## 第17课 多功能智能小车 ### （1）项目介绍： 在前面课程中，我们只是让智能车实现单个功能，那我们能不能把所有功能合在一起呢？能，在这一课程中，我们利用一个代码测试智能车，智能车包含前面课程中讲到的所有功能，我们利用手机蓝牙APP上按钮自动切换各种功能,简单方便。 ### （2）流程图： ![](media/image1.png) 按照前面思路设计好智能车后，我们就需要按照设计思路开始制作智能车。我们需要设计对应的接线，测试代码，然后接线上传代码，运行，确保智能车能够实现理想中的功能。 ### （3）接线图： 接线注意： 循迹模块连接到电机驱动扩展板上P1接口的G、V、D11、D7、D8； 超声波传感器模块的VCC引脚连接至连接到电机驱动扩展板上，V引脚至V，T（Trig）引脚至数字12(S)，E（Echo）引脚至数字13(S)，G引脚至G； 红外接收传感器模块用导线连接到电机驱动扩展板上的G、V、A1；（M1、M2），（M3、M4）两组电机分别对应的连接到电机驱动扩展板上的接口B和接口A； 舵机接数字口10； LED点阵屏接A4、A5管脚（不一定要接IIC引脚）； 蓝牙模块的RXD、TXD、GND、VCC分别对应的接到电机驱动扩展板上的TX、RX、-（GND）、+（VCC），而蓝牙模块的STATE和BRK两引脚不需要接，电源接到BAT接口。 ![](media/image2.png) ### （4）测试代码： **示例代码 1（KE0165_17.ino）：** ```cpp /* keyes 4WD Multifunctional Smart Car lesson 17 Bluetooth control multifunctional 4WD robot http://www.keyes-robot.com */ #include //导入红外的库 int RECV_PIN = A1; //定义IO口A1 IRrecv irrecv(RECV_PIN); decode_results results;//声明一个IRremote库函数独有的变量类型 #include Servo myservo; // create servo object to control a servo //数组，用于储存图案的数据，可以自己算也可以从取摸工具中得到 unsigned char start01[] = {0x01, 0x02, 0x04, 0x08, 0x10, 0x20, 0x40, 0x80, 0x80, 0x40, 0x20, 0x10, 0x08, 0x04, 0x02, 0x01}; unsigned char front[] = {0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x24, 0x12, 0x09, 0x12, 0x24, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00}; unsigned char back01[] = {0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x24, 0x48, 0x90, 0x48, 0x24, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00}; unsigned char left[] = {0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x44, 0x28, 0x10, 0x44, 0x28, 0x10, 0x44, 0x28, 0x10, 0x00}; unsigned char right[] = {0x00, 0x10, 0x28, 0x44, 0x10, 0x28, 0x44, 0x10, 0x28, 0x44, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00}; unsigned char STOP01[] = {0x2E, 0x2A, 0x3A, 0x00, 0x02, 0x3E, 0x02, 0x00, 0x3E, 0x22, 0x3E, 0x00, 0x3E, 0x0A, 0x0E, 0x00}; unsigned char speed_a[] = {0x00, 0x40, 0x20, 0x10, 0x08, 0x04, 0x02, 0xff, 0x02, 0x04, 0x08, 0x10, 0x20, 0x40, 0x00, 0x00}; unsigned char speed_d[] = {0x00, 0x02, 0x04, 0x08, 0x10, 0x20, 0x40, 0xff, 0x40, 0x20, 0x10, 0x08, 0x04, 0x02, 0x00, 0x00}; unsigned char clear[] = {0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00}; #define SCL_Pin A5 //设置时钟引脚为 A5 #define SDA_Pin A4 //设置数据引脚为 A4 int IR_val; char blue_val; int L_pin = 11; //定义左边传感器引脚为D11 int M_pin = 7; //定义中间传感器引脚为D7 int R_pin = 8; //定义右边传感器引脚为D8 int L_val, M_val, R_val; int MA = 2; //定义电机A方向控制引脚为D2 int PWMA = 6; //定义电机A速度控制引脚为D6 int MB = 4; //定义电机A方向控制引脚为D4 int PWMB = 5; //定义电机A速度控制引脚为D5 int speeds = 150; //初始化速度为150 int trigPin = 12; //TRIG引脚接D12 int echoPin = 13; //ECHO引脚接D13 int distance, distance_l, distance_r; void setup() { Serial.begin(9600); //设置波特率为9600 myservo.attach(10); // attaches the servo on pin 10 to the servo object myservo.write(90); //舵机角度为90 delay(500); pinMode(L_pin, INPUT); //循迹传感器引脚都配置为输入模式 pinMode(M_pin, INPUT); pinMode(R_pin, INPUT); //设置引脚为输出 pinMode(SCL_Pin, OUTPUT); pinMode(SDA_Pin, OUTPUT); pinMode(trigPin, OUTPUT); //定义TRIG为输出模式 pinMode(echoPin, INPUT); //定义ECHO为输入模式 pinMode(MA, OUTPUT); //配置电机引脚为输出模式 pinMode(PWMA, OUTPUT); pinMode(MB, OUTPUT); pinMode(PWMB, OUTPUT); irrecv.enableIRIn();// 使能红外接收 //清屏 matrix_display(clear); matrix_display(start01); } void loop() { if (Serial.available() > 0) { //接收到蓝牙信号 blue_val = Serial.read(); //接收到的信号赋给blue_val Serial.println(blue_val); //串口监视器显示蓝牙信号 switch (blue_val) { case 'F': advance(); matrix_display(front); break; //接收到‘F’前进 case 'B': back(); matrix_display(back01); break; //接收到‘B’后退 case 'L': turnL(); matrix_display(left); break; //接收到‘L’左旋 case 'R': turnR(); matrix_display(right); break; //接收到‘R’右旋 case 'S': stopp(); matrix_display(STOP01); break; //接收到‘S’电机停止转动，功放停止 case 'a': speeds_a(); matrix_display(speed_a); break; //接收到‘a’加速 case 'd': speeds_d(); matrix_display(speed_d); break; //接收到‘d’减速 case 'U': follow(); break; //接收到‘U’，进入跟随模式 case 'Y': avoid(); break; //接收到‘Y’，进入避障模式 case 'G': prison(); break; //接收到‘G’，画地为牢模式 case 'X': track(); break; //接收到‘X’，巡黑线模式 } } if (irrecv.decode(&results)) { //是否接收到红外遥控信号 IR_val = results.value; Serial.println(IR_val, HEX); //串口打印数据 switch (IR_val) { case 0xFF629D: advance(); matrix_display(front); break; //前进 case 0xFFA857: back(); matrix_display(back01); break; //后退 case 0xFF22DD: turnL(); matrix_display(left); break; //左转 case 0xFFC23D: turnR(); matrix_display(right); break; //右转 case 0xFF02FD: stopp(); matrix_display(STOP01); break; //停止 } irrecv.resume();// 接收下个数据 } } void advance() { //小车前进 digitalWrite(MA, LOW); //电机A正转 analogWrite(PWMA, speeds); //电机A速度为speeds digitalWrite(MB, HIGH); //电机B正转 analogWrite(PWMB, speeds); //电机B速度为speeds } void back() { //小车后退 digitalWrite(MA, HIGH); //电机A反转 analogWrite(PWMA, speeds); //电机A速度为speeds digitalWrite(MB, LOW); //电机B反转 analogWrite(PWMB, speeds); //电机B速度为speeds } void turnL() { //小车左旋转 digitalWrite(MA, HIGH); //电机A反转 analogWrite(PWMA, speeds); //电机A速度为speeds digitalWrite(MB, HIGH); //电机B正转 analogWrite(PWMB, speeds); //电机B速度为speeds } void turnR() { //小车右旋转 digitalWrite(MA, LOW); //电机A正转 analogWrite(PWMA, speeds); //电机A速度为speeds digitalWrite(MB, LOW); //电机B反转 analogWrite(PWMB, speeds); //电机B速度为speeds } void stopp() { //小车停止 analogWrite(PWMA, 0); //电机A速度为0 analogWrite(PWMB, 0); //电机B速度为0 } void speeds_a() { //增速函数 while (1) { Serial.println(speeds); //显示速度 if (speeds < 255) { //最大增到255 speeds++; delay(10); //调节增速的速度 } blue_val = Serial.read(); if (blue_val == 'S')break; //接收到‘S’停止加速 } } void speeds_d() { //减速函数 while (1) { Serial.println(speeds); //显示速度 if (speeds > 0) { //最小减到0 speeds--; delay(10); //调节减速的速度 } blue_val = Serial.read(); if (blue_val == 'S')break; //接收到‘S’停止减速 } } int get_distance() { int distance = 0; digitalWrite(trigPin, LOW); // 通过Trig/Pin 发送脉冲，触发 HC-SR04 测距，使发出发出超声波信号接口低电平2μs delayMicroseconds(2); digitalWrite(trigPin, HIGH); // 使发出发出超声波信号接口高电平10μs，这里是至少10μs delayMicroseconds(10); digitalWrite(trigPin, LOW); // 保持发出超声波信号接口低电平 distance = pulseIn(echoPin, HIGH) / 58; // 读出脉冲时间,将脉冲时间转化为距离（单位：厘米） Serial.println(distance); //输出距离值 return distance; } void follow() { int follow_flag = 1; while (follow_flag) { distance = get_distance(); //调用测距函数 if (distance < 8 ) {//如果距离小于8 back();//后退 } else if (distance >= 8 && distance < 13) { //如果距离大于等于8，小于13 stopp();//停止 } else if (distance >= 13 && distance <= 35 ) { //如果距离大于等于13，小于35 advance();//跟随 } else {//如果以上都不是 stopp();//停止 } blue_val = Serial.read(); if (blue_val == 'S') { //接收到‘S’退出循环，小车停止 follow_flag = 0; stopp(); } } } void avoid() { int avoid_flag = 