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【51单片机篇】项目：智能小车_寻迹小车项目概述

作者：煮酒与君饮 | 2024-06-29 00:09:40

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寻迹小车项目概述

一、项目概述

该智能小车具有循迹、跟随、避障三种模式，可以通过语音识别实现三种模式的切换，并且在oled显示屏显示当前模式。在循迹模式下，小车可以通过循迹模块跟随赛道中的黑线位置实时改变方向，并沿赛道前行；在跟随模式下，小车可以通过跟随模块实时跟随前方物体而移动；在避障模式下，小车利用超声波模块检测前方距离，并根据距离判断障碍物位置，并及时躲避前方障碍。

二、硬件部分 

1.小车底盘套件

2.51开发板

3.电池盒（4节）

4.面包板

5.L9110s电机驱动模块

6.循迹模块（2个）

7.红外跟随模块（2个）

8.SU-03语音模块

9.OLED显示屏

10.超声波

11.sg-90舵机

12.杜邦线若干

•循迹模块介绍 

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，有感应到黑线，D0输出高电平 ，灭灯。
•跟随模块介绍

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，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，物体在右边，需要右转。
•语音模块介绍 

 语音模块配置网址如下： 

 智能公元/AI产品零代码平台 (smartpi.cn)

配置好以后先连接USB转TTL进行固件烧录 测试（SU-03T 的RX是B6  TX是B7 ），测试无误后即可接入开发板使用。

三、软件部分 

main.c

  1. #include "reg52.h"
  2. #include "hc04.h"
  3. #include "delay.h"
  4. #include "sg90.h"
  5. #include "motor.h"
  6. #include "Oled.h"
  7.  
  8. #define MIDDLE 0
  9. #define LEFT   1
  10. #define RIGHT  2
  11.  
  12. #define BZ     1
  13. #define XJ     2
  14. #define GS     3
  15. #define ST     4
  16.  
  17. sbit A25 = P1^5;
  18. sbit A26 = P1^6;
  19. sbit A27 = P1^7;
  20.  
  21. sbit leftSensoXJ = P2^7;
  22. sbit rightSensorXJ = P2^6;
  23.  
  24. sbit leftSensorGS = P2^5;
  25. sbit rightSensorGS = P2^4;
  26.  
  27. char dir;
  28. double disMiddle;
  29. double disLeft;
  30. double disRight;
  31.  
  32. void xunjiMode()
  33. {
  34. 	if(leftSensoXJ == 0 && rightSensorXJ == 0){
  35. 		goForward();//前进
  36. 	}
  37. 	if(leftSensoXJ == 1 && rightSensorXJ == 0){
  38. 		goLeft();//左转
  39. 	}
  40. 	if(leftSensoXJ == 0 && rightSensorXJ == 1){
  41. 		goRight();//右转
  42. 	}
  43. 	if(leftSensoXJ == 1 && rightSensorXJ == 1){
  44. 		stop();//停止
  45. 	}
  46. }
  47.  
  48. void gensuiMode()
  49. {
  50. 	if(leftSensorGS == 0 && rightSensorGS == 0){
  51. 		goForward();//前进
  52. 	}
  53. 	if(leftSensorGS == 1 && rightSensorGS == 0){
  54. 		goRight();//右转
  55. 	}
  56. 	if(leftSensorGS == 0 && rightSensorGS == 1){
  57. 		goLeft();//左转
  58. 	}
  59. 	if(leftSensorGS == 1 && rightSensorGS == 1){
  60. 		stop();//停止
  61. 	}
  62. }
  63.  
  64. void bizhangMode()
  65. {
  66. 	if(dir != MIDDLE){
  67. 			sgMiddle();//中间
  68. 			dir = MIDDLE;
  69. 			Delay450ms();
  70. 	}
  71. 	disMiddle = get_distance();
  72. 	if(disMiddle > 35){
  73. 		//前进
  74. 		goForward();
  75. 	}else if(disMiddle < 10){
  76. 		goBack();
  77. 	}else{
  78. 		//停止
  79. 		stop();
  80. 		//测左边距离
  81. 		sgLeft();//左边
  82. 		Delay450ms();
