基础课程：超声波+红外避障实现教程

本课程是关于基础硬件控制，重点在于超声波避障技术的应用。学习目标是让学生掌握如何使用超声波和红外传感器实现小车的自主避障功能。超声波模块作为核心组件，它基于超声波原理工作，通过发射和接收40kHz的脉冲来测量物体的距离。当模块的TRIG脚收到至少10us的高电平信号时，它会触发测距功能，然后检测回波信号，ECHO引脚在接收到信号后变为高电平，直到信号结束变为低电平。这个过程中的高电平持续时间与声波往返时间成正比，通过公式计算实际距离。 实验中使用的模块可以测量0-3米的范围，适合于Raspbot小车的避障需求。Raspbot小车的动力系统采用4个TT直流减速电机，这些电机由TB6612驱动芯片控制，但驱动芯片并不直接与树莓派相连，而是通过IIC总线与STM8单片机通信，单片机再控制驱动芯片，确保电机的精确操作。 编程方面，课程采用BOARD编码方式，超声波模块的Echo和Trig引脚分别连接到树莓派主板的18和16引脚，而STM8与树莓派之间的通信使用SDA.1和SCL.1。学生会使用YB_Pcb_Car.py库文件，这是专门针对电机和舵机控制设计的。课程提供的代码示例位于/home/pi/Yahboom_project/Raspbot/2.硬件控制课程/5.超声波避障/超声波避障.ipynb文件中，涉及GPIO库和time库的导入，以及一个Car类来处理电机驱动。 在程序中，首先设置好超声波测距所需的相关GPIO配置，然后编写函数来触发测距并处理回波信号。优化的超声波测距程序会对测得的数据进行处理，确保小车能够根据实时的障碍物距离做出相应的避障动作。 通过这个课程，学生不仅能够了解超声波传感器的工作原理，还能实践编程技能，实现硬件与软件的有效结合，让机器人具备基本的环境感知和自主避障能力。