Tài liệu hướng dẫn lập trình Arduino

Report
LẬP TRÌNH
ARDUINO
ARDUINO
Một chương trình trên Arduino cần
tối thiểu những gì?
Trong một chương trình Arduino,
bạn cần có tối thiểu 2 hàm hệ thống
chính, bắt buộc phải có, không có là
không được. Đó là setup() và loop()
ARDUINO
Một chương trình trên Arduino cần
tối thiểu những gì?
void setup()
{
// toàn bộ đoạn code nằm trong hàm này chỉ được chạy
duy nhất một lần khi chạy chương trình
}
void loop()
{
// lặp lại mãi mãi sau khi chạy xong setup()
}
LED nhấp nháy
Nội dung chính cần nắm
- Tìm hiểu cách để điều khiển một con đèn led nhấp nháy.
Phần cứng
- Arduino UNO R3
- 01 Led
- 01 điện trở 220 ohm
Lắp mạch
- Cực âm Led => GND
- Cực dương Led => điện trở => DIGITAL 13
Lưu ý: Vì đèn Led sử dụng
dòng thấp (<40mA) nên ta
có thể kết nối trực tiếp lên
mạch Arduino
LED nhấp nháy
Mã lập trình và giải thích
Trước tiên, cứ mỗi khi dùng một con LED, chúng ta phải
pinMode OUTPUT chân Digital mà ta sử dụng cho con đèn
LED. Trong ví dụ ngày hôm nay, chúng ta sử dụng chân
LED là chân digital 13. Nên đoạn code sau cần nằm trong
void setup()
void setup()
{
pinMode (13, OUTPUT);
}
LED nhấp nháy
Mã lập trình và giải thích
Để bật một con đèn LED, bạn phải digitalWrite HIGH cho
chân số 13 (chân Digtal được kết nối với con LED). Đoạn
code này nằm trong void loop()
void loop()
{
digitalWrite (13, HIGH);
}
Dòng lệnh trên sẽ cấp một điện thế là 5V vào chân số
Digital 13. Điện thế sẽ đi qua điện trở 220ohm rồi đến đèn
LED. Để tắt một đèn LED, bạn sử dụng hàm LOW.
digitalWrite (13, LOW);
LED nhấp nháy
Mã lập trình và giải thích
Lúc này điện thế tại chân 13 sẽ là 0 V => đèn LED tắt. Và
để thấy được trạng thái bật và tắt của đèn LED bạn phải
dừng chương trình trong một khoảng thời gian đủ lâu để
mắt cảm nhận được. Vì vậy, hàm delay được tạo ra để làm
việc này (Dừng hẳn chương trình bao nhiêu mili giây)!
void loop()
{
digitalWrite (13, HIGH); //bật đèn LED
delay(1000); //Dừng chương trình trong 1s
digitalWrite (13, LOW); // tắt đèn LED
delay(1000); //Dừng chương trình trong 1s
}
Biến (variables)
Nội dung chính cần nắm
- Tìm hiểu cách khai báo biến, cá nhân hóa dòng lệnh.
void setup()
{
pinMode (13, OUTPUT);
}
void loop()
{
digitalWrite (13, HIGH); //bật đèn LED
delay(1000); //Dừng chương trình trong 1s
digitalWrite (13, LOW); // tắt đèn LED
delay(1000); //Dừng chương trình trong 1s
}
Biến (variables)
Mã lập trình và giải thích
- Theo cách lập trình ta thấy mỗi lần sử dụng chân
DIGITAL 13 ta phải gọi số 13. Để cá nhân hóa dòng lệnh
và dễ hiểu ta khai báo một biến thay thế cho số 13.
- Cấu trúc khai báo biến:
[kiểu dữ liệu] [TenBien];
- Khai báo biến tên led kiểu số nguyên và gán giá trị là 13
cho biến led
int led; //khai báo biến tên là led
led = 13; //gán giá trị 13 cho biến led
- Viết rút gọn:
int led = 13; //khai báo biến led và gán giá trị 13
Lưu ý: Tên biến phân biệt chữ hoa, thường. Không dấu,
không khoảng trắng.
