描述

此頁面上提供了研討會體驗所需的一切。

本次研討會的參與者將獲得構建 TI-RSLK MAX 機器人平臺、測試、定制和與之競爭的經驗。它是一款輪式機器人車輛，使用 TI SimpleLink MSP432 LaunchPad，使其高度模塊化。使用 Energia，TI 相當于簡單的 Arduino 風格的腳本代碼，您將獲得完整的實驗室設置和教學材料。這是一種以可訪問和有趣的方式引入電子和嵌入式系統的興奮的低成本方式。由于 TI LaunchPad 是開源和模塊化硬件，我們還可以添加 BoosterPack 模塊來擴充我們的電路。本次研討會將重點介紹使用基本 TI-RSLK MAX 套件隨附的板載傳感。IR 反射、凹凸開關和編碼器。

Arduino 編程適用于編程經驗很少或沒有編程經驗的學生，適合 K-12 學生或大學一年級學生使用電子產品進行探索和原型制作。對于高級功能，鼓勵學生使用 Code Composer Studio 和 C 編程為 TI-RSLK MAX 系統編寫固件代碼。

如需了解更多機器人學知識，請查看 TI-RSLK MAX，這是一個全面的開源課程和硬件包，通過機電一體化的應用教授嵌入式系統的基礎知識。TI-RSLK 為機器人系統知識提供了先進的墊腳石，但初學者仍然可以通過完整的講座和實驗室活動獲得。

實驗室 0 - 準備工作

準備好電腦和螺絲刀。建議使用 Chrome 瀏覽器來使用本次研討會的一些在線元素。

在我們開始之前，請確保您：

1.下載并安裝最新版本的Arduino IDE（1.8.13）。

2.將 URL 添加到您的 File > Preferences > Additional Board Manager URLs。如果您愿意，還可以選中顯示行號框，如果您希望它更大，請調整字體大小。

3.轉到 Tools > Boards > Boards Manager 并使用 Energia MSP432 滾動到列表底部并安裝 5.29.1

注意：此步驟需要幾分鐘，安裝時間在 10-20 分鐘之間。

4.安裝完成后，需要在Arduino IDE中選擇板子和COM口。轉到 Tool > Boards，現在您應該會看到“Energia MSP432 Red Boards”>“Red LaunchPad MSP432P401R EMT”，并確保選中它。

5.您還應該選擇正確的 COM 端口。在通過 USB 將 LaunchPad 插入計算機并安裝 LaunchPad 驅動程序（在后面的步驟中使用 RSLK 調試工具 GUI 完成）之后，可以完成此步驟。轉到工具 > COM 端口以從可用選項中進行選擇。LaunchPad 填充了兩個 COM 端口。MacOS 用戶將看到端口 001 和 004 已填充，請使用端口 1。Windows 用戶可以通過轉到設備管理器并找到 XDS110 UART 來驗證他們的 COM 端口。

6.在本頁底部的代碼部分添加可下載的 RSLK 機器人庫。轉到 Sketch > 包含庫 > 添加 .ZIP 庫。選擇下載的zip庫的文件路徑，點擊ok。它應該說添加了庫，您可以通過轉到文件 > 示例 > TI-Robot-Lib 來檢查這一點，并查看庫中提供的示例代碼。

7.當我們開始編程時，應該加載并準備好示例，但不要擔心運行任何代碼。接下來，您將要組裝您的機器人并使用調試工具對其進行功能測試。

實驗 1 - 構建 TI-RSLK MAX 機器人

所需硬件

• TI-RSLK MAX 套件
• 6 節 AA 電池
• 小十字螺絲刀（可選）

在這個實驗室中，我們將組裝我們的機器人。

您還需要一個電源，我們可以為機器人配備電源，使其真正移動。TI-RSLK 需要 6 節標準 AA 電池。如果您愿意，它也可以配備可充電的鎳氫電池，但可更換的堿性電池可以很好地供個人使用，并且可以持續很長時間。

