智能垃圾分类机器人

智能垃圾分类机器人———arduino基础目前一页\总数三十页\编于十五点201A什么是Arduino？02BArduino能做什么？03CArduino怎么用？目前二页\总数三十页\编于十五点一、Arduino的由来Arduino创始人MassimoBanzi之前是意大利Ivrea一家高科技设计学校的老师。他的学生们经常抱怨找不到便宜好用的微控制器。2005年冬天，MassimoBanzi跟DavidCuartielles讨论了这个问题。DavidCuartielles是一个西班牙籍晶片工程师，当时在这所学校做访问学者。两人决定设计自己的电路板，并引入了Banzi的学生DavidMellis为电路板设计编程语言。两天以后，DavidMellis就写出了程式码。又过了三天，电路板就完工了。这块电路板被命名为Arduino。目前三页\总数三十页\编于十五点二、什么是Arduino？Arduino是一种开源的电子开发平台，该平台最初主要基于AVR单片机的微控制器和相应的开发软件，目前在国内正受到电子发烧友的广泛关注。自从2005年Arduino腾空出世以来，其硬件和开发环境一直进行着更新迭代。几乎任何人，即便不懂电脑编程，利用这个开发板也能用Arduino做出炫酷有趣的东西，比如对感测器探测做出一些回应、闪烁灯光、控制马达等。

目前四页\总数三十页\编于十五点三、Arduino能做什么？最简单应用：

通过Arduino开发板引脚输出高电平点亮一盏LED灯。目前五页\总数三十页\编于十五点三、Arduino能做什么？利用Arduino板作为中央控制器实现家居智能化，语音口令开灯、开空调，随着室内光线环境自动调节亮度，手机APP控制家用电器等……目前六页\总数三十页\编于十五点让你的arduino连入物联网

Arduino高端应用目前七页\总数三十页\编于十五点

乐为联网云数据平台目前八页\总数三十页\编于十五点四、认识Arduino开发板---ArduinoUNO目前九页\总数三十页\编于十五点四、认识Arduino开发板---arduinoMega2560目前十页\总数三十页\编于十五点五、Arduino开发环境Arduino的编程是在ArduinoIDE上进行的，如左图编程界面所示；开发环境提供了最基本的模板，包含了setup()函数和loop()函数；在setup()函数上方空白区域，可以插入需要用到的函数.h头文件以及申明要用到的函数。目前十一页\总数三十页\编于十五点六、函数的概念定义：函数是一种能完成某种特定功能二端口通道，通过输入合适的东西获得想要的某种输出；举例：例如数学上y=2x，这条函数可以完成将输入值翻倍这样一个工作；注意：arduino提供了大量的基础函数，包括I/O控制、时间函数、中断函数、串口通信函数等；arduino也提供了许多关于这些基础函数的实例程序，这些例程可以在arduino开发环境的“File->Examples”菜单中找到。目前十二页\总数三十页\编于十五点七、Arduino的常用基本函数Arduino程序的主体包括：Setup()函数和loop()函数；（1）setup()函数：在程序中只运行一次，它的功能为完成程序的各类初始化工作；（2）loop()函数：程序的主函数，程序运行过程中loop()函数不断循环。目前十三页\总数三十页\编于十五点Arduino常用函数---pinMode()功能：将指定的引脚配置成输出或输入语法：pinMode(pin,mode)参数：pin：表示要设置模式的引脚mode：包括INPUT或OUTPUT返回值：无例程：intledPin=13;//LED连接到数字脚13voidsetup(){pinMode（ledPin，OUTPUT）;//设置数字脚为输出}voidloop(){digitalWrite（ledPin，HIGH）;//点亮LEDdelay(1000);//等待一秒digitalWrite(ledPin,LOW);//灭掉LED延迟（1000）;//等待第二个}目前十四页\总数三十页\编于十五点Arduino常用函数---digitalWrite()功能：给一个数字引脚写入HIGH或者LOW。语法：digitalWrite(pin,value)参数：pin:引脚编号value:HIGHorLOW返回值：无

例程：intledPin=13;//LED连接到数字13号端口voidsetup(){pinMode(ledPin,OUTPUT);//设置数字端口为输入模式}voidloop(){digitalWrite(ledPin,HIGH);//使LED亮delay(1000);//延迟一秒digitalWrite(ledPin,LOW);//使LED灭delay(1000);//延迟一秒}目前十五页\总数三十页\编于十五点Arduino常用基本函数---digitalRead()功能：读取指定引脚的值，HIGH或LOW。

