[16]，而且超聲波對(duì)外界超聲波、電子能量不敏感，在黑暗、灰塵、煙霧、強(qiáng)電子干擾情況下可正常使用。1.1.3選擇傳感器本文在設(shè)計(jì)中選擇hc-sr04超聲波無(wú)線測(cè)距作為傳感器。圖3-3為HC-SR04超聲波測(cè)距模塊。圖3-3HC-SR04超聲波測(cè)距模塊1.超聲波模塊GPIO口功能介紹：(1)VCC供5V電源(2)GND為地線(3)TRIG觸發(fā)控制信號(hào)輸入(4)ECHO回響信號(hào)輸出1.基本工作原理：（原理圖如圖3-4）當(dāng)微處理器控制的超聲波開(kāi)始啟動(dòng),至少提供10us的高電平信號(hào)方可啟動(dòng)進(jìn)行測(cè)距。模塊會(huì)自動(dòng)激活8個(gè)40kv的正方形頻率波段,而且模塊會(huì)自動(dòng)確認(rèn)該信號(hào)已經(jīng)被返回。當(dāng)一個(gè)信號(hào)發(fā)送時(shí),模塊送一個(gè)高電平,這個(gè)高電平持續(xù)的時(shí)間就是該波從發(fā)送至返回的持續(xù)時(shí)間。圖3-4超聲波測(cè)距工作原理圖3.HC-SR04超聲波測(cè)距模塊簡(jiǎn)介：HC-SR04測(cè)距模塊可提供2-400cm范圍偵測(cè)，距離精度最高可以達(dá)到3mm；其由從通過(guò)接受到的發(fā)射信號(hào)至接收到的返回信號(hào)之間的時(shí)空距離進(jìn)行計(jì)算而成。常用公式：距離=高電平時(shí)間×聲速/2；圖3-5時(shí)序圖時(shí)序圖3-5表明，單片機(jī)啟動(dòng)時(shí)，提供10us的高電平信號(hào)方即可開(kāi)始進(jìn)行測(cè)距，測(cè)距后，模塊自動(dòng)激活8個(gè)40kHz方形波段，當(dāng)信號(hào)返回時(shí)，模塊通過(guò)回波信號(hào)端口發(fā)送一個(gè)高電平，通過(guò)該電平計(jì)算波從發(fā)送到返回的時(shí)間。波段回波信號(hào)脈沖寬度與測(cè)量的常數(shù)成正比。1.3驅(qū)動(dòng)選擇由于我們采用超聲波傳感器來(lái)探測(cè)障礙物和感知環(huán)境，主機(jī)可以根據(jù)反饋給宏處理器的信號(hào)改變脈寬調(diào)制（PWM）來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和方向。系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，以直流發(fā)動(dòng)機(jī)和電路為驅(qū)動(dòng)單元，以單片機(jī)為控制核心，配合電機(jī)，需要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，并且在不需要自動(dòng)控制的情況下，可以采取手動(dòng)控制。由于以上特性本設(shè)計(jì)選取型號(hào)為L(zhǎng)298N的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。圖3-6為L(zhǎng)298N驅(qū)動(dòng)模塊原理。圖3-6L298N驅(qū)動(dòng)模塊原理圖l298n是一種由發(fā)動(dòng)機(jī)芯片驅(qū)動(dòng)的高壓發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng),可與直流發(fā)動(dòng)機(jī)和步進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行連接,驅(qū)動(dòng)芯片上分別可以控制兩臺(tái)直流減速發(fā)動(dòng)機(jī),在6v至46v之間的電壓范圍內(nèi)為發(fā)動(dòng)機(jī)提供2安培的電流,具有自加熱和反饋式檢測(cè)的功能。此外,l298n可直接通過(guò)I/O控制發(fā)動(dòng)機(jī),通過(guò)I/O控制芯片輸出,調(diào)節(jié)控制位置，便可以實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)前后運(yùn)動(dòng)。操作簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性好。表3-1為L(zhǎng)298N驅(qū)動(dòng)引腳及功能。表格3-1L298N驅(qū)動(dòng)引腳及功能電機(jī)驅(qū)動(dòng)，需要運(yùn)行超聲波模塊時(shí)，評(píng)估中斷請(qǐng)求。如果沒(méi)有中斷請(qǐng)求，則保持原始狀態(tài)。如果有中斷請(qǐng)求，則進(jìn)行PWM調(diào)整以停止作業(yè)，使機(jī)器整體移動(dòng)到下一個(gè)作業(yè)區(qū)域，重新開(kāi)始作業(yè)。執(zhí)行此操作的常用技術(shù)是使用PWM（脈沖寬度調(diào)制），PWM是通過(guò)發(fā)送一系列ON-OFF脈沖來(lái)調(diào)整輸入電壓平均值的技術(shù)。平均電壓與稱為占空