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51单片机智能车超声波舵机避障程序分享

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ID:893682 发表于 2021-4-25 16:40 | 显示全部楼层 |阅读模式
附加程序
  1. #include <reg52.h>//51头文件
  2. #include <QX_A11.h>//QX_A11智能小车配置文件
  3. #include <intrins.h>
  4. bit Timer1Overflow;        //计数器1溢出标志位
  5. unsigned char disbuff[4]={0,0,0,0};//用于分别存放距离的值米，厘米，毫米
  6. unsigned int LeftDistance = 0, RightDistance = 0, FrontDistance = 0; //云台测距距离缓存
  7. unsigned int DistBuf[5] = {0};//distance data buffer
  8. unsigned char        pwm_val_left,pwm_val_right;        //中间变量，用户请勿修改。
  9. unsigned char         pwm_left,pwm_right;                        //定义PWM输出高电平的时间的变量。用户操作PWM的变量。
  10. #define                PWM_DUTY                200                        //（用于舵机时不可修改）定义PWM的周期，数值为定时器0溢出周期，假如定时器溢出时间为100us，则PWM周期为20ms。
  11. #define                PWM_HIGH_MIN        70                        //限制PWM输出的最小占空比。用户请勿修改。
  12. #define                PWM_HIGH_MAX        PWM_DUTY        //限制PWM输出的最大占空比。用户请勿修改。

  14. void Timer0_Init(void); //定时器0初始化
  15. void Timer1_Init(void);//定时器1初始化
  16. void LoadPWM(void);//装入PWM输出值
  17. void Delay_Ms(unsigned int ms);//毫秒级延时函数
  18. void forward(unsigned char LeftSpeed,unsigned char RightSpeed);//QX_A11智能小车前进
  19. void left_run(unsigned char LeftSpeed,unsigned char RightSpeed);//QX_A11智能小车左转  
  20. void right_run(unsigned char LeftSpeed,unsigned char RightSpeed);//QX_A11智能小车右转
  21. //void back_run(unsigned char LeftSpeed,unsigned char RightSpeed);//QX_A11智能小车后退
  22. void stop(void);//QX_A11智能小车停车
  23. void Delay18450us(void);        //@11.0592MHz
  24. void Delay1550us(void);                //@11.0592MHz
  25. void Delay19400us(void);        //@11.0592MHz
  26. void Delay600us(void);                //@11.0592MHz
  27. void Delay17500us(void);        //@11.0592MHz
  28. void Delay2500us(void);                //@11.0592MHz
  29. void QXMBOT_bubble(unsigned int *a,unsigned char n);//冒泡排序
  30. void QXMBOT_ServoFront(void);//舵机向前
  31. void QXMBOT_ServoLeft(void);//舵机左转
  32. void QXMBOT_ServoRight(void);//舵机右转
  33. void  QXMBOT_PTZ_Avoid(unsigned int val);//舵机云台避障
  34. unsigned int QXMBOT_GetDistance(void);//获取超声波距离
  35. void QXMBOT_TrigUltrasonic(void);// 触发超声波
  36. unsigned int QXMBOT_RefreshDistance(void);//超声波测距

  38. /*主函数*/     
  39. void main(void)
  40. {
  41.         Timer0_Init();//定时0初始化
  42.         Timer1_Init();//定时0初始化
  43.         EA_on;        //开中断
  44.         QXMBOT_ServoFront();//舵机向前
  45.         Delay_Ms(1000);
  46.         forward(120,120);//前进
  47.         while(1)
  48.         {
  49.                 QXMBOT_PTZ_Avoid(300);//舵机云台避障，LCD1602显示距离,形参设置触发距离，单位：毫米
  50.         }        
  51. }


