Arduino
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Arduino是一款便捷灵活、方便上手的开源电子原型平台。包含硬件（各种型号的Arduino板）和软件（Arduino IDE)。由一个欧洲开发团队于2005年冬季开发。其成员包括Massimo Banzi、David Cuartielles、Tom Igoe、Gianluca Martino、David Mellis和Nicholas Zambetti等。
它构建于开放原始码simple I/O介面版，并且具有使用类似Java、C语言的Processing/Wiring开发环境。主要包含两个主要的部分：硬件部分是可以用来做电路连接的Arduino电路板；另外一个则是Arduino IDE，你的计算机中的程序开发环境。你只要在IDE中编写程序代码，将程序上传到Arduino电路板后，程序便会告诉Arduino电路板要做些什么了。
Arduino能通过各种各样的传感器来感知环境，通过控制灯光、马达和其他的装置来反馈、影响环境。板子上的微控制器可以通过Arduino的编程语言来编写程序，编译成二进制文件，烧录进微控制器。对Arduino的编程是通过 Arduino编程语言 (基于 Wiring)和Arduino开发环境(基于 Processing)来实现的。基于Arduino的项目，可以只包含Arduino，也可以包含Arduino和其他一些在PC上运行的软件，他们之间进行通信 (比如 Flash, Processing, MaxMSP)来实现。[1] 

 
外文名
Arduino
创始人
Massimo Banzi
分    类
计算机技术->微型计算机
主控芯片
AVR单片机、ARM芯片
开发环境
Arduino IDE
编程语言
C/C++或汇编语言


目录
1 发展历程
2 平台特点
3 功能
4 硬件组成
▪ 主板
▪ 扩展板
5 版权与付费





发展历程
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Massimo Banzi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， Massimo Banzi跟David Cuartielles讨论了这个问题。 David Cuartielles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David Mellis为电路板设计编程语言。两天以后，David Mellis就写出了程式码。又过了三天，电路板就完工了。Massimo Banzi喜欢去一家名叫di Re Arduino的酒吧，该酒吧是以1000年前意大利国王Arduin的名字命名的。为了纪念这个地方，他将这块电路板命名为Arduino。
随后Banzi、Cuartielles和Mellis把设计图放到了网上。版权法可以监管开源软件，却很难用在硬件上，为了保持设计的开放源码理念，他们决定采用Creative Commons(CC)的授权方式公开硬件设计图。在这样的授权下．任何人都可以生产电路板的复制品，甚至还能重新设计和销售原设计的复制品。人们不需要支付任何费用，甚至不用取得Arduino团队的许可。然而，如果重新发布了引用设计，就必须声明原始Arduino团队的贡献。如果修改了电路板，则最新设计必须使用相同或类似的Creative Commons(CC)的授权方式，以保证新版本的Arduino电路板也会一样是自由和开放的。唯一被保留的只有Arduino这个名字，它被注册成了商标，在没有官方授权的情况下不能使用它。
Arduino发展至今，已经有了多种型号及众多衍生控制器推出。[2] 


平台特点
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跨平台

Arduino IDE可以在Windows、Macintosh OS X、Linux三大主流操作系统上运行，而其他的大多数控制器只能在Windows上开发。

简单清晰

Arduino IDE基于processing IDE开发。对于初学者来说，极易掌握，同时有着足够的灵活性。Arduino语言基于wiring语言开发，是对 avr-gcc库的二次封装，不需要太多的单片机基础、编程基础，简单学习后，你也可以快速的进行开发。

开放性

Arduino的硬件原理图、电路图、IDE软件及核心库文件都是开源的，在开源协议范围内里可以任意修改原始设计及相应代码。

发展迅速

Arduino不仅仅是全球最流行的开源硬件，也是一个优秀的硬件开发平台，更是硬件开发的趋势。Arduino简单的开发方式使得开发者更关注创意与实现，更快的完成自己的项目开发，大大节约了学习的成本，缩短了开发的周期。
因为Arduino的种种优势，越来越多的专业硬件开发者已经或开始使用Arduino来开发他们的项目、产品；越来越多的软件开发者使用Arduino进入硬件、物联网等开发领域；大学里，自动化、软件，甚至艺术专业，也纷纷开展了Arduino相关课程。[3] 


