【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 停止計(jì)時(shí)。（ 超聲波在空氣中的傳播速度大概為 340m/s ， 根據(jù)計(jì)時(shí)器記錄出的時(shí)間t，就可以計(jì)算出發(fā)射點(diǎn)距障礙物的距離s， 即： s=340t/2 ）。目前市面上有好多專門的集發(fā)射和接收于一體的超聲波傳感器 ，此次設(shè)計(jì)用 HC SR04 型傳感器 ， 左邊為接收頭 ， 右邊為發(fā)射頭 ， 共引出4個(gè)引腳 ， 一個(gè)電源正極（ 5V ）， 一個(gè)電源地GND ， Trig 為觸發(fā)信號(hào)觸發(fā)控制端口 ， Echo為回響信號(hào)端口 。 下面介紹一個(gè)超聲波傳感器的時(shí)序圖210 。圖210 超聲波時(shí)序圖通過(guò)時(shí)序圖可以看到，在使用時(shí)，觸發(fā)控制端 Trig首先必須送出一個(gè) 10us 以上的高電平 ， 然后等待發(fā)射頭聲波信號(hào)開始輸出 ，一旦有信號(hào)輸出了，回響信號(hào)端會(huì)產(chǎn)生一個(gè)高電平 ，此刻開始計(jì)時(shí) 。隨后聲波信號(hào)處在空氣中傳播，一旦遇到障礙物會(huì)反射一部分回來(lái) ， 當(dāng)反射回來(lái)的信號(hào)到達(dá)接收頭后 ，此時(shí)回響信號(hào)端會(huì)由高電平變?yōu)榈碗娖?，停止計(jì)時(shí) 。此時(shí)我們就可以算出檢測(cè)物體與車之間的距離 S=340*(t1 2 t2)/2 ( t1 為開始計(jì)時(shí)時(shí)間 ， t2 為停止計(jì)時(shí)時(shí)間 ，注意距離為一邊的距離 ， 所以時(shí)間應(yīng)該除以 2) 超聲波編程思路要點(diǎn) 當(dāng)觸發(fā)控制端 Trig 給出 10us 以上的高電平后， 模塊內(nèi)部會(huì)就會(huì)產(chǎn)生8 個(gè) 40kHZ 的脈沖電平信號(hào) ，此時(shí)由模塊內(nèi)部自動(dòng)產(chǎn)生的 ，對(duì)于編程控制時(shí)不用管 （ 其實(shí)此模塊上自身集成了一塊單片機(jī)用于脈沖的產(chǎn)生）。 使用時(shí) ， 觸發(fā)控制端 Trig 的高電平測(cè)量周期建議 60ms 以上 ， 以防止發(fā)射信號(hào)對(duì)回響信號(hào)的干擾 。而且不利于近距離的多個(gè)使用干擾很大！ 超聲波模塊的編程 由以上設(shè)計(jì)基礎(chǔ)之后可以很方便的編寫出相應(yīng)的代碼如下所示：void DelayUs2x(uchar t){ while(t)。}以上為US級(jí)的延時(shí)函數(shù)，一個(gè)機(jī)器周期大概為1us。一個(gè)while語(yǔ)句的執(zhí)行好幾個(gè)us，所以DelayUs2x(10)函數(shù)延時(shí)大于10US；通過(guò)專門的延時(shí)編程軟件可以編寫出相對(duì)準(zhǔn)確的延時(shí)函數(shù)，本設(shè)計(jì)只需大概延時(shí)即可，對(duì)延時(shí)要求精度不是太高，這里就不詳細(xì)介紹精確的延時(shí)函數(shù)了！void DelayMs(uchar t){ while(t) { //大致延時(shí)1mS DelayUs2x(245)。 DelayUs2x(245)。 }}以上為MS級(jí)的延時(shí)函數(shù)，中間調(diào)用了US級(jí)的延時(shí)函數(shù)，t=1時(shí)，大概延時(shí)1MS；void chaoshengbo(){ TRIG=1。//觸發(fā)信號(hào)是高電平脈沖，寬度大于10us DelayUs2x(10)。延時(shí)10US以上 TRIG=0。 while(!ECHO)。//等待高電平 TR1=1。 while(ECHO)。//等待低電平 TR1=0。 S=TH1*256+TL1。//取出定時(shí)器值高8位和低8位合并 S=S/58。 //為什么除以58等于厘米， Y米=（X秒*344）/2 // X秒=（ 2*Y米）/344 X秒=*Y米 厘米=微秒/58 if(S=25) //如果測(cè)量的距離大于25厘米 {n=1。} //標(biāo)志位n值賦值1，響應(yīng)結(jié)果是控制小車前進(jìn) if(S25amp。amp。S20) //如果測(cè)量的距離在2025CM之間 {n=0。} //標(biāo)志位n值賦值0，響應(yīng)結(jié)果是控制小車停止 If(S20) //如果測(cè)量距離小于20厘米 {n=1。} //標(biāo)志位n值賦值1，響應(yīng)結(jié)果是控制小車后退 TH1=0。 TL1=0。//清除定時(shí)器0寄存器中的值用于下一次的再次測(cè)量}超聲波傳感器測(cè)距的主要作用是用來(lái)通過(guò)測(cè)量小車與物體之間的距離，從而判斷小車是前進(jìn)，后退，還是停止！ 