  54. /*********************************************
  55. QX_A11智能小车前进
  56. 入口参数：LeftSpeed，RightSpeed
  57. 出口参数: 无
  58. 说明：LeftSpeed，RightSpeed分别设置左右车轮转速
  59. **********************************************/
  60. void forward(unsigned char LeftSpeed,unsigned char RightSpeed)
  61. {
  62.         pwm_left = LeftSpeed,pwm_right =  RightSpeed;//设置速度
  63.         left_motor_go; //左电机前进
  64.         right_motor_go; //右电机前进
  65. }
  66. /*小车左转*/
  67. /*********************************************
  68. QX_A11智能小车左转
  69. 入口参数：LeftSpeed，RightSpeed
  70. 出口参数: 无
  71. 说明：LeftSpeed，RightSpeed分别设置左右车轮转速
  72. **********************************************/
  73. void left_run(unsigned char LeftSpeed,unsigned char RightSpeed)
  74. {
  75.         pwm_left = LeftSpeed,pwm_right =  RightSpeed;//设置速度
  76.         left_motor_back; //左电机后退
  77.         right_motor_go; //右电机前进        
  78. }

  80. /*********************************************
  81. QX_A11智能小车右转
  82. 入口参数：LeftSpeed，RightSpeed
  83. 出口参数: 无
  84. 说明：LeftSpeed，RightSpeed分别设置左右车轮转速
  85. **********************************************/
  86. void right_run(unsigned char LeftSpeed,unsigned char RightSpeed)
  87. {
  88.         pwm_left = LeftSpeed,pwm_right =  RightSpeed;//设置速度
  89.         right_motor_back;//右电机后退
  90.         left_motor_go;    //左电机前进
  91. }
  92. /*********************************************
  93. QX_A11智能小车后退
  94. 入口参数：LeftSpeed，RightSpeed
  95. 出口参数: 无
  96. 说明：LeftSpeed，RightSpeed分别设置左右车轮转速
  97. **********************************************/
  98. //void back_run(unsigned char LeftSpeed,unsigned char RightSpeed)
  99. //{
  100. //        pwm_left = LeftSpeed,pwm_right =  RightSpeed;//设置速度
  101. //        right_motor_back;//右电机后退
  102. //        left_motor_back; //左电机后退
  103. //}
  104. /*********************************************
  105. QX_A11智能小车停车
  106. 入口参数：无
  107. 出口参数: 无
  108. 说明：QX_A11智能小车停车
  109. **********************************************/
  110. void stop(void)
  111. {
  112.         left_motor_stops;
  113.         right_motor_stops;
  114. }

  116. /*====================================
  117. 函数：void Delay_Ms(INT16U ms)
  118. 参数：ms，毫秒延时形参
  119. 描述：12T 51单片机自适应主时钟毫秒级延时函数
  120. ====================================*/
  121. void Delay_Ms(unsigned int ms)
  122. {
  123.      unsigned int i;
  124.          do{
  125.               i = MAIN_Fosc / 96000;
  126.                   while(--i);   //96T per loop
  127.      }while(--ms);
  128. }

  130. /*舵机方波延时朝向小车正前方*/
  131. void Delay1550us()                //@11.0592MHz
  132. {
  133.         unsigned char i, j;

  135.         i = 3;
  136.         j = 196;
  137.         do
  138.         {
  139.                 while (--j);
  140.         } while (--i);
  141. }

  143. void Delay18450us()                //@11.0592MHz
  144. {
  145.         unsigned char i, j;

  147.         _nop_();
  148.         i = 34;
  149.         j = 16;
  150.         do
  151.         {
  152.                 while (--j);
  153.         } while (--i);
  154. }
  155. /*舵机方波延时向小车右方*/
  156. void Delay600us()                //@11.0592MHz
  157. {
  158.         unsigned char i, j;

  160.         _nop_();
  161.         i = 2;
  162.         j = 15;
  163.         do
  164.         {
  165.                 while (--j);
  166.         } while (--i);
  167. }
  168. void Delay19400us()                //@11.0592MHz
  169. {
  170.         unsigned char i, j;

  172.         _nop_();
  173.         i = 35;
  174.         j = 197;
  175.         do
  176.         {
  177.                 while (--j);
  178.         } while (--i);
  179. }
  180. /*舵机方波延时朝向小车左方*/
  181. void Delay17500us()                //@11.0592MHz
  182. {
  183.         unsigned char i, j;

  185.         i = 32;
  186.         j = 93;
  187.         do
  188.         {
  189.                 while (--j);
  190.         } while (--i);
  191. }
  192. void Delay2500us()                //@11.0592MHz
  193. {
  194.         unsigned char i, j;