Biến (variables)
Các kiểu dữ liệu
- boolean: chỉ nhận một trong hai giá trị true hoặc false
- char: kiểu dữ liệu biểu diễn cho 1 KÝ TỰ
- byte: biểu diễn số nguyên từ 0 đến 255
- int: biểu diễn số nguyên từ -32,768 đến 32,767
- long: biểu diễn số nguyên từ -2,147,483,648 đến
2,147,483,647
- float: biểu diễn số thực từ -3.4028235E+38 đến
3.4028235E+38
- string: biểu diễn kiểu chuỗi ký tự
boolean TrangThai = true;
char KyTu =“A”;
byte A = 255;
int led = 13;
long B = -2147483648;
float C = 3.14;
string D = “Nha Thieu Nhi”;
Biến (variables)
int DenLed = 13; //Khai báo biến DenLed và gán = 13
void setup()
{
pinMode (DenLed, OUTPUT); //thay vì gọi 13 ta gọi
biến DenLed
}
void loop()
{
digitalWrite (DenLed, HIGH); //bật đèn LED
delay(1000); //Dừng chương trình trong 1s
digitalWrite (DenLed, LOW); // tắt đèn LED
delay(1000); //Dừng chương trình trong 1s
}
Hàm (function)
Nội dung chính cần nắm
- Tìm hiểu cách để viết hàm điều khiển riêng, cá nhân hóa
dòng lệnh, rút gọn dòng lệnh.
int DenLed = 13; //Khai báo biến DenLed và gán = 13
void setup()
{
pinMode (DenLed, OUTPUT); //khai báo sử dụng chân 13 kiểu
OUTPUT
}
void loop()
{
digitalWrite (DenLed, HIGH); //bật đèn LED
delay(1000); //Dừng chương trình trong 1s
digitalWrite (DenLed, LOW); // tắt đèn LED
delay(1000); //Dừng chương trình trong 1s
}
Hàm (function)
Mã lập trình và giải thích
- Theo cách lập trình ta thấy mỗi lần muốn điều khiển đèn
Led tắt mở ta phải nhập vào 4 câu lệnh. Để rút gọn và dễ
thao tác ta có thể tách riêng 4 câu lệnh điều khiển Led ra
thành một hàm riêng.
- Cấu trúc hàm không trả về giá trị:
void TenHam()
{
các câu lệnh thực hiện;
}
Lưu ý: Tên hàm phân biệt chữ hoa, thường. Không dấu,
không khoảng trắng.
Hàm (function)
Mã lập trình và giải thích
- Ta sẽ tách 4 dòng lệnh tắt mở đèn led ra thành một hàm
riêng có tên là TatMoLed
void TatMoLed() //hàm không trả về giá trị
{
digitalWrite (DenLed, HIGH); //bật đèn LED
delay(1000); //Dừng chương trình trong 1s
digitalWrite (DenLed, LOW); // tắt đèn LED
delay(1000); //Dừng chương trình trong 1s
}
- Mỗi lần tắt mở Led ta chỉ cần gọi hàm TatMoLed()
void loop ()
{
TatMoLed();
}
Hàm (function)
Mã lập trình và giải thích
int DenLed = 13; //Khai báo biến DenLed và gán = 13
void setup()
{
pinMode (DenLed, OUTPUT); //khai báo sử dụng chân 13 kiểu OUTPUT
}
void loop()
{
TatMoLed();
}
void TatMoLed() //khai báo hàm tên TatMoLed không trả về giá trị
{
digitalWrite (DenLed, HIGH); //bật đèn LED
delay(1000); //Dừng chương trình trong 1s
digitalWrite (DenLed, LOW); // tắt đèn LED
delay(1000); //Dừng chương trình trong 1s
}
Độ sáng LED
Nội dung chính cần nắm
- Tìm hiểu cách sử dụng các chân digital để xuất giá trị
analog và ứng dụng chúng trong việc làm thay đổi độ
sáng của đèn.
Phần cứng
- Arduino UNO R3
- 01 Led
- 01 điện trở 220 ohm
Lắp mạch
- Cực âm Led => GND
- Cực dương Led => điện trở => DIGITAL ~6
Lưu ý: những chân digital có dấu ~ phía trước mới hỗ trợ
xung PWM, bạn nhé!
Độ sáng LED
Mã lập trình và giải thích
- Hàm analogWrite(): là lệnh xuất ra từ một chân trên
mạch Arduino một mức tín hiệu analog (phát xung
PWM). Người ta thường điều khiển mức sáng tối của
đèn LED, tốc độ động cơ DC hay hướng quay của động
cơ servo bằng cách phát xung PWM như thế này.
analogWrite ([chân phát xung PWM], [giá trị xung PWM]);
- Giá trị mức xung PWM nằm trong khoảng từ 0 đến 255,
tương ứng với mức duty cycle từ 0% đến 100%.
