Arduino编程

一、74HC595实验

74HC595简单说来就是具有8 位移位寄存器和一个存储器，以及三态输出功能。 这里我们用它来控制8 个LED 小灯。我们为什么要用74HC595 来控制小灯呢？一定有很多朋友会问这个问题。另外，要是单纯用Arduino 控制8 个小灯的话要占用多少个I/O 呢？答案是8个，但是我们的Arduino 168 有几个I/O 口呢？加上模拟接口也就20个吧，这8 个小灯占用了太多的资源了，我们用74HC595 的目的就是减少I/O 口的使用數量，用3 个数字I/O口控制8 个LED 小灯岂不美哉。下面是我们要准备的元器件：

二、舵机控制实验

舵机是一种位置伺服的驱动器，主要是由外壳、电路板、无核心马达、齿轮与位置检测器所构成（图3）。其工作原理是由接收机或者单片机发出信号给舵机，其内部有一个基准电路，产生周期为20ms、宽度为1.5ms 的基准信号，将获得的直流偏置电压与电位器的电压比较，获得电压差输出。经由电路板上的IC 判断转动方向，再驱动无核心马达开始转动，透过减速齿轮将动力传至摆臂，同时由位置检测器送回信号，判断是否已经到达定位。适用于那些需要角度不断变化并可以保持的控制系统。当电机转速一定时，通过级联减速齿轮带动电位器旋转，使得电压差为0，电机停止转动。一般舵机旋转的角度范围是0 度到180 度。

舵机有很多规格，但所有的舵机都有外接三根线，分别用棕、红、橙三种颜色进行区分，由于舵机品牌不同，颜色也会有所差异，棕色为接地线，红色为电源正极线（+5V），橙色为信号线（图4）。

舵机的转动的角度是通过调节PWM（脉冲宽度调制）信号的占空比来实现的，标准PWM信号的周期固定为20ms（50Hz），理论上脉宽分布应在1ms到2ms 之间，但是，事实上脉宽可在0.5ms 到2.5ms 之间，脉宽和舵机的转角0°～180°相对应。有一点值得注意的地方，由于舵机牌子不同，对于同一信号，不同牌子的舵机旋转的角度也会有所不同（图5）。

了解了基础知识以后我们就可以来学习控制一个舵机了，本实验所需要的元器件很少，只需要舵机一个、跳线一扎就可以了。

RB-412 舵机*1

面包板跳线*1 扎

用Arduino 控制舵机的方法有两种，第一种是通过Arduino 的普通数字传感器接口产生占空比不同的方波，模拟产生PWM 信号进行舵机定位，第二种是直接利用Arduino 自带的Servo 函数进行舵机的控制，这种控制方法的优点在于程序编写，缺点是只能控制2 路舵机，因为Arduino 自带函数只能利用数字9、10 接口。Arduino 的驱动能力有限，所以当需要控制1 个以上的舵机时需要外接电源。

方法1：

将舵机接数字 9 接口上（图6），编写一个程序让舵机转动到用户输入数字所对应的角度数的位置，并将角度打印显示到屏幕上。