树莓派小车驱动代码

<think>我们正在寻找树莓派小车的驱动代码示例。根据提供的引用，我们可以整合相关信息。引用[1]提到：树莓派小车的左边两个车轮并联，右边两个车轮并联，由L298N模块的两路分别控制左右两边。编程时创建了一个树莓派小车的类，便于调用。引用[3]和[4]提供了具体的代码示例和解释：-引用[3]是C语言程序，使用WiringPi库控制循迹小车，包括初始化GPIO、设置引脚模式、创建软件PWM、读取传感器状态等。-引用[4]是Python代码，使用L298N模块驱动电机，并可以反转电机方向。考虑到用户可能使用Python（因为树莓派常用Python），我们重点参考引用[4]的Python代码。同时，引用[1]提到类封装的思想，我们可以编写一个类来控制小车。下面提供一个基于Python的树莓派小车驱动代码示例。假设我们使用L298N模块，连接方式如下（以两路驱动控制左右两边为例）：-左轮：前进GPIO17，后退GPIO18，使能GPIO12（PWM控制速度）-右轮：前进GPIO22，后退GPIO23，使能GPIO13（PWM控制速度）注意：实际引脚可能根据接线调整，这里仅为示例。代码实现：```pythonimportRPi.GPIOasGPIOimporttimeclassMotor:def__init__(self,forward_pin,backward_pin,enable_pin):self.forward_pin=forward_pinself.backward_pin=backward_pinself.enable_pin=enable_pin#设置GPIO模式为BCMGPIO.setmode(GPIO.BCM)GPIO.setup(self.forward_pin,GPIO.OUT)GPIO.setup(self.backward_pin,GPIO.OUT)GPIO.setup(self.enable_pin,GPIO.OUT)#初始化PWMself.pwm=GPIO.PWM(self.enable_pin,1000)#频率1000Hzself.pwm.start(0)#初始占空比为0，电机停止defforward(self,speed=50):"""正转，速度范围0~100"""GPIO.output(self.forward_pin,GPIO.HIGH)GPIO.output(self.backward_pin,GPIO.LOW)self.pwm.ChangeDutyCycle(speed)defbackward(self,speed=50):"""反转，速度范围0~100"""GPIO.output(self.forward_pin,GPIO.LOW)GPIO.output(self.backward_pin,GPIO.HIGH)self.pwm.ChangeDutyCycle(speed)defstop(self):"""停止"""GPIO.output(self.forward_pin,GPIO.LOW)GPIO.output(self.backward_pin,GPIO.LOW)self.pwm.ChangeDutyCycle(0)defreverse(self):"""交换正反转引脚的功能（无需改变接线）"""self.forward_pin,self.backward_pin=self.backward_pin,self.forward_pin#注意：交换后需要重新设置引脚模式GPIO.setup(self.forward_pin,GPIO.OUT)GPIO.setup(self.backward_pin,GPIO.OUT)classPiCar:def__init__(self):#左电机：使用GPIO17（前进）、GPIO18（后退）、GPIO12（使能）self.left_motor=Motor(17,18,12)#右电机：使用GPIO22（前进）、GPIO23（后退）、GPIO13（使能）self.right_motor=Motor(22,23,13)defforward(self,speed=50):"""小车前进"""self.left_motor.forward(speed)self.right_motor.forward(speed)defbackward(self,speed=50):"""小车后退"""self.left_motor.backward(speed)self.right_motor.backward(speed)defturn_left(self,speed=50):"""原地左转（左轮后退，右轮前进）"""self.left_motor.backward(speed)self.right_motor.forward(speed)defturn_right(self,speed=50):"""原地右转（左轮前进，右轮后退）"""self.left_motor.forward(speed)self.right_motor.backward(speed)defstop(self):"""停止"""self.left_motor.stop()self.right_motor.stop()defcleanup(self):"""清理GPIO资源"""self.stop()self.left_motor.pwm.stop()self.right_motor.pwm.stop()GPIO.cleanup()#示例用法if__name__=="__main__":try:car=PiCar()car.forward(50)#以50%速度前进time.sleep(2)car.turn_left(30)#左转time.sleep(1)car.stop()time.sleep(0.5)car.backward(40)#后退time.sleep(1.5)finally:car.cleanup()```代码说明：1.`Motor`类：控制单个电机，包括前进、后退、停止和反转功能（反转功能用于交换正反转引脚，无需重新接线）。2.`PiCar`类：控制小车，包含两个电机（左和右）。提供前进、后退、左转、右转和停止方法。3.在示例中，我们创建了一个小车对象，并执行了一系列动作。注意：-实际使用时，请根据你的接线修改引脚号。-使用前确保已安装RPi.GPIO库（通常树莓派系统自带）。-运行代码需要sudo权限（因为GPIO操作需要）。这个示例代码提供了一个基础的框架，你可以根据实际需求扩展，比如加入传感器控制（循迹、避障等）[^1][^3][^4]。§§相关问题§§1.如何调整树莓派小车的电机速度？2.树莓派小车如何实现循迹功能？3.如何通过无线遥控控制树莓派小车？