零基础arduino智能控制入门

附录：零基础arduino智能控制入门软件安装配置说明书（一）复制学习资料1.将光盘放入光驱，双击“我的电脑”进入资源管理器，选择光盘盘符。2．双击光盘盘符进入光盘,右键单击“Arduino”文件夹并选择“复制”菜单。3．进入计算机“C盘”，在空白处单击鼠标右键并选择“粘贴”菜单，将所有文件复制到计算机C盘，准备安装驱动程序和编程软件。2（二）安装编程器驱动程序1.安装驱动程序（1）双击“零基础arduino智能控制入门”文件夹，打开驱动程序文件夹。（2）打开CH341SER文件夹（3）双击SETUP.exe(4)单击“安装”按钮驱动程序安装后，计算机才能正确的识别出设备，从而正确的完成程序传输。2．通过USB线把nano连接计算机将miniUSB线的小头插接到nano上，大头插到计算机USB口上。3．连接到计算机后，将会看到计算机将会提示“发现新硬件”，并识别出硬件。注意：若显示“未知设备”需更换到其它USB口上使用。34．打开设备管理器，查看设备。（1）单击屏幕左下角的windows窗口按钮，鼠标右键单击“计算机”（2）左键单击管理，打开“计算机管理”面板（3）单击“设备管理器”5．查看COM号（下载程序时必要）4通过单击设备管理器中的“端口（COM和LPT）”分栏左侧的白色三角，可以找到“USB-SERIALCH340（COMX）”，表明控制器已经可以正常下载程序了。请记住COM后的数字，配置软件时需要用到。特别注意：大部分计算机中会出现多个COM？，但包含CH340字符的只有一个。不要混淆。至此编程驱动安装完毕，接下来配置编程软件（三）配置编程软件1.进“零基础arduino智能控制入门”文件夹，打开Arduino文件夹。2．双击“arduino”启动编程软件53．首次启动，出现英文界面。4．单击“File”菜单，选择“Perferences”子菜单，弹出配置对话框。5．单击“Editorlanguage”后面的下来列表框从中选择“简体中文选项”。66．单击“OK”按钮后，推出软件7．单击编程软件的关闭按钮，退出软件并重新启动78．再次双击arduino，启动中文版编程软件9．单击“工具”菜单，选择串口，进一步选择编程器的“COM号”，此处的COM号就是驱动程序安装时所记录的COM号。10．启动ardublock图形化编程软件。单击“工具”菜单，然后选择“ARDUBLOCK”启动图形化编程软件图形化编程软件的左侧为指令，右侧是编程空间，上方是保存、打开及下载功能键。11．按上图所示，从“控制”栏目中拖出“主程序”功能块，然后单击“下载按钮”将图块转换为C语言语句。最小化图形化软件后可以看到程序。8序章：探究神奇的面包板实验一：制作测通器什么是“通”?1．测通器：检测两个点是否连通的装置，指示灯点亮代表连通，反之代表间断。2．制作测通器材料清单图0-1：620欧姆电阻图0-2：面包线图0-3：杜邦线图0-4：发光二极管图0-5：3节电池的电池盒3．制作步骤图0-6：发光二极管短脚插入杜邦线图0-7：电阻插入杜邦线9图0-8：面包线一端插入杜邦线图0-9：电池盒红线连接，面包线插入电池盒黑线一端两条面包线连接，发光二极管点亮，思考一下，为什么？实验二：探究面包板面包板的功能：不用焊接，将器件插入就能进行电路实验。问题：怎么才能知道哪些孔是通的？图0-10：如果两个孔是通的，发光二极管会点亮在面包板的图片上记录哪些孔是通的10实验三：发光二极管大挑战！