2 项目硬件设计

2.1 Arduino平台简介
Arduino Uno是基于ATmega328P单片机的开发板。它有14个数字输入／输出引脚，6个模拟输入引脚，一个16 MHz的晶体振荡器，一个USB接口，一个DC电源接口，一个ICSP接口，一个复位按钮。它包含了单片机最小系统的全部内容，只用简单地连接到计算机的USB接口，或者使用电源适配器，甚至是电池，就可以驱动[9]。
在硬件方面，选择了Arduino Uno这块开发板，“Uno”在意大利语是“一”的意思，这是Arduino平台的第一块开发板，因此在功能反面这块开发板功能全、性能好，此后的Arduino开发板都是基于“Uno”的衍生产品。在软件方面Arduino平台开发出一套自己专门的Arduino IDE这就完成了Arduino平台初版的开发标准，也为后来的Arduino其他开发板奠定了基础。Arduino Uno的主要数据如表2.1.1所示。

3 项目的软件设计

3.1 Arduino的开发环境
Arduino的编程语言是基于C语言开发的，不过后来又引入C++的了面向对象的变成思想，这使得现在的Arduino核心库文件采用了C和C++混合而成[18]。
Arduino的编程语言，是指Arduino的给广大开发者们提供的接口(英文名是API)的集合。在Java中接口是一系列方法的声明，可以被任何人实现这个接口，这和C++的面向对象的编程思想有着异曲同工之妙。因此，即使我们不懂在传统的开发方式中，不懂配置各个寄存之间的关系，只要我们调用的相应的接口，底层的代码直接就帮我们配置了各个繁杂的寄存器。如下图3.1所示就是一个最基本的Arduino开发环境。

4 项目调试

4.1 项目硬件调试
电路板焊接，按照元器件的判断方式按照长正短负的方式进行区分安装，逐一焊接。焊接好后，接通5V电源，首次通电需马上断电，检查指示灯提示，以防出现焊接错误造成器件损毁。焊接好的转接板和Arduino开发板如下图4.1所示。

图4.1 (左) Arduino开发板 (右)转接板
把转接板按照Arduino开发板上的孔位对齐，接到Arduino开发板上，如下图4.2所示。

图4.2 Arduino开发板和转接板对接图
硬件部分整体联调，将小车的电机、主板、寻迹模块等依次用L形固定架固定在小车上，最终小车的整体如下图4.3所示。

4.3 基于Arduino的智能寻迹小车整体图
4.2 项目软件调试
（1）小车的转弯问题
由于小车没有传统汽车的差速器，为了解决这一难题，我查阅了大量资料，学习后发现可以在程序中控制，当小车遇到弯路的时，使一侧车轮前进，另一侧车轮停止，这样两侧车轮实现一个速度差来实现转弯。在程序中体现如下图4.4小车的转弯算法所示。经过多次的调试发现，当小车的PWM调速值较低的时候，小车整体的行进速度不快，性能较差，当PWM调速比例过高，会导致小车转弯速度过快，导致小车跑出黑线寻迹路线，由此把小车PWM调速确定在150。

（2）程序下载问题
当编写好程序并编译通过后，通过USB连接到Arduino开发板，发现并不能连接并下载到开发板中，为此我查阅了大量资料，并且实践到项目中，最终总结出Arduino正确使用方法。
首先需要建立一个新的项目，选择使用的Arduino平台的类型。在主界面的工具—>开发板—>Arduino Uno，可以编写一个新的文件，编写完程序后进行验证，验证就是检测程序是否有错误，如果有错误就不能下载到Arduino开发板中。验证通过后可以通过USB端口连接直接点击上传，就可以把写好的程序下载到Arduino当中。下载之前需要检查程序是否安装了驱动，Arduino的安装包中自带了Windows的安装驱动，我们只需把他安装到自己的电脑中，在工具—>端口中选择正确的连接端口，就可以把程序正确的下载到Arduino中。若程序正确的验证并且成功的下载到Arduino平台中。

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