Độ sáng LED
Mã lập trình và giải thích
int led = 6; //khai báo biến led và gán giá trị là 6
void setup()
{
pinMode(led, OUTPUT); //khai báo LED ở chân 6
}
void loop()
{
analogWrite (led, 127); //bật đèn LED ở mức 50%
delay(1000); //Dừng chương trình trong 1s
analogWrite (led, 255); // bật đèn LED ở mức 100%
delay(1000); //Dừng chương trình trong 1s
}
Độ sáng LED
Mã lập trình và giải thích
- Thay vì điều khiển độ sáng LED thì ta có thể điều khiển
tốc độ động cơ với cách lập trình tương tự.
- Điều khiển tốc độ động cơ chỉ sử dụng những chân
digital có dấu ~ phía trước
- Không được kết nối động cơ trực tiếp với mạch Arduino
mà phải kết nối thông qua mạch công suất động cơ.
Cảm biến
Nội dung chính cần nắm
- Tìm hiểu cách sử dụng các loại cảm biến để lấy giá trị
digital (hoặc analog) và ứng dụng chúng trong việc tắt
mở đèn LED...
Phần cứng
- Arduino UNO R3
- 01 Led
- 01 điện trở 220 ohm
- Cảm biến: vật cản, âm thanh, ánh sáng, độ ẩm, mưa...
Cảm biến
Lắp mạch
- Cực âm Led => GND
- Cực dương Led => điện trở => DIGITAL ~6
- Cảm biến
- VCC => cực dương 5v
- GND => cực âm 5v
- A0 => cổng Analog trên mạch Arduino => A0
- D0 => cổng Digital trên mạch Arduino => DIGITAL 2
Tín hiệu Digital: mang giá trị LOW hoặc HIGH
Tín hiệu Analog: mang giá trị từ 0 đến 1023
Cảm biến
Mã lập trình và giải thích
int led = 6; //khai báo biến led thay cho số PIN 6
int cambienA = A0; //chân Analog kết nối cảm biến
int cambienD = 2; //chân Digital kết nối cảm biến
void setup()
{
pinMode(led, OUTPUT);
pinMode(cambienA, INPUT);
pinMode(cambienD, INPUT);
}
Vì ta đọc dữ liệu từ cảm biến vào mạch Arduino
nên phải khai báo dạng INPUT
Cảm biến
Mã lập trình và giải thích
void loop()
{
if (digitalRead(cambienD) == HIGH) { //nếu có tín hiệu
digitalWrite (led, HIGH); //bật đèn LED
}
else { //không có tín hiệu => LOW
digitalWrite (led, LOW); //tắt đèn LED
}
if (analogRead(cambienA) <= 512) { //nếu giá trị <= 512
digitalWrite (led, HIGH); //bật đèn LED
}
else { //giá trị >512
digitalWrite (led, LOW); //tắt đèn LED
}
}
Cảm biến
Mã lập trình và giải thích
- Cấu trúc hàm if (điều kiện)
if ([biểu thức 1] [toán tử so sánh] [biểu thức 2])
{
các câu lệnh thực hiện khi điều kiện đúng;
}
else
{
các câu lệnh thực hiện khi điều kiện sai;
}
- Toán tử so sánh:
- Bằng: ==
- Không bằng: !=
- Nhỏ hơn: <
- Lớn hơn: >
-
Nhỏ hơn hoặc bằng: <=
Lớn hơn hoặc bằng >=
Và: &&
Hoặc: ||
Cảm biến
Mã lập trình và giải thích
if (digitalRead(cambienD) == HIGH)
{ //nếu điều kiện đúng => HIGH
digitalWrite (led, HIGH); //bật đèn LED
}
else
{ //điều kiện sai => LOW
digitalWrite (led, LOW); //tắt đèn LED
}
if (analogRead(cambienA) <= 512)
{ //nếu điều kiện đúng => giá trị <= 512
digitalWrite (led, HIGH); //bật đèn LED
}
else { //điều kiện sai => giá trị >512
digitalWrite (led, LOW); //tắt đèn LED
}
Động cơ DC
Nội dung chính cần nắm
- Tìm hiểu cách sử dụng và điều khiển tốc độ động cơ.
