng)的開發(fā)軟件，目前在國內(nèi)正受到電子發(fā)燒友的廣泛關(guān)注。 自從 2005 年 Arduino 騰空出世以來，其硬件和開發(fā)環(huán)境一直進(jìn)行著更新迭代。 幾乎任何人， 即便不懂電腦編程， 利用這個(gè)開發(fā)板也能用 Arduino 做出炫酷有趣的東西，比如對(duì)感測(cè)器探測(cè)做出一些回應(yīng)、閃爍燈光、控制馬達(dá)等。,.,三、Arduino能做什么？,最簡單應(yīng)用： 通過Arduin

3、o開發(fā)板引腳輸出高電平點(diǎn)亮一盞LED燈。,.,三、Arduino能做什么？,利用Arduino板作為中央控制器實(shí)現(xiàn)家居智能化，語音口令開燈、開空調(diào)，隨著室內(nèi)光線環(huán)境自動(dòng)調(diào)節(jié)亮度，手機(jī)APP控制家用電器等,.,讓你的arduino連入物聯(lián)網(wǎng),Arduino高端應(yīng)用,.,樂為聯(lián)網(wǎng)云數(shù)據(jù)平臺(tái),.,四、認(rèn)識(shí)Arduino開發(fā)板- Arduino UNO,.,四、認(rèn)識(shí)Arduino開發(fā)板- arduino Mega2560,.,五、Arduino開發(fā)環(huán)境,Arduino的編程是在Arduino IDE上進(jìn)行的，如左圖編程界面所示； 開發(fā)環(huán)境提供了最基本的模板，包含了setup()函數(shù)和loop()函數(shù)；

4、 在setup()函數(shù)上方空白區(qū)域，可以插入需要用到的函數(shù).h頭文件以及申明要用到的函數(shù)。,.,六、函數(shù)的概念,定義：函數(shù)是一種能完成某種特定功能二端口通道，通過輸入合適的東西獲得想要的某種輸出； 舉例：例如數(shù)學(xué)上y=2x，這條函數(shù)可以完成將輸入值翻倍這樣一個(gè)工作；,注意： arduino提供了大量的基礎(chǔ)函數(shù)，包括I/O控制、時(shí)間函數(shù)、中斷函數(shù)、串口通信函數(shù)等； arduino也提供了許多關(guān)于這些基礎(chǔ)函數(shù)的實(shí)例程序，這些例程可以在arduino開發(fā)環(huán)境的“File-Examples”菜單中找到。,.,七、Arduino的常用基本函數(shù),Arduino程序的主體包括：Setup( ) 函數(shù)和loo

5、p( )函數(shù)； （1）setup( )函數(shù)：在程序中只運(yùn)行一次，它的功能為完成程序的各類初始化工作； （2）loop( )函數(shù)：程序的主函數(shù)，程序運(yùn)行過程中l(wèi)oop()函數(shù)不斷循環(huán)。,.,Arduino常用函數(shù)- pinMode( ),功能：將指定的引腳配置成輸出或輸入 語法：pinMode(pin, mode) 參數(shù)： pin：表示要設(shè)置模式的引腳 mode：包括INPUT 或 OUTPUT 返回值：無,例程： int ledPin = 13 ; / LED 連接到數(shù)字腳 13 void setup() pinMode（ledPin， OUTPUT ） ; /設(shè)置數(shù)字腳為輸出 void lo

6、op() digitalWrite （ledPin， HIGH ） ; /點(diǎn)亮 LED delay(1000); / 等待一秒 digitalWrite(ledPin, LOW); / 滅掉 LED 延遲（1000） ; /等待第二個(gè) ,.,Arduino常用函數(shù)-digitalWrite(),功能：給一個(gè)數(shù)字引腳寫入 HIGH 或者 LOW 。 語法：digitalWrite(pin, value) 參數(shù)： pin: 引腳編號(hào) value: HIGH or LOW 返回值：無,例程： int ledPin = 13; / LED 連接到數(shù)字 13 號(hào)端口 void setup() pinMo

7、de(ledPin, OUTPUT); / 設(shè)置數(shù)字端口為輸入模式 void loop() digitalWrite(ledPin, HIGH); / 使 LED 亮 delay(1000); / 延遲一秒 digitalWrite(ledPin, LOW); / 使 LED 滅 delay(1000); / 延遲一秒 ,.,Arduino常用基本函數(shù)-digitalRead(),功能： 讀取指定引腳的值， HIGH 或 LOW 。 語法： digitalRead （PIN） 參數(shù)： Pin：你想讀取的引腳號(hào) 返回值：HIGH 或 LOW,例程：int ledPin = ; / LED 連接到