  196.         i = 5;
  197.         j = 120;
  198.         do
  199.         {
  200.                 while (--j);
  201.         } while (--i);
  202. }
  203. /*********************************************
  204. QX_A11智能小车PWM输出
  205. 入口参数：无
  206. 出口参数: 无
  207. 说明：装载PWM输出,如果设置全局变量pwm_left,pwm_right分别配置左右输出高电平时间
  208. **********************************************/
  209. void LoadPWM(void)
  210. {
  211.         if(pwm_left > PWM_HIGH_MAX)                pwm_left = PWM_HIGH_MAX;        //如果左输出写入大于最大占空比数据，则强制为最大占空比。
  212.         if(pwm_left < PWM_HIGH_MIN)                pwm_left = PWM_HIGH_MIN;        //如果左输出写入小于最小占空比数据，则强制为最小占空比。
  213.         if(pwm_right > PWM_HIGH_MAX)        pwm_right = PWM_HIGH_MAX;        //如果右输出写入大于最大占空比数据，则强制为最大占空比。
  214.         if(pwm_right < PWM_HIGH_MIN)        pwm_right = PWM_HIGH_MIN;        //如果右输出写入小于最小占空比数据，则强制为最小占空比。
  215.         if(pwm_val_left<=pwm_left)                Left_moto_pwm = 1;  //装载左PWM输出高电平时间
  216.         else Left_moto_pwm = 0;                                                     //装载左PWM输出低电平时间
  217.         if(pwm_val_left>=PWM_DUTY)                pwm_val_left = 0;        //如果左对比值大于等于最大占空比数据，则为零

  219.         if(pwm_val_right<=pwm_right)        Right_moto_pwm = 1; //装载右PWM输出高电平时间
  220.         else Right_moto_pwm = 0;                                                         //装载右PWM输出低电平时间
  221.         if(pwm_val_right>=PWM_DUTY)                pwm_val_right = 0;        //如果右对比值大于等于最大占空比数据，则为零
  222. }
  223. //冒泡排序
  224. void QXMBOT_bubble(unsigned int *a,unsigned char n) /*定义两个参数：数组首地址与数组大小*/
  225. {
  226.         unsigned int i,j,temp;        
  227.         for(i = 0;i < n-1; i++)        
  228.         {        
  229.                 for(j = i + 1; j < n; j++) /*注意循环的上下限*/
  230.                 {
  231.                         if(a[i] > a[j])
  232.                         {
  233.                                 temp = a[i];               
  234.                                 a[i] = a[j];               
  235.                                 a[j] = temp;                        
  236.                         }
  237.                 }
  238.         }

