51单片机智能小车之跟随小车、避障小车原理和代码_五一单片机小车避障

目录

1. 红外壁障模块分析​编辑

2. 跟随小车的原理

3. 跟随小车开发和调试代码

4. 超声波模块介绍

5. 摇头测距小车开发和调试代码

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1. 红外壁障模块分析

原理和循迹是一样的，循迹红外观朝下，跟随朝前

• TCRT5000传感器的红外发射二极管不断发射红外线
• 当发射出的红外线没有被反射回来或被反射回来但强度不够大时
• 红外接收管一直处于关断状态，此时模块的输出端为高电平，指示二极管一直处于熄灭状态
• 被检测物体出现在检测范围内时，红外线被反射回来且强度足够大，红外接收管饱和
• 此时模块的输出端为低电平，指示二极管被点亮
• 总结就是一句话，没反射回来，D0输出高电平，灭灯

2. 跟随小车的原理

• 左边跟随模块能返回红外，输出低电平，右边不能返回，输出高电平，说明物体在左边，需要左转
• 右边跟随模块能返回红外，输出低电平，左边不能返回，输出高电平，说明物体在右边，需要右转

3. 跟随小车开发和调试代码

//main.c
#include "motor.h"
#include "delay.h"
#include "reg52.h"
 
//sbit leftSensor = P2^7;
//sbit rightSensor = P2^6;
 
sbit leftSensor = P2^5;
sbit rightSensor = P2^4;
 
void main()
{
 
	while(1){
		if(leftSensor == 0 && rightSensor == 0){
			goForward();
		}
		if(leftSensor == 1 && rightSensor == 0){
			goRight();
		}
		
		if(leftSensor == 0 && rightSensor == 1){
			
			goLeft();
		}
		
		if(leftSensor == 1 && rightSensor == 1){
			//停
			stop();
		}
	}
}
 
 
//motor.c
#include "reg52.h"
 
sbit RightCon1A = P3^2;
sbit RightCon1B = P3^3;
 
sbit LeftCon1A = P3^4;
sbit LeftCon1B = P3^5;
 
void goForward()
{
	LeftCon1A = 0;
	LeftCon1B = 1;
	
	RightCon1A = 0;
	RightCon1B = 1;
}
 
void goRight()
{
	LeftCon1A = 0;
	LeftCon1B = 1;
	
	RightCon1A = 0;
	RightCon1B = 0;
}
 
 
void goLeft()
{
	LeftCon1A = 0;
	LeftCon1B = 0;
	
	RightCon1A = 0;
	RightCon1B = 1;
}
 
void goBack()
{
	LeftCon1A = 1;
	LeftCon1B = 0;
	
	RightCon1A = 1;
	RightCon1B = 0;
}
 
void stop()
{
	LeftCon1A = 0;
	LeftCon1B = 0;
	
	RightCon1A = 0;
	RightCon1B = 0;
}
 
//delay.c
 
#include "intrins.h"
 
void Delay1000ms()		//@11.0592MHz
{
	unsigned char i, j, k;
 
	_nop_();
	i = 8;
	j = 1;
	k = 243;
	do
	{
		do
		{
			while (--k);
		} while (--j);
	} while (--i);
}
 
 
 

4. 超声波模块介绍

使用超声波模块，型号：HC-SR04

• 怎么让它发送波 Trig ，给Trig端口至少10us的高电平
• 怎么知道它开始发了 Echo信号，由低电平跳转到高电平，表示开始发送波
• 怎么知道接收了返回波 Echo，由高电平跳转回低电平，表示波回来了
• 怎么算时间 Echo引脚维持高电平的时间！ 波发出去的那一下，开始启动定时器 波回来的拿一下，我们开始停止定时器，计算出中间经过多少时间
• 怎么算距离 距离 = 速度 （340m/s）* 时间/2

时序图：

5. 摇头测距小车开发和调试代码

//main.c
#include "reg52.h"
#include "hc04.h"
#include "delay.h"
#include "sg90.h"
#include "motor.h"
 
#define MIDDLE 0
#define LEFT 1
#define RIGHT 2
 
void main()
{
	char dir;
	
	double disMiddle;
	double disLeft;
	double disRight;
	
	Time0Init();
	Time1Init();
	//舵机的初始位置
 
	sgMiddle();
	Delay300ms();
	Delay300ms();
	dir = MIDDLE;
	
	while(1){
		
		if(dir != MIDDLE){
			sgMiddle();
			dir = MIDDLE;
			Delay300ms();
		}
		disMiddle = get_distance();
		
		if(disMiddle > 35){
			//前进
			goForward();
		}else if(disMiddle < 10){
			goBack();
			
		}else
		{
			//停止
			stop();
			//测左边距离
			sgLeft();
			Delay300ms();
			disLeft = get_distance();
			
			sgMiddle();
			Delay300ms();
			
			sgRight();
			dir = RIGHT;
			Delay300ms();
			disRight = get_distance();
			
			if(disLeft < disRight){
				goRight();
				Delay150ms();
				stop();
			}
			if(disRight < disLeft){
				goLeft();
				Delay150ms();
				stop();
			}
		}
		