功能
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可以快速使用Arduino与Adobe Flash, Processing, Max/MSP, Pure Data, SuperCollider等软件结合，作出互动作品。 Arduino可以使用现有的电子元件例如开关或者传感器或者其他控制器件、LED、步进马达或其他输出装置。 Arduino也可以独立运行，并与软件进行交互，例如： Macromedia Flash, Processing, Max/MSP, Pure Data, VVVV或其他互动软件。 Arduino的IDE界面基于开放源代码，可以免费下载使用，开发出更多令人惊艳的互动作品。[4-5] 


硬件组成
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主板

Arduino的型号有很多，如


Arduino Uno
Arduino Nano

Arduino Nano

Arduino LilyPad
Arduino Mega 2560
Arduino Ethernet
Arduino Due
Arduino Leonardo
ArduinoYún[6-7] 


扩展板

Arduino的扩展板很多，如
Arduino GSM Shield
Arduino GSM Shield Front

Arduino Ethernet Shield

Arduino Ethernet Shield

Arduino WiFi Shield
Arduino Wireless SD Shield
Arduino USB Host Shield
Arduino Motor Shield
Arduino Wireless Proto Shield
Arduino Proto Shield


版权与付费
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为了保持设计的开放源码理念，因为版权法可以监管开源软件，却很难用在硬件上，Arduino决定采用Creative Commons许可。 Creative Commons（CC）是为保护开放版权行为而出现的类似GPL的一种许可（license）。在Creative Commons许可下，任何人都被允许生产电路板的复制品，还能重新设计，甚至销售原设计的复制品。你不需要付版税，甚至不用取得Arduino团队的许可。然而，如果你重新发布了引用设计，你必须说明原始Arduino团队的贡献。如果你调整或改动了电路板，你的最新设计必须使用相同或类似的 Creative Commons许可，以保证新版本的Arduino电路板也会一样的自由和开放。唯一被保留的只有Arduino这个名字。它被注册成了商标。如果有人想用这个名字卖电路板，那他们必须付一点商标费用给Arduino的核心开发团队成员。[8-11] 

驱动在你的arduino安装文件夹中，如下

Arduino UNO、Arduino 2560、ADK、Leonardo等驱动地址：
arduino\drivers\ 
Arduino Duemilanove驱动地址: 
驱动地址为：arduino\drivers\FTDI USB Drivers

Arduino智能小车——循迹篇
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文章目录
Arduino智能小车——循迹篇
准备材料
黑色电工胶布
循迹模块
模块特色
工作原理
测试代码
代码详解
循迹效果展示

  相信大家都在网上看到过类似下图这样的餐厅服务机器人，或者仓库搬运机器人，但是你们有没有注意到图片中地上的那条黑线？没错，他们都是沿着这条黑线来行进的，在这一篇将教大家怎么用小车实现类似的循迹功能。