利用面包板点亮多个发光二极管，看谁点亮的最多图0-11：实验一：摩尔斯码灯（一）了解摩尔斯码摩尔斯电码（英语：MorseCode）是一种时通时断的信号代码，通过不同的排列顺序来表达不同的英文字母、数字和标点符号。有两种“符号”用来表示字符：点（.）和划（-），或叫“滴”（Dit）和“答”（Dah）。图1-7：摩尔斯编码11用灯光则是以亮的时间来表示声音的长短，如亮－－－灭－－－亮－－－灭－－－亮－－－灭－－－表示三长，亮－灭－亮－灭－亮－灭－表示三短一般长是短的三倍左右，但具体的间隔时间没规定，只要在节奏上有明显的区别即可。（二）单片机控制发光二极管单片机通过数字针脚控制发光二极管。程序可以将数字针脚设置为高（HIGH）或低（LOW）。发光二极管长脚接正极，短脚接数字针脚。数字针脚为低电平，发光二极管点亮，数字针脚为低电平，发光二极管熄灭。发光二极管长脚或短脚应连接一个电阻，限制通过发光二极管的电流大小，避免电流过大损坏。四、动手实践（一）安装nano1.安装nano图1-8：安装arduinonano控制器请仔细观察上图红圈标记的位置，正确安装，避免方向错误。2.连接usb线12图1-9：连接usb线注意：usb线小头连接转接板，大头连接计算机USB口。（二）酷绚闪灯1．硬件（1）电路原理图图1-10：酷绚闪灯电路原理图13（2）3D实物图图1-11：酷绚闪灯电路实物图（3）电路简要说明：发光二极管长脚接通过620欧姆（有蓝色色环）电阻连接5V（电源正极），短脚连接D2数字针脚。注意：红色发光二极管弯曲一边是阳极。图中红色、黄色是两条面包板插针线。2．软件（1）参考程序：图1-12：酷绚闪灯参考程序单击“下载到Arduino”按钮下载程序，回白背景的文本界面可以看到下载进度。voidsetup()//初始化,复位后只执行一次{pinMode(2,OUTPUT);//配置数字针脚2为输出模式14}voidloop()//主循环,setup()执行后,loop将会不断重复执行{digitalWrite(2,LOW);//设置数字针脚为低电平,LED点亮delay(1000);//延时1秒digitalWrite(2,HIGH);//设置数字针脚为高电平,LED熄灭delay(1000);//延时1秒}（2）程序说明：设定数字针脚值可以将单片机的管脚设置为高电平或低电平，当10号数字针脚为高电平，发光二极管两端均为高电平，因此发光二极管熄灭；当10号数字针脚变为低电平，发光二极管长脚高电平，短脚低电平，此时发光二极管点亮。延迟的数量为1000，因为单位是毫秒（千分之一秒）（3）小贴士：编程时要养成及时保存程序的习惯，单击ARDUBLOCK的保存按钮，可打开程序保存对话框，最好能按照程序的功能设置文件名，具体名字同学们可自己定义，例如：shandeng,lightflash等名字都可以使用，但要记住文件的保存位置。（4）容易出现的问题：正常下载文本界面应只出现白字，若失败会出现“红字”图1-13：程序下载出错现象若下载失败请参考\nano\软件及驱动程序安装说明\常见软件故障说明.doc文档查明故障原因。（5）小思考——请同学们想一想：如何控制发光二极管高速闪烁呢？（三）摩尔斯码灯-发出SOS信号控制发光二极管按照SOS信号规律闪烁，用连续三次的短亮和短灭表示“S”，用连续三次的长亮和长灭表示“O”。短亮、灭的时间为1秒；长亮、灭时间设计为3秒。S和O的间隔2秒。1．参考程序1516图1-14：摩尔斯码灯参考程序2．程序说明程序中的“重复指令牌”可以控制一段程序执行的次数，次数用数字表示，例如上图中两个重复指令牌中的次数都为3，即表示灯亮、灭的次数均为3。