8、 13 腳int inPin = 7; / 按鈕連接到數(shù)字引腳 7int val = 0; /定義變量以存儲(chǔ)讀值void setup()pinMode(ledPin, OUTPUT); / 將 13 腳設(shè)置為輸出pinMode(inPin, INPUT); / 將 7 腳設(shè)置為輸入void loop()val = digitalRead(inPin); / 讀取輸入腳digitalWrite(ledPin, val); /將 LED 值設(shè)置為按鈕的值,.,Arduino常用基本函數(shù)- analogRead(),功能：從指定的模擬引腳讀取模擬數(shù)據(jù)值。 語法：analogRead（PIN） 參數(shù)：

9、 pin：從輸入引腳讀取數(shù)值 返回值： 從 0 到 1023 的整數(shù)值,例程：int analogPin = 3; /電位器（中間的引腳）連接到模擬輸入引腳 3/另外兩個(gè)引腳分別接地和 +5 Vint val = 0; /定義變量來存儲(chǔ)讀取的數(shù)值void setup()serial.begin（9600） ; /設(shè)置波特率（ 9600）void loop()val = analogRead（analogPin） ; /從輸入引腳讀取數(shù)值serial.println （val） ; /顯示讀取的數(shù)值,.,Arduino常用基本函數(shù)- analogWrite(),功能：從一個(gè)引腳輸出模擬值（ PW

10、M ） 語法：analogWrite （pin,value） 參數(shù)： pin：用于輸入數(shù)值的引腳。 value：占空比： 0（完全關(guān)閉）到 255（完全打開）之間。 返回值：無,例程：通過讀取電位器的阻值控制 LED 的亮度int ledPin = 9; / LED 連接到數(shù)字引腳 9int analogPin = 3; /電位器連接到模擬引腳 3int val = 0; /定義變量存以儲(chǔ)讀值void setup()pinMode（ledPin,OUTPUT ） ; /設(shè)置引腳為輸出引腳void loop()val = analogRead（analogPin） ; /從輸入引腳讀取數(shù)值ana

11、logWrite（ledPin， val / 4） ; / 以 val / 4 的數(shù)值點(diǎn)亮 LED （因?yàn)?analogRead 讀取的數(shù)值從 0 到 1023，而 analogWrite 輸出的數(shù)值從 0 到 255）,.,Arduino常用基本函數(shù)- delay(),功能：使程序延時(shí)特定的時(shí)間（毫秒） 語法：delay(ms) 參數(shù)： ms：暫停的毫秒數(shù)（ unsigned long） 返回值：無,例程： ledPin = 13 / / LED 連接到數(shù)字 13 腳 void setup() pinMode(ledPin, OUTPUT); / 設(shè)置引腳為輸出 void loop() di

12、gitalWrite(ledPin, HIGH); / 點(diǎn)亮 LED delay(1000); / 等待 1 秒 digitalWrite(ledPin, LOW); / 滅掉 LED delay(1000); / 等待一秒 ,.,中斷的定義： 由于某一隨機(jī)事件的發(fā)生，單片機(jī)暫停原程序的運(yùn)行，轉(zhuǎn)去執(zhí)行另一程序（隨機(jī)事件），處理完畢后又自動(dòng)返回原程序繼續(xù)運(yùn)行，其發(fā)生過程如右圖。 中斷的要素： 主程序：單片機(jī)正在運(yùn)行的程序。 中斷源：引起中斷的原因，或能發(fā)生中斷申請(qǐng)的來源。 中斷服務(wù)程序：處理中斷事件的程序。,Arduino常用基本函數(shù)- 中斷介紹,中斷發(fā)生的過程,.,Arduino常用基本函數(shù)-

13、中斷函數(shù),1、interrupts()函數(shù) 功能：負(fù)責(zé)打開總中斷 返回值：無 參數(shù)：無,2、noInterrupts()函數(shù) 功能：負(fù)責(zé)關(guān)閉總中斷 返回值：無 參數(shù)：無,3、attachInterrupt(interrput,function,mode) 功能：用于設(shè)置外部中斷 參數(shù)：3個(gè)，分別表示中斷源，中斷處理函數(shù)和觸發(fā)模式，它們的具體含義如下。 中斷源：可選中斷0或者1，對(duì)應(yīng)arduino的2或者3號(hào)數(shù)字引腳。 中斷處理函數(shù)：是一段子程序，當(dāng)中斷發(fā)生時(shí)執(zhí)行該子程序部分，其中參數(shù)值為函數(shù)的指針。 觸發(fā)模式：有四種類型，LOW(低電平觸發(fā)）、CHANGE(變化時(shí)觸發(fā)）、RISING（低電平變

