青少年电子设计比赛培训笔记1

电路基础

ipad上讲解

初识图形化编程

Mixly软件使用

软件下载

软件下载：https://pan.baidu.com/s/1s0Xl2JiUeMnvZsb452maqQ#list/path=%2F

需要下载驱动程序和编程软件

软件使用介绍

软件界面：

开发板连接及程序烧录

使用Type-C数据线连接开发板到电脑——选择正确的串口设备——点击初始化固件

软件编程介绍

• 图形化编程（简单易用）

• 代码编程

认识传感器

仿真软件的使用

网址：https://www.tinkercad.com/dashboard

• 账号注册
• 电路设计与仿真

单片机引脚介绍

数字输出/输入引脚

只有两种状态：高电平/低电平

模拟输出/输入引脚

有10位分辨率1024种状态：0~1023

PWM引脚（可跳过）

脉冲宽度调制：通过调节占空比

电子元件介绍

面包板

按键开关

LED灯

蜂鸣器

电机（马达）

红外传感器

灰度传感器（巡线传感器）

超声波传感器

通信协议介绍

• Uart串口通信
• IIC($I^2C$)通信协议
• SPI通信协议

思源智能硬件使用

板载电子元件

彩色LED灯

按钮A、B

蜂鸣器

彩色屏幕

动手实践

1. 使用tinkercad仿真设计电路，使用蜂鸣器演奏“小星星”

2. 使用tinkercad仿真设计电路，实现3个LED灯的跑马灯电路

   使用多个数字引脚输出，让3个LED灯交替亮灭，比如左边的亮，再中间的亮，最后右边的亮（也可以自己设计一些亮灭的规律）

3. 使用tinkercad仿真设计电路，实现呼吸灯的效果（亮暗变化）

   使用模拟引脚输出，让LED灯从暗到亮变化，再从亮到暗变化

4. 使用思源智能硬件，控制板载3个彩色LED灯进行跑马灯演示

5. 使用思源智能硬件，控制板载蜂鸣器演奏两只老虎

   乐谱：

6. 使用思源智能硬件，控制板载屏幕绘制红色五角星

   图示：

   *注：五角星顶角36°

   

比赛内容讲解

板载三色LED控制

*设置生效LED灯才会亮

蜂鸣器控制

串口打印

显示屏控制

屏幕尺寸为：240x240(0~239)

大小：需要设置中字体以上

海龟画图：

海龟初始的方向是向右

海龟只有开始填充和结束填充之后才能填充颜色

电机控制

可以控制电M1、M2电机正转和反转

板载按钮

红外传感器

物联网

网址：https://iot.dfrobot.com.cn/

工作间——点击​加号创建新的设备

代码编程部分：

1. 连接WiFi

2. 创建Easy IoT服务器连接

3. 订阅主题

PID算法

改装

问题1：小车循迹时容易脱轨

解决方案：改装小车为前置驱动，在小车后部安装5路循迹传感器，并在小车后部添加砝码来增大摩擦力。

问题2：循迹程序较复杂，无法在单个函数中实现

解决方案：对线路进行分段处理，将轨迹分成光滑弯道、直角转弯、锐角转弯，然后针对每种情况调试最佳循迹程序

问题3：传感器状态较多不易分析

解决方案：对5路传感器状态使用PID算法来控制两个电机的转动，从而实现小车循迹

拓展知识补充

多进制数

• 二进制

  ex : 0b010101

• 十进制

  ex : 128D

• 十六进制

  ex : 0xff102, ab102H

状态机

对于一个包含多个不同状态的系统，统称为状态机。

可以通过独立分析各个状态来简化对系统的认知

函数封装

将能够复用的一段程序封装成一个函数，通过调用函数（并传入相对应的参数）来简化代码