语法：

digitalRead（PIN）参数：Pin：你想读取的引脚号返回值：HIGH或LOW

例程：

intledPin=;//LED连接到13脚

intinPin=7;//按钮连接到数字引脚7

intval=0;//定义变量以存储读值

voidsetup()

{

pinMode(ledPin,OUTPUT);//将13脚设置为输出

pinMode(inPin,INPUT);//将7脚设置为输入

}

voidloop()

{

val=digitalRead(inPin);//读取输入脚

digitalWrite(ledPin,val);//将LED值设置为按钮的值

}

目前十六页\总数三十页\编于十五点Arduino常用基本函数---analogRead()功能：从指定的模拟引脚读取模拟数据值。语法：analogRead（PIN）参数：pin：从输入引脚读取数值返回值：从0到1023的整数值例程：

intanalogPin=3;//电位器（中间的引脚）连接到模拟输入引脚3

//另外两个引脚分别接地和+5V

intval=0;//定义变量来存储读取的数值

voidsetup()

{

serial.begin（9600）;//设置波特率（9600）

}

voidloop()

{

val=analogRead（analogPin）;//从输入引脚读取数值

serial.println（val）;//显示读取的数值

}

目前十七页\总数三十页\编于十五点Arduino常用基本函数---analogWrite()功能：从一个引脚输出模拟值（PWM）语法：analogWrite（pin,value）参数：pin：用于输入数值的引脚。value：占空比：0（完全关闭）到255（完全打开）之间。返回值：无例程：

通过读取电位器的阻值控制LED的亮度

intledPin=9;//LED连接到数字引脚9

intanalogPin=3;//电位器连接到模拟引脚3

intval=0;//定义变量存以储读值

voidsetup()

{

pinMode（ledPin,OUTPUT）;//设置引脚为输出引脚

}

voidloop()

{

val=analogRead（analogPin）;//从输入引脚读取数值

analogWrite（ledPin，val/4）;//以val/4的数值点亮LED（因为analogRead读取的数值

从0到1023，而analogWrite输出的数值从0到255）

}

目前十八页\总数三十页\编于十五点Arduino常用基本函数---delay()功能：使程序延时特定的时间（毫秒）语法：delay(ms)参数：ms：暂停的毫秒数（unsignedlong）返回值：无

例程：ledPin=13//LED连接到数字13脚voidsetup(){pinMode(ledPin,OUTPUT);//设置引脚为输出}voidloop(){digitalWrite(ledPin,HIGH);//点亮LEDdelay(1000);//等待1秒digitalWrite(ledPin,LOW);//灭掉LEDdelay(1000);//等待一秒}目前十九页\总数三十页\编于十五点中断的定义：

由于某一随机事件的发生，单片机暂停原程序的运行，转去执行另一程序（随机事件），处理完毕后又自动返回原程序继续运行，其发生过程如右图。中断的要素：

主程序：单片机正在运行的程序。

中断源：引起中断的原因，或能发生中断申请的来源。

中断服务程序：处理中断事件的程序。Arduino常用基本函数---

中断介绍中断发生的过程目前二十页\总数三十页\编于十五点Arduino常用基本函数---中断函数1、interrupts()函数功能：负责打开总中断返回值：无参数：无2、noInterrupts()函数功能：负责关闭总中断返回值：无参数：无3、attachInterrupt(interrput,function,mode)功能：用于设置外部中断参数：3个，分别表示中断源，中断处理函数和触发模式，它们的具体含义如下。