  83. 		disLeft = get_distance();
  84. 		
  85. 		sgMiddle();//中间
  86. 		Delay450ms();
  87. 		//测右边距离
  88. 		sgRight();//右边
  89. 		dir = RIGHT;
  90. 		Delay450ms();
  91. 		disRight = get_distance();
  92. 		
  93. 		if(disLeft < disRight){
  94. 			goRight();
  95. 			Delay150ms();
  96. 			stop();
  97. 		}
  98. 		if(disLeft > disRight){
  99. 			goLeft();
  100. 			Delay150ms();
  101. 			stop();
  102. 		}
  103. 	}
  104. }
  105.  
  106. void main()
  107. {
  108. 	int mark = 0;
  109. 	
  110. 	Time0Init();//舵机用
  111. 	Time1Init();//超声波用
  112. 	
  113. 	sgMiddle();//中间
  114. 	Delay450ms();
  115. 	Delay450ms();
  116. 	dir = MIDDLE;
  117. 	
  118. 	OLED_Init();
  119. 	OLED_Clear();
  120. 	Oled_Show_Str(2,2,"----Ready----");
  121. 	
  122. 	while(1){
  123. 		//循迹模式
  124. 		if(A25 == 0 && A26 == 1 && A27 == 1){
  125. 			if(mark != XJ){
  126. 				OLED_Clear();
  127. 				Oled_Show_Str(2,2,"----XunJi----");
  128. 			}
  129. 			mark = XJ;
  130. 			xunjiMode();
  131. 		}
  132. 		//跟随模式
  133. 		if(A25 == 1 && A26 == 0 && A27 == 1){
  134. 			if(mark != GS){
  135. 				OLED_Clear();
  136. 				Oled_Show_Str(2,2,"----GenSui----");
  137. 			}
  138. 			mark = GS;
  139. 			gensuiMode();
  140. 		}
  141. 		//避障模式
  142. 		if(A25 == 1 && A26 == 1 && A27 == 0){
  143. 			if(mark != BZ){
  144. 				OLED_Clear();
  145. 				Oled_Show_Str(2,2,"----BiZhang----");
  146. 			}
  147. 			mark = BZ;
  148. 			bizhangMode();
  149. 		}
  150. 		//停下
  151. 		if(A25 == 0 && A26 == 0 && A27 == 0){
  152. 			if(mark != ST){
  153. 				OLED_Clear();
  154. 				Oled_Show_Str(2,2,"----Stop----");
  155. 			}
  156. 			mark = ST;
  157. 			stop();
  158. 		}
  159. 	
  160. 	}
  161. }

hc04.c

  1. #include "reg52.h"
  2. #include "delay.h"
  3.  
  4. sbit Trig =     P2^3;
  5. sbit Echo =     P2^2;
  6.  
  7. void Time1Init()
  8. {
  9. 	TMOD &= 0x0F;
  10. 	TMOD |= 0x10;
  11. 	TH1 = 0;
  12. 	TL1 = 0;
  13. 	//设置定时器1工作模式1，初始值设定0开始数数，不着急启动定时器
  14. }
  15.  
  16. void startHC()
  17. {
  18. 	Trig = 0;
  19. 	Trig = 1;
  20. 	Delay10us();
  21. 	Trig = 0;
  22. }
  23.  
  24. double get_distance()
  25. {
  26. 	double time;
  27. 	//定时器数据清零，以便下一次测距
  28. 	TH1 = 0;
  29. 	TL1 = 0;
  30. 	//1. 给Trig一个至少10us高电平
  31. 	startHC();
  32. 	//2. 由低电平跳转到高电平，表示开始发送波
  33. 	while(Echo == 0);
  34. 	//波出去的那一下，开启定时器
  35. 	TR1 = 1;
  36. 	//3. 由高电平跳转到低电平，表示波回来了
  37. 	while(Echo == 1);
  38. 	//波回来的那一下，停止定时器
  39. 	TR1 = 0;
  40. 	//4. 计算出中间经过多少时间
  41. 	time = (TH1 * 256 + TL1)*1.085;//二进制1左移1位，变成10（2），相当于乘以2，左移8位，相当于乘以2的8次方=256
  42. 	//5. 距离=速度（340m/s）*时间/2
  43. 	return(time * 0.017);
  44. }

