机器人控制器编程实践指导书旧版-实践八 机器人综合设计

适用于UNO/2560/DUE/ESP8266/ESP32，2021年之前使用版本。

8.1 实践目的

• 综合运用Arduino[ESP32]单片机编程技术和机器人相关硬件单元设计具有特殊功能的机器人。

8.2 实践设备

• PC机一台
• Arduino[ESP32]开发板及配件等
• 万用表和示波器等

8.3 实践原理

• 初级：无
• 中级：

观察示意图，需理解各模块作用。

示意图

模型图

• 高级（ROS选修）：

使用ROS实现蓝牙小车遥控。

8.4 实践内容

阅读8.3中示意图、原理图和代码，在Arduino[ESP32]平台上完成实践。

8.5 实践问题

手机蓝牙遥控与电脑蓝牙遥控最大差异在哪里？

蓝牙是无线数据和语音传输的开放式标准，它将各种通信设备、计算机及其终端设备、各种数字数据系统、甚至家用电器采用无线方式联接起来。它的传输距离为10cm～10m，如果增加功率或是加上某些外设便可达到100m的传输距离。它采用2.4GHz ISM频段和调频、跳频技术，使用权向纠错编码、ARQ、TDD和基带协议。TDMA每时隙为0.625μs，基带符合速率为1Mb/s。蓝牙支持64kb/s实时语音传输和数据传输，语音编码为CVSD，发射功率分别为1mW、2.5mW和100mW，并使用全球统一的48比特的设备识别码。由于蓝牙采用无线接口来代替有线电缆连接，具有很强的移植性，并且适用于多种场合，加上该技术功耗低、对人体危害小，而且应用简单、容易实现，所以易于推广。

　　电脑主板与手机的蓝牙使用的是相兼容的协议，在10米范围内可以互相通信。

8.6 实践总结

回顾本次实践，遇到哪些问题，如何解决，经验和启发有哪些？

Verp PID控制

if (simK3.getLineSensor(k3Handle,0)>0.5) then

    velLeft=maxVel         -- left sensor intensity > 0.5

else

    velLeft=maxVel*0.5    -- left sensor intensity <= 0.5

end

if (simK3.getLineSensor(k3Handle,1)>0.5) then

    velRight=maxVel        -- right sensor intensity > 0.5

else

    velRight=maxVel*0.5    -- right sensor intensity <= 0.5

End

velLeft=1.74*maxVel*simK3.getLineSensor(k3Handle,0)

velRight=1.74*maxVel*simK3.getLineSensor(k3Handle,1)

Arduino Uno 是整个 Arduino 家族当中使用最为广泛、文档最为齐全的一款硬件产品，基于 Microchip 微芯公司的 8 位 AVR 单片机 ATmega328P，工作电压为5V，采用16MHz的无源谐振器，并拥有32 KB的 Flash 存储器（其中0.5KB用于Bootloader程序），以及2KB的 SRAM 和1KB的 EEPROM。

Arduino Mega 2560开发板基于ATmega2560微控制器，与 Uno 上采用的 ATmega328P 同属 8 位 AVR 微控制器，其工作电压同为5V，采用的时钟频率为16MHz，拥有256KB容量的 Flash 存储器（其中8KB用于 Bootloader），8KB大小的 SRAM，4KB容量的 EEPROM。

Arduino Due 开发板基于 Atmel SAM3X8E ARM Cortex-M3 CPU 微控制器，工作电压为3.3V，采用的时钟晶振频率为84 MHz，拥有512KB的 Flash 存储器，以及96KB的 SRAM（分为64KB和32KB两个Bank）。作为第一款基于 32 位 ARM 内核微控制器的 Arduino 开发板，板载 54 个数字输入/输出引脚（其中 12 个可用于 PWM 输出），12 个模拟输出，4 个硬件串行接口，其引脚分布基本与 Arduino Mega 2560 保持一致。

Wemos D1是一款基于上海乐鑫科技的 WIFI 芯片 ESP8266 的仿 Arduino Uno 开发板，通过Arduino core for ESP8266 WiFi chip 开源项目为 Arduino 环境提供了对 ESP8266 芯片的支持。
特性：

基于ESP-8266EX

Arduino兼容，使用Arduino IDE编程

• 11 x I\O引脚
• 1 x ADC引脚（输入范围0~3.3V）
• 板载5V 1A开关电源（高输入电压24V）