中断源：可选中断0或者1，对应arduino的2或者3号数字引脚。

中断处理函数：是一段子程序，当中断发生时执行该子程序部分，其中参数值为函数的指针。

触发模式：有四种类型，LOW(低电平触发）、CHANGE(变化时触发）、RISING（低电平变为高电平触发）、FALLING(高电平变为低电平触发）目前二十一页\总数三十页\编于十五点Arduino常用基本函数---中断函数4、detachInterrupt(interrput)函数功能：用于取消中断参数：Interrupt：表示所要取消的中断源例程：用中断源0（接引脚D2）作为触发源控制arduinoUNO板上的LED亮或灭volatileintstate=LOW;voidsetup(){Serial.begin(9600);attachInterrupt(0,change,CHANGE);//当D2电平改变时,触发中断函数}voidloop(){digitalWrite(13,state);if(state==LOW){Serial.println("111");}if(state==HIGH){Serial.println("222");}}voidchange()//中断函数{state=!state;}目前二十二页\总数三十页\编于十五点Arduino常用基本函数---串口通信函数1、Serial.begin()功能：用于设置串口的波特率波特率是指每秒传输的比特数，除以8可得到每秒传输的字节数。一般的波特率有9600、19200、57600、115200等。介绍：通过在头文件HardwareSerial.h中定义一个HardwareSerial类的对象serial，然后直接使用该类的成员函数来实现。2、Serial.available()功能：用来判断串口是否收到数据返回值：int型3、Serial.read()功能：用于读入串口数据返回值：int型的串口数据。目前二十三页\总数三十页\编于十五点Arduino常用基本函数---串口通信函数4、Serial.print()功能：用于从串口输出数据，数据可以是变量，也可以是字符串。5、Serial.println()功能：与Serial.print函数类似，都是从串口输出数据，只是Serial.println函数多了回车换行功能。例程：读取输入的字符，并在监视器中显示出来的程序如下。Stringval="";voidsetup(){Serial.begin(9600);}voidloop(){while(Serial.available()>0){val+=char(Serial.read());delay(5);}if(val.length()>0){Serial.println(val);val="";}}目前二十四页\总数三十页\编于十五点八、认识函数库函数库：由系统建立的具有一定功能的函数的集合。库中存放函数的名称和对应的目标代码，以及连接过程中所需的重定位信息。用户也可以根据自己的需要建立自己的用户函数库。库函数：存放在函数库中的函数。库函数具有明确的功能、入口调用参数和返回值。头文件：有时也称为包含文件。C语言库函数与用户程序之间进行信息通信时要使用的数据和变量，在使用某一库函数时，都要在程序中嵌入（用#include）该函数对应的头文件。目前二十五页\总数三十页\编于十五点九、机器人包含的库函数库函数组成：由.h文件（头文件）和.cpp文件（源程序文件）组成。序号库函数名称包含文件库函数主要功能1TrackTrack.h、Track.cpp对应机器人红外传感器的库函数，主要用于控制机器人沿着黑色线进行循线。2ColSensorColSensor.h、ColSensor.cpp对应机器人颜色传感器的库函数，主要用于识别机器人垃圾块的颜色。3ColQueueColQueue.h、ColQueue.cpp对应机器人颜色传感器的库函数，以队列的形式来记忆机器人检测到的垃圾块的颜色数据。4CarCar.h、Car.cpp对应机器人电机的库函数，主要用于简单控制机器人的移动。5FunctionFunction.h、Function.cpp定义红外传感器模块、颜色传感器模块、电机的arduino引脚，控制机器人进出路口、拐弯等，控制舵机动作和初始化等功能。目前二十六页\总数三十页\编于十五点十、怎样使用库函数放置位置：一般是放到lib文件里调用方法：将它所在的文件名用#include<>libraries所在的路径库函数拷贝到的路径目前二十七页\总数三十页\编于十五点#ifndefColSensor_h#defineColSensor_hclassColSensor{private: //定义引脚 intS0,S1,S2,S3,OUT; //定义延时 unsignedlongtime;public: //定义计数器 unsignedlongg_count; //定义数组，用来存放读取到的RGB值 intg_array[3]; //定义数组，用来存放比例系数 floatg_SF[3]; //构造函数 ColSensor(inta,intb,intc,intd,inte,unsignedlongf); //将引脚配置为输出，同时设置输出比例因子 voidMode(inta=1,intb=1); /*控制数字引脚，切换滤波器。红，绿，蓝分别对 应S2与S3的00，11，01电平；10时过滤所有颜色*/ voidDigital_out(inta,intb); //计算比例系数 voidTest(); //计算RGB值 voidGet();};#endif垃圾分类小车ColSensor.h文件内代码目前二十八页\总数三十页\编于十五点#include<Arduino.h>#include"ColSensor.h"ColSensor::ColSensor(inta,intb,intc,intd,inte,unsignedlongf){ S0=a;S1=b;S2=c;S3=d;OUT=e;time=f; g_count=0;}voidColSensor::Mode(inta,intb){ pinMode(S0,OUTPUT); pinMode(S1,OUTPUT); pinMode(S2,OUTPUT); pinMode(S3,OUTPUT); pinMode(OUT,INPUT); digitalWrite(S0,!(a==0)); digitalWrite(S1,!(b==0));}voidColSensor::Digital_out(in