【正文】 模塊功能描述 必備知識 設(shè)計案例 學(xué)習(xí)內(nèi)容 第 13章 基于 C51單片機(jī)的超聲波導(dǎo)航模塊 1 3 相關(guān)知識 思考練習(xí)與拓展訓(xùn)練 第一章 MCS—51單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)及指令系統(tǒng) 主講：雷道仲 設(shè)計案例 系統(tǒng)設(shè)計方案 系統(tǒng)采用“ MCU+傳感器 +顯示設(shè)備 +執(zhí)行機(jī)構(gòu)”的總體設(shè)計方案，要求 MCU對非接觸式傳感器獲取的外部距離信息進(jìn)行計算轉(zhuǎn)換，將得出的輪式機(jī)器人與前方障礙物的距離值送到顯示設(shè)備顯示，并根據(jù)程序設(shè)定的距離閾值控制輪式機(jī)器人實現(xiàn)自動導(dǎo)航功能。本章應(yīng)用位差超聲波距離傳感器作為機(jī)器人運動的雙眼（測距范圍是： 2厘米至 3米）， C51單片機(jī)作為機(jī)器人的大腦，隨時判斷和監(jiān)控前方障礙物的距離。第一章 MCS—51單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)及指令系統(tǒng) 主講：雷道仲 2 4 5 模塊功能描述 必備知識 設(shè)計案例 學(xué)習(xí)內(nèi)容 第 13章 基于 C51單片機(jī)的超聲波導(dǎo)航模塊 1 3 相關(guān)知識 思考練習(xí)與拓展訓(xùn)練 第一章 MCS—51單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)及指令系統(tǒng) 主講：雷道仲 本章概述 1．任務(wù) 任務(wù)一：超聲波距離測量 任務(wù)二：超聲波導(dǎo)航 2．要求 （ 1）能夠應(yīng)用超聲波準(zhǔn)確前方物體的距離 （ 2）能夠應(yīng)用超聲波測距引導(dǎo)輪式教育機(jī)器人航行 第一章 MCS—51單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)及指令系統(tǒng) 主講：雷道仲 2 4 5 模塊功能描述 必備知識 設(shè)計案例 學(xué)習(xí)內(nèi)容 第 13章 基于 C51單片機(jī)的超聲波導(dǎo)航模塊 1 3 相關(guān)知識 思考練習(xí)與拓展訓(xùn)練 第一章 MCS—51單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)及指令系統(tǒng) 主講：雷道仲 模塊功能描述 本案例模塊的主要內(nèi)容是：利用超聲波傳感器作為輪式教育機(jī)器人的雙眼， C51單片機(jī)作為輪式教育機(jī)器人的大腦，按要求設(shè)計硬件電路和編寫程序，使輪式教育機(jī)器人能夠隨時監(jiān)控前方障礙物的距離。 示意圖請見教材 P234頁圖 13— 1所示 第一章 MCS—51單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)及指令系統(tǒng) 主講：雷道仲 必備知識 位差超聲波距離傳感器工作時序 位差超聲波距離傳感器通過發(fā)射短超聲波爆裂，然后 聽 回音來探測物體。 其中 MCU采用目前性價比較高的 AT89C51單片機(jī)；傳感器采用“超聲波傳感器”，以非接觸的形式測量前方物體的距離；顯示設(shè)備采用LCD1602液晶顯示模塊；執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用 PARALLAX公司生產(chǎn)的連續(xù)旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)，其優(yōu)點是編程控制方便且不需額外增加驅(qū)動電路。s(uint i)。 //定義變量 uart_Init()。 第一章 MCS—51單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)及指令系統(tǒng) 主講：雷道仲 設(shè)計案例 軟件設(shè)計 任務(wù)一：超聲波距離測量 本任務(wù)是根據(jù)超聲波傳感器的時序原理圖，應(yīng)用 c51單片機(jī)定時 /計數(shù)器實現(xiàn)對前方物體距離的測量并在 LCD模塊上顯示 源程序 while(1) //進(jìn)入循環(huán)體 { TL0 = 0。 //置 P1_3為 1 第一章 MCS—51單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)及指令系統(tǒng) 主講：雷道仲 設(shè)計案例 軟件設(shè)計 任務(wù)一：超聲波距離測量 本任務(wù)是根據(jù)超聲波傳感器的時序原理圖，應(yīng)用 c51單片機(jī)定時 /計數(shù)器實現(xiàn)對前方物體距離的測量并在 LCD模塊上顯示 源程序 delay_n181。 delay_n181。 while (P1_3)。 H = TH0。 if(x0amp。 x2=x%10。 第一章 MCS—51單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)及指令系統(tǒng) 主講：雷道仲 設(shè)計案例 軟件設(shè)計 任務(wù)一：超聲波距離測量 本任務(wù)是根據(jù)超聲波傳感器的時序原理圖，應(yīng)用 c51單片機(jī)定時 /計數(shù)器實現(xiàn)對前方物體距離的測量并在 LCD模塊上顯示 源程序 Write_Data_LCM(0x30+x2)。 