小車的移動(dòng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)小車的移動(dòng)設(shè)計(jì)離不開電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊對(duì)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)所以有必要介紹一下小車的電源模塊和小車的電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，由于這兩個(gè)模塊是集成在一起的以下統(tǒng)稱為電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊！本設(shè)計(jì)選擇的 L298N 驅(qū)動(dòng)模塊，采用 ST 公司生產(chǎn)的原裝全新的 L298N 芯片，采用SMT進(jìn)口工藝穩(wěn)定性高，采用高質(zhì)量的鋁電解電容，使電路更加穩(wěn)定工作?？梢灾苯域?qū)動(dòng)2路 316V 的直流電機(jī)，并提供了穩(wěn)壓5V 輸出接口（輸入最低只要 6V） ，可以給 5V 52單片機(jī)系統(tǒng)供電 （低紋波系數(shù)） ,可以很方便的控制直流電機(jī)速度和方向，也可以控制兩相步進(jìn)電機(jī)，五線四相步進(jìn)電機(jī)，是智能小車必備利器。L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片左電機(jī)OUT1OUT2右電機(jī)OUT3OUT4從左到右依次為5V,GND,電池+7V從左到右依次為IN4，IN3，IN2，IN1 圖211電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊OUT1 ，OUT2 連接左電機(jī)OUT3， OUT4 連接右電機(jī)VDD 和 GND 連接電池或是外部供電 （注意充電電池，正負(fù)一定不能接反了，一接反會(huì)燒掉模塊，即 VDD 接電池正極，GND 接電池的負(fù)極）78M05 圖212 驅(qū)動(dòng)模塊原理圖 IN1 IN2 IN3 IN4分別與單片機(jī)IO口相連。 只要置相應(yīng)單片機(jī)機(jī)IOIN1 =0 ； IN2=1對(duì)應(yīng)電機(jī)即可正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)IN1 =0 ； IN2=0對(duì)對(duì)應(yīng)電機(jī)即可反轉(zhuǎn)同理：IN3 =0 ；IN4=1對(duì)應(yīng)電機(jī)即可正轉(zhuǎn)IN3 =0 ；IN4=0對(duì)應(yīng)電機(jī)即可反轉(zhuǎn)下面是軟件編程實(shí)現(xiàn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)以及停止：sbit in1=P1^4。sbit in2=P1^5。sbit in3=P1^6。sbit in4=P1^7。 定義電機(jī)驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的管腳，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)IO控制 void go()//前進(jìn){ in1=1。 in2=0。 in3=1。 in4=0。}前進(jìn)過(guò)程控制只需要將IN1 IN3置1，IN2和IN4置0即可void back()//后退{(lán) in1=0。 in2=1。 in3=0。 in4=1。}后退過(guò)程控制只需要將IN1 IN3置0，IN2和IN4置1即可，與前進(jìn)剛好相反！void turnleft()//左轉(zhuǎn){ in1=0。 in2=1。 in3=1。 in4=0。}左轉(zhuǎn)控制就是左邊電機(jī)前進(jìn)轉(zhuǎn)，右邊電機(jī)后退轉(zhuǎn)，導(dǎo)致一個(gè)整體的左轉(zhuǎn)效果！void turnright()//右轉(zhuǎn){ in1=1。 in2=0。 in3=0。 in4=1。}右轉(zhuǎn)控制就是右邊電機(jī)后退轉(zhuǎn)，左邊電機(jī)后前進(jìn)轉(zhuǎn)，導(dǎo)致一個(gè)整體的右轉(zhuǎn)效果！void stop()//停車{ in1=0。 in2=0。 in3=0。 in4=0。}停車函數(shù)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)是將4個(gè)信號(hào)都拉低，導(dǎo)致兩個(gè)電機(jī)都不轉(zhuǎn)，最后導(dǎo)致停車的效果！ 小車的轉(zhuǎn)向設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)前面已經(jīng)設(shè)計(jì)了小車的前進(jìn)與后退的移動(dòng)設(shè)計(jì)，還差一個(gè)轉(zhuǎn)向檢測(cè)控制，那用什么來(lái)實(shí)現(xiàn)呢？經(jīng)過(guò)反復(fù)的斟酌與篩選最后選擇了用兩個(gè)紅外循跡傳感器來(lái)檢測(cè)物體的左右移動(dòng)，下面來(lái)具體的介紹！