</think>### 树莓派小车驱动代码示例 以下是基于树莓派的L298N电机驱动模块小车控制代码，包含基础运动和PWM调速功能： ```python import RPi.GPIO as GPIO import time # 电机引脚定义（根据实际接线修改） LEFT_MOTOR_FORWARD = 17 # 左轮前进GPIO LEFT_MOTOR_BACKWARD = 18 # 左轮后退GPIO RIGHT_MOTOR_FORWARD = 22 # 右轮前进GPIO RIGHT_MOTOR_BACKWARD = 23 # 右轮后退GPIO ENABLE_LEFT = 12 # 左轮使能引脚(PWM) ENABLE_RIGHT = 13 # 右轮使能引脚(PWM) class PiCar: def __init__(self): GPIO.setmode(GPIO.BCM) # 设置电机控制引脚为输出 GPIO.setup([LEFT_MOTOR_FORWARD, LEFT_MOTOR_BACKWARD, RIGHT_MOTOR_FORWARD, RIGHT_MOTOR_BACKWARD, ENABLE_LEFT, ENABLE_RIGHT], GPIO.OUT) # 初始化PWM调速 self.pwm_left = GPIO.PWM(ENABLE_LEFT, 1000) # 频率1kHz self.pwm_right = GPIO.PWM(ENABLE_RIGHT, 1000) self.pwm_left.start(0) self.pwm_right.start(0) def move_forward(self, speed=50): """前进""" self._set_motor(LEFT_MOTOR_FORWARD, LEFT_MOTOR_BACKWARD, self.pwm_left, speed) self._set_motor(RIGHT_MOTOR_FORWARD, RIGHT_MOTOR_BACKWARD, self.pwm_right, speed) def move_backward(self, speed=50): """后退""" self._set_motor(LEFT_MOTOR_BACKWARD, LEFT_MOTOR_FORWARD, self.pwm_left, speed) self._set_motor(RIGHT_MOTOR_BACKWARD, RIGHT_MOTOR_FORWARD, self.pwm_right, speed) def turn_left(self, speed=50): """左转""" self._set_motor(LEFT_MOTOR_BACKWARD, LEFT_MOTOR_FORWARD, self.pwm_left, speed) self._set_motor(RIGHT_MOTOR_FORWARD, RIGHT_MOTOR_BACKWARD, self.pwm_right, speed) def turn_right(self, speed=50): """右转""" self._set_motor(LEFT_MOTOR_FORWARD, LEFT_MOTOR_BACKWARD, self.pwm_left, speed) self._set_motor(RIGHT_MOTOR_BACKWARD, RIGHT_MOTOR_FORWARD, self.pwm_right, speed) def stop(self): """停止所有电机""" GPIO.output([LEFT_MOTOR_FORWARD, LEFT_MOTOR_BACKWARD, RIGHT_MOTOR_FORWARD, RIGHT_MOTOR_BACKWARD], GPIO.LOW) self.pwm_left.ChangeDutyCycle(0) self.pwm_right.ChangeDutyCycle(0) def _set_motor(self, pin_forward, pin_backward, pwm, speed): """设置单个电机状态""" GPIO.output(pin_backward, GPIO.LOW) GPIO.output(pin_forward, GPIO.HIGH) pwm.ChangeDutyCycle(speed) def cleanup(self): """清理GPIO资源""" self.stop() self.pwm_left.stop() self.pwm_right.stop() GPIO.cleanup() # 使用示例 if __name__ == "__main__": try: car = PiCar() print("前进2秒") car.move_forward(70) # 70%速度前进 time.sleep(2) print("右转1秒") car.turn_right(60) time.sleep(1) print("后退1.5秒") car.move_backward() time.sleep(1.5) finally: car.cleanup() ``` ### 关键说明： 1. **引脚配置**： - 左轮并联控制：`LEFT_MOTOR_FORWARD`/`BACKWARD`控制左轮方向 - 右轮并联控制：`RIGHT_MOTOR_FORWARD`/`BACKWARD`控制右轮方向 - PWM使能引脚：通过`ENABLE_LEFT`/`RIGHT`实现调速 2. **电机控制原理**： - 方向控制：通过高低电平组合决定电机转向 - 速度控制：PWM占空比调节电压有效值 - H桥电路：L298N内部H桥实现正反转切换[^4] 3. **接线注意事项**： - 确保树莓派与L298N共地 - 电机工作电压需外接电源（不推荐树莓派直接供电） - 使能引脚必须连接才能启用电机驱动 > 提示：实际接线需根据硬件调整引脚定义，可使用`gpio readall`命令查看树莓派引脚映射[^1][^4]。 ### 常见问题解决 1. **电机不转**： - 检查使能引脚是否启用 - 测量电机端子电压是否正常 - 确认电源功率足够（推荐7-12V/2A） 2. **PWM调速异常**： ```python # 调试示例：单独测试左轮 car._set_motor(LEFT_MOTOR_FORWARD, LEFT_MOTOR_BACKWARD, car.pwm_left, 100) ``` 3. **方向反转处理**： ```python # 无需改接线，软件交换引脚定义 LEFT_MOTOR_FORWARD, LEFT_MOTOR_BACKWARD = LEFT_MOTOR_BACKWARD, LEFT_MOTOR_FORWARD ``` 完整项目可参考树莓派智能小车开源项目[^1][^3]。