Arduino初级课程学案.docx

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Arduino初级课程学案

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第一课认识Arduino

1、什么是单片机？

它与个人计算机有什么不同？

2、单片机有什么用？

3、下图是ArduinoUNOR3，请在图中标出：

DigitalIn/OutPins（数字输入/输出针脚）；

AnalogInputPins（模拟输入针脚）；

Atmega328p（微处理器型号）；

USBPort（USB端口）；

PowerSupply（外接电源支持）；

PWM端口；

参考电压调节端口；

重启按钮；

电源指示灯；

串口通讯指示灯；

接地针脚；

电源输入（inputvoltage）针脚

4、Arduino是哪一年诞生的？

主要是为那一类用户设计的？

5、相比PC机，Arduino运算速度慢，存储空间小，为什么仍然在全世界掀起热潮？

6、Arduino单片机的技术指标是怎样的（以ArduinoUNOR3为例）？

7、什么是数字I/O端口？

什么是模拟I/O端口？

Arduino有多少个数字I/O端口？

有多少个模拟I/O端口？

8、Arduino是完全开源的，价格比较低，集成化开发环境也是免费的，大大降低了开发成本。

高中同学设计制作了“教室环境自动换气装置”模型，用到的主要器材如下：

（1）ArduinoUNOR3开发板1块；

（2）SHARP生产PM2.5传感器（GP2Y1010F）3个；

（3）传感器扩展板1块；

（4）LCD1602模块（I2C接口）1个；

（5）5V单向风扇4个；

（6）9V电池2块；

（7）杜邦线40根；

（8）热缩管2米；

（9）模型结构件环保材料（硬纸箱、螺丝等）

请大致估算一下，此模型的硬件成本多少钱？

（区间范围即可）

9、有同学设计了一个智能鱼缸，具有以下功能：

（1）自动监测鱼缸水温、PH值，溶氧量，并将数值显示在一块LCD上；

（2）可通过网络远程监测数据，并在远程控制执行机构完成动作以调整PH值，溶氧量，水温等（两个伺服器完成）；

（3）可通过网络远程传送鱼缸图像；

请详细列出应用Arduino来解决的方案中用到的器材和数量，并大致做一个报价（不包括鱼缸）。

10、通过网络学习，请至少列出2个Arduino应用的具体实例（写出名称和简要功能说明）。

11、Arduino在物联网、智能家电、可穿戴电子设备等领域有着广泛的应用前景。

请简要说出什么是物联网？

什么是智能家电？

什么是可穿戴智能电子设备？

12、如何获得ArduinoIDE（集成化开发环境）？

著名的Arduino资源网站有哪些？

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第二课Arduino基础I

1、下图是ArduinoIDE的快捷工具栏截图，请分别说明工具栏图标的功能。

1②③④⑤⑥

1______________________

2______________________

3______________________

4______________________

5______________________

6______________________

1、对程序进行注释是非常好的编程习惯。

ArduinoIDE中注释的基本语法是

1__________________________，②_____________________________。

2、setup（）和loop（）两个函数必不可少，这两个函数的功能分别是：

voidsetup（）{}：

________________________________________

____________________________________________________

voidloop（）{}：

________________________________________

____________________________________________________

3、数字端口的返回值是____________，对应电压是____________；模拟端口的返回值是____________，对应电压是____________；

4、以下是常见的Arduino串口通信函数：

请简要说出函数功能

Serial.begin（intspeed）:

______________________________________

____________________________________________________

 Serial.available（）:

_________________________________________

____________________________________________________

Serial.read（）:

___________________________________________

____________________________________________________

Serial.print（data）:

______________________________________

____________________________________________________

 使用Serial.print（data）函数的时候可以有几种发送方法，发送的分别是：

1、Serial.print（data）：

___________________________________

2、Serial.print（data,DEC）：

________________________________

3、Serial.print（data,HEX）：

________________________________

4、Serial.print（data,OCT）：

________________________________

5、Serial.print（data,BIN）：

________________________________

6、Serial.print（data,BYTE）：

_______________________________

 Serial.println（data）:

