title: 生产实习
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translate_title: production-practice
subtitle: Production Practice
date: 2020-06-29 21:00:00
updated: 2020-06-29 21:00:00

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超声波及温度传感摇摆风扇

所用元件：

UNO R3开发板 ×1

大面包板 ×1

舵机 ×1

舵机支架 ×1

电位器 ×1

1k电阻 ×1

USB数据线 ×1

小风扇 ×1

摇头风扇支架组件 ×1

ULN2003AN驱动芯片 ×1

三色LED ×1

鳄鱼夹 ×2

面包线 若干

开发环境：Arduino IDE,Mind+

预期要求：

通过超声波测距和温度传感控制舵机是否旋转，当距离小于30cm或温度大于30℃时在设定的角度之间来回旋转；通过电位器控制电机，小风扇旋转的快慢。

大致设计思路：

具体实现源代码：
  1. //引入库文件
  2. \#include <Servo.h>//舵机库，之间要有空格，否则编译时会报错。
  3. \#include <Wire.h> //是I2C通讯的，Arduino和I2C设备通讯使用的(SCLK DIN RCLK) 
  4. //以下为函数声明
  5. void zhuan();
  6. void buzhuan();
  7. void chaoshengbo();
  8. void wendu();
  9. //以下为变量声明及初始声明
  10. Servo myservo;//定义舵机变量名
  11. unsigned char jiao;
  12. const int P=A0;//电位器输入引脚
  13. const int U=8;
  14. int sensorValue=0;//电位器电压值
  15. int outputValue=0;
  16. // 设定SR04连接的Arduino引脚
  17. const int TrigPin = 10;
  18. const int EchoPin = 11;
  19. unsigned long distance;
  20. int temp;//温度
  21. int tol;//校对码
  22. int j;
  23. unsigned int loopCnt;
  24. int chr[40] = {0};//创建数字数组，用来存放40个bit
  25. unsigned long time;
  26. \#define pin 2
  27. //以下为主函数部分
  28. void setup() //初始设定
  29. {
  30.  myservo.attach(9);//定义舵机接口
  31.  Serial.begin(9600);//设定波特率为9600 
  32.  pinMode(TrigPin, OUTPUT);// 要检测引脚上输入的脉冲宽度，需要先设置为输入状态
  33.  pinMode(EchoPin, INPUT);
  34.  Serial.println("Ultrasonic sensor:");
  35.  buzhuan();
  36.  chaoshengbo();
  37.  wendu();
  38.  } 
  39. //以下为循环执行部分
  40. void loop() 
  41. {
  42.  chaoshengbo();
  43.  wendu();
  44.  delay(500);
  45.  if ((distance<30) || (temp>30)) 
  46.  {
  47.   digitalWrite(4, LOW);//红灯灭，代表舵机未旋转
  48.   digitalWrite(7, HIGH);//绿灯亮，代表舵机开始旋转
  49.   zhuan();
  50.   chaoshengbo();
  51.   wendu();
  52.   delay(500);
  53.  }
  54.  else if((distance>30) || (temp<30))
  55.   {
  56.   buzhuan();
  57.   chaoshengbo();
  58.   wendu();
  59.   delay(500);
  60.   }
  61. }
  62. //以下为函数定义部分
  63. void zhuan()//定义舵机转
  64. {
  65.  myservo.write(jiao);
  66.  sensorValue=analogRead(P);
  67.  outputValue=map(sensorValue,0,1023,0,255);
  68.  analogWrite(U,outputValue);
  69.  for(jiao=30;jiao<150;jiao++)
  70.   {
  71.    myservo.write(jiao);//设置舵机旋转的角度 
  72.    delay(10);  
  73.   }
  74.   for(jiao=150;jiao>30;jiao--)
  75.   {
  76.    myservo.write(jiao);//设置舵机旋转的角度 
  77.    delay(10);  
  78.   }
  79. }
  80. void buzhuan()//定义舵机不转
  81. {
  82.  digitalWrite(TrigPin, LOW);