按照這些說明組裝您的機器人

TI-RSLK MAX 只是快速組合在一起的幾個組件

1) 開始前先觀看組裝視頻并查看施工指南

- 一個。請注意，機箱板應預先安裝，因此即使視頻涵蓋了它，您也無需將其放在上面

- 乙。請注意，視頻中沒有介紹面包板，但您可以使用下圖查看它們的安裝位置。您無需解開粘合墊，只需將螺釘穿過粘合劑即可將其擰入支架。要固定支架，您需要卸下電池蓋并將固定螺母安裝到電池倉內側的指定位置，以便將支架擰入。

2) 驗證所有 LaunchPad 上的 5V 跳線是否已移除，它們應該在工廠完成，但只需驗證，否則會導致災難性故障。

3) 確保將電機安裝座完全固定好，使其與底盤齊平。如果你不這樣做，那么你很容易彎曲和折斷固定片，這會阻止你完全插入電機，直到那些破損的片被移除，并且可能會在以后導致一些失速問題

4) 面包板支架放置在藍色圓圈處

5) 做一個快速的功能檢查。確認碰撞開關是否發出咔噠聲，電源按鈕在 ON/OFF 開關處于 OFF 位置時工作，四個大電容器在機箱板上就位且沒有損壞，用手轉動車輪時沒有摩擦.

6) 組裝后立即使用在線調試工具：

- 一個。這使您可以驗證一切是否正常。如果您想確保您的機器人沒有損壞，它也會在以后為您提供幫助。

- 乙。使用 Chrome 或 Firefox 瀏覽器并安裝瀏覽器擴展 + TI Cloud Agent 本地驅動程序。這些對于讓 LaunchPad 正常工作至關重要，因此如果安裝不正確，GUI 將無法工作。當我們稍后運行 Arduino 時，安裝 TI Cloud Agent 也很重要。

- C。如果儀表板有任何問題（未連接硬件等），請嘗試刷新頁面并重試。如果您完全無法讓 GUI 工作，您也可以嘗試下載本地副本嘗試。

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Mac 操作系統

Linux 64 位

- d。每次都會下載測試固件，因此在加載頁面時請確保 LaunchPad 已通過 USB 數據線連接到 PC

- e。在您確認機箱板的電源打開之前，電機或光傳感器將無法工作。使用機箱板上的電源按鈕，您應該看到藍色電源 LED 指示它已打開。開/關開關可能會令人困惑，但最好將其留在關閉位置。如果您將其打開，它將工作，但無法將其關閉，直到您將其關閉并按下電源按鈕。

- F。要將其關閉，請確保將開/關開關撥到 OFF 并按下電源按鈕，您應該會看到藍色 LED 熄滅

- G。如果您發現電機不工作或聽到一些摩擦聲，請確保磁鐵沒有太緊并防止電機齒輪移動。您可以用指甲松開電機軸上的磁鐵。

- H。如果您發現碰撞開關有任何問題，請確保連接正確對齊。對于線路傳感器的任何問題，請確保其方向正確并且所有連接都對齊。

您的機器人已組裝并驗證功能正常。希望它感覺相當穩定并準備好滾動。

實驗 2 - Arduino 編程介紹

所需硬件

• 組裝好的 TI-RSLK MAX（安裝電池并進行功能測試）

所需軟件

• Arduino IDE
• TI-RSLK MAX 機器人庫

Arduino IDE 允許您通過 TI LaunchPad 使用 Arduino 風格編程開始快速原型設計。這使得在項目開始時測試不同的社區硬件解決方案并將它們集成到自定義應用程序中非常棒。

在本實驗中，我們將設置我們的開發環境。我們可以做的第一件事是讓 LED 閃爍，以確保我們可以用計算機對微控制器進行編程。

1.打開 Arduino IDE。

2.首先，確保您選擇了您的開發板，方法是轉到工具 > 開發板并在菜單上查找“LaunchPad with MSP432”（如果您還沒有的話）。如果您的 LaunchPad 板不存在，請轉到 Boards Manager 并安裝您的 LaunchPad 板包。MSP432 板應該是列表中的最后一個選項。注意：MSP432 EMT 表示多任務處理并具有 RTOS 功能，但我們現在不需要。

3.如果您正確安裝了驅動程序，那么您應該會在工具 > 端口下看到 COM 端口。如果有多個選項，請選擇具有 UART 功能的端口。您可以在計算機的設備管理器中驗證 COM 端口。

