Arduino 機器人制作、編程與競賽（中級）簡(jiǎn)介，目錄書(shū)摘

本書(shū)以教娛機器人的制作應用和競賽機器人的制作競賽為目標，結合硬件模塊和軟件編程，循序漸進(jìn)地講解每個(gè)模塊所需專(zhuān)業(yè)知識和技術(shù)，然后將這些知識和技術(shù)應用到產(chǎn)品制作和開(kāi)發(fā)中。本書(shū)第1章介紹了Arduino的基礎知識，以方便一些基礎比較薄弱的讀者跳過(guò)入門(mén)教程直接學(xué)習中級教程。接著(zhù)介紹循線(xiàn)音樂(lè )機器人的制作，重點(diǎn)講解如何將一首曲子轉換成電子音樂(lè )數據，然后如何制作播放器，并將播放器與循線(xiàn)程序結合，讓機器人達到邊循線(xiàn)邊播放音樂(lè )的效果，而且做到完美集成。第3章介紹超聲避障機器人的制作，重點(diǎn)是超聲波傳感器的距離測量和Arduino脈沖時(shí)間測量函數的應用，并講解智能電子產(chǎn)品設計中要注意的容錯問(wèn)題，然后完成一個(gè)超聲避障漫游機器人的制作。第4章講解超聲跟隨機器人的設計和制作，重點(diǎn)引入P控制器的算法和編程，講解閉環(huán)控制的概念和編程實(shí)現方法，最后制作出一個(gè)反應靈敏的跟隨機器人。第5章介紹紅外遙控機器人的制作，重點(diǎn)講解紅外遙控編碼和解碼，了解紅外編碼協(xié)議和解碼程序的編寫(xiě)方法，最后制作出一個(gè)紅外遙控機器人。第6章將前5章的功能集成，制作出一個(gè)由紅外遙控器控制的具備四種工作模式的教娛機器人產(chǎn)品，重點(diǎn)講解如何利用Arduino的中斷功能將各個(gè)功能模塊完美集成到一起，同時(shí)結合產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程，按照構思、設計、實(shí)現和操作四個(gè)步驟來(lái)講解具體產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)流程。第7章結合紅外測距傳感器的應用，講解AD接口模擬量和數字量的概念和模數轉換技術(shù)，并將其應用到紅外測距傳感器，制作紅外云臺漫游機器人。第8、9和10章結合中國教育機器人大賽項目，在原有教娛機器人基礎上進(jìn)行改造和拓展，制作智能搬運、擂臺和滅火機器人。重點(diǎn)介紹競賽規則，競賽策略的編程和完整競賽程序的設計和實(shí)現。

秦志強，男，華中科技大學(xué)與香港科技大學(xué)聯(lián)合培養博士，上海交通大學(xué)博士后，高級工程師，鷗鵬機器人、中科樂(lè )活動(dòng)中心創(chuàng )始人，中國教育機器人大賽策劃人，著(zhù)名的教育專(zhuān)家，長(cháng)期從事教育機器人的教育和研究工作，著(zhù)作豐富，其中有多部獲評十二五國家規劃教材。

