●第1講 智能車與創客教育 1
1.1 智能車與智能車競賽 1
1.1.1 汽車與智能車 1
1.1.2 智能車競賽 6
1.1.3 中小學智能車競賽 9
1.2 創客與創客教育 12
1.2.1 創客與創客文化 12
1.2.2 創客教育 12
1.3 開源硬件與 Arduino 15
1.3.1 開源硬件 15
1.3.2 什麼是 Arduino 15
1.3.3 Arduino的優勢 17
1.3.4 Arduino程序開發過程 18
1.4 Arduino硬件的分類 18
1.4.1 Arduino開發板 18
1.4.2 Arduino擴展硬件 22
1.5 Arduino軟件環境 24
1.5.1 什麼是交叉編譯 24
1.5.2 Arduino IDE的安裝 24
1.5.3 Arduino IDE的設置 28
1.5.4 第一個示例程序 30
1.6 本講小結 31
第2講 Arduino編程基礎 33
2.1 Arduino基本要素 33
2.2 變量和數組 34
2.2.1 變 量 34
2.2.2 數 組 35
2.3 I/O口操作 36
2.3.1 數字I/O口的操作函數 36
2.3.2 模擬I/O口的操作函數 37
2.3.3 高級I/O口的操作函數 38
2.4 各種函數 39
2.4.1 時間函數 39
2.4.2 中斷函數 41
2.4.3 串口通信函數 43
2.4.4 庫函數 47
2.5 本講小結 48
第3講 點亮一個LED 49
3.1 實驗器件 49
3.1.1 面包板 50
3.1.2 杜邦線 52
3.1.3 電阻器 53
3.1.4 發光二極管 54
3.2 點亮一個LED 55
3.2.1 LED實驗原理圖 55
3.2.2 LED實驗電路連接 55
3.2.3 LED點亮實驗程序 57
3.2.4 程序編譯下載 58
3.2.5 實驗中的問題與解答 59
3.3 按鍵控制LED 62
3.3.1 按鍵電路 62
3.3.2 程序與理解 64
3.3.3 實驗思考 65
3.4 本講小結 66
第4講 點亮多個LED 67
4.1 流水燈實驗 67
4.2 數碼管顯示同一數字 69
4.2.1 認識數碼管 69
4.2.2 程序與理解 72
4.2.3 思考與實踐 73
4.3 數碼管顯示不同數字 73
4.3.1 靜態顯示和動態顯示 73
4.3.2 電路連接與程序 75
4.3.3 思考與實踐 77
4.4 本講小結 78
第5講 深入理解Arduino Nano 79
5.1 單片機與 Arduino 79
5.1.1 微機與單片機 79
5.1.2 AVR單片機與 Arduino 82
5.2 ATmega328特性 84
5.2.1 查找芯片數據手冊 84
5.2.2 芯片的特征 85
5.3 ATmega328的片內外設 87
5.4 中斷下的按鍵控制燈 89
5.4.1 電路連接 89
5.4.2 程序說明 90
5.5 定時器下的LED閃爍 91
5.5.1 定時器及電路連接 91
5.5.2 程序說明 92
5.5.3 思考與實踐 93
5.6 蜂鳴器播放音樂 93
5.6.1 蜂鳴器及電路連接 93
5.6.2 音樂分析 94
5.6.3 音樂程序 96
5.6.4 思考與實踐 97
5.7 本講小結 98
第6講 Arduino編程進階 99
6.1 運算符 99
6.2 if語句 100
6.2.1 if條件判斷語句的語法 100
6.2.2 實 驗 100
6.3 switch語句 101
6.3.1 switch語句語法 101
6.3.2 實 驗 103
6.4 for語句 106
6.4.1 for語句語法 106
6.4.2 實 驗 107
6.5 函 數 107
6.5.1 函數的封裝與調用 107
6.5.2 函數示例 108
6.5.3 函數的參數 109
6.6 輸入輸出測試 109
6.6.1 數字I/O測試 110
6.6.2 模擬I/O測試及呼吸燈 110
6.7 本講小結 112
第7講 智能車驅動控制技術 113
7.1 電路圖 113
7.1.1 概 述 113
7.1.2 電路原理圖 114
7.2 智能車技術概述 115
7.2.1 傳感器 116
7.2.2 信號處理和運算電路 116
7.2.3 執行機構 117
7.3 Arduino智能車 118
7.3.1 主控板 118
7.3.2 電池與充電器 120
7.3.3 電 機 120