准备材料
黑色电工胶布
  黑色胶布用于搭建小车运行的“轨道”，选用黑色宽度18mm左右的即可。



循迹模块
  在此我们使用循迹模块TCRT5000，该模块体积小，灵敏度较高，还可以通过转动上面的电位器来调节检测范围。



模块特色
1、采用TCRT5000红外反射传感器

2、检测距离：1mm~8mm适用，焦点距离为2.5mm

3、比较器输出，信号干净，波形好，驱动能力强，超过15mA。

4、配多圈可调精密电位器调节灵敏度

5、工作电压3.3V-5V

6、输出形式 ：数字开关量输出（0和1）

7、设有固定螺栓孔，方便安装

8、小板PCB尺寸：3.2cm x 1.4cm

9、使用宽电压LM393比较器
工作原理
  TCRT5000传感器的红外发射二极管不断发射红外线，当发射出的红外线没有被反射回来或被反射回来但强度不够大时，光敏三极管一直处于关断状态，此时模块的输出端为低电平，指示二极管一直处于熄灭状态；被检测物体出现在检测范围内时，红外线被反射回来且强度足够大，光敏三极管饱和，此时模块的输出端为高电平，指示二极管被点亮。
  由于黑色具有较强的吸收能力，当循迹模块发射的红外线照射到黑线时，红外线将会被黑线吸收，导致循迹模块上光敏三极管处于关闭状态，此时模块上一个LED熄灭。在没有检测到黑线时，模块上两个LED常量。

##循迹模块安装

  循迹模块的工作一般要求距离待检测的黑线距离1-2cm，因此我建议大家可以将循迹模块向下延伸。我自己是在硬纸板上面打了几个孔，固定循迹模块，每个模块之间可以留1cm左右的距离。传感器在接收到反射不同的距离的时候“AO”引脚电压会不同，是模拟信号，“DO”是数字信号输出。因为在这里我们只用判断是否检测到黑线，因此使用“DO”数字信号即可。按照车头为正方向，从右到左循迹模块的“DO”依次接到开发板“10”、“11”、“12”、“13”引脚。



## 跑道的搭建
  找一块干净的地面，贴上准备好的黑色电工胶布。由于小车自身结构的原因，转弯的时候尽可能增大转弯半径，在跑道尽头如图中那样拉一条黑色横线，用于小车识别终点。




测试代码
#include <Servo.h>

#define STOP      0
#define FORWARD   1
#define BACKWARD  2
#define TURNLEFT  3
#define TURNRIGHT 4

int leftMotor1 = 16;
int leftMotor2 = 17;
int rightMotor1 = 18;
int rightMotor2 = 19;

int trac1 = 10; //从车头方向的最右边开始排序
int trac2 = 11; 
int trac3 = 12; 
int trac4 = 13; 

int leftPWM = 5;
int rightPWM = 6;

Servo myServo;  //舵机

int inputPin=7;   // 定义超声波信号接收接口
int outputPin=8;  // 定义超声波信号发出接口

void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
  //串口初始化
  Serial.begin(9600); 
  //舵机引脚初始化
  myServo.attach(9);
  //测速引脚初始化
  pinMode(leftMotor1, OUTPUT);
  pinMode(leftMotor2, OUTPUT);
  pinMode(rightMotor1, OUTPUT);
  pinMode(rightMotor2, OUTPUT);
  pinMode(leftPWM, OUTPUT);
  pinMode(rightPWM, OUTPUT);
  //寻迹模块D0引脚初始化
  pinMode(trac1, INPUT);
  pinMode(trac2, INPUT);
  pinMode(trac3, INPUT);
  pinMode(trac4, INPUT);
}

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
 
  tracing();
      
  
}
void motorRun(int cmd,int value)
{
  analogWrite(leftPWM, value);  //设置PWM输出，即设置速度
  analogWrite(rightPWM, value);
  switch(cmd){
    case FORWARD:
      Serial.println("FORWARD"); //输出状态
      digitalWrite(leftMotor1, HIGH);
      digitalWrite(leftMotor2, LOW);
      digitalWrite(rightMotor1, HIGH);
      digitalWrite(rightMotor2, LOW);
      break;
     case BACKWARD:
      Serial.println("BACKWARD"); //输出状态
      digitalWrite(leftMotor1, LOW);
      digitalWrite(leftMotor2, HIGH);
      digitalWrite(rightMotor1, LOW);
      digitalWrite(rightMotor2, HIGH);
      break;
     case TURNLEFT:
      Serial.println("TURN  LEFT"); //输出状态
      digitalWrite(leftMotor1, HIGH);
      digitalWrite(leftMotor2, LOW);
      digitalWrite(rightMotor1, LOW);
      digitalWrite(rightMotor2, HIGH);
      break;
     case TURNRIGHT:
      Serial.println("TURN  RIGHT"); //输出状态
      digitalWrite(leftMotor1, LOW);
      digitalWrite(leftMotor2, HIGH);
      digitalWrite(rightMotor1, HIGH);
      digitalWrite(rightMotor2, LOW);
      break;
     default:
      Serial.println("STOP"); //输出状态
      digitalWrite(leftMotor1, LOW);
      digitalWrite(leftMotor2, LOW);
      digitalWrite(rightMotor1, LOW);
      digitalWrite(rightMotor2, LOW);
  }
}
void tracing()
{
  int data[4];
  data[0] = digitalRead(10);
  data[1] = digitalRead(11);
  data[2] = digitalRead(12);
  data[3] = digitalRead(13);