目 錄
第 1章　為什么要制作OpenBot …………………………………………………… 001
1．1 OpenBot 是什么？ ……………………………………………………………… 001
1．2 認識 OpenBot 2E的控制器Arduino QTSTEAM ……………………………… 002
1．3 組裝一輛標準的 OpenBot 2E …………………………………………………… 005
1．4 測試組裝好的 OpenBot 2E機器人 …………………………………………… 005
1．5 OpenBot 2E 演示軟件的設計 …………………………………………………… 008
1．6 OpenBot 2E 的拓展和競賽 ……………………………………………………… 008
第 2章　OpenBot 2E循線(xiàn)音樂(lè )程序設計 ………………………………………… 009
2．1 循線(xiàn)程序設計 …………………………………………………………………… 009
2．2 音樂(lè )播放程序設計 ……………………………………………………………… 017
2．3 循線(xiàn)音樂(lè )播放程序綜合設計 …………………………………………………… 031
第 3章　OpenBot 2E超聲避障程序設計 ………………………………………… 039
3．1 超聲波傳感器測量距離 ………………………………………………………… 040
3．2 超聲波測距避障程序設計 ……………………………………………………… 042
3．3 超聲波測距掃描與高級導航程序設計 ………………………………………… 045
第 4章　OpenBot 2E超聲跟隨程序設計 ………………………………………… 049
4．1 簡(jiǎn)易跟隨程序設計 ……………………………………………………………… 050
4．2 高級跟隨程序設計 ……………………………………………………………… 052
第 5章　OpenBot 2E紅外遙控程序設計 ………………………………………… 055
5．1 迷你紅外遙控器 ………………………………………………………………… 055
5．2 紅外編碼基礎 …………………………………………………………………… 056
5．3 紅外遙控解碼程序設計 ………………………………………………………… 060
5．4 紅外遙控程序的測試和調試 …………………………………………………… 072
5．5 紅外遙控機器人 ………………………………………………………………… 072
第 6章　OpenBot 2E綜合演示程序 ……………………………………………… 075
6．1 綜合演示程序構思――產(chǎn)品開(kāi)發(fā)需求 ………………………………………… 075
6．2 綜合演示程序設計 ……………………………………………………………… 076
6．3 綜合演示程序實(shí)現 ……………………………………………………………… 084
6．4 綜合演示程序的操作競賽和改進(jìn) ……………………………………………… 109
第 7章　OpenBot 2E拓展：紅外測距導航 ……………………………………… 113
7．1 紅外測距傳感器的拓展安裝 …………………………………………………… 114
7．2 紅外測距程序實(shí)現 ……………………………………………………………… 117
7．3 雙紅外測距導航程序設計 ……………………………………………………… 121
7．4 紅外測距云臺安裝和測試 ……………………………………………………… 122
7．5 紅外測距云臺導航機器人 ……………………………………………………… 128
第 8章　人機擂臺機器人大戰 ……………………………………………………… 137
8．1 人機擂臺機器人競賽規程 ……………………………………………………… 137
8．2 紅外搜索擂臺機器人的制作和編程 …………………………………………… 141
8．3 超聲波搜索擂臺機器人的制作和編程 ………………………………………… 143
8．4 遙控擂臺機器人的制作和編程 ………………………………………………… 143
8．5 人機大戰 ………………………………………………………………………… 144
第 9章　機器人搬運競賽 …………………………………………………………… 145
9．1 搬運競賽規程 …………………………………………………………………… 145
9．2 智能搬運機器人傳感器的選型安裝和程序調試 ……………………………… 145
9．3 智能搬運小車(chē)程序的整合設計 ………………………………………………… 152
第 10章　滅火機器人制作與競賽 …………………………………………………… 179
10．1 機器人滅火競賽規則 ………………………………………………………… 179
10．2 滅火機器人傳感器選型和安裝 ……………………………………………… 181
10．3 編寫(xiě)尋找火源和滅火程序 …………………………………………………… 184
10．4 迷宮導航程序設計 …………………………………………………………… 187
10．5 迷宮導航和滅火程序的整合設計 …………………………………………… 189
附錄 A　本書(shū)用到的套件和器材 …………………………………………………… 209
A．1 OpenBot 2E 套件零配件清單 …………………………………………………… 209
A．2 OpenBot 2E 組裝分解圖 ………………………………………………………… 210
A．3 紅外測距傳感器拓展包 ………………………………………………………… 213
A．4 智能搬運機器人拓展包 ………………………………………………………… 213
A．5 擂臺機器人套件 ………………………………………………………………… 214
A．6 滅火機器人拓展包 ……………………………………………………………… 215
附錄 B　Arduino的基本函數 ………………………………………………………… 216
B．1 數字 I/O接口的操作函數 ……………………………………………………… 216
B．2 模擬 I/O接口的操作函數 ……………………………………………………… 216
B．3 高級 I/O接口函數 ……………………………………………………………… 217
B．4 時(shí)間函數 ………………………………………………………………………… 218
B．5 中斷函數 ………………………………………………………………………… 219
B．6 串口通信函數 …………………………………………………………………… 219
附錄 C　中國教育機器人大賽介紹 ………………………………………………… 221