智能小车快速循迹串级 PID 算法实现

一、基础篇

智能小车通常采用灰度或红外模块来判断在循迹线的位置。 以 8 路红外模块为例，从左到右依次记为灯 1 - 灯 8。小车在线中间位置时灯 4 和灯 5 亮起，对应信号输出口返回 0。若小车往右偏，灯 3 和灯 4 对应的信号输出口为 0，主控据此判断位置。快速循迹一般建议至少 8 路，推荐使用 12 路以提高微动判断精度。

二、进阶篇

主控读取信号后的处理逻辑至关重要。相比多层 if-else 判断，将传感器状态合并为二进制数值并使用 switch 语句更为简洁高效。 以 STM32 标准库为例，读取 GPIO 高低电平函数如下：

GPIO_ReadInputDataBit(GPIOC, GPIO_Pin_1);

将多个引脚状态合并为一个整型变量 val：

int read(void) { 
    int val = 0; 
    val |= (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOC, OUT1) << 7); 
    val |= (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOC, OUT2) << 6); 
    val |= (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOC, OUT3) << 5); 
    val |= (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOC, OUT4) << 4); 
    val |= (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOC, OUT5) << 3); 
    val |= (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOC, OUT6) << 2); 
    val |= (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOC, OUT7) << 1); 
    val |= (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOC, OUT8) << 0); 
    return val; 
} 

通过 switch 语句对 val 进行判断：

read(); 
switch (read()) { 
    case 127: break; // 0111 1111 
    case 191: break; // 1011 1111 
     : ; 
     : ; 
     : ; 
     : ; 
     : ; 
     : ; 
     : ; 
     : ; 
    : ; 
}