delay_nms(200)。 while(i)。 } 第一章 MCS—51單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)及指令系統(tǒng) 主講：雷道仲 設(shè)計案例 軟件設(shè)計 任務(wù)一：超聲波距離測量 本任務(wù)是根據(jù)超聲波傳感器的時序原理圖，應(yīng)用 c51單片機(jī)定時 /計數(shù)器實現(xiàn)對前方物體距離的測量并在 LCD模塊上顯示 源程序 void Time0_Init (void) //計數(shù)器 0初始化程序 { TMOD |= 0x01。 //停止計數(shù) } 第一章 MCS—51單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)及指令系統(tǒng) 主講：雷道仲 設(shè)計案例 軟件設(shè)計 程序運行 按圖 135連接硬件電路，參考第 1章介紹的操作步驟編譯以上程序，將產(chǎn)生的可執(zhí)行文件燒寫到輪式教育機(jī)器人控制板上的單片機(jī)程序存儲器，開機(jī)運行，可以看到 LCD顯示屏上不斷的顯示出前方物體的距離值。s的高電平，然后拉低信號引腳 750181。 源程序 /*========================================================= 程序名： 功 能：利用超聲波傳感器探測前方物體并引導(dǎo)輪式教育機(jī)器人避開障礙物 =========================================================*/ include define uint unsigned int 第一章 MCS—51單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)及指令系統(tǒng) 主講：雷道仲 define uchar unsigned char void delay_n181。 void Left_Turn(void)。 第一章 MCS—51單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)及指令系統(tǒng) 主講：雷道仲 int main(void) //主函數(shù)，程序從這里開始運行 { uint count,x,H,L。 //計數(shù)器高位賦初值 0 P1_3 = 0 。 //延時 5181。 while(!P1_3) 。 //定時器 1計時停止 H = TH0。 if(x=20) //如果距離小于 20cm時 { Backward()。 //延時 30ms } } 第一章 MCS—51單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)及指令系統(tǒng) 主講：雷道仲 void delay_n181。 } void delay_nms(uint n) //延時 n ms { n=n+1。 //計數(shù)器選取方式 1 TL0 = 0。 //設(shè)置 P1_0輸出高電平 delay_n181。 //設(shè)置 P1_1輸出高電平 delay_n181。 //延時 20ms } 第一章 MCS—51單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)及指令系統(tǒng) 主講：雷道仲 void Left_Turn(void) //聲明一個向左子函數(shù) { uint i。 //設(shè)置 P1_0輸出高電平 delay_n181。 //設(shè)置 P1_1輸出高電平 delay_n181。 //延時 20ms } } 第一章 MCS—51單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)及指令系統(tǒng) 主講：雷道仲 void Backward(void) //聲明一個向后子函數(shù) { uint i。 //設(shè)置 P1_0輸出高電平 delay_n181。 //設(shè)置 P1_1輸出高電平 delay_n181。 //延時 20ms } } 第一章 MCS—51單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)及指令系統(tǒng) 主講：雷道仲 設(shè)計案例 軟件設(shè)計 任務(wù)二：超聲波導(dǎo)航 程序運行 此處仍然采用圖 135所示的硬件電路，編譯以上程序， 將產(chǎn)生的可執(zhí)行文件燒寫到輪式教育機(jī)器人控制板上的單片 機(jī)程序存儲器，開機(jī)運行，可以看到輪式教育機(jī)器人開始向 前行進(jìn)，當(dāng)前方 20厘米內(nèi)出現(xiàn)障礙物時，輪式教育機(jī)器人先 是后退，然后左轉(zhuǎn)，從而避免碰撞 。調(diào)用 Backward()；驅(qū)動輪式教育機(jī)器人后退一段距離，接著又調(diào)用 Left_Turn()；驅(qū)動輪式教育機(jī)器人左拐后程序再返回重復(fù)以上過程； 第一章 MCS—51單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)及指令系統(tǒng) 主講：雷道仲 2 4 5 模塊功能描述 必備知識 設(shè)計案例 學(xué)習(xí)內(nèi)容 第 13章 基于 C51單片機(jī)的超聲波導(dǎo)航模塊 1 3 相關(guān)知識 思考練習(xí)與拓展訓(xùn)練 第一章 MCS—51單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)及指令系統(tǒng) 主講：雷道仲 相關(guān)知識 輪單片機(jī)定時器 /