Arduino編程

一、74HC595實(shí)驗(yàn)

74HC595簡單說來就是具有8 位移位寄存器和一個(gè)存儲(chǔ)器，以及三態(tài)輸出功能。 這里我們用它來控制8 個(gè)LED 小燈。我們?yōu)槭裁匆?4HC595 來控制小燈呢？一定有很多朋友會(huì)問這個(gè)問題。另外，要是單純用Arduino 控制8 個(gè)小燈的話要占用多少個(gè)I/O 呢？答案是8個(gè)，但是我們的Arduino 168 有幾個(gè)I/O 口呢？加上模擬接口也就20個(gè)吧，這8 個(gè)小燈占用了太多的資源了，我們用74HC595 的目的就是減少I/O 口的使用數(shù)量，用3 個(gè)數(shù)字I/O口控制8 個(gè)LED 小燈豈不美哉。下面是我們要準(zhǔn)備的元器件：

二、舵機(jī)控制實(shí)驗(yàn)

舵機(jī)是一種位置伺服的驅(qū)動(dòng)器，主要是由外殼、電路板、無核心馬達(dá)、齒輪與位置檢測器所構(gòu)成（圖3）。其工作原理是由接收機(jī)或者單片機(jī)發(fā)出信號(hào)給舵機(jī)，其內(nèi)部有一個(gè)基準(zhǔn)電路，產(chǎn)生周期為20ms、寬度為1.5ms 的基準(zhǔn)信號(hào)，將獲得的直流偏置電壓與電位器的電壓比較，獲得電壓差輸出。經(jīng)由電路板上的IC 判斷轉(zhuǎn)動(dòng)方向，再驅(qū)動(dòng)無核心馬達(dá)開始轉(zhuǎn)動(dòng)，透過減速齒輪將動(dòng)力傳至擺臂，同時(shí)由位置檢測器送回信號(hào)，判斷是否已經(jīng)到達(dá)定位。適用于那些需要角度不斷變化并可以保持的控制系統(tǒng)。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速一定時(shí)，通過級(jí)聯(lián)減速齒輪帶動(dòng)電位器旋轉(zhuǎn)，使得電壓差為0，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。一般舵機(jī)旋轉(zhuǎn)的角度范圍是0 度到180 度。

舵機(jī)有很多規(guī)格，但所有的舵機(jī)都有外接三根線，分別用棕、紅、橙三種顏色進(jìn)行區(qū)分，由于舵機(jī)品牌不同，顏色也會(huì)有所差異，棕色為接地線，紅色為電源正極線（+5V），橙色為信號(hào)線（圖4）。

舵機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)的角度是通過調(diào)節(jié)PWM（脈沖寬度調(diào)制）信號(hào)的占空比來實(shí)現(xiàn)的，標(biāo)準(zhǔn)PWM信號(hào)的周期固定為20ms（50Hz），理論上脈寬分布應(yīng)在1ms到2ms 之間，但是，事實(shí)上脈寬可在0.5ms 到2.5ms 之間，脈寬和舵機(jī)的轉(zhuǎn)角0°～180°相對應(yīng)。有一點(diǎn)值得注意的地方，由于舵機(jī)牌子不同，對于同一信號(hào)，不同牌子的舵機(jī)旋轉(zhuǎn)的角度也會(huì)有所不同（圖5）。

了解了基礎(chǔ)知識(shí)以后我們就可以來學(xué)習(xí)控制一個(gè)舵機(jī)了，本實(shí)驗(yàn)所需要的元器件很少，只需要舵機(jī)一個(gè)、跳線一扎就可以了。

RB-412 舵機(jī)*1

面包板跳線*1 扎

用Arduino 控制舵機(jī)的方法有兩種，第一種是通過Arduino 的普通數(shù)字傳感器接口產(chǎn)生占空比不同的方波，模擬產(chǎn)生PWM 信號(hào)進(jìn)行舵機(jī)定位，第二種是直接利用Arduino 自帶的Servo 函數(shù)進(jìn)行舵機(jī)的控制，這種控制方法的優(yōu)點(diǎn)在于程序編寫，缺點(diǎn)是只能控制2 路舵機(jī)，因?yàn)锳rduino 自帶函數(shù)只能利用數(shù)字9、10 接口。Arduino 的驅(qū)動(dòng)能力有限，所以當(dāng)需要控制1 個(gè)以上的舵機(jī)時(shí)需要外接電源。

方法1：

將舵機(jī)接數(shù)字 9 接口上（圖6），編寫一個(gè)程序讓舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)到用戶輸入數(shù)字所對應(yīng)的角度數(shù)的位置，并將角度打印顯示到屏幕上。