寻迹避障小车fpga
时间: 2025-05-26 11:20:17 浏览: 58
### FPGA实现寻迹避障小车的设计方案
#### 状态机设计
为了使FPGA控制的小车具备循迹和避障的功能,可以采用有限状态机(FSM)来管理不同的操作模式。通常的状态包括初始化、循迹、避障以及停止等。通过红外传感器检测地面颜色变化以完成循迹功能,而超声波或其他距离传感器则用于障碍物探测。
```vhdl
type state_type is (INIT, TRACKING, AVOIDANCE, STOP);
signal current_state : state_type;
```
当处于`TRACKING`状态下时,依据来自红外线感测器的数据决定轮子的速度差异从而保持沿着黑线移动;如果切换到`AVOIDANCE`状态,则需根据前方是否有物体存在调整路径避开它[^1]。
#### PWM信号生成模块
对于电机驱动来说,脉宽调制(PWM)是一种常用技术用来改变施加给电动马达电压的有效值进而调节转速。下面是一个简单的VHDL代码片段展示如何创建这样的PWM发生器:
```vhdl
entity pwm_generator is
Port (
clk : in std_logic; -- system clock
duty_cycle : in integer range 0 to 99;-- desired duty cycle percentage
output_pwm : out std_logic); -- resulting PWM signal
end entity;
architecture Behavioral of pwm_generator is
begin
process(clk)
variable counter : integer := 0;
begin
if rising_edge(clk) then
counter := counter + 1;
if counter >= 100 then
counter := 0;
end if;
output_pwm <= '1' when counter < duty_cycle else '0';
end if;
end process;
end architecture;
```
此部分负责接收来自控制器设定好的占空比参数并据此产生相应周期内的高电平时间长度的方波形作为最终输出供给直流伺服马达使用[^2].
#### 综合考虑因素
除了基本逻辑外,在实际项目开发过程中还需要注意一些额外事项比如电源供应稳定性影响整个电路工作性能表现等方面的问题也需要纳入考量范围之内.
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