sg90.c

  1. #include "reg52.h"
  2. #include "delay.h"
  3.  
  4. sbit D5 =       P3^7;
  5. sbit D6 =       P3^6;
  6. sbit sg90_con = P1^1;
  7.  
  8. int jd;
  9. int cnt = 0;
  10.  
  11. void Time0Init()
  12. {
  13. 	//1. 配置定时器0工作模式16位计时
  14. 	TMOD &= 0xF0;
  15. 	TMOD |= 0X01;
  16. 	//2. 给初值，定一个0.5ms出来
  17. 	TL0 = 0x33;
  18. 	TH0 = 0xFE;
  19. 	//3.打开定时器0中断
  20. 	ET0 = 1;
  21. 	//4.打开总中断EA
  22. 	EA = 1;
  23. 	//5. 开始计时
  24. 	TR0 = 1;
  25. 	TF0 = 0;
  26. }
  27.  
  28. void sgMiddle()
  29. {
  30. 	//舵机开盖
  31. 	jd = 3;//90度，1.5ms高电平
  32. 	cnt = 0;
  33. }
  34.  
  35. void sgLeft()
  36. {
  37. 	//舵机开盖
  38. 	jd = 5;//135度，2.5ms高电平
  39. 	cnt = 0;
  40. }
  41.  
  42. void sgRight()
  43. {
  44. 	//舵机关盖
  45. 	jd = 1;//0度，0.5ms高电平
  46. 	cnt = 0;
  47. }
  48.  
  49. void Time0Handler() interrupt 1
  50. {
  51. 	cnt++;//统计爆表次数
  52. 	TL0 = 0x33;//重新给初值
  53. 	TH0 = 0xFE;//重新给初值
  54. 	
  55. 	/*控制PWM波*/
  56. 	if(cnt < jd){
  57. 		sg90_con = 1;
  58. 	}else{
  59. 		sg90_con = 0;
  60. 	}
  61. 	/*统计爆表次数*/
  62. 	if(cnt == 40){//爆表了40次，经过了20ms
  63. 		cnt = 0;
  64. 		sg90_con = 1;
  65. 	}
  66. }

 motor.c

  1. #include "reg52.h"
  2.  
  3. sbit RightCon1A = P3^7;
  4. sbit RightCon1B = P3^3;
  5. sbit LeftCon1A = P3^4;
  6. sbit LeftCon1B = P3^5;
  7.  
  8. void goForward()
  9. {
  10. 	LeftCon1A = 0;
  11. 	LeftCon1B = 1;
  12. 	
  13. 	RightCon1A = 0;
  14. 	RightCon1B = 1;
  15. }
  16.  
  17. void goBack()
  18. {
  19. 	LeftCon1A = 1;
  20. 	LeftCon1B = 0;
  21. 	
  22. 	RightCon1A = 1;
  23. 	RightCon1B = 0;
  24. }
  25.  
  26. void goLeft()
  27. {
  28. 	LeftCon1A = 0;
  29. 	LeftCon1B = 0;
  30. 	
  31. 	RightCon1A = 0;
  32. 	RightCon1B = 1;
  33. }
  34.  
  35. void goRight()
  36. {
  37. 	LeftCon1A = 0;
  38. 	LeftCon1B = 1;
  39. 	
  40. 	RightCon1A = 0;
  41. 	RightCon1B = 0;
  42. }
  43.  
  44. void stop()
  45. {
  46. 	LeftCon1A = 0;
  47. 	LeftCon1B = 0;
  48. 	
  49. 	RightCon1A = 0;
  50. 	RightCon1B = 0;
  51. }