  83.  delayMicroseconds(2);
  84.  myservo.write(jiao);
  85.  digitalWrite(4, HIGH);
  86.  digitalWrite(7, LOW);
  87.  sensorValue=analogRead(P);
  88.  outputValue=map(sensorValue,0,1023,0,255);
  89.  analogWrite(U,outputValue);
  90.  myservo.write(jiao); 
  91. }
  92. void chaoshengbo()//定义超声波测距
  93. {
  94.  // 产生一个10us的高脉冲去触发TrigPin
  95.  digitalWrite(TrigPin, LOW);
  96.  delayMicroseconds(2);
  97.  digitalWrite(TrigPin, HIGH);
  98.  delayMicroseconds(10);
  99.  digitalWrite(TrigPin, LOW); // 检测脉冲宽度，并计算出距离
  100.  //delayMicroseconds(2);
  101.  distance = pulseIn(EchoPin, HIGH) / 58.00;
  102.  Serial.print("距离：");
  103.  Serial.print(distance);
  104.  Serial.print("cm");
  105.  Serial.println();
  106. }
  107. void wendu()//定义温度测量
  108. {
  109.  bgn:
  110.  delay(500);
  111. //设置2号接口模式为：输出
  112. //输出低电平20ms（>18ms）
  113. //输出高电平40μs
  114.  pinMode(pin,OUTPUT);
  115.  digitalWrite(pin,LOW);
  116.  delay(20);
  117.  digitalWrite(pin,HIGH);
  118.  delayMicroseconds(40);
  119.  digitalWrite(pin,LOW);
  120. //设置2号接口模式：输入
  121.  pinMode(pin,INPUT);
  122.  //高电平响应信号 
  123.  loopCnt=10000;
  124.  while(digitalRead(pin) != HIGH)
  125.  {
  126.   if(loopCnt-- == 0)
  127.   {
  128. //如果长时间不返回高电平，输出个提示，重头开始。
  129.    Serial.println("HIGH");
  130.    goto bgn;
  131.   }
  132.  }
  133.  //低电平响应信号
  134.  loopCnt=30000;
  135.  while(digitalRead(pin) != LOW)
  136.  {
  137.   if(loopCnt-- == 0)
  138.   {
  139. //如果长时间不返回低电平，输出个提示，重头开始。
  140.    Serial.println("LOW");
  141.    goto bgn;
  142.   }
  143.  }
  144. //开始读取bit1-40的数值  
  145.   for(int i=0;i<40;i++)
  146.  {
  147.   while(digitalRead(pin) == LOW)
  148.   {}
  149. //当出现高电平时，记下时间“time”
  150.   time = micros();
  151.   while(digitalRead(pin) == HIGH)
  152.   {}
  153. //当出现低电平，记下时间，再减去刚才储存的time
  154. //得出的值若大于50μs，则为‘1’，否则为‘0’
  155. //并储存到数组里去
  156.   if (micros() - time >50)
  157.   {
  158.    chr[i]=1;
  159.   }else{
  160.    chr[i]=0;
  161.   }
  162.  }  
  163. //温度，8位的bit，转换为数值
  164. temp=chr[16]*128+chr[17]*64+chr[18]*32+chr[19]*16+chr[20]*8+chr[21]*4+chr[22]*2+chr[23];
  165.  //校对码，8位的bit，转换为数值
  166. tol=chr[32]*128+chr[33]*64+chr[34]*32+chr[35]*16+chr[36]*8+chr[37]*4+chr[38]*2+chr[39];
  167. //输出：温度、湿度、校对码
  168.   Serial.print("温度：");
  169.   Serial.print(temp);
  170.   Serial.println("℃");
  171. }

串口串口显示情况1，此时温度为28℃，距离为275cm左右，都不满足舵机旋转的条件，红色指示灯常亮。

对应的实际运行情况如下图所示：

串口串口显示情况2，串口串口显示情况1，此时温度为28℃，距离为5cm左右，满足舵机旋转的条件，绿色指示灯常亮。

对应的实际运行情况如下图所示