超声波+红外避障技术在基础硬件控制课程中的应用

"基础硬件控制课程-超声波+红外避障" 本课程主要涉及的是基础的硬件控制技术，特别是利用超声波和红外传感器实现避障功能。在学习过程中，你需要掌握以下关键知识点： 1. **超声波传感器工作原理**： - 超声波传感器通常包含一对探头，一个用于发射超声波，另一个用于接收。 - 发射过程：通过向TRIG引脚提供至少10us的高电平信号，启动测距功能，模块内部会发出8个40kHz的超声波脉冲。 - 接收过程：一旦接收到回波，ECHO引脚就会输出高电平，高电平的持续时间代表超声波来回的时间。 - 计算距离：利用定时器测量高电平持续时间，结合声速（340m/s）的一半，可计算出到障碍物的距离。公式为：距离 = 高电平时间 * 声速(340M/S) / 2。 2. **红外避障传感器工作原理**： - 红外避障传感器通常包括一个发光管和一个光敏接收管。 - 发射器发出红外光，如果前方有障碍物，光线会被反射回来。 - 光敏接收管检测反射光，如果有障碍物，接收管将检测到信号，引脚输出低电平，指示灯亮；无障碍物时，引脚为高电平，指示灯熄灭。 - 为了延长传感器寿命，红外避障传感器通常配备开关，只有开启后才会工作。 3. **硬件连接与驱动**： - 在Raspbot小车上，超声波传感器的Echo和Trig引脚分别连接到树莓派主板的18和16引脚，红外避障传感器及开关连接到21, 19, 和22引脚。 - 电机由TT直流减速电机驱动，通过TB6612芯片进行控制。而驱动芯片不直接由树莓派控制，而是通过IIC与STM8单片机通信，由STM8间接驱动电机。 - STM8与树莓派之间的通讯使用了SDA.1和SCL.1引脚，遵循I2C协议。 4. **编程环境**： - 课程中采用BOARD编码方式，使用Python语言进行编程。 - 关键库文件`YB_Pcb_Car.py`位于程序目录下，负责驱动电机和舵机。 - 程序运行在树莓派上，可以通过提供的镜像找到具体路径。 学习本课程，你需要理解传感器的工作机制，熟悉树莓派的GPIO接口，以及如何编写控制代码来实现避障功能。同时，掌握I2C通讯协议和相关驱动库的使用也是重要的技能之一。通过实践这些内容，你将能够构建一个基本的避障机器人系统。