Oled.c

  1. #include "reg52.h"
  2. #include "intrins.h"
  3. #include "Oledfont.h"
  4.  
  5. sbit scl = P0^1;
  6. sbit sda = P0^3;
  7.  
  8. void IIC_Start()
  9. {
  10. 	scl = 0;//防止雪花
  11. 	sda = 1;
  12. 	scl = 1;
  13. 	_nop_();
  14. 	sda = 0;
  15. }
  16.  
  17. void IIC_Stop()
  18. {
  19. 	scl = 0;
  20. 	sda = 0;
  21. 	scl = 1;
  22. 	_nop_();
  23. 	sda = 1;
  24. 	_nop_();
  25. }
  26.  
  27. char IIC_ACK()
  28. {
  29. 	char flag;
  30. 	
  31. 	sda = 1;//就在时钟脉冲9期间释放数据线
  32. 	_nop_();
  33. 	scl = 1;
  34. 	_nop_();
  35. 	flag = sda;
  36. 	_nop_();
  37. 	scl = 0;
  38. 	_nop_();
  39. 	
  40. 	return flag;
  41. }
  42.  
  43. void IIC_Send_Byte(char dataSend)
  44. {
  45. 	int i;
  46. 	
  47. 	for(i=0;i<8;i++){
  48. 		scl = 0;//scl拉低，让sda做好数据准备
  49. 		sda = dataSend & 0x80;//1000 0000获得dataSend的最高位
  50. 		_nop_();//发送数据建立时间
  51. 		scl = 1;//scl拉高开始发送
  52. 		_nop_();
  53. 		scl = 0;//发送完毕，拉低
  54. 		_nop_();
  55. 		dataSend = dataSend << 1;
  56. 	}
  57. }
  58.  
  59. void OLED_Write_Cmd(char dataCmd)
  60. {
  61. 	//1.START
  62. 	IIC_Start();
  63. 	//2.写入从机地址 b0111 1000 0x78
  64. 	IIC_Send_Byte(0x78);
  65. 	//3.ACK
  66. 	IIC_ACK();
  67. 	//4.cotrol byte:(0)(0)000000 写入命令 (0)(1)000000 写入数据
  68. 	IIC_Send_Byte(0x00);
  69. 	//5.ACK
  70. 	IIC_ACK();
  71. 	//6.写入指令/数据
  72. 	IIC_Send_Byte(dataCmd);
  73. 	//7.ACK
  74. 	IIC_ACK();
  75. 	//8.STOP
  76. 	IIC_Stop();
  77. }
  78.  
  79. void OLED_Write_Data(char dataData)
  80. {
  81. 	//1.START
  82. 	IIC_Start();
  83. 	//2.写入从机地址 b0111 1000 0x78
  84. 	IIC_Send_Byte(0x78);
  85. 	//3.ACK
  86. 	IIC_ACK();
  87. 	//4.cotrol byte:(0)(0)000000 写入命令 (0)(1)000000 写入数据
  88. 	IIC_Send_Byte(0x40);
  89. 	//5.ACK
  90. 	IIC_ACK();
  91. 	//6.写入指令/数据
  92. 	IIC_Send_Byte(dataData);
  93. 	//7.ACK
  94. 	IIC_ACK();
  95. 	//8.STOP
  96. 	IIC_Stop();
  97. }
  98.  
  99. void OLED_Init(void)
  100. {
  101. 	OLED_Write_Cmd(0xAE);//--display off
  102. 	OLED_Write_Cmd(0x00);//---set low column address
  103. 	OLED_Write_Cmd(0x10);//---set high column address
  104. 	OLED_Write_Cmd(0x40);//--set start line address
  105. 	OLED_Write_Cmd(0xB0);//--set page address
  106. 	OLED_Write_Cmd(0x81); // contract control
  107. 	OLED_Write_Cmd(0xFF);//--128
  108. 	OLED_Write_Cmd(0xA1);//set segment remap
  109. 	OLED_Write_Cmd(0xA6);//--normal / reverse
  110. 	OLED_Write_Cmd(0xA8);//--set multiplex ratio(1 to 64)
  111. 	OLED_Write_Cmd(0x3F);//--1/32 duty