現在我們將第一次運行我們的代碼示例。

庫中的前兩個示例是相同的代碼 01_Bump_Switch_Motor_Bare 和 02_Bump_Switch_Motor_Simplified，它們將向前移動機器人，直到碰撞開關碰到什么東西。非常簡單，可以跳過。裸代碼使用對庫的直接調用，簡化代碼使用庫中定義的函數。

4.轉到文件 > 示例 > 自定義機器人庫 > TI-Robot-Lib > 03_Bump_Switch_LED_Bare。單擊上傳按鈕，完成后您可以點擊碰撞開關以測試不同的 LED 并驗證新代碼是否可以閃爍到 RSLK MAX。

5.接下來，您可以運行跳舞機器人示例。這將為您的機器人編程提供一個有趣的開始。轉到文件 > 示例 > 自定義機器人庫 > TI-Robot-Lib > 05_Dancing_Robot_Simplified。程序上傳后，綠色 LED 將閃爍，表示正在等待按鈕按下。按 S1（左側）按鈕或 S2（右側）按鈕告訴機器人開始舞蹈序列。您也可以嘗試 06_Dancing_Robot_2_Simplified，這是一個略有不同的動作。

或者，通過轉到文件 > 新建打開一個新草圖。粘貼下面的示例代碼并運行它。

#include "Energia.h"  
#include "SimpleRSLK.h"  
  