Phần cứng
- Arduino UNO R3
- 01 mạch công suất động cơ L298
- 02 động cơ DC
Động cơ DC
Lắp mạch
- Nối động cơ DC vào các chân OUT A, B, C, D trên mạch
công suất L298.
- Cấp nguồn dương 12v vào chân VCC, cực âm vào chân
GND vào mạch công suất L298.
- Nối chân INA, INB, INC, IND tương ứng vào các chân
DIGITAL 2, 3, 4, 5 trên mạch Arduino để điều khiển chiều
quay động cơ.
- Nối chân ENA, ENB tương ứng vào các chân DIGITAL
~9, ~10 trên mạch Arduino để điều khiển tốc độ.
Động cơ DC
Mã lập trình và giải thích
int INA = 2; //khai báo chân quản lý chân INA - motor 1
int INB = 3; //khai báo chân quản lý chân INB - motor 1
int INC = 4; //khai báo chân quản lý chân INC - motor 2
int IND = 5; //khai báo chân quản lý chân IND - motor 2
int ENA = 9; //chân PWM điều khiển tốc độ motor 1
int ENB = 10; //chân PWM điều khiển tốc độ motor 2
void setup() {
pinMode(INA, OUTPUT);
pinMode(INB, OUTPUT);
pinMode(INC, OUTPUT);
pinMode(IND, OUTPUT);
pinMode(ENA, OUTPUT);
pinMode(ENB, OUTPUT);
}
Động cơ DC
Mã lập trình và giải thích
void Tien()
{
analogWrite(ENA, 127); //điều khiển tốc độ motor 1
analogWrite(ENB, 127); //điều khiển tốc độ motor 2
digitalWrite(INA, HIGH); //điều khiển chiều quay motor 1
digitalWrite(INB, LOW); //điều khiển chiều quay motor 1
digitalWrite(INC, HIGH); //điều khiển chiều quay motor 2
digitalWrite(IND, LOW); //điều khiển chiều quay motor 2
}
Lưu ý: Giá trị tốc độ động cơ từ 0 đến 255.
Động cơ DC
Mã lập trình và giải thích
void Lui()
{
analogWrite(ENA, 127); //điều khiển tốc độ motor 1
analogWrite(ENB, 127); //điều khiển tốc độ motor 2
digitalWrite(INA, LOW); //điều khiển chiều quay motor 1
digitalWrite(INB, HIGH); //điều khiển chiều quay motor 1
digitalWrite(INC, LOW); //điều khiển chiều quay motor 2
digitalWrite(IND, HIGH); //điều khiển chiều quay motor 2
}
Lưu ý: Giá trị tốc độ động cơ từ 0 đến 255.
Động cơ DC
Mã lập trình và giải thích
void Trai()
{
analogWrite(ENA, 0); //điều khiển tốc độ motor 1
analogWrite(ENB, 255); //điều khiển tốc độ motor 2
digitalWrite(INA, HIGH); //điều khiển chiều quay motor 1
digitalWrite(INB, LOW); //điều khiển chiều quay motor 1
digitalWrite(INC, HIGH); //điều khiển chiều quay motor 2
digitalWrite(IND, LOW); //điều khiển chiều quay motor 2
}
Lưu ý: Giá trị tốc độ động cơ từ 0 đến 255.
Động cơ DC
Mã lập trình và giải thích
void Phai()
{
analogWrite(ENA, 255); //điều khiển tốc độ motor 1
analogWrite(ENB, 0); //điều khiển tốc độ motor 2
digitalWrite(INA, HIGH); //điều khiển chiều quay motor 1
digitalWrite(INB, LOW); //điều khiển chiều quay motor 1
digitalWrite(INC, HIGH); //điều khiển chiều quay motor 2
digitalWrite(IND, LOW); //điều khiển chiều quay motor 2
}
Lưu ý: Giá trị tốc độ động cơ từ 0 đến 255.
Độ sáng LED
Mã lập trình và giải thích
int dosang = 0; //khai báo biến quản lý độ sáng đèn LED
int giatri = 5;
void loop() {
analogWrite(led, dosang); //xuất giá trị độ sáng đèn LED
dosang = dosang + giatri; // thay đổi giá trị sáng lên 5
if (dosang == 0 || dosang == 255) {
giatri = -giatri ; //đảo ngược biến giá trị từ 5 thành -5
}
delay(30); //đợi 30 mili giây
}

similar documents