  if(!data[0] && !data[1] && !data[2] && !data[3])  //左右都没有检测到黑线
  {
    motorRun(FORWARD, 200);
  }

  if(data[0] || data[1])  //右边检测到黑线
  {
    motorRun(TURNRIGHT, 150);
  }

  if(data[2] || data[3])  //左边检测到黑线
  {
    motorRun(TURNLEFT, 150);
  }

  if(data[0] && data[3])  //左右都检测到黑线是停止
  {
    motorRun(STOP, 0);
    while(1);
  }
  
  Serial.print(data[0]);
  Serial.print("---");
  Serial.print(data[1]);
  Serial.print("---");
  Serial.print(data[2]);
  Serial.print("---");
  Serial.println(data[3]);
}

代码详解
小车装有4个TCRT5000，从最右边模块开始读入数据，放入data[]数组中
data[0] = digitalRead(10);
data[1] = digitalRead(11);
data[2] = digitalRead(12);
data[3] = digitalRead(13);

4个模块可能存在的检测状态如下，其中“1”表示检测到黑线，“0”代表没有检测到黑线：




data[0]
data[1]
data[2]
data[3]
小车运动状态




1
1
1
1
停止


0
0
1
1
左转


0
0
0
1
左转


0
0
1
0
左转


1
1
0
0
右转


1
0
0
0
右转


0
1
0
0
右转


0
0
0
0
直行


第一种情况，四个模块都没有检测到黑线时，直行：
if(!data[0] && !data[1] && !data[2] && !data[3])  //左右都没有检测到黑线
{
	motorRun(FORWARD, 200);
}

右边任意一个模块检测到黑线时，右转：
if(data[0] || data[1])  //右边检测到黑线
{
  motorRun(TURNRIGHT, 150);
}

左边任意一个模块检测到黑线时，左转：
if(data[2] || data[3])  //左边检测到黑线
{
  motorRun(TURNLEFT, 150);
}

当四个模块都检测到黑线时，说明已经运动到轨道终点，此时停止运动：
if(data[0] && data[3])  //左右都检测到黑线是停止
{
  motorRun(STOP, 0);
  while(1);
}


循迹效果展示
在起点出准备出发



弯道中



识别到终点后停止



欢迎各位有兴趣的朋友加入Q群1：789127261点评、交流

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文章目录
Arduino智能小车——蓝牙小车
蓝牙模块
串口通信
蓝牙模块连接
手机蓝牙助手
蓝牙小车测试
附件

  上一章我们完成了小车的运动控制，虽然小车已经可以运动，但是不能远程遥控，不够高大上。在这一篇，我们将尝试用手机蓝牙遥控小车。
蓝牙模块
  蓝牙（ Bluetooth® ）：是一种无线技术标准，可实现固定设备、移动设备和楼宇个人域网之间的短距离数据交换（使用2.4—2.485GHz的ISM波段的UHF无线电波）。
  我们在此使用的蓝牙模块(HC-05)已经在内部实现了蓝牙协议，不用我们再去自己开发调试协议。这类模块一般都是借助于串口协议通信，因此我们只需借助串口将我们需要发送的数据发送给蓝牙模块，蓝牙模块会自动将数据通过蓝牙协议发送给配对好的蓝牙设备。

    