bool hit_obstacle = false;  
void waitBtnPressed() {  
 while(digitalRead(LP_S2_PIN) == 1){  
   digitalWrite(LP_RGB_LED_GREEN_PIN, HIGH);  
   delay(500);  
   digitalWrite(LP_RGB_LED_GREEN_PIN, LOW);  
   delay(500);  
 }  
}  
void checkCollision() {  
 for(int x = 0;x<6;x++)  
 {  
   /* Check if bump switch was pressed  
    *  Parameter:  
    *    bump switch number -> 0-5  
    *    Returns:  
    *      true -> if specific switch was pressed  
    *      false -> if specific switch was not pressed  
    */  
   if(isBumpSwitchPressed(x) == true) {  
     hit_obstacle = true;  
     Serial.println("Collision detected");  
     disableMotor(BOTH_MOTORS);  
     break;  
   }  
 }  
}  
void setup() {  
 /* Set serial communication to 115200 baud rate for MSP432 */  
 Serial.begin(115200);  
 delay(500);  
 /* Run setup code */  
 setupRSLK();  
 /* Initialize LED pins as outputs */  
 pinMode(LED_FR_PIN, OUTPUT);   
 pinMode(LED_FL_PIN, OUTPUT);   
 pinMode(LED_BR_PIN, OUTPUT);   
 pinMode(LED_BL_PIN, OUTPUT);  
 pinMode(LP_RED_LED_PIN, OUTPUT);  
 pinMode(LP_RGB_LED_RED_PIN, OUTPUT);  
 pinMode(LP_RGB_LED_BLUE_PIN, OUTPUT);   
 pinMode(LP_RGB_LED_GREEN_PIN, OUTPUT);  
 /* Initialize LaunchPad buttons as inputs */  
 pinMode(LP_S1_PIN, INPUT_PULLUP);  
 pinMode(LP_S2_PIN, INPUT_PULLUP);  
}  
void loop() {  
 Serial.println("Waiting until left button is pushed");  
 /* Wait until button is pressed to start robot */  
 waitBtnPressed();  
 /* Wait two seconds before starting */  
 delay(2000);  
 digitalWrite(LP_RGB_LED_BLUE_PIN, HIGH);  
/* Enables specified motor.  
 *  Parameter:  
 *   Motor your referencing -> LEFT_MOTOR  RIGHT_MOTOR  BOTH_MOTORS  
 */  
 enableMotor(BOTH_MOTORS);  
/* Set direction of motor rotation.  
 *  Parameter:  
 *   Motor your referencing -> LEFT_MOTOR  RIGHT_MOTOR  BOTH_MOTORS  
 *   Direction -> MOTOR_DIR_FORWARD  MOTOR_DIR_BACKWARD  
 */  
 setMotorDirection(LEFT_MOTOR,MOTOR_DIR_FORWARD);  
 setMotorDirection(RIGHT_MOTOR,MOTOR_DIR_FORWARD);  
/* Set speed of motor.  
 *  Parameter:  
 *   Motor your referencing -> LEFT_MOTOR  RIGHT_MOTOR  BOTH_MOTORS  
 *   Speed -> 0 - 100  
 */  
 setMotorSpeed(BOTH_MOTORS,10);  
 while(!hit_obstacle) {  
   /* Move robot in place */  
   /* Right turn in place */  
   setMotorDirection(LEFT_MOTOR, MOTOR_DIR_BACKWARD);  
   setMotorDirection(RIGHT_MOTOR, MOTOR_DIR_FORWARD);  
   delay(1000);  
   /* Left turn in place */  
   setMotorDirection(LEFT_MOTOR, MOTOR_DIR_FORWARD);  
   setMotorDirection(RIGHT_MOTOR, MOTOR_DIR_BACKWARD);  
   delay(1000);  
   /* 360 spin right */  
   setMotorDirection(LEFT_MOTOR, MOTOR_DIR_FORWARD);  
   setMotorDirection(RIGHT_MOTOR, MOTOR_DIR_BACKWARD);  
   setMotorSpeed(BOTH_MOTORS,50);  
   delay(800);  
   setMotorSpeed(BOTH_MOTORS,10);  
   /* 360 spin left */  
   setMotorDirection(LEFT_MOTOR, MOTOR_DIR_BACKWARD);  
   setMotorDirection(RIGHT_MOTOR, MOTOR_DIR_FORWARD);  
   setMotorSpeed(BOTH_MOTORS,50);  
   delay(800);  
   setMotorSpeed(BOTH_MOTORS,10);  
   /* Left turn in place */  
   setMotorDirection(LEFT_MOTOR, MOTOR_DIR_BACKWARD);  
   setMotorDirection(RIGHT_MOTOR, MOTOR_DIR_FORWARD);  
   delay(500);  
   /* Right turn in place */  
   setMotorDirection(LEFT_MOTOR, MOTOR_DIR_FORWARD);  
   setMotorDirection(RIGHT_MOTOR, MOTOR_DIR_BACKWARD);  
   delay(1000);  
   /* Left turn in place */  
   setMotorDirection(LEFT_MOTOR, MOTOR_DIR_BACKWARD);  
   setMotorDirection(RIGHT_MOTOR, MOTOR_DIR_FORWARD);  
   delay(1000);  
   /* 360 spin right */  
   setMotorDirection(LEFT_MOTOR, MOTOR_DIR_FORWARD);  
   setMotorDirection(RIGHT_MOTOR, MOTOR_DIR_BACKWARD);  
   setMotorSpeed(BOTH_MOTORS,50);  
   delay(800);  
   setMotorSpeed(BOTH_MOTORS,10);  
   /* 360 spin left */  
   setMotorDirection(LEFT_MOTOR, MOTOR_DIR_BACKWARD);  
   setMotorDirection(RIGHT_MOTOR, MOTOR_DIR_FORWARD);  
   setMotorSpeed(BOTH_MOTORS,50);  
   delay(800);  
   setMotorSpeed(BOTH_MOTORS,10);  
 }   
}

這段代碼讓您的機器人在原地旋轉以顯示我們擁有的簡單電機控制。您可能需要對其進行修改，因為機器人所在的表面會影響其轉動速度。不要太掛在這部分上，因為我們將在下一個實驗室中添加更多的自治層。這再次證明了我們的電機確實可以工作，并讓我們對電機邏輯有所了解。

6.一些可選的練習可以用編碼器和線跟隨例子來完成。轉到文件 > 示例 > 自定義機器人庫 > TI-Robot-Lib > 04_Encoder_Simplified。此編碼器示例將通過串行監視器向您顯示值，這有利于調試。

如果您想嘗試以下線路，結果將根據您可用的線路類型而有所不同。您可以通過在白紙上使用記號筆或使用電工膠帶繪制高對比度線條。您還可以從在線示例打印線軌。機器人跟隨路線的能力將根據軌道的條件而變化。

