Using the Arduino platform in robotic development (201,00 руб.)

Стр.3

Стр.4

Стр.5

УДК 811.1(075.8) ББК 81.2 Англ-92 К906 Печатается по решению кафедры электротехники и мехатроники Института радиотехнических систем и управления Южного федерального университета (протокол № 7 от 13 апреля 2022 г.) Рецензенты: старший разработчик ООО «Люксофт Профешнл» (г. Санкт-Петербург), кандидат технических наук В. А. Крухмалев профессор кафедры систем автоматического управления Института радиотехнических систем и управления Южного федерального университета, доктор технических наук, профессор А. Р. Гайдук Кульченко, A. E. К906 Using the Arduino platform in robotic development : учебное пособие / А. Е. Кульченко, М. Ю. Медведев ; Южный федеральный университет. – Ростов-на-Дону ; Таганрог : Издательство Южного федерального университета, 2022. – 134 с. ISBN 978-5-9275-4254-3 Учебное пособие содержит полное и систематизированное изложение материала, включенного в учебную программу курсов: "Разработка микроконтроллерных устройств на базе Arduino", "Компьютерное управление исполнительными механизмами", "Проект 3-го курса". Адресовано студентам, обучающимся по программам бакалавриата и магистратуры по специальностям "Мехатроника и робототехника" и "Электроэнергетика" Института радиотехнических систем и управления Южного федерального университета. Пособие включает в себя введение в микроконтроллеры и их применение, основы использования этих устройств, начальные этапы работы с платами микроконтроллеров, инструменты моделирования. Предназначено для начинающих в этой области, в дополнение к курсам, перечисленным выше. Включает упражнения и варианты для индивидуальных заданий. УДК 811.1(075.8) ББК 81.2 Англ-92 ISBN 978-5-9275-4254-3 © Южный федеральный университет, 2022 © Кульченко А. Е., Медведев М. Ю., 2022 © Оформление. Макет. Издательство Южного федерального университета, 2022

Стр.3

CONTENT CHAPTER 1. INTRODUCTION ....................................................................... 5 1.1. The microcontroller ..................................................................................... 5 1.2. Microcontrollers vs microprocessors ........................................................... 6 1.3. How do microcontrollers work? .................................................................. 6 1.4. What does a microcontroller consist of ? ..................................................... 7 1.5. Microcontroller features .............................................................................. 9 1.6. Types of microcontrollers .......................................................................... 10 1.7. Applications for microcontrollers .............................................................. 11 1.8. Selecting a microcontroller for a project .................................................... 13 1.9. Programming languages ............................................................................ 13 1.10. Developer Hardware ................................................................................ 14 1.11. ARDUINO Platform ................................................................................ 15 1.12. Performance of the Arduino platform ...................................................... 20 CHAPTER 2. GETTING STARTED WITH ARDUINO ................................. 22 2.1. The device of a typical Arduino board ....................................................... 22 2.2. Running the example program on Arduino ................................................ 23 2.3. Installing libraries using the Package Manager .......................................... 25 2.4. Program structure ...................................................................................... 27 CHAPTER 3. SYNTAX ................................................................................... 29 3.1. Data types and keywords ........................................................................... 29 3.2. Scope and constants ................................................................................... 32 3.3. Operators ................................................................................................... 33 3.4. Conditional operators ................................................................................ 34 3.5. Increment and commenting ....................................................................... 37 3.6. Conditional operators ................................................................................ 39 3.7. Logical operators ....................................................................................... 44 3.8. Logical operator NOT (!)........................................................................... 47 3.9. Ternary conditional operator ..................................................................... 48 3.10. Conditional switch and break statements ................................................. 49 3.11. One – dimensional arrays ........................................................................ 51 3

Стр.4

Content 3.12. Structures ................................................................................................. 55 3.13. Pointers .................................................................................................... 58 3.14. A Class..................................................................................................... 62 CHAPTER 4. SIMULATION ........................................................................... 66 4.1. Online Arduino Tinkercad Emulator .......................................................... 66 4.2. Alternative emulator – Wokwi ................................................................... 70 CHAPTER 5. PERIPHERY .............................................................................. 76 5.1. Analog input .............................................................................................. 76 5.2. Analog output ............................................................................................ 84 5.3. Digital inputs/outputs ................................................................................. 86 5.4. I2C Interface .............................................................................................. 91 5.5. SPI Interface .............................................................................................. 96 CHAPTER 6. LIBRARIES ............................................................................. 103 6.1. Arduino Standard Libraries ...................................................................... 103 6.2. Arduino EEPROM ................................................................................... 103 6.3. Arduino FIRMATA ................................................................................. 105 6.4. Arduino SERVO ...................................................................................... 106 6.5. Arduino SoftwareSerial ............................................................................ 108 6.6. Arduino IRremote .................................................................................... 109 CHAPTER 7. DATA VISUALIZATION ON A PC ....................................... 116 7.1. Plotter in Arduino IDE ............................................................................. 116 7.2. Data visualization using Processing IDE .................................................. 117 7.3. Data visualization using Qt for Python ..................................................... 123 CHAPTER 8. PRACTICAL TRAINING........................................................ 125 8.1. Task 1 ...................................................................................................... 125 8.2. Task 2 ...................................................................................................... 126 8.3. Task 3 ...................................................................................................... 129 8.4. Task 4 ...................................................................................................... 131 BIBLIOGRAPHY........................................................................................... 133

Стр.5