课设-基于51单片机+超声波模块的避障小车(源码+原理图+Protel仿真)

一、功能

设计一辆利用超声波传感器来实现避障功能的小车,使小车对其运动方向受到的阻碍作出各种躲避障碍的动作。

二、模块

2.1、电机驱动模块

在这里插入图片描述模块原理图:
在这里插入图片描述模块使用说明:
在这里插入图片描述

2.2、超声波模块

在这里插入图片描述工作原理:
在这里插入图片描述
使用说明:
在这里插入图片描述
注意超声波的测量范围是2cm~400cm,精度大约为3mm.

三、程序代码

main.c 文件

#include <reg52.h>	   //52芯片配置文件
#include <intrins.h>   //包含nop等系统函数
#include "bst_car.h"   


unsigned char disbuff[4]={0,0,0,0};//用于分别存放距离的值0.1mm、mm、cm和m的值

unsigned int  time=0;//用于存放定时器时间值
unsigned long S=0;//用于存放距离的值
bit  flag =0; //量程溢出标志位
char a=0;

//延时函数
void delay(unsigned int xms)				
{
    unsigned int i,j;
	for(i=xms;i>0;i--)		      //i=xms即延时约xms毫秒
    for(j=112;j>0;j--);
}

void Delay10us(unsigned char i)    	//10us延时函数 启动超声波模块时使用
{ 
   unsigned char j; 
do{ 
  j = 10; 
  do{ 
   _nop_(); 
   }while(--j); 
}while(--i); 
}  



void  StartModule() 		         //启动超声波模块
{
	  TX=1;			                     //启动一次模块
      Delay10us(2);
	  TX=0;
}

 void Forward(void)//前进
{

	 IN2=1;
	 IN3=1;
	 IN1=0;
	 IN4=0;
}

void Stop(void)	//停车
{

	 IN1=0; 
	 IN2=0;
	 IN3=0;
	 IN4=0;
}

void back(void)	//后退
{

	 IN1=1; 
	 IN2=0;
	 IN3=0;
	 IN4=1;
}    
void Turn_Right(void)	 //向右旋转
{
    IN1=0; 
	IN2=1;
	IN3=0;
	IN4=1;

}


/********距离计算程序***************/
void conut1(void)
{
	time=TH1*256+TL1;
	TH1=0;
	TL1=0;
										//此时time的时间单位决定于晶振的频率,外接晶振为11.0592MHZ
										//那么1us声波能走多远的距离呢?1s=1000ms=1000000us 
										// 340/1000000=0.00034米
										//0.00034米/1000=0.34毫米  也就是1us能走0.34毫米
										//但是,我们现在计算的是从超声波发射到反射接收的双路程,
										//所以我们将计算的结果除以2才是实际的路程
  S=time*0.17+10;	  //此时计算到的结果为毫米,并且是精确到毫米的后两位了,有两个小数点 
}

void Conut(void)
{
	 
    conut1();
	if((S>=5000)||flag==1) //超出测量范围
	{
	    a=0;	
	    flag=0;
	}
	else
	{
        disbuff[0]=S%10;
	    disbuff[1]=S/10%10;
	    disbuff[2]=S/100%10;
	    disbuff[3]=S/1000;
	 }
	 //========避障部分===========================================
	 if(S<=240)	   刹车障碍物距离	跟车速有关 可更改
	 {	
	      a++;
	      if(a>=2)
	      {
	          a=0;
		      Stop();
		      back();  //后退缓冲
		      delay(230);//	后退缓冲时间 跟车速有关 可更改

	          B:Turn_Right();
		        delay(50);		  ///  旋转角度 跟环境复杂程度有关 可更改
		        Stop();
		        delay(100);		   旋转顿挫时间 视觉效果 可更改
		        StartModule(); 				
		        while(RX==0);
		        TR1=1;			    //开启计数
	            while(RX);			//当RX为1计数并等待
	            TR1=0;				//关闭计数
		        conut1();


		        if(S>340)	 	 可直行方向无障碍物距离 跟环境有关 可更改
		        {
	
		            Turn_Right();
		            delay(90);	
	                Stop();				  //微调前进方向 避免车宽对前进影响
		            delay(200);		   
		            Forward();
		        }		
		        else
		       {
		           goto B;				//若没转到空旷方向 回到B点 继续旋转一次
		       }
		