______________________________________

____________________________________________________

5、Arduino对数据的类型有严格的定义。

下面的类型分别表示什么类型，范围：

int______________________byte______________________

long_____________________float______________________

6、Notepad++是一个相当优秀的轻量级文本编辑器。

掌握在Notepad++中添加Arduino语法的方法（参考

7、下图为本课用到的扩展板和数字、模拟设备，熟悉数字端口和模拟端口设备的连接（特别注意针脚的连接）

设备中GND针脚接Arduino扩展板___________针脚；

设备中VCC针脚接Arduino扩展板___________针脚；

数字设备OUT针脚接Arduino扩展板___________针脚；

模拟设备OUT针脚接Arduino扩展板___________针脚；

8、参考Arduino语法手册，试以下问题：

莫尔斯码（摩尔斯电码由两种基本信号组成：

短促的点信号“·”，读“滴”；保持一定时间的长信号“—”，读“嗒”。

间隔时间：

滴=1t，嗒=3t，滴嗒间=1t，字符间=3t，单词间=7t。

）；Arduino代码如下，用来模拟莫尔斯码求救信号（S.O.S），LED三短三长三短闪烁。

请将程序补充完整，并上机验证。

intledPin=10；

voidsetup（）

{

pinMode（ledPin，__________________）；

}

voidloop（）

{

for（intx=0；x<3；x++）//循环3次

{

digitalWrite（ledPin，___________）；

delay（___________）；

digitalWrite（ledPin，___________）；

delay（___________）；

}

for（intx=0；x<3；x++）//循环3次

{

digitalWrite（ledPin，___________）；

delay（___________）；

digitalWrite（ledPin,，___________）；

delay（___________）；

}

for（intx=0；x<3；x++）//循环3次

{

digitalWrite（ledPin,，___________）；

delay（___________）；

digitalWrite（ledPin,，___________）；

delay（___________）；

}

delay（5000）；

}

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第三课Arduino基础II

1、 早上从起床到出门需要洗脸刷牙（5min）、刷水壶（2min）、烧水（8min）、泡面（3min）、吃饭（10min）、听广播（8min）几个步骤，从下列选项中选最好的一种算法 （S—Step）

（A）S1洗脸刷牙、S2刷水壶、S3烧水、S4泡面、S5吃饭、S6听广播 

（B）S1刷水壶、S2烧水同时洗脸刷牙、S3泡面、S4吃饭、S5听广播 

（C）S1刷水壶、S2烧水同时洗脸刷牙、S3泡面、S4吃饭同时听广播 

（D）S1吃饭同时听广播、S2泡面、S3烧水同时洗脸刷牙、S4刷水壶 

2、程序设计中，常用的结构有三种，分别是______________________________________。

3、已知两个单元分别存放了变量A和B的值，则可以实现变量BA,交换的算法是（   ）。

4、流程图如下，若输入x=5，则输出y=______________________________________。

5、判断题：

循环结构中一定包含条件结构。

（）

6、下面的问题中必须用条件分支结构才能实现的是____________。

①求面积为1的正三角形的周长； 

②求方程ax+b=0（a，b为常数）的根； 

③求两个实数a，b中的最大者； 

④求1+2+3+…+100的值； 

7、流程图如下，请用数学表达式描述程序功能：

_____________________________________。

8、下面的程序框图循环体执行的次数是______。

9、楼道灯优先控制模块是（）。

A、声强模块B、环境光模块

10、光敏电阻具有在特定波长的光照下，其阻值迅速______的特性。

（）

A、增大B、减小C、增大或者减小

11、阅读程序，回答问题。

voidsetup（）{

for（inti=2;i<=9;i++）{

pinMode（i,OUTPUT）;}//设置口2至口9为输出信号

}

voidloop（）{

for（inti=2;i<9;i++）{

digitalWrite（i,HIGH）;

delay（500）;

digitalWrite（i,LOW）;

delay（500）;}

}

从第1个灯到第8个灯亮，总共需要多长时间？

（）

A、0.5SB、4SC、3SD、3.5S

若要调整亮灯顺序为第8个灯，第7个，。

。

。

第1个，for语句需要改写成：

____________________________________________________________。

12、声强和光强模块都有数字和模拟之分。

楼道灯控制中选用哪种比较合理？

为什么？

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第四课Arduino基础III

1、ArduinoUNOR3板上，只有数字引脚_____________________可以用作PWM用途。

2、ArduinoUNO提供数字输入/输出，模拟输入功能，但没有模拟输出。

如何在Arduino上实现模拟输出功能呢？

3、如下图所示，假如输出3.75V时接通时间为45纳秒，那么输出2.5V的接通时间是_________，输出1V的接通时间是_______________。

4、要产生PWM信号，Aarduino用的函数是analogWrite（x,y）。

这里（）是数字引脚的编号，而（）占空比的值，其值为0-255，0表示占空比为0%，255表示100%的占空比。

A、yB、x

5、全彩LED灯采用（R、G、B）三种基本颜色的LED灯珠芯片，每个芯片都是一个单颜色的发光二极管。

这些灯珠芯片以多种形式进行封装，每一组颜色都可以分开单独使用，并分别与驱动电路和单片机相连接。

假设R、G、B分别接到Arduino数字端口3，5，6。

要实现下面三幅图中的颜色，程序应当怎样写？

_______________________________________________________________

_______________________________________________________________

_______________________________________________________________

6、明确范围，但不确定具体值的现象称作随机现象。

ArduinoIDE使用random（min,max）函数来生成随机数。

要生成一个[10，20]范围的随机数，正确的语句应为__________________________________________。

7、伪随机数存在精确重复的现象。

如需要在一个random（）序列上生成真正意义的随机数，在执行其子序列时使用__________________________________________函数预设一个绝对的随机输入，通常在应用时使用__________________________________________。