  112. 	OLED_Write_Cmd(0xC8);//Com scan direction
  113. 	OLED_Write_Cmd(0xD3);//-set display offset
  114. 	OLED_Write_Cmd(0x00);//
  115. 	OLED_Write_Cmd(0xD5);//set osc division
  116. 	OLED_Write_Cmd(0x80);//
  117. 	OLED_Write_Cmd(0xD8);//set area color mode off
  118. 	OLED_Write_Cmd(0x05);//
  119. 	OLED_Write_Cmd(0xD9);//Set Pre-Charge Period
  120. 	OLED_Write_Cmd(0xF1);//
  121. 	OLED_Write_Cmd(0xDA);//set com pin configuartion
  122. 	OLED_Write_Cmd(0x12);//
  123. 	OLED_Write_Cmd(0xDB);//set Vcomh
  124. 	OLED_Write_Cmd(0x30);//
  125. 	OLED_Write_Cmd(0x8D);//set charge pump enable
  126. 	OLED_Write_Cmd(0x14);//
  127. 	OLED_Write_Cmd(0xAF);//--turn on oled panel
  128. }
  129.  
  130. void OLED_Clear()
  131. {
  132. 	int i,j;
  133. 	
  134. 	for(i=0;i<8;i++){
  135. 		OLED_Write_Cmd(0xB0 + i);//page0--page7
  136. 		//每个page从0列
  137. 		OLED_Write_Data(0x00);
  138. 		OLED_Write_Data(0x10);
  139. 		//0到127列，依次写入0，每写入数据，列地址自动偏移
  140. 		for(j=0;j<128;j++){
  141. 			OLED_Write_Data(0);
  142. 		}
  143. 	}
  144. }
  145.  
  146. void Oled_Show_Char(char row,char col,char oledChar){ //row*2-2
  147.     unsigned int  i;
  148.     OLED_Write_Cmd(0xb0+(row*2-2));                           //page 0
  149.     OLED_Write_Cmd(0x00+(col&0x0f));                          //low
  150.     OLED_Write_Cmd(0x10+(col>>4));                            //high  
  151.     for(i=((oledChar-32)*16);i<((oledChar-32)*16+8);i++){
  152.         OLED_Write_Data(F8X16[i]);                            //写数据oledTable1
  153.     }
  154.  
  155.     OLED_Write_Cmd(0xb0+(row*2-1));                           //page 1
  156.     OLED_Write_Cmd(0x00+(col&0x0f));                          //low
  157.     OLED_Write_Cmd(0x10+(col>>4));                            //high
  158.     for(i=((oledChar-32)*16+8);i<((oledChar-32)*16+8+8);i++){
  159.         OLED_Write_Data(F8X16[i]);                            //写数据oledTable1
  160.     }       
  161. }
  162. /******************************************************************************/
  163. // 函数名称：Oled_Show_Char 
  164. // 输入参数：oledChar 
  165. // 输出参数：无 
  166. // 函数功能：OLED显示单个字符
  167. /******************************************************************************/
  168. void Oled_Show_Str(char row,char col,char *str)
  169. {
  170.     while(*str!=0){
  171.         Oled_Show_Char(row,col,*str);
  172.         str++;
  173.         col += 8;   
  174.     }       
  175. }

四、项目实现

语音控制智能小车

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