+5V 信號(hào)指示燈可調(diào)電阻發(fā)射管接收管電源指示燈GND信號(hào) 圖213 LM393 紅外傳感器模塊實(shí)物說(shuō)明 LM393 紅外傳感器模塊檢測(cè)原理檢測(cè)原理為當(dāng)發(fā)射管照射在黑白分明的物體時(shí) ，由于黑色吸光作用 ，當(dāng)紅外發(fā)射管照射到黑色物體上時(shí)導(dǎo)致反射回來(lái)的光就較少 ，導(dǎo)致接收管接收到的紅外光就較少 ，表現(xiàn)為電阻大變大 ；同理 ，當(dāng)照射在白色物體時(shí)發(fā)射的紅外線就比較多 ，表現(xiàn)為 接收管的電阻變小，此時(shí)通過(guò)其他電路就把電阻變化信號(hào)變成大小不一電壓變化信號(hào) 然后通過(guò)一個(gè)比較器轉(zhuǎn)換成 相應(yīng)的高低電平信號(hào)，再將此送到52單片機(jī)的 I/O 口 ， 單片機(jī)就可以判斷是物體靠近還是遠(yuǎn)離 ， 進(jìn)而完成相應(yīng)的檢測(cè)功能 ，如循跡 、避障等 圖214 紅外循跡傳感器原理圖根據(jù)上面原理圖 ， 循跡 時(shí) ， 當(dāng)照在 白色路面( ( 避障 時(shí)為前方 有障礙物) ) ， out 輸出低電平0， 指示燈亮。 。 當(dāng)照在 黑色路面( ( 避障 時(shí)為前方 無(wú)障礙物) ) ， out 輸出高電平1 。 左右對(duì)稱安裝固定傳感器后 ， 須對(duì)兩個(gè)傳感器進(jìn)行調(diào)試. 方法為：① 小車頭部的2對(duì)紅外對(duì)管分別照射在物體上，移動(dòng)物體，測(cè)量距離② 調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻 ③ 當(dāng)照射在白色物體時(shí) ， 信號(hào)指示燈亮 （ 低電平 ）， 照在黑色物體時(shí)指示燈熄滅即可 ．sbit y=P3^4。//定義單片機(jī)連接循跡板右邊光電管的引腳sbit z=P3^5。//定義單片機(jī)連接循跡板左邊光電管的引腳void zuo()//左右輪協(xié)同左轉(zhuǎn)子函數(shù){ you1=1。 you2=0。 zuo1=0。 zuo2=1。 delay(105)。//pwm調(diào)速 you1=0。 you2=0。 zuo1=0。 zuo2=0。 delay(5)。 }void you()//左右輪協(xié)同右轉(zhuǎn)子函數(shù){ you1=0。 you2=1。 zuo1=1。 zuo2=0。 delay(105)。//pwm調(diào)速 you1=0。 you2=0。 zuo1=0。 zuo2=0。 delay(5)。} while((z==0)amp。amp。(y==1))//判斷當(dāng)左邊光電管遇到障礙， { zuo()。//調(diào)用左轉(zhuǎn)函數(shù)前進(jìn)過(guò)程中 } while((z==1)amp。amp。(y==0))//判斷當(dāng)右邊光電管遇到障礙， { you()。//調(diào)用右轉(zhuǎn)函數(shù)前進(jìn)過(guò)程中 }左右轉(zhuǎn)向控制還有一個(gè)逆向過(guò)程就是在超聲波在檢測(cè)到距離小于一定的距離時(shí)，小車處于后退狀態(tài)是調(diào)用的左右后轉(zhuǎn)函數(shù)要換過(guò)來(lái)！下面會(huì)有具體的軟件設(shè)計(jì)！第三章 軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)單片機(jī)從上個(gè)世紀(jì)70年代創(chuàng)造出來(lái)以后，因其極高的性價(jià)比和可操作性受到了人們的高度重視和關(guān)注，所以各種單片機(jī)的發(fā)展速度很快，應(yīng)用也很廣泛。單片機(jī)的優(yōu)點(diǎn)有重量很輕，體積很小，抗干擾能力很強(qiáng)，價(jià)格也很便宜，可靠性很高，靈活性很好，開發(fā)起來(lái)較為容易?？刹僮餍员容^強(qiáng)！那單片機(jī)具體是什么呢？個(gè)人理解為單片機(jī)就是在一塊半導(dǎo)體硅片上把CPU，各種存儲(chǔ)器，引腳I/O等集成在一起成為一塊可控芯片，其中，CPU是單片機(jī)執(zhí)行各種指令進(jìn)行控制和運(yùn)算的核心，存儲(chǔ)器是協(xié)調(diào)CPU存儲(chǔ)相關(guān)信息的部件，單片機(jī)與外部設(shè)備之間的控制及數(shù)據(jù)傳輸是通過(guò)引腳I/O實(shí)現(xiàn)的。別看這塊芯片很小，但是它具備了計(jì)算機(jī)所需的大部分屬性，因此其也被稱為單片微小型計(jì)算機(jī)。 52單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)本次小車設(shè)計(jì)使用的是52系列的單片機(jī)。在使用52單片機(jī)前必須要了解52單片機(jī)內(nèi)部硬件相關(guān)結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)圖總圖如下圖3