	       }
	       else
		   {
	           Forward();	//无障碍物 直行
	       }
	
	 }

	 else
	 {
	      a=0;
	 	  Forward();	   //无障碍物 直行
	 }
	 //=======================================
	 
}

/********************************************************/
void zd0() interrupt 3 		 //T0中断用来计数器溢出,超过测距范围
{
    flag=1;			 //中断溢出标志
	RX=0;
}

/********超声波高电平脉冲宽度计算程序***************/
void Timer_Count(void)
{
	TR1=1;			    //开启计数
	while(RX);			//当RX为1计数并等待
	TR1=0;				//关闭计数
    Conut();			//计算

}
/********************************************************/
void keyscan(void)              //按键扫描函数
{
    A:    if(K4==0)			//判断是否有按下信号
		{
		    delay(10);		  //延时10ms
			if(K4==0)			//再次判断是否按下
			 {
			    FM=0;               //蜂鸣器响  		
			    while(K4==0);	//判断是否松开按键
			    FM=1;               //蜂鸣器停止  
		 	 }
		    else
		     {
		       goto A;        //跳转到A重新检测
	              }
		}
		else
		{
		  goto A;             //跳转到A重新检测
		}
} 
/********************************************************/ 

/*************主程序********************/
void main(void)
{
    
	unsigned int a;
	delay(400); //启动等待,等LCM讲入工作状态
	delay(5);//延时片刻
    TMOD=TMOD|0x10;//设T0为方式1,GATE=1;
    EA=1;					   //开启总中断
    TH1=0;
    TL1=0;          
    ET1=1;             //允许T0中断
    keyscan() ;  //按键扫描

		
 	while(1)
	{
		RX=1;
	    StartModule();				 //启动模块
        for(a=951;a>0;a--)
	    {
		   
	       if(RX==1)
		   {
              Timer_Count();		 //超声波高电平脉冲宽度计算函数
		   }
    	 }
   	}
} 



                            

bst_car.h 文件

#ifndef __BSTCAR_H__
#define __BSTCAR_H__

//小车驱动模块的IO设置
sbit IN1=P2^2;
sbit IN2=P2^3;
sbit IN3=P2^5;
sbit IN4=P2^6;
sbit EN1=P2^4;
sbit EN2=P2^7;

//按键IO
sbit K4=P3^4;
sbit K3=P3^6;

//蜂鸣器IO
sbit FM=P1^3;

//红外循迹IO设置
sbit Left_1_led=P3^3;	 //循迹-左红外IO       
sbit Right_1_led=P3^2;	 //循迹-右红外IO     

//红外避障  
sbit Left_2_led=P3^4;	 //避障-左红外IO 
sbit Right_2_led=P3^5;	 //避障-右红外IO 

//超声波IO定义
sbit TX=P3^0;	   //Trig 控制端
sbit RX=P3^1;	   //Echo 接收端


#define Left_moto_go      {IN1=0,IN2=1;}   //左电机向前走
#define Left_moto_back    {IN1=1,IN2=0;}   //右电机向后走
#define Left_moto_Stop    {EN1=0;}         //左电机停止                  
#define Right_moto_go     {IN3=1,IN4=0;}   //右电机向前走
#define Right_moto_back   {IN3=0,IN4=1;}   //右电机向后走
#define Right_moto_Stop   {EN2=0;}	       //右电机停止

#endif

四、PCB原理图

4.1、原理图
在这里插入图片描述
4.2、元器件清单:
在这里插入图片描述
如果需要程序工程和仿真文件,可以关注公众号:Kevin的学习站,在后台回复“51避障小车” 即可获取,整理不易,但您的点赞、关注、收藏就是对我最大的鼓励!

在这里插入图片描述

版权声明:本文为CSDN博主「Kevin的学习站」的原创文章,遵循CC 4.0 BY-SA版权协议,转载请附上原文出处链接及本声明。
原文链接:https://blog.csdn.net/qq_44705488/article/details/118510010

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