現在我們準備測試線路跟蹤能力。通過打印出軌跡或使用黑色電工膠帶制作軌跡，在白色表面上設置黑線。設置好線路后，在以下示例中加載線路。轉到文件 > 示例 > 自定義機器人庫 > TI-Robot-Lib > 07_Line_Following_Simplified。它首先通過前進和后退對線路進行校準。然后您可以通過再次單擊該按鈕來開始線檢測。機器人將嘗試保持在線。如果您將機器人設置為較慢的速度，它可能會更好地工作。注意：根據您的線路設置，此示例可能有點棘手，因此請隨意跳過。

故障排除

代碼不上傳？

• 檢查 Arduino 調試窗口中的錯誤。編譯器會告訴你發生了什么。錯誤以紅色文本顯示。
• 有時，您的 LaunchPad 會卡住或掛斷之前的代碼。拔下 LaunchPad 并將其重新插入以執行完全重置。這稱為上電復位。有時使用 RESET 按鈕可以工作，但通常最好將電源斷開并讓微控制器完全復位。
• 如果您上傳失敗，則可能是您的驅動程序未正確安裝。Arduino IDE 有時會給出錯誤“未找到未使用的 FET”，這意味著它找不到連接到您的計算機的 LaunchPad。通過運行 TI Cloud Agent 或在本地安裝 RSLK 調試工具，確保為您的操作系統下載 USB 驅動程序。還要確保您的 USB 電纜不僅僅是電源。使用包裝盒中的一種以獲得最佳效果。
• 如果您對 GUI 或第一個 LED 示例沒有任何問題，那么您的 Energia 應該已正確設置。如果遇到任何問題，請重新啟動 LaunchPad 并重新啟動 Arduino IDE。確保在工具菜單下選擇正確的串口和板卡類型。

LED 不亮？

• 確保您正確上傳了代碼并正確命名了 LED 引腳的變量。您的 LED 損壞的可能性很小，但我們可以通過使用相同代碼閃爍不同的 LED 來驗證。
• 點擊重置按鈕，有時 LaunchPad 需要這樣做才能運行新上傳的程序。

實驗室 3 - 基本自主機器人

所需硬件

• 組裝好的 TI-RSLK MAX

它會導航嗎？

我們將繼續使用一些更復雜的示例代碼來測試我們的機器人。我們可以使用庫中的狀態機示例。轉到文件 > 示例 > 自定義機器人庫 > TI-Robot-Lib > 09_State_Machine_Simplified。或者，通過轉到文件 > 新建打開一個新草圖。粘貼下面的示例代碼并運行它。

#include "Energia.h"  
#include "SimpleRSLK.h"  
  
