树莓派控制小车走直线代码

树莓派控制小车走直线的基本思路是利用PWM（脉冲宽度调制）技术来控制电机的速度和方向，进而让小车沿着设定的路径前进。下面我会简述一个基本的控制流程以及提供一段简单的Python代码示例。

### 带有PWM支持的硬件设备清单:

1. **树莓派** (Raspberry Pi)
2. **USB电源适配器**
3. **小车底盘** (带两个直流电机和轮子)
4. **直流电机驱动器** (如L298N或LM2577)
5. **编码器** (可选，用于定位精确度提高)
6. **跳线和面包板** (用于电路搭建)

### 基本控制流程:

1. **设置GPIO模式** (`GPIO.BCM`)，以便通过树莓派GPIO口控制电机驱动器的信号线。
2. **配置PWM**，用于控制电机的旋转速度。
3. **启动PWM循环**，并根据需求调整速度。
4. **使用PID控制器** (可选)，以更精确地控制小车保持直线运动。
5. **检测编码器信号** (若使用)，以测量小车的位置并进行反馈控制。

### Python代码示例:

假设我们使用了L298N模块，并将两个电机的正向和反向信号线分别对应于树莓派的GPIO端口。以下是一个基础的Python脚本示例，仅用于控制小车向前和向后移动，未包含PID控制和编码器。

import RPi.GPIO as GPIO
from time import sleep

# 设置GPIO模式和引脚编号方式为BCM
GPIO.setmode(GPIO.BCM)

# 定义电机控制引脚
ENA = 17 # 正向控制
IN1 = 27 # 后端右电机前向
IN2 = 22 # 后端右电机后向
ENB = 23 # 反向控制
IN3 = 24 # 前端左电机前向
IN4 = 25 # 前端左电机后向

# 设置引脚模式为输出
GPIO.setup(ENA, GPIO.OUT)
GPIO.setup(IN1, GPIO.OUT)
GPIO.setup(IN2, GPIO.OUT)
GPIO.setup(ENB, GPIO.OUT)
GPIO.setup(IN3, GPIO.OUT)
GPIO.setup(IN4, GPIO.OUT)

# 创建PWM实例
pwm_ENA = GPIO.PWM(ENA, 100)  # PWM频率为100Hz
pwm_ENB = GPIO.PWM(ENB, 100)
pwm_ENA.start(0)              # 初始占空比为0%
pwm_ENB.start(0)

try:
    while True:
        pwm_ENA.ChangeDutyCycle(50)  # 设定电机初始转速，百分比表示
        pwm_ENB.ChangeDutyCycle(50)

        print("Forward...")
        GPIO.output(IN1, GPIO.HIGH)
        GPIO.output(IN2, GPIO.LOW)
        GPIO.output(IN3, GPIO.HIGH)
        GPIO.output(IN4, GPIO.LOW)

        sleep(1)           # 小车向前移动1秒
        
        print("Backward...")
        GPIO.output(IN1, GPIO.LOW)
        GPIO.output(IN2, GPIO.HIGH)
        GPIO.output(IN3, GPIO.LOW)
        GPIO.output(IN4, GPIO.HIGH)

        sleep(1)           # 小车向后移动1秒
        
except KeyboardInterrupt:
    pass

# 清除所有GPIO设置
pwm_ENA.stop()
pwm_ENB.stop()
GPIO.cleanup()

print("Finished")

### 注意事项:

- 确保在运行代码之前已正确连接好硬件组件。
- 指定的GPIO编号应匹配您所使用的树莓派模型和电机驱动器的布局。
- 如果使用编码器，您可能还需要添加额外的代码来处理编码器数据，并将其用于调整电机速度以维持直行。
- 对于更高级的功能，比如PID控制，可能需要引入外部库（如`pid`库），并在代码中增加相应的逻辑部分来计算和应用PID控制规则。

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### 相关问题--:
1. 树莓派与直流电机驱动器之间的连接方式是什么？
2. 怎么在树莓派中实现PID控制以改善小车的直线跟踪能力？
3. 若在控制过程中遇到小车偏移，如何排查和修正原因？

这只是一个起点，您可以在此基础上扩展功能，比如加入转向控制、障碍物避障等功能，进一步提升项目的复杂性和实用性。