串口通信
  由于要借助串口实现蓝牙通信功能，所以我们在此要先了解下Arduino的串口通信。
  Arduino UNO开发板上的串口为0->RX，1->TX,在开发板内部也已经配置好了串口的功能，我们只需调用函数借口即可。以下列出串口通信里面常用的函数，并加以简单解释，详细用法可在用到时自行查询。
开启串行通信接口并设置通信波特率
Serial.begin(speed); 

关闭串口通信
Serial.end();    

判断串口缓冲器是否有数据写入
Serial.available();

读取串口数据
Serial.read();    

返回下一字节(字符)输入数据，但不删除它
Serial.peek();   

清空串口缓存
Serial.flush();    

写入字符串数据到串口
Serial.print();    

写入字符串数据+换行到串口
Serial.println(); 

写入二进制数据到串口
Serial.write();     

read时触发的事件函数
Serial.SerialEvent();

读取固定长度的二进制流
Serial.readBytes(buffer,length);

打印接到数据十进制表示的ascii码
Serial.println(incomingByte, DEC);

蓝牙模块连接

    

TX： 接Arduino UNO开发板"RX"引脚

RX：  接Arduino UNO开发板"TX"引脚

GND： 接Arduino UNO开发板"GND"引脚

VCC： 接Arduino UNO开发板"5V"或"3.3V"引脚

    

手机蓝牙助手
  想实现手机蓝牙遥控小车，手机APP是必不可少的，目前网上有很多蓝牙串口助手，省去了我们自己写APP的时间，当然如果朋友你有能力或者想自己DIY的话也可以尝试自己写APP，在这里我推荐大家用这款手机蓝牙助手（百度上搜手机蓝牙串口助手就可以搜到，挺好用的）

    

  如果不想自己去找的话可以到我的百度网盘下载
[点击这里下载](http://pan.baidu.com/s/1pKClRTL)
  下载并安装后打开APP，在这里可能会提示你有新版本请求更新，建议点击以后再说（暂时不更新），以我的经验，一般点击立即更新都会更新失败。

    

  进入主界面，左上角会提示"蓝牙未连接"，这个时候我们可以先对蓝牙助手的界面进行自定义设置。点击右下角的三个点（在我这里是这样的，其他手机可能不同，如果没有这三个点可以试着点击手机的功能键），选择“更多”。

    

  然后选择“地面站设置”进入自定义界面，往下拖动，找到“自定义按键[x]”，在此我们对按键[1][2][3][4][6]进行自定义设置。

    

**  点击自定义按键[1]，将其“显示名称”属性改为“停止”，“点击发送”属性改为“00”，并点击“确定”保存**

    

同理更改其他按键：
点击自定义按键[2]，将其“显示名称”属性改为“前进”，“点击发送”属性改为“01”，并点击“确定”保存

点击自定义按键[4]，将其“显示名称”属性改为“左转”，“点击发送”属性改为“03”，并点击“确定”保存

点击自定义按键[5]，将其“显示名称”属性改为“后退”，“点击发送”属性改为“02”，并点击“确定”保存

点击自定义按键[6]，将其“显示名称”属性改为“右转”，“点击发送”属性改为“04”，并点击“确定”保存
  以上修改的属性值即为我们点击对应按键之后，蓝牙串口助手自动通过蓝牙发送的数据，与上一篇所定义的小车的几个状态一致，这样方便在Arduino在接收到蓝牙模块的数据后对小车的状态进行控制。
#define STOP      0
#define FORWARD   1
#define BACKWARD  2
#define TURNLEFT  3
#define TURNRIGHT 4

修改后属性如下图

    

下面就来看看我们修改的效果吧，点击“模式切换”

    

这时候你就可以看到我们自定义的按键咯，看看修改前后的对比吧。

    
    

  接下来我们将连接蓝牙，仍然点击右下角的三个点，然后点击“连接”

    

  一般没有连接过蓝牙模块的时候“已配对的设备”下面没有可选择的设备名称，因此我们要点击“扫描新设备”来检测我们的蓝牙模块，扫描成功后蓝牙模块的名称将显示在“已配对的设备”一栏中