3.小贴士：编程要善于使用程序的“克隆”功能，对于相近的程序可以先克隆（复制粘贴）前面的程序，然后在原有程序的基础上修改可以快捷的编出所有程序。五、项目拓展思考：除了SOS外，同学们还能控制发光二极管发出哪些内容呢？趣味挑战：编好程序后，使发光二极管按照摩尔斯码的规律发出两个字母，邀请另一个同学猜。实验二：变色小胸针（一）双色发光二极管:红、黄、绿三种颜色的发光二极管平时用的比较多但是有一种发光管，当连接方法不同时，分别能发出红、黄、绿三种不同的颜色，人们常叫它三色管。（二）双色发光管变色：图3-6：双色LED管脚图A脚电平B脚电平显示颜色高电平高电平黄色高电平低电平红色低电平高电平绿色低电平低电平无色四、实验内容：（一）控制小灯变色1．硬件搭建变色灯电路——从原理图、实物图两种选择一种方式参考搭建电路。（1）实物图17图3-7：变色灯电路实物图（2）原理图图3-8：变色灯电路原理图2．软件——变色灯控制的参考程序18图3-9：变色灯参考程序按上图编写并下载程序。思考1：为什么程序中只用到2和3两个数字针脚？（二）迷你小胸针——控制两个灯交替变绿色。1．硬件（1）实物图图3-10：变色双灯电路实物图2．软件（1）参考程序19图3-11：变色双灯参考程序思考2：如何需要两个灯替点亮红色，程序应怎样修改？（三）带计数功能的变色灯——设计一个红绿变色5次的变色灯1．软件（1）提示：（图3-12：循环指令）说明：重复指令右上角的数字五代表重复的次数，由下方需要加入完成的操作。思考1：双色灯红绿变化5次，如何使用重复指令？（2）参考程序20图3-13：双灯计数闪烁参考程序思考3：为什么在程序结尾要加入“当”指令，不加是否可行？第七章我家智能灯一、实验简介：光线较强则灯不亮，若光线较暗灯自动点亮。二、实验材料：图7-1：光敏电阻图7-2：10K电阻图7-3：发光二极管图7-4：620欧电阻图7-5：插线21三、知识讲解（一）光敏电阻：光敏电阻又称光导管，在光照射下，其阻值会迅速减小。（二）模拟针脚：模拟针脚可以将电信号转化为数值。模拟针脚常用于连接传感器，（三）变量：通过模拟针脚采集到的数值可以存储到变量中。四、实验内容（一）读取光的数据1．实验简介通过计算机屏幕读取光的明暗数据2．硬件（1）3D实物图图7-6：观察光敏数据电路实物图（2）原理图22图7-7：观察光敏数据电路原理图2．软件（1）串口传送光值的参考程序图7-8：串口输出光敏数据参考程序图7-6：观察光敏数据电路实物图（2）下载程序后，单击“工具”菜单下的“串口监视器子菜单”。23图7-9：串口监视器菜单观察并记录光照度的数据，总结变化规律。（二）光控灯1．实验简介光强时灯亮，光暗时灯灭。2．硬件——搭建光控灯电路（1）电路原理图24图7-10：光控灯电路原理图（2）3D实物图图7-11：光控灯电路实物图2．软件（1）光控灯程序：25图7-12：光控灯参考程序说明：条件中的700是界限值，是我们根据情况设定。当模拟针脚5的光照数据大于700，点亮发光二极管，小于700，熄灭发光二极管。700是一个参考数据，实际设置的数据应该通过实验一，测量得到。记录遮挡光敏电阻的数据，然后记录无遮挡时的数据。界限值=（遮挡数据+无遮挡数据）÷2（三）光控双灯1．实验简介：光线越强，亮灯的数量越多。2．硬件：连接说明：对比“2.光控灯”修改连接图7-13：光控双灯电路实物图2．软件——光控双灯，光线变暗量一个灯，继续变暗则亮两个灯。26图7-14：光控双灯参考程序五、实验拓展设计光控变色灯，光亮为绿色，光强则变成红色。