  240. }
  241. /*====================================
  242. 函数名        ：QXMBOT_RefreshDistance
  243. 参数        ：无
  244. 返回值        ：经过冒泡排序后的距离
  245. 描述        ：经过5次测距，去除最大值和最小值，取中间3次平均值
  246. 距离单位：毫米
  247. ====================================*/
  248. unsigned int QXMBOT_RefreshDistance()
  249. {
  250.         unsigned char num;
  251.         unsigned int Dist;
  252.         for(num=0; num<5; num++)
  253.         {
  254.                 DistBuf[num] = QXMBOT_GetDistance();
  255.                 Delay_Ms(60);//测距周期不低于60毫秒        
  256.         }
  257.         QXMBOT_bubble(DistBuf, 5);//
  258.         Dist = (DistBuf[1]+DistBuf[2]+DistBuf[3])/3; //去掉最大和最小取中间平均值
  259.         return(Dist);
  260. }
  261. /*超声波触发*/
  262. void QXMBOT_TrigUltrasonic()
  263. {
  264.         TrigPin = 0; //超声波模块Trig        控制端
  265.         _nop_();
  266.         _nop_();
  267.         _nop_();
  268.         _nop_();
  269.         _nop_();
  270.         TrigPin = 1; //超声波模块Trig        控制端
  271.         _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
  272.         _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
  273.         _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
  274.         TrigPin = 0; //超声波模块Trig        控制端
  275. }
  276. /*====================================
  277. 函数名        ：QXMBOT_GetDistance
  278. 参数        ：无
  279. 返回值        ：获取距离单位毫米
  280. 描述        ：超声波测距
  281. 通过发射信号到收到回响信号的时间测试距离
  282. 单片机晶振11.0592Mhz
  283. 注意测距周期为60ms以上
  284. ====================================*/
  285. unsigned int QXMBOT_GetDistance()
  286. {
  287.         unsigned int Distance = 0;        //超声波距离
  288.         unsigned int  Time=0;                //用于存放定时器时间值
  289.         QXMBOT_TrigUltrasonic();        //超声波触发
  290.         while(!EchoPin);          //判断回响信号是否为低电平
  291.         Timer1On;                        //启动定时器1
  292.         while(EchoPin);                //等待收到回响信号
  293.         Timer1Off;                        //关闭定时器1
  294.         Time=TH1*256+TL1;        //读取时间
  295.         TH1=0;
  296.         TL1=0;                                //清空定时器
  297.     Distance = (float)(Time*1.085)*0.17;//算出来是MM
  298.         return(Distance);//返回距离                                
  299. }
  300. /*====================================
  301. 函数名        ：QXMBOT_PTZ_Avoid
  302. 参数        ：val设置避障触发距离
  303. 返回值        ：无
  304. 描述        ：智能小车舵机云台避障
  305. 距离单位：毫米
  306. ====================================*/
  307. void  QXMBOT_PTZ_Avoid(unsigned int val)
  308. {
  309.         unsigned int Dis;//距离暂存变量
  310.         Dis = QXMBOT_GetDistance();//获取超声波测距距离,单位：毫米
  311.         if((Dis > 30) && (Dis < val))
  312.         {
  313.                 LED1=0,LED2=0,beep=0;//LED1,2点亮，鸣笛        
  314.                 stop();        //停车
  315.                 Delay_Ms(100);
  316.                 LED1=1,LED2=1,beep=1;//LED1,2熄灭，静音

  318.                 /*舵机左转测距*/
  319.                 QXMBOT_ServoLeft();
  320.                 LeftDistance = QXMBOT_RefreshDistance();

  322.                 /*舵机右转测距*/
  323.                 QXMBOT_ServoRight();
  324.                 RightDistance = QXMBOT_RefreshDistance();