8、_________________又称为可变电阻，范围比较小，一般为几欧姆至几千欧姆之间，阻值允许偏差±5%和±10%。

这种电位器通常用于电源调节或大电流分压电路中。

下图中，电位计的变化端应连接至Arduino_________________端口。

绝大多数电位计都是___________调节，电阻增大。

9、参考源程序如下：

val/4是何用意？

intpotpin=0;//定义模拟接口0

intledpin=11;//定义数字接口11（PWM输出）

intval=0;//暂存来自传感器的变量数值

voidsetup（）

{

pinMode（ledpin,OUTPUT）;//定义数字接口11为输出

}

voidloop（）

{

val=analogRead（potpin）;//读取传感器的模拟值并赋值给val

analogWrite（ledpin,val/4）;//_____________________

delay（10）;//延时10ms

}

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第五课Arduino基础IV

1、如下图，数字按钮模块是常用的数字输入设备。

当按钮按下时，相应数字端口的电压为_______________；当按钮释放时，相应数字端口的电压为_______________。

2、按钮在实际使用过程中，会产生抖动现象。

另外由于单片机处理速度很快，我们按下一次按钮，会造成多次接收。

可以通过在程序相应位置增加语句_____________________________________________来解决这些问题。

3、在使用Arduino做互动项目时，很多大电流或高电压的设备通常无法直接用Arduino的数字IO口进行控制（如电磁阀、电灯、电机等），此时可以考虑用_________________________方案解决。

通常继电器模块既可以接入交流，也可以接入_________________________。

4、继电器模块1，2，3针脚分别接入ArduinoUNO板的数字2号端口、5v、GND，直流用电器电源接入NC和COM。

程序中使用digitalWrite（2，0），则对应电路图为_____________，使用digitalWrite（2，1），则对应电路图为_____________。

AB

5、流程图如下，用数学表达式描述算法输出n：

______________________________________________________________________________。

6、按钮时常用的数字输入设备（传感器），还有很多数字输入类型的传感器可以用到Arduino创意项目中，请任意列举三个：

_____________________，_____________________，_____________________。

7、三路抢答器程序如下，请将程序中的空白部分，按照题意补充完整。

intkey1=2;

intkey2=3;

intkey3=4;          //定义按键输入数字口

intpinkLED=6;     

intgreenLED=7;    

intredLED=8;    //定义三个LED输出IO口，指示抢答的结果

voidsetup（）{

pinMode（pinkLED,OUTPUT）;

pinMode（greenLED,OUTPUT）;    

pinMode（redLED,OUTPUT）;     //LED输出口置为输出状态

pinMode（key1,INPUT）;

pinMode（key2,INPUT）;

pinMode（key3,INPUT）;   //三个按键置为输入

digitalWrite（pinkLED,LOW）;

digitalWrite（greenLED,LOW）; 

digitalWrite（redLED,LOW）;

}

voidloop（）{

inti,j,k;

i=digitalRead（key1）;

j=digitalRead（key2）;

k=digitalRead（key3）;    //定义3个参数，分别存储3个按键的状态

if（i==0）   //如果1号按键按下，点亮pinkLED

  {

      delay（10）;

      digitalWrite（pinkLED,HIGH）;

      digitalWrite（greenLED,LOW）;

      digitalWrite（redLED,LOW）;

      delay（1000）;              //延时一段时间

  }

  if（j==0）   //如果2号按键按下，点亮greenLED

      {

      delay（10）;

    __________________

__________________

__________________

__________________

      }

  if（k==0）  //如果3号按键按下，点亮redLED

  {

     delay（10）;

      digitalWrite（pinkLED,LOW）;

      digitalWrite（greenLED,LOW）;

      digitalWrite（redLED,HIGH）;

      delay（1000）;

    }

delay（500）;    //延时500毫秒，避免下一次触发影响本次结果

}

8、上题中，如果出现三个按钮同时按下的巧合情况，则3个LED会出现__________________情况。

要想避免同时按下抢答的情况，可以怎样处理？

写出你的想法：

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

9、分支（选择）结构中的条件，有时会比较复杂。

例如，当a=1，b=1，c≠1三个条件都满足时触发，则分支结构中的逻辑表达式（条件）应为_____________________________________________________________________________。

10、算术运算是有优先级别的，逻辑运算也有优先级别。

按照优先级别从高到低，分别是__________________、__________________、__________________。

为了避免运算顺序出现错误，通常的解决办法是将关系表达式用__________________包含起来。

11、按钮模块是带有弹簧的，当我们松开按钮时自动断开。

现在要实现快算按下后松开按钮开灯，再次快算按下后松开按钮关灯，以此类推。

该如何实现？

卸下你的算法思路。

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________