项目十五 多功能桌面小车#
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。
编程思路：
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。
接线图：
⚠️特别注意：坦克智能车已经组装好了，这里不需要把传感器模块和其他的都拆下来又重新组装和接线，这里再次提供接线图，是为了方便您编写代码！
接线注意：
左、右光敏传感器分别连接到电机驱动扩展板上的G、V、A1；G、V、A2；
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的5V，T（Trig）引脚至数字12(S)，E（Echo）引脚至数字13(S)，Gnd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、D3（S）；
左、右电机分别对应的连接到电机驱动扩展板上的接口A和接口B；
舵机的黄线接数字口D10（S），红线接5V，棕线接G；
LED点阵屏接IIC管脚（G、5V、A4、A5）；
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。
测试代码：
（特别提醒：在上传程序代码前，需要把蓝牙模块取下，否则代码会上传失败。需要上传代码成功后，再连接蓝牙模块。）
/*
迷你履带坦克机器人
课程 15
蓝牙控制多功能智能坦克车
http://www.keyes-robot.com
*/
#include <IRremote.h> //导入红外的库
int RECV_PIN = 3; //定义IO口D3
IRrecv irrecv(RECV_PIN);
decode_results results;//声明一个IRremote库函数独有的变量类型
#include <Servo.h>
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 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
char blue_val;
int IR_val;
int trigPin = 12; //TRIG引脚接D12
int echoPin = 13; //ECHO引脚接D13
int distance, distance_l, distance_r;
int left_light = 0; //定义左边传感器的变量
int right_light = 0; //定义右边传感器的变量
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(MA, OUTPUT); //配置电机引脚为输出模式
pinMode(PWMA, OUTPUT);
pinMode(MB, OUTPUT);
pinMode(PWMB, OUTPUT);
pinMode(trigPin, OUTPUT); //定义TRIG为输出模式
pinMode(echoPin, INPUT); //定义ECHO为输入模式
//设置引脚为输出
pinMode(SCL_Pin, OUTPUT);
pinMode(SDA_Pin, 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(); break; //接收到‘F’前进
case 'B': back(); break; //接收到‘B’后退
case 'L': turnL(); break; //接收到‘L’左旋
case 'R': turnR(); break; //接收到‘R’右旋
case 'S': stopp(); break; //接收到‘S’电机停止转动，功放停止
case 'Y': follow(); break; //接收到‘U’，进入跟随模式
case 'U': avoid(); break; //接收到‘Y’，进入避障模式
case 'X': light_follow(); break; //接收到‘X’，寻光模式
}
}
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(); break; //前进
case 0xFFA857: back(); break; //后退
case 0xFF22DD: turnL(); break; //左转
case 0xFFC23D: turnR(); break; //右转
case 0xFF02FD: stopp(); break; //停止
}
irrecv.resume();// 接收下个数据
}
}
void advance() { //小车前进
matrix_display(front); //显示向前的图案
digitalWrite(MA, HIGH); //电机A逆时针转
analogWrite(PWMA, speeds); //电机A速度为speeds
digitalWrite(MB, HIGH); //电机B顺时针转
analogWrite(PWMB, speeds); //电机B速度为speeds
}
void back() { //小车后退
matrix_display(back01); //显示后退的图案
digitalWrite(MA, LOW); //电机A顺时针转
analogWrite(PWMA, speeds); //电机A速度为speeds
digitalWrite(MB, LOW); //电机B逆时针转
analogWrite(PWMB, speeds); //电机B速度为speeds
}
void turnL() { //小车左转
matrix_display(left); //显示左转的图案
digitalWrite(MA, LOW); //电机A顺时针转
analogWrite(PWMA, speeds); //电机A速度为speeds
digitalWrite(MB, HIGH); //电机B顺时针转
analogWrite(PWMB, speeds); //电机B速度为speeds
}
void turnR() { //小车右转
matrix_display(right); //显示右转的图案
digitalWrite(MA, HIGH); //电机A逆时针转
analogWrite(PWMA, speeds); //电机A速度为speeds
digitalWrite(MB, LOW); //电机B逆时针转
analogWrite(PWMB, speeds); //电机B速度为speeds
}
void stopp() { //小车停止
matrix_display(STOP01); //显示停止的图案
analogWrite(PWMA, 0); //电机A速度为0
analogWrite(PWMB, 0); //电机B速度为0
}
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）
delay(20);
// 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
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
delay(500);
myservo.write(90);//舵机回到90度
delay(100);
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
delay(500);
myservo.write(90);//舵机回到90度
delay(100);
matrix_display(front); //显示前进图案
}
}
else { //前方距离小于等于10cm时
advance();//前进
}
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 light_follow() {
int light_flag = 1;
while (light_flag) {
left_light = analogRead(A1); //左边光敏传感器接A1
right_light = analogRead(A2); //右边光敏传感器接A2
if (left_light > 650 && right_light > 650) { //左右超过650
advance(); //前进
}
else if (left_light > 650 && right_light <= 650) {
turnL(); //左转
}
else if (left_light <= 650 && right_light > 650) {
turnR(); //右转
}
else if (left_light <= 650 && right_light <= 650) {
stopp();//停止
}
blue_val = Serial.read();
if (blue_val == 'S') { //接收到‘S’退出循环，小车停止
light_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);
}
好了，蓝牙多功能控制智能车的程序都已经编写好了，上传程序，实际操作下看看效果。
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。点击一下
按，开启手机重力感应控制，拿起手机从不同的方向移动手机，智能车会自动的移动，再点击一下按钮，退出重力感应控制。