PIoT 课程
Arduino 硬件
课程定位
以智能小车为典型案例，
贯通“感知—决策—执行”闭环
实验指导手册 · 课程简介第 2 段
AI 辅助设计
AI 伴读开发
用注释标签描述需求，智能补全生成专业代码
实验指导手册 · 课程简介第 3 段；平台录屏 sw-companion-follow
课程体系
理论 + 实训，
理实一体
- 理论课《Arduino硬件开发》
- 实训课智能小车 AI 辅助设计
- 二者共同构成理实一体化课程教学体系
实验指导手册 · 课程简介第 1 段
学习目标
知识 · 技能 · 素养三线并进
01
知识
感知—决策—执行、电源保护与 H 桥、PWM / PID
02
技能
原理图到 PCB，AI 辅助建工程、编译上传，封装驱动库
03
素养
规范接线、真实记录、按接口分工协作
实验指导手册 第 1–8 章「一、实践目的」归纳
课程内容
8 章，3 段进阶：设计 → 驱动 → 智能
01需求分析
02EDA 电路集成设计
03嵌入式 AI 辅助开发
04串行灯光驱动
05按键驱动运动
06红外遥控运动
07超声波与 PID
08全向避障运动
实验指导手册目录；交付素材 · 第 1–8 章流程图
01
第一段 · 设计
从需求到电路到工程（第 1–3 章）
第 1 章 · 需求分析
先把需求
拆成模块
- 五类硬件模块电源、主控、驱动、传感、声光
- 引脚分配表数字、模拟、PWM、串行移位
- 功能验收表初态、动作、异常与停机
实验指导手册 第 1 章「四、实践内容及步骤」；图1-1
第 2 章 · EDA
原理图 → PCB
- 分区原理图电源保护、主控、驱动、传感
- PCB 布局布线供电与信号共地
- 规则检查通过后导出制造文件
实验指导手册 第 2 章「四、实践内容及步骤」；图2-2
第 3 章 · AI 辅助开发
注释先行，
AI 补全代码
- 注释标签描述接口，生成 .h / .cpp
- 编译、上传PlatformIO 建 Nano 工程
- 串口验证记录错误的定位与修正
实验指导手册 第 3 章「（一）实训内容」；图3-7
02
第二段 · 驱动
灯光 → 按键 → 遥控（第 4–6 章）
第 4 章 · 串行灯光
按键、灯光、
蜂鸣三库协同
- 按键S1 数字输入，S2 模拟输入
- 八路 LED单灯控制，模式组合亮灭
- 蜂鸣器与红色灯光同步鸣响
实验指导手册 第 4 章「（一）实训内容」；结构渲染 arduino-lgd1
第 5 章 · 按键驱动
单击、双击
控制运动
- 单击前进 / 后退，白灯照明
- 双击左转 / 右转，转向灯提示
- 结束自动停电机停止，灯光全灭
实验指导手册 第 5 章「（一）实训内容」；结构渲染 arduino-lgd2
第 6 章 · 红外遥控
五个按键，
运动灯光同步
- ↑ ↓ ← →前进、后退、左转、右转
- OK停车，亮起刹车灯
- 无缝切换不必先停再换动作
实验指导手册 第 6 章「（一）实训内容」；结构渲染 arduino-lgd3
03
第三段 · 智能
感知距离，自主决策（第 7–8 章）
第 7 章 · 超声波跟随
先做分段控制基线，
再与 PID 对比
实验指导手册 第 7 章「（一）实训内容」实现约定；结构渲染 arduino-lgd4
第 8 章 · 全向避障
八方向扫描、三圈重试，
选最远的安全方向
实验指导手册 第 8 章「（一）实训内容」；结构渲染 arduino-lgd5
结构渲染
整车功能
一辆小车，
从灯光到避障
第 4–8 章功能在同一辆车上逐个跑通
实验指导手册 第 4–8 章；结构渲染 arduino-lgd5
典型成果
每章交付可复核的工程与记录
01PCB 与规则检查
02驱动库 .h / .cpp
03测试记录
04整车联调
实验指导手册 各章「五、实践要求与注意事项」；手册图2-15（PCB设计规则入口）、图3-7；03 为示意；04 为结构渲染
配套设备
一辆小车，
装下全部实训
- Arduino Nano 智能小车主控、电机、八路 LED、蜂鸣器
- HC-SR04 超声波测距、跟随与避障
- VS1838B 红外接收配 NEC 遥控器
实验指导手册 第 1、5–8 章「三、实践设备及工具」
配套平台
平台 + 工具链
- PIoT 云边端智能教学平台课程任务、AI 伴读、提交
- PlatformIO建工程、编译、上传
- 嘉立创 EDA原理图与 PCB 设计
实验指导手册 课程简介；第 2、3 章「三、实践设备及工具」
从电路到算法，
完整的工程实践
广西感知物联科技有限公司 · PIoT
Arduino 硬件开发（实训）