	}
}
 
//hc04.c
#include "reg52.h"
#include "delay.h"
 
sbit Trig     = P2^3;
sbit Echo     = P2^2;
 
void Time1Init()
{	
	TMOD &= 0x0F;		//设置定时器模式
	TMOD |= 0x10;
	TH1 = 0;
	TL1 = 0;
	//设置定时器0工作模式1，初始值设定0开始数数，不着急启动定时器
}
 
void startHC()
{
	Trig = 0;
	Trig = 1;
	Delay10us();
	Trig = 0;
}
 
double get_distance()
{
		double time;
		//定时器数据清零，以便下一次测距
		TH1 = 0;
		TL1 = 0;
	//1. Trig ，给Trig端口至少10us的高电平
		startHC();
		//2. echo由低电平跳转到高电平，表示开始发送波
		while(Echo == 0);
		//波发出去的那一下，开始启动定时器
		TR1 = 1;
		//3. 由高电平跳转回低电平，表示波回来了
		while(Echo == 1);
		//波回来的那一下，我们开始停止定时器
		TR1 = 0;
		//4. 计算出中间经过多少时间
		time = (TH1 * 256 + TL1)*1.085;//us为单位
		//5. 距离 = 速度 （340m/s）* 时间/2
		return  (time * 0.017);
}
 
//delay.c
#include "intrins.h"
 
void Delay2000ms()		//@11.0592MHz
{
	unsigned char i, j, k;
 
	i = 15;
	j = 2;
	k = 235;
	do
	{
		do
		{
			while (--k);
		} while (--j);
	} while (--i);
}
 
 
void Delay10us()		//@11.0592MHz
{
	unsigned char i;
 
	i = 2;
	while (--i);
}
 
void Delay300ms()		//@11.0592MHz
{
	unsigned char i, j, k;
 
	_nop_();
	i = 3;
	j = 26;
	k = 223;
	do
	{
		do
		{
			while (--k);
		} while (--j);
	} while (--i);
}
 
 
void Delay150ms()		//@11.0592MHz
{
	unsigned char i, j, k;
 
	i = 2;
	j = 13;
	k = 237;
	do
	{
		do
		{
			while (--k);
		} while (--j);
	} while (--i);
}
 
void Delay450ms()		//@11.0592MHz
{
	unsigned char i, j, k;
 
	_nop_();
	i = 4;
	j = 39;
	k = 209;
	do
	{
		do
		{
			while (--k);
		} while (--j);
	} while (--i);
}
 
//sg90.c
#include "reg52.h"
#include "delay.h"
 
sbit sg90_con = P1^1;
 
int jd;
int cnt = 0;
 
void Time0Init()
{
	//1. 配置定时器0工作模式位16位计时
	TMOD &= 0xF0;		//设置定时器模式
	TMOD |= 0x01;
	//2. 给初值，定一个0.5出来
	TL0=0x33;
	TH0=0xFE;
	//3. 开始计时
	TR0 = 1;
	TF0 = 0;
	//4. 打开定时器0中断
	ET0 = 1;
	//5. 打开总中断EA
	EA = 1;
}
 
void sgMiddle()
{
	//中间位置
	jd = 3; //90度 1.5ms高电平
	cnt = 0;
}
 
void sgLeft()
{
	//左边位置
	jd = 5; //135度 1.5ms高电平
	cnt = 0;
}
 
void sgRight()
{
	//右边位置
	jd = 1; //0度
	cnt = 0;
}
 
 
void Time0Handler() interrupt 1
{
	cnt++;  //统计爆表的次数. cnt=1的时候，报表了1
	//重新给初值
	TL0=0x33;
	TH0=0xFE;
	
	//控制PWM波
	if(cnt < jd){
		sg90_con = 1;
	}else{
		sg90_con = 0;
	}
	
	if(cnt == 40){//爆表40次，经过了20ms
		cnt = 0;  //当100次表示1s，重新让cnt从0开始，计算下一次的1s
		sg90_con = 1;
	}
		
}
 
//motor.c
#include "reg52.h"
 
sbit RightCon1A = P3^2;
sbit RightCon1B = P3^3;
 
sbit LeftCon1A = P3^4;
sbit LeftCon1B = P3^5;
 
void goForward()
{
	LeftCon1A = 0;
	LeftCon1B = 1;
	
	RightCon1A = 0;
	RightCon1B = 1;
}
 
void goRight()
{
	LeftCon1A = 0;
	LeftCon1B = 1;
	
	RightCon1A = 0;
	RightCon1B = 0;
}
 
 
void goLeft()
{
	LeftCon1A = 0;
	LeftCon1B = 0;
	
	RightCon1A = 0;
	RightCon1B = 1;
}
 
void goBack()
{
	LeftCon1A = 1;
	LeftCon1B = 0;
	
	RightCon1A = 1;
	RightCon1B = 0;
}
 
void stop()
{
	LeftCon1A = 0;
	LeftCon1B = 0;
	
	RightCon1A = 0;
	RightCon1B = 0;
}