/* Defines struct for state machine states */  
typedef enum  
{  
   START = 0,  
   WAIT,  
   GO,  
   GO2,  
   BUMPED1a,  
   BUMPED1b,  
   DRIVE,  
   STOP  
} my_state_t;  
/* Initialize state machine in START state */  
my_state_t state = START;  
/* Variable that will take the state machine to the STOP state */  
bool done;  
/* Initialize objects */   
void setup() {  
   /* Set serial communication to 115200 baud rate for MSP432 */  
   Serial.begin(115200);  
   delay(500);  
   Serial.println("Initializing.....");  
   setupRSLK();  
   /* Initialize LED pins as outputs */  
   pinMode(LED_FR_PIN, OUTPUT);   
   pinMode(LED_FL_PIN, OUTPUT);   
   pinMode(LED_BR_PIN, OUTPUT);   
   pinMode(LED_BL_PIN, OUTPUT);  
   pinMode(LP_RED_LED_PIN, OUTPUT);  
   pinMode(LP_RGB_LED_RED_PIN, OUTPUT);  
   pinMode(LP_RGB_LED_BLUE_PIN, OUTPUT);   
   pinMode(LP_RGB_LED_GREEN_PIN, OUTPUT);  
   /* Initialize LaunchPad buttons as inputs */  
   pinMode(LP_S1_PIN, INPUT_PULLUP);  
   pinMode(LP_S2_PIN, INPUT_PULLUP);  
   Serial.println("Initializing System Complete.");  
}  
void loop() {  
 // Emergency stop switch S2  
 // Switch to state "STOP" if pressed  
 if (digitalRead(LP_S2_PIN) == 0) state = STOP;  
 //-----------------------------------  
 //        Main State Machine  
 //-----------------------------------  
 switch (state) {  
   case START:  
           Serial.println("Enter START state");  
           state = WAIT;  
   break;  
   case WAIT:  
       Serial.println("Enter WAIT state");  
       digitalWrite(LP_RGB_LED_GREEN_PIN, HIGH);  
       delay(200);  
       digitalWrite(LP_RGB_LED_GREEN_PIN, LOW);  
       delay(200);  
       if (digitalRead(LP_S1_PIN) == 0) {  
           state = GO;  
       }  
   break;  
   case GO:  
       Serial.println("Enter GO state");  
       /* Start running the motors */  
       /* Enables specified motor.  
        *  Parameter:  
        *   Motor your referencing -> LEFT_MOTOR  RIGHT_MOTOR  BOTH_MOTORS  
        */  
       enableMotor(BOTH_MOTORS);  
       setMotorDirection(BOTH_MOTORS, MOTOR_DIR_FORWARD);  
       setMotorSpeed(BOTH_MOTORS, 25);  
       state = GO2;  
   break;  
   case GO2:  
       Serial.println("Enter GO2 state");  
       /* Detect a bump and then switch to bump correction state */  
       for(int x = 0;x<6;x++)  
       {  
           if(isBumpSwitchPressed(x) == true) state = BUMPED1a;  
       }  
       /* Continue to rotate until done condition is met */  
       /* Certain distance traveled or other conditions can be set */  
       if (getEncoderLeftCnt() > 50000) {  
         done = 1;   
       }  
       if (done) state = STOP;  
   break;  
   case BUMPED1a:  
       Serial.println("Enter BUMPED1a state");  
       /* Stop the motors */  
       setMotorSpeed(BOTH_MOTORS,0);  
       /* Reverse the robot */  
       setMotorDirection(BOTH_MOTORS, MOTOR_DIR_BACKWARD);  
       setMotorSpeed(BOTH_MOTORS,25);  
       delay(500);  
       state = BUMPED1b;  
   break;  
   case BUMPED1b:  
       Serial.println("Enter BUMPED1b state");  
       /* Turn robot to avoid obstacle */  
       setMotorSpeed(LEFT_MOTOR,0);  
       setMotorSpeed(RIGHT_MOTOR,25);  
       delay(100);  
       state = DRIVE;  
   break;  
   case DRIVE:  
       Serial.println("Enter DRIVE state");  
       /* Put motors back to forward direction */  
       setMotorDirection(BOTH_MOTORS, MOTOR_DIR_FORWARD);  
       setMotorSpeed(BOTH_MOTORS, 25);  
       state = GO2;  
   break;  
   case STOP:  
       Serial.println("Enter STOP state");  
       Serial.println("Press Reset to begin again");  
       /* Stop all motors */  
       disableMotor(BOTH_MOTORS);  
   break;  
 }  
 delay(10);  
}

此代碼將使用基本狀態機向機器人展示如何撞到墻壁和物體并避免它們。這稱為航位推算導航。

嘗試其他一些庫示例。您可以看到它們基于名為 SimpleRSLK.h 的文件。如果您想在自己的代碼中使用這些函數，或者只是知道它在做什么，請進入您的 Arduino Libraries 文件夾，您可以查看庫源文件。

希望您喜歡 TI-RSLK MAX 的體驗！

結論

學習不止于此。通過探索課程，深入了解 TI-RSLK MAX 的高級主題。與 Jonathan Valvano 博士一起獲得有關嵌入式系統的指導學習體驗。在 20 多個學習模塊中查看講座視頻和更多內容。

您可以學習如何使用模塊 1 中的代碼項目設置 Code Composer Studio。還有使用 DriverLib 進行編程。這是這種風格編程的示例

您還可以從 edX 了解有關機電一體化主題的更多信息，并將您的知識應用于任何系統。

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