14、為高電平觸發(fā)）、FALLING(高電平變?yōu)榈碗娖接|發(fā)）,.,Arduino常用基本函數(shù)-中斷函數(shù),4、detachInterrupt(interrput)函數(shù) 功能：用于取消中斷 參數(shù)： Interrupt：表示所要取消的中斷源,例程：用中斷源0（接引腳D2）作為觸發(fā)源控制arduino UNO板上的LED亮或滅 volatile int state = LOW; void setup() Serial.begin(9600); attachInterrupt(0, change, CHANGE);/當(dāng)D2電平改變時(shí),觸發(fā)中斷函數(shù) void loop() digitalWrite(13, st

15、ate); if(state=LOW) Serial.println(111); if(state=HIGH) Serial.println(222); void change()/中斷函數(shù) state = !state; ,.,Arduino常用基本函數(shù)-串口通信函數(shù),1、Serial.begin() 功能：用于設(shè)置串口的波特率 波特率是指每秒傳輸?shù)谋忍財(cái)?shù)，除以8可得到每秒傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)。 一般的波特率有9600、19200、 57600、115200等。,介紹：通過在頭文件HardwareSerial.h中定義一個(gè)HardwareSerial類的對(duì)象serial，然后直接使用該類的成員函數(shù)來

16、實(shí)現(xiàn)。,2、Serial.available() 功能：用來判斷串口是否收到數(shù)據(jù) 返回值：int型 3、Serial.read() 功能：用于讀入串口數(shù)據(jù) 返回值：int型的串口數(shù)據(jù)。,.,Arduino常用基本函數(shù)-串口通信函數(shù),4、Serial.print() 功能：用于從串口輸出數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)可以是變量，也可以是字符串。 5、Serial.println() 功能：與Serial.print函數(shù)類似，都是從串口輸出數(shù)據(jù)，只是Serial.println函數(shù)多了回車換行功能。,例程：讀取輸入的字符，并在監(jiān)視器中顯示出來的程序如下。 String val=; void setup() Seria

17、l.begin(9600); void loop() while (Serial.available() 0) val+=char(Serial.read(); delay(5); if (val.length() 0) Serial.println(val); val=; ,.,八、認(rèn)識(shí)函數(shù)庫,函數(shù)庫：由系統(tǒng)建立的具有一定功能的函數(shù)的集合。庫中存放函數(shù)的名稱和對(duì)應(yīng)的目標(biāo)代碼，以及連接過程中所需的重定位信息。用戶也可以根據(jù)自己的需要建立自己的用戶函數(shù)庫。 庫函數(shù)：存放在函數(shù)庫中的函數(shù)。庫函數(shù)具有明確的功能、入口調(diào)用參數(shù)和返回值。 頭文件：有時(shí)也稱為包含文件。C語言庫函數(shù)與用戶程序之間進(jìn)行信息通

18、信時(shí)要使用的數(shù)據(jù)和變量，在使用某一庫函數(shù)時(shí)，都要在程序中嵌入（用#include）該函數(shù)對(duì)應(yīng)的頭文件。,.,九、機(jī)器人包含的庫函數(shù),庫函數(shù)組成：由.h文件（頭文件）和.cpp文件（源程序文件）組成。,.,十、怎樣使用庫函數(shù),放置位置：一般是放到lib文件里 調(diào)用方法：將它所在的文件名用 #include,libraries所在的路徑,庫函數(shù)拷貝到的路徑,.,#ifndef ColSensor_h #define ColSensor_h class ColSensor private: /定義引腳 int S0, S1, S2, S3, OUT; /定義延時(shí) unsigned long time

19、; public: /定義計(jì)數(shù)器 unsigned long g_count; /定義數(shù)組，用來存放讀取到的RGB值 int g_array3; /定義數(shù)組，用來存放比例系數(shù) float g_SF3; /構(gòu)造函數(shù) ColSensor(int a, int b, int c, int d, int e, unsigned long f);,/將引腳配置為輸出，同時(shí)設(shè)置輸出比例因子 void Mode(int a = 1, int b = 1); /*控制數(shù)字引腳，切換濾波器。紅，綠，藍(lán)分別對(duì) 應(yīng)S2與S3的00，11，01電平；10時(shí)過濾所有顏色*/ void Digital_out(int a

20、, int b); /計(jì)算比例系數(shù) void Test(); /計(jì)算RGB值 void Get(); ; #endif,垃圾分類小車ColSensor.h文件內(nèi)代碼,.,#include #include ColSensor.h ColSensor: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(S0, OUTPUT); pinMode(S1, OUTPUT); pinMode(S2, OUTPUT); pinMode(S3, OUTPUT); pinMode(OUT, INPUT)