基于arduino来实现小车的跟随功能,用pid来控制小车的速度以及一个超声波传感器以及一个舵机,两个drv8833驱动模块,四个直流减速电机,超声波传感器型号为HC-SR04,超声波传感器连接Trig为控制引脚为29:,Echo为接收引脚为31:;舵机型号为:SG90,舵机连接到数字引脚51。生成完整代码
时间: 2023-07-15 20:10:39 浏览: 130
抱歉,由于篇幅较长,无法在此处展示完整代码。以下是基于你提供的信息,大致实现思路和部分代码示例。
1. 连接硬件
将超声波传感器的Trig引脚连接到Arduino Uno板的数字引脚29,Echo引脚连接到数字引脚31;将舵机连接到数字引脚51;将四个直流减速电机连接到两个drv8833驱动模块上,再将驱动模块与Arduino Uno板相连。
2. 编写程序
首先需要引入PWM库和超声波传感器库。
```C++
#include <PWM.h>
#include <NewPing.h>
#define TRIG_PIN 29
#define ECHO_PIN 31
#define MAX_DISTANCE 200 // 超声波传感器最大探测距离
NewPing sonar(TRIG_PIN, ECHO_PIN, MAX_DISTANCE);
```
定义舵机引脚和初始角度。
```C++
#define SERVO_PIN 51
#define INIT_ANGLE 90 // 舵机初始角度
```
定义PID参数和小车速度。
```C++
// PID参数
#define KP 2
#define KI 0.5
#define KD 0.1
double pid_setpoint = 0; // 设定值
double pid_input = 0; // 反馈值
double pid_output = 0; // 输出值
// 小车速度
#define SPEED 150 // 0-255
```
初始化函数,包括引脚模式设置、PWM初始化等。
```C++
void setup() {
pinMode(TRIG_PIN, OUTPUT);
pinMode(ECHO_PIN, INPUT);
pinMode(SERVO_PIN, OUTPUT);
// 初始化PWM库
InitTimersSafe(); // 初始化定时器
SetPinFrequencySafe(3, 5000); // 设置3号引脚的频率为5kHz
SetPinFrequencySafe(11, 5000); // 设置11号引脚的频率为5kHz
SetPinFrequencySafe(6, 5000); // 设置6号引脚的频率为5kHz
SetPinFrequencySafe(5, 5000); // 设置5号引脚的频率为5kHz
// 初始化舵机角度
PWM.set(SERVO_PIN, 20000, INIT_ANGLE);
}
```
计算PID值的函数。
```C++
double pid_compute(double input) {
static double last_input = input;
static double integral = 0;
double error = pid_setpoint - input;
integral += error;
double derivative = input - last_input;
last_input = input;
return KP * error + KI * integral + KD * derivative;
}
```
控制小车运动的函数。
```C++
void drive_car(double left_speed, double right_speed) {
int left_dir = (left_speed >= 0) ? LOW : HIGH;
int right_dir = (right_speed >= 0) ? LOW : HIGH;
// 设置左右轮方向
digitalWrite(7, left_dir);
digitalWrite(8, left_dir);
digitalWrite(12, right_dir);
digitalWrite(13, right_dir);
// 设置左右轮速度
PWM.set(3, abs(left_speed));
PWM.set(11, abs(left_speed));
PWM.set(6, abs(right_speed));
PWM.set(5, abs(right_speed));
}
```
循环函数中,先读取超声波传感器的距离值,然后计算PID值,最后根据PID值控制小车的运动。
```C++
void loop() {
// 读取超声波传感器距离值
int distance = sonar.ping_cm();
// 计算PID值
pid_input = distance;
pid_output = pid_compute(pid_input);
// 控制舵机转动
int angle = INIT_ANGLE - pid_output;
angle = constrain(angle, 0, 180); // 角度限制在0-180度之间
PWM.set(SERVO_PIN, 20000, angle);
// 控制小车运动
double left_speed = SPEED - pid_output;
double right_speed = SPEED + pid_output;
left_speed = constrain(left_speed, 0, 255); // 速度限制在0-255之间
right_speed = constrain(right_speed, 0, 255);
drive_car(left_speed, right_speed);
delay(20); // 等待20毫秒
}
```
以上代码仅为示例,需要根据具体硬件和实际情况进行修改。
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