  326.                 /*舵机正前方测距*/
  327.                 QXMBOT_ServoFront();
  328.                 FrontDistance = QXMBOT_RefreshDistance();
  329.                 if((FrontDistance<100) && (LeftDistance<100) && (RightDistance<100))
  330.                 {
  331.                         do{
  332.                                 left_run(160, 160);//原地左转
  333.                                 Delay_Ms(60);
  334.                                 /*舵机正前方测距*/
  335.                                 QXMBOT_ServoFront();
  336.                                 Dis = QXMBOT_RefreshDistance();               
  337.                         }while(Dis < 200);
  338.                 }else if((FrontDistance>LeftDistance) && (FrontDistance>RightDistance))
  339.                 {
  340.                         stop();        //停车
  341.                         Delay_Ms(100);
  342.                         forward(120, 120);//前进
  343.                 }else if(LeftDistance > RightDistance)
  344.                 {
  345.                         LED1=1,LED2=0;//LED1灭,2点亮
  346.                         stop();        //停车
  347.                         Delay_Ms(100);
  348.                         left_run(160, 160);//原地左转
  349.                         Delay_Ms(60);
  350.                         LED1=1,LED2=1;//LED1灭,2点灭               
  351.                 }else if(RightDistance > LeftDistance)
  352.                 {
  353.                         LED1=0,LED2=1;//LED1亮,2点灭
  354.                         stop();        //停车
  355.                         Delay_Ms(100);
  356.                         right_run(160, 160);//原地右转
  357.                         Delay_Ms(60);
  358.                         LED1=1,LED2=1;//LED1灭,2点灭        
  359.                 }               
  360.         }
  361.         else
  362.         {
  363.                 forward(120, 120);//前进
  364.                 Delay_Ms(60);        
  365.         }                        
  366. }
  367. /*=================================================
  368. *函数名称：QXMBOT_ServoFront
  369. *函数功能：云台向前转动
  370. *调用：
  371. *输入：
  372. =================================================*/
  373. void QXMBOT_ServoFront()
  374. {
  375.         char i;
  376.         EA_off;        //关闭中断否则会影响舵机转向
  377.         for(i=0;i<10;i++)
  378.         {        
  379.                 ServoPin = 1;
  380.                 Delay1550us();
  381.                 ServoPin = 0;
  382.                 Delay18450us();
  383.         }
  384.         EA_on;        //开中断
  385.         Delay_Ms(100);
  386. }
  387. /*=================================================
  388. *函数名称：QXMBOT_ServoLeft
  389. *函数功能：云台向左转动
  390. *调用：
  391. *输入：
  392. =================================================*/
  393. void QXMBOT_ServoLeft()
  394. {
  395.         char i;
  396.         EA_off;        //关闭中断否则会影响舵机转向
  397.         for(i=0;i<10;i++)
  398.         {        
  399.                 ServoPin = 1;
  400.                 Delay2500us();
  401.                 ServoPin = 0;
  402.                 Delay17500us();
  403.         }
  404.         EA_on;        //开中断
  405.         Delay_Ms(100);
  406. }
  407. /*=================================================
  408. *函数名称：QXMBOT_ServoFront
  409. *函数功能：云台向右转动
  410. *调用：
  411. *输入：
  412. =================================================*/
  413. void QXMBOT_ServoRight()
  414. {
  415.         char i;
  416.         EA_off;        //关闭中断否则会影响舵机转向
  417.         for(i=0;i<10;i++)
  418.         {        
  419.                 ServoPin = 1;
  420.                 Delay600us();
  421.                 ServoPin = 0;
  422.                 Delay19400us();
  423.         }
  424.         EA_on;        //开中断
  425.         Delay_Ms(100);
  426. }
  427. /********************* Timer0初始化************************/
  428. void Timer0_Init(void)
  429. {
  430.         TMOD |= 0x02;//定时器0，8位自动重装模块
  431.         TH0 = 164;
  432.         TL0 = 164;//11.0592M晶振，12T溢出时间约等于100微秒
  433.         TR0 = 1;//启动定时器0
  434.         ET0 = 1;//允许定时器0中断        
  435. }
  436. /*定时器1初始化*/
  437. void Timer1_Init(void)               
  438. {
  439.         TMOD |= 0x10;        //定时器1工作模式1,16位定时模式。T1用测ECH0脉冲长度
  440.         TH1 = 0;                  
  441.     TL1 = 0;
  442.         ET1 = 1;             //允许T1中断
  443. }

  445. /********************* Timer0中断函数************************/
  446. void timer0_int (void) interrupt 1
  447. {
  448.          pwm_val_left++;
  449.          pwm_val_right++;
  450.          LoadPWM();//装载PWM输出
  451. }
  452. /* Timer0 interrupt routine */
  453. void tm1_isr() interrupt 3 using 1
  454. {
  455.         Timer1Overflow = 1;        //计数器1溢出标志位
  456.         EchoPin = 0;                //超声波接收端        
  457. }        
复制代码
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ID:143767 发表于 2021-5-5 18:26 | 显示全部楼层
你好楼主，附件里除了程序以外有原理图吗
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ID:893682 发表于 2021-5-6 20:11 | 显示全部楼层
dj3365191 发表于 2021-5-5 18:26
你好楼主，附件里除了程序以外有原理图吗

有一部分
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ID:920801 发表于 2021-6-21 11:42 | 显示全部楼层
这个有流程图不？
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ID:29972 发表于 2021-6-22 22:26 | 显示全部楼层
擦墙现象有吗，有解决方案吗。
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ID:1024234 发表于 2022-5-6 09:48 | 显示全部楼层
你好，请问可以提供一下 <QX_A11.h>//QX_A11智能小车配置文件 这个文件的代码吗？ 新手币不够，下载不了
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ID:984610 发表于 2022-5-7 23:08 | 显示全部楼层
这个是需要用KeilMDK编辑吗大佬？
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