学习单《软件工程师》

Arduino实验课程

开放式硬件X程序设计义运算思维

我是软件工程师：

我可以学到…

□电子电路基本特性

口物理学科知识

口实验探索

口分解问题及解决问题

口基础程序设计

口模拟现实世界

口团队合作及观察学习

□其他

mBIock基础

［任务目标］

⑴认识mBIock

(2)mBlock与Arduino连接

PartI认识mBIock

1.以Scratch2.0为基础的图形化程序设计环境，Makeblock公司改写可以控制Arduino控制

板，内部还可以直接安装MakeBlock的驱动元件。

2.mBIock官方网站：http://www.mblock.cc/

emBlock(v3.3.1)-没有蹒串口-已保存

X：240y：180

新建角色:6/口位

PartIImBIock与Arduino连接

1.将USB线一端接在电脑主机，另一端接在Arduino板上，以上传程序及供应电源。(可以请

硬件工程师帮忙)

2.点击mBIock左上方工具列的『控制板』,选择IfArduinoUnoJo

3.从开始选择『装置和印表机」，查看ArduinoUno所连接的COM。

4.点击mBIock左上方工具列的『连接』一『串口」一『C0M5」。

5.工具列会显示C0M5已连接，请点击『更新固件』。

固件(Firmware)可视为「硬件+软件」的一种组合，如果把硬件比喻成一个人的肉身，那么固

件就是一个人的灵魂，灵魂直接作用于肉身。固件帮助我们使用简单的程序指令，就能够直

接控制马达、传感器、电路等硬件装置。

智能小车唱歌

［任务目标］

⑴LED灯亮&喇叭发出声音

(2)LED灯随着音乐亮

⑶脱机执行程序

Parti：LED灯亮&喇叭发出声音

1.当硬件工程师接线完后，请点击『连接』一『更新固件』。

2.将5个灯分别代表Do、Re、Mi、Fa、So。想想看，当喇叭发出Do的音时，代表Do的LED

灯也会同时亮，该怎么做呢？

3.将数字口7(代表D。的LED灯)输出为高电位，然后让播放接口13(喇叭的接口)发出C4的

音调，最后再让数字口7输出为低电位。完成后可以直接点一下积木，看看有没有完成『灯

亮一发出音调一灯灭』的任务喔。

设置数字口（7输出为

播放引脚@音调为C4二节拍为

设置数字口（7输出为低电平二

※完成Do之后，试着完成Re、Mi、Fa、So吧!

PartII：LED灯随着音乐亮

1.我们已经完成Do、Re、Mi、Fa、So的程序了，接下来我们要想办法，让智能小车自动唱

出Do、Re、Mi、Fa、So。

2.刚刚我们所写的一段一段的小程序，我们可以给它们定义一个名字，作成一个子程序，以

供我们呼叫及重复执行。

3.从『数据和指令』点选『新增积木指令』，将名字分别设定为『doe、re、mi、fa、soJ,并

将刚刚所写的小程序放到所对应的名字下。

定义doe定义mi

设贵数字L设置数字口❾输出为

皤放引脚＜£）音调为9节拍为播放期脚（D音调为（3B节拍为

设置数字口O输出为国题］设置数字口0输出为＜^91

定义re

设贵数字口。输出为需商|

播放引脚（D音调为节拍为

设星数字口❺输出为穗昊方［

定:二fa■

设贵数字口而输出为盒最］

播放引脚（D音调为（ZD节拍为1

设置数字口O输出为

※我们用doe代表do,因为do是在程序中代表其他的意义，所以不能作为变数或子程序的

名称来使用，常见的还有if、while...等。

4.我们利用一个循环，呼叫我们所做的子程序，让它们自动重复执行。

当被点击

5.从『事件』中，拉出『当绿旗被点击』

6.从『控制」中，拉出『重复执行』。

7.将子程序doe、re、mi、fa、so依序放入循环中，彼此之间等待0.5秒。

8.点击程序，看看是否成功。

PartIII：脱机执行程序

Arduino主程序

1.从『机器人模块』中拉出—

当被点击|M|ArdumoiS.I?