1; while (avoid_flag) { distance = get_distance(); //调用测距函数 if (distance > 0 && distance < 20) { //如果距离小于20且大于0 stopp();//停止 matrix_display(STOP01); //点阵显示停止图案 delay(100); myservo.write(180); //舵机转到180度 delay(500); distance_l = get_distance(); //获取左边的距离 delay(100); myservo.write(0); //舵机转到0度 delay(500); distance_r = get_distance(); //获取右边的距离 delay(100); if (distance_l > distance_r) { //比较距离，如果左边大于右边 turnL(); //向左转 matrix_display(left); //点阵显示向左图案 delay(1000); myservo.write(90);//舵机回到90度 matrix_display(front); //点阵显示前进图案 } else { //否则如果右边大于左边 turnR();//向右转 matrix_display(right); //显示右转图案 delay(1000); myservo.write(90);//舵机回到90度 matrix_display(front); //显示前进图案 } } else { //前方距离小于等于10cm时 advance();//前进 matrix_display(front); //显示前进图案 } blue_val = Serial.read(); if (blue_val == 'S') { //接收到‘S’退出循环，小车停止 avoid_flag = 0; stopp(); } } } void prison() { int prison_flag = 1; while (prison_flag) { L_val = digitalRead(L_pin); //读取左边传感器的值 M_val = digitalRead(M_pin); //读中间传感器的值 R_val = digitalRead(R_pin); //读取右边传感器的值 if ( L_val == 0 && M_val == 0 && R_val == 0 ) { //当没有检测到黑线时前进 advance(); } else { //否则任一巡线传感器检测到黑线就后退再左转 back(); delay(500); turnL(); delay(800); } blue_val = Serial.read(); if (blue_val == 'S') { //接收到‘S’退出循环，小车停止 prison_flag = 0; stopp(); } } } void track() { int track_flag = 1; while (track_flag) { L_val = digitalRead(L_pin); //读取左边传感器的值 M_val = digitalRead(M_pin); //读中间传感器的值 R_val = digitalRead(R_pin); //读取右边传感器的值 if (M_val == 1) { //中间检测到黑线 if (L_val == 1 && R_val == 0) { //如果左边检测到黑线，右边没有，左转 turnL(); } else if (L_val == 0 && R_val == 1) { //否则如果右边检测到黑线，左边没有，右转 turnR(); } else { //否则前进 advance(); } } else { //中间没检测到黑线 if (L_val == 1 && R_val == 0) { //如果左边检测到黑线，右边没有，左转 turnL(); } else if (L_val == 0 && R_val == 1) { //否则如果右边检测到黑线，左边没有，右转 turnR(); } else { //否则停止 stopp(); } } blue_val = Serial.read(); if (blue_val == 'S') { //接收到‘S’退出循环，小车停止 track_flag = 0; stopp(); } } } //这个函数用于点阵屏显示 void matrix_display(unsigned char matrix_value[]) { IIC_start(); //调用数据传输开始条件的函数 IIC_send(0xc0); //选择地址 for (int i = 0; i < 16; i++) //图案数据有16个字节 { IIC_send(matrix_value[i]); //传输图案的数据 } IIC_end(); //结束图案数据传输 IIC_start(); IIC_send(0x8A); //显示控制，选择脉宽为4/16 IIC_end(); } //传输数据开始的条件 void IIC_start() { digitalWrite(SCL_Pin, HIGH); delayMicroseconds(3); digitalWrite(SDA_Pin, HIGH); delayMicroseconds(3); digitalWrite(SDA_Pin, LOW); delayMicroseconds(3); } //传输数据 void IIC_send(unsigned char send_data) { for (char i = 0; i < 8; i++) //每个字节有8位 { digitalWrite(SCL_Pin, LOW); //将时钟引脚SCL_Pin拉低，才可以改变SDA的信号 delayMicroseconds(3); if (send_data & 0x01) //根据字节的每一位是1还是0来设置SDA_Pin的高低电平 { digitalWrite(SDA_Pin, HIGH); } else { digitalWrite(SDA_Pin, LOW); } delayMicroseconds(3); digitalWrite(SCL_Pin, HIGH); //将时钟引脚SCL_Pin拉高，停止数据的传输 delayMicroseconds(3); send_data = send_data >> 1; //一位一位的检测，所以将数据右移一位 } } //数据传输结束的标志 void IIC_end() { digitalWrite(SCL_Pin, LOW); delayMicroseconds(3); digitalWrite(SDA_Pin, LOW); delayMicroseconds(3); digitalWrite(SCL_Pin, HIGH); delayMicroseconds(3); digitalWrite(SDA_Pin, HIGH); delayMicroseconds(3); } ``` ### （5）测试结果： 将驱动扩展板堆叠在UNO Plus板上，上传好代码，按照接线图接线，将拨码开关拨至ON端后，手机APP连接蓝牙成功后，我们就能用手机APP控制智能车运动了。我们可以通过按下对应按钮实现对应功能，通过停止钮来停止功能。 **注意：利用安卓系统手机APP点击，测试语音控制时，不能实现语音控制功能。** ![](media/image3.png)