7.3.4 舵 機 121
7.4 主控板電路 121
7.4.1 電源輸入接口 122
7.4.2 人機交互電路 122
7.4.3 MOS管的用法 123
7.5 電機控制 124
7.5.1 PWM 與電機調速 124
7.5.2 電機控制與 A4950 125
7.5.3 電機驅動中的信號變換電路 129
7.5.4 驅動電機轉動 131
7.6 舵機控制 134
7.6.1 舵機的控制原理 134
7.6.2 舵機的使用方法 135
7.6.3 舵機控制實驗 136
7.6 本講小結 138
第8講 智能車檢測技術 139
8.1 電磁賽道檢測 139
8.1.1 電磁賽道 139
8.1.2 電磁線的磁場分析 141
8.1.3 電磁傳感器的原理 142
8.1.4 電磁信號采集電路的分析 144
8.1.5 ADC與電磁信號采集 146
8.2 速度檢測 146
8.2.1 測速基本原理 146
8.2.2 硬件電路連接 148
8.2.3 millis()方式測速 149
8.2.4 定時器方式測速 152
8.3 本講小結 155
第9講 智能車調試方法 156
9.1 有線串口通信 156
9.1.1 常規串口通信 156
9.1.2 采集數據送入計算機顯示 157
9.2 無線串口通信 159
9.2.1 藍牙串口模塊 160
9.2.2 433M 無線模塊 161
9.3 上位機調試軟件 161
9.3.1 通用軟件 162
9.3.2 專用軟件 164
9.4 PID調試 165
9.4.1 位置式與增量式PID控制算法 166
9.4.2 PID參數調節技巧 167
9.5 四輪車整機程序 168
9.6 本講小結 170
第10講 Arduino的圖形化編程 171
10.1 圖形化編程軟件 ArduBlock 171
10.1.1 ArduBlock來歷 171
10.1.2 打開 ArduBlock 172
10.2 ArduBlock編程界面 174
10.2.1 工具區 174
10.2.2 積木區 174
10.2.3 編程區 181
10.3 使用 ArduBlock點亮LED 181
10.3.1 電路圖 181
10.3.2 點亮一個開發板上的燈 182
10.4 通用檢測 185
10.4.1 檢測賽道信息 186
10.4.2 驅動電機 194
10.4.3 驅動舵機 199
10.5 四輪車整車程序 202
10.5.1 編程思路 202
10.5.2 整體程序 203
10.5.3 motor子程序 204
10.6 三輪車整車程序 205
10.6.1 編程思路 205
10.6.2 整體程序 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 讓車跑得更穩 211
10.7 本講小結 214
附錄A U-ADO-F10X繫列智能車套件介紹 215
附錄B U-ADO-F101智能車組裝說明 216
B.1 所需零部件 216
B.2 零部件清單 217
B.3 裝配說明 218
B.3.1 舵機及固定銅柱安裝說明 218
B.3.2 轉向裝置安裝說明 219
B.3.3 驅動裝置安裝說明 222
B.3.4 電池盒及電路板安裝說明 223
B.3.5 電磁傳感器電路板安裝說明 224
B.3.6 接線說明 225
B.4 電路板接口說明 225
B.5 組裝注意事項 226
附錄C U-ADO-F101智能車用戶手冊與常見問題 227
C.1 參數說明 227
C.2 使用注意事項 227
C.3 常見問題解答 228
C.3.1 鋰電池維護問題 228
C.3.2 絲杆與球頭斷開 228
C.3.3 電機軸與聯軸器松脫 228
C.3.4 調整舵機中值 229
C.3.5 小車軌跡會偏 229
C.3.6 兩個電機轉速不一致 231
附錄D U-ADO-F102智能車組裝說明 232
D.1 零部件外觀 232
D.2 零部件清單 233
D.3 裝配說明 234
D.3.1 電機驅動裝置安裝 234
D.3.2 電池盒及電路板安裝 235
D.3.3 電磁傳感器支架板安裝 236
D.3.4 全向輪安裝 237
D.3.5 電磁傳感器及其支架安裝 238
D.3.6 接 線 239
D.3.7 整車效果圖 240
D.4 電路板接口說明 241
附錄E U-ADO-F10X主控板電路圖 242
參考文獻 243