改成・

Arduino主程序

3.在■上按右键，选择『上传Arduino』程序。mBIock画面会进入程序上传画

面，点击画面上方的『上传到Arduino』。

4.上传完成后，画面中间会显示我们就可以接上电池电源，拔掉与电脑连接的USB线，脱机

执行啰！

超声波乐器

［任务目标］

⑴超声波的原理

(2)超声波的读取-控制LED灯

⑶超声波乐器

Parti：超声波的原理

超声波传感器是由超声波发射器、接收器和控制电路所组成。当它被触发的时候，会发射一

连串40kHz的声波并且从离它最近的物体接收回音。超声波是人类耳朵无法听见的声音，因

为它的频率很高。

1.从程序区选择『数据和指令』，『做一个变数』储存超声波传感器所读到的数值，可将变数

名称设定为Fdistancejo

2.从『事件』中，拉出『当绿旗被点击』。

3.从『控制』中，拉出『重复执行』。

4.从

5.从

成『14』，Echo接口设为『15』。

6.请点击『更新固件』，检查mBIock左上角是否有显示读取之数值。（以循环重复读取超音

波感测器的数值）

注意：HC-SR04可以探测的距离为2cm~400cm,精度为0.3cm,感应角度为15度。如果能

够实际看到超声波数值的变化，对于我们设计程序会更有帮助。

PartII：超声波的读取-控制LED灯

1.延续上周『智能小车唱歌』的结构与程序，试着以超声波控制灯亮及音调,

EX：距离<15,发出D。的音且红灯会亮；程序码如下图。

当被点击］

行EE瓦皿在定力口！

重复执行

将西氢ZH设定为超声波传感器trig弓I脚❸echo弓I脚❽

如果distance<ffi且distance=fl不成立那么

doe

等待❶秒

定义doe

设置数字口(

播放引脚

设置数字口(

※练习使用分支结构(如果…)判断。

※请注意，由于超声波传感器在读取时需要时间，数值会跳成0,所以我们写程序时需等待

1秒，并在条件判断时加上distance》。的条件。

Partlll：超声波乐器

1.延续Parti及PartII的结构与程序，我们用一张纸记录超声波所测到的距离，将数值为7.5、

11.5,15.5、19.5、23.5于纸上作记号。

2.应用前面所学的循环及判断式的概念，分别将距离数值为7.5、H.5、15.5、19.5、23.5时

发出Do、Re、Mi、Fa、So的声音。

※请注意，由于超声波感测器在读取时会有些微误差，所以我们判断式可以以6<distance<9

的方式来代表7.5这个数值。

※做好你的乐器后，试着弹一曲小蜜蜂吧。

当被点击Arduino主程庠

别忘了，将改成然后将程序上传到Arduin。，就可

以带着你的乐器到处玩了！

智能小车基础

［任务目标］

1.连接马达与教正

2.智能小车前进及后退

3.利用超声波控制车子停下

Parti：连接马达与校正

1.从『数据和指令』点选『新增积木指令』，将名字设定为『stop』。

2.将停下的程序设定为角度90。

定义stop

设置舵机弓I脚❷输出角度为4

设置舵机弓I脚❾输出角度为（a

PartII：智能小车前进

1.从程序区选择『数据和指令』，选择『新增积木指令』，将名字分别设定为『forward』（前

进）、『back』（后退）。

设置舵机引脚。输出角度为90J

2.从『机器人模块』中拉出,将接口值改为你所接线

的接口。应用此积木，制作让车子前进、退后的子程序。

X：

back

定义stop定义

【2

设置舵机弓I脚，】输出角度为

设置舵机弓I脚❷输出角度为4【

口

设置舵机弓I脚，】输出角度为

设置舵机弓I脚❾输出角度为4

定义forward

设置舵机引脚❷输出角度为

设置舵机弓I脚❷输出角度为

3.请控制智能小车车子前进及后退。

※两个积木输出角度不同，是因为左右两个马达方向相反。

Partlll：利用超声波控制车子停下

1.读取超声波感测器的数值。

2.呼叫子程序forward,使车子前进。

3.当distance"时,呼叫子程序stop,使车子停下来。智能小车走迷宫

Arduino主程序

将jnce设定为超声波传感器trig弓I脚15echo引脚

forward

重复执行直到超声波传感器trig弓I脚■©echo弓I脚❽<|Q且distance=0不成立

等待6秒［

将川RHiUW设宗为超声波传感器trig引脚echo引脚

stop

智能小车走迷宫

［任务目标］

1.智能小车走口字迷宫

2.智能小车走直角迷宫

3.智能小车自动避障

PartI：智能小车走口字迷宫

1.从『数据和指令』点选『新增积木指令』，将名字分别设定为『stop』（停止）、rforward］（前

进）、『back』（后退）、FturnLeftJ（左转）、FturnRightj（右转）。

2.将左右两轮每个动作的输出角度设置如下。

定义back

定义Stop

设置舵机引脚❷输出角度为

设置舵机引脚输出甬度为设置舵机弓I脚❷输出角度为

设置舵机引脚❾输出角度为设置舵机引脚。