    

  点击我们的蓝牙模块的名称，输入密码进行配对。配对成功后在蓝牙串口助手的左上角会显示“蓝牙已连接”字样，恭喜你，这时候你已经连接成功。

    

小科普：

  蓝牙模块上电（只简单连接"VCC"和"GND"引脚）之后，其他蓝牙设备即可与其连接，一般蓝牙模块默认初始连接密码为"0000"或"1234"，如果连接不上蓝牙，请尽快与厂商或者店家联系。蓝牙模块上电后LED指示灯不断闪亮，当有设备连接预期连接之后会隔一段闪两下，蓝牙串口助手也会有相应已连接的提示。
##Arduino代码编写

新建一个工程，将下面代码复制到工程内
#define STOP      0
#define FORWARD   1
#define BACKWARD  2
#define TURNLEFT  3
#define TURNRIGHT 4

int leftMotor1 = 4;
int leftMotor2 = 5;
int rightMotor1 = 6;
int rightMotor2 = 7;

void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
  Serial.begin(9600);
  pinMode(leftMotor1, OUTPUT);
  pinMode(leftMotor2, OUTPUT);
  pinMode(rightMotor1, OUTPUT);
  pinMode(rightMotor2, OUTPUT);
}

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
  //usart read
  if(Serial.available()>0)
  {
    char cmd = Serial.read();//读取蓝牙模块发送到串口的数据
  
    Serial.print(cmd);
    motorRun(cmd);
      
  }  
}
void motorRun(int cmd)
{
  switch(cmd){
    case FORWARD:
      Serial.println("FORWARD"); //输出状态
      digitalWrite(leftMotor1, HIGH);
      digitalWrite(leftMotor2, LOW);
      digitalWrite(rightMotor1, HIGH);
      digitalWrite(rightMotor2, LOW);
      break;
     case BACKWARD:
      Serial.println("BACKWARD"); //输出状态
      digitalWrite(leftMotor1, LOW);
      digitalWrite(leftMotor2, HIGH);
      digitalWrite(rightMotor1, LOW);
      digitalWrite(rightMotor2, HIGH);
      break;
     case TURNLEFT:
      Serial.println("TURN  LEFT"); //输出状态
      digitalWrite(leftMotor1, HIGH);
      digitalWrite(leftMotor2, LOW);
      digitalWrite(rightMotor1, LOW);
      digitalWrite(rightMotor2, HIGH);
      break;
     case TURNRIGHT:
      Serial.println("TURN  RIGHT"); //输出状态
      digitalWrite(leftMotor1, LOW);
      digitalWrite(leftMotor2, HIGH);
      digitalWrite(rightMotor1, HIGH);
      digitalWrite(rightMotor2, LOW);
      break;
     default:
      Serial.println("STOP"); //输出状态
      digitalWrite(leftMotor1, LOW);
      digitalWrite(leftMotor2, LOW);
      digitalWrite(rightMotor1, LOW);
      digitalWrite(rightMotor2, LOW);
  }
}

  朋友们大概也发现了，这个代码和上一篇的代码基本上相同，只不过增加了串口的内容。
##代码详解

  串口初始化函数，想要通过串口的库函数对串口进行操作，必须在void set_up()函数中对其进行初始化。
Serial.begin(9600);

  在void loop()函数内，加入了检测串口接收内容的函数，并将接收到的命令输入到 void motorRun(int cmd)函数中控制小车运动。
if(Serial.available()>0)
  {
    char cmd = Serial.read();
  
    Serial.print(cmd);
    motorRun(cmd);
  }  

蓝牙小车测试
  下载程序之后，重新连接蓝牙模块，切换到我们自定义的按键界面，快试试蓝牙遥控小车吧。
附件
安卓手机蓝牙串口点击下载，也可以复制链接 https://download.csdn.net/download/qq_16775293/11165678 到浏览器下载。
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