代码收藏家技术教程 2023-05-17

【Arduino】基于Arduino的循迹小车电路连接与程序编写

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L298P工作原理：

L298P与其他元件的连接方法:laughing:

Author：1071094493@qq.com

L298P工作原理：

上图是本文中使用的L298P驱动，他的作用是将输入的3.3V或5V低压信号转换为高压信号。

上图是L298P的原理图，从上图可以看出对于L298P芯片而言当In1（单片机输入）为高电平时输出Out1将会和Vs（电源）连通也为高电平，当为低电平时Out1将会和地相连。对于（In2-Out2）（In3-Out3）（In4-Out4）这三种组合也是同样的道理，通过电路结构我们发现，只有图中的EnA与EnB同时为高电平时，四个输出接口（Out1、Out2、Out3、Out4）才会出现有效值。利用这个特点我们可以通过拉低EnA和EnB的值来关闭输出实现刹车的目的。

L298P与其他元件的连接方法😆

与Arduino的连接

首先将L298P电机驱动板插到Arduno板上如下图所示：

安装效果如下图

与红外传感器的连接😸

本次实验采用的红外传感器如下图所示，有三个引脚VCC、GND和Out引脚。其中VCC为电源正极引脚，GND为电源负极引脚，Out为输出脚。白色小灯泡发射红外线，黑色小灯泡负责接收红外信号。调节模块上面蓝色可调变阻器的阻值可以调节红外传感器的探测范围。

当模块可以收到红外信号时模块信号灯亮起，此时可以看到模块上有两个红灯会亮（一个为电源灯，另一个为信号灯）。同时Out端电压由高电平变为低电平。同样的道理由于黑色吸收红外光线能力强、白色反射能力强，当红外对准白色区域时红外线会被反射回来，Out由高到低，当对准黑线时白灯发射的红外信号会被黑线吸收，模块收不到红外信号Out端就会被拉高，输出高电平。

电机的连接

将电机驱动板与Arduino开发板按照第一步插在一起后按照上图连好电机与红外传感器即可。

程序编写😃

Aruino函数说明

函数名	函数写法	参数说明
PWM输出函数	analogWrite(number,value);	number是十进制数字，对应Arduino引脚号。value为0-255之间的值。
开关数字量函数	digitalWrite(number,HIGH/LOW)	number同上，第二个参数为HIGH时引脚输出高电平，为LOW时输出低。

初始宏定义

下方代码是对接口的宏定义，采用宏定义而非变量原因在于，宏定义在程序运行时不可改变。

//对接口进行重命名（此处需要根据自己的驱动引脚分布进行改变-本文以L298P为例）
#define ENA 10
#define ENB 11

//IN1与IN2在电路中通过反相芯片进行反相因此不必再定义In2和In4
//IN3与IN4反相
#define IN1 12
#define IN3 13

//将电机接口朝上
//L298P 从左至右分别为OUT 1 2 3 4

//定义红外传感器输入接口
//左侧红外使用8脚输入，右侧使用9脚
//压到白线为低电平，压到黑线输出高电平
#define L_SENSE 8
#define R_SENSE 9

红外传感器信号采集变量定义

//定义全局变量用于读取红外传感器的值
int L=0;
int R=0;

功能函数定义

void start_run()     
{
   //开始运行
  analogWrite(ENA,100);
  analogWrite(ENB,100);

  digitalWrite(IN1,HIGH);
  digitalWrite(IN3,HIGH);
}

void stop_run()
{
  //刹车
  analogWrite(ENA,0);
  analogWrite(ENB,0);

  digitalWrite(IN1,HIGH);
  digitalWrite(IN3,HIGH);
}

void direct_run()
{
  //直行
  analogWrite(ENA,100);
  analogWrite(ENB,100);

  digitalWrite(IN1,HIGH);
  digitalWrite(IN3,HIGH);
}

void left_run()
{
  //向左转
  analogWrite(ENA,100);
  analogWrite(ENB,50);

  digitalWrite(IN1,HIGH);
  digitalWrite(IN3,HIGH);
}

void right_run()
{
  //向右转
  analogWrite(ENA,50);
  analogWrite(ENB,100);

  digitalWrite(IN1,HIGH);
  digitalWrite(IN3,HIGH);
}

初始化函数

void setup() {
  //初始化接口模式输出
  pinMode(ENA,OUTPUT);
  pinMode(ENB,OUTPUT);
  pinMode(IN1,OUTPUT);
  pinMode(IN3,OUTPUT);

  //定义接口模式红外输入
  pinMode(L_SENSE, INPUT);
  pinMode(L_SENSE, INPUT);

  //设置串口波特率为9600
  Serial.begin(9600);

  //上电即开始运行
  start_run();
}

主任务循环

void loop()
{
  //分别读取左右两个红外传感器的状态
  L=digitalRead(L_SENSE);
  R=digitalRead(R_SENSE);

  //当两侧同时为低电平时左右都不压线
  if(L==LOW&&R==LOW)
  {
    direct_run();
  }else if(L==LOW&&R==HIGH)//当右侧压线时向左转
  {
    right_run();
  }else if(L==HIGH&&R==LOW)//当左侧压线时向右转
  {
    left_run();
  }else
  {
    direct_run();//默认情况下直行  
  }   
}

完整代码如下💇

//对接口进行重命名
#define ENA 10
#define ENB 11

//IN1与IN2在电路中通过反相芯片进行反相
//IN3与IN4反相
#define IN1 12
#define IN3 13

//将电机接口朝上
//L298P 从左至右分别为OUT 1 2 3 4

//定义红外传感器输入接口
//左侧红外使用8脚输入，右侧使用9脚
//压到白线为低电平，压到黑线输出高电平
#define L_SENSE 8
#define R_SENSE 9

//定义全局变量用于读取红外传感器的值
int L=0;
int R=0;

void setup() {
  //初始化接口模式输出
  pinMode(ENA,OUTPUT);
  pinMode(ENB,OUTPUT);
  pinMode(IN1,OUTPUT);
  pinMode(IN3,OUTPUT);

  //定义接口模式红外输入
  pinMode(L_SENSE, INPUT);
  pinMode(L_SENSE, INPUT);

  //设置串口波特率为9600
  Serial.begin(9600);

  start_run();
}