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两路4轮舵机避障小车的单片机程序,已优化,自行改造

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ID:1091382 发表于 2023-8-28 16:21 | 显示全部楼层 |阅读模式
两路小车改的四轮小车，原先的两轮转向极不稳定，行走也跑偏，不好玩，后来改的四轮，升级7.4v锂电动力，程序里面调速前进（20,20），行走、转向很稳定。原理都一样，无非多两个tt电机，左右轮电机线分别接一起。程序优化了一下能完美避障，距离太近还能自动后退。
程序需要完整下载，里面有个H文件一起加c语言才能用。单独复制没有定义引脚烧录不了的。
制作出来的实物图如下：
4.jpg 6.jpg 1.jpg 2.jpg 3.jpg

单片机源程序如下:
  1. /*********************************************************************************
  2. * 【外部晶振】： 11.0592mhz        
  3. * 【主控芯片】： STC89C52
  4. * 【编译环境】： Keil μVisio4
  5. *        Copyright(C) QXMBOT
  6. *        All rights reserved
  7. ***********************************************************************************
  8. * 【接线说明】：请参考资料内图文说明书                                                                                   
  9. * 【注意事项】：避免小车撞向障碍物或小车轮子堵转
  10. **********************************************************************************/
  11. #include <reg52.h>//51头文件
  12. #include <QX_A11.h>//QX_A11智能小车配置文件
  13. #include <intrins.h>
  14. bit Timer1Overflow;        //计数器1溢出标志位
  15. unsigned char disbuff[4]={0,0,0,0};//用于分别存放距离的值米，厘米，毫米
  16. unsigned int LeftDistance = 0, RightDistance = 0, FrontDistance = 0; //云台测距距离缓存
  17. unsigned int DistBuf[5] = {0};//distance data buffer
  18. unsigned char        pwm_val_left,pwm_val_right;        //中间变量，只是此处用户请勿修改。
  19. 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。左右（）里面的值
  20. #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。
  21. #define                PWM_HIGH_MIN        70                        //限制PWM输出的最小占空比。用户请勿修改。
  22. #define                PWM_HIGH_MAX        PWM_DUTY        //限制PWM输出的最大占空比。用户请勿修改。

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

  48. /*主函数*/     
  49. void main(void)
  50. {
  51.         Timer0_Init();//定时0初始化
  52.         Timer1_Init();//定时0初始化
  53.         EA_on;        //开中断
  54.         QXMBOT_ServoFront();//舵机向前
  55.         Delay_Ms(1000);
  56.         forward(20,50);//前进，forward全部调成（20,20）可调速。7.4v情况下
  57.         while(1)
  58.         {
  59.                 QXMBOT_PTZ_Avoid(300);//舵机云台避障，LCD1602显示距离,设置触发距离300毫米
  60.         }        
  61. }


  64. /*********************************************
  65. QX_A11智能小车前进
  66. 入口参数：LeftSpeed，RightSpeed
  67. 出口参数: 无
  68. 说明：LeftSpeed，RightSpeed分别设置左右车轮转速
  69. **********************************************/
  70. void forward(unsigned char LeftSpeed,unsigned char RightSpeed)
  71. {
  72.         pwm_left = LeftSpeed,pwm_right =  RightSpeed;//设置速度
  73.         left_motor_go; //左电机前进
  74.         right_motor_go; //右电机前进
  75. }
  76. /*小车左转*/
  77. /*********************************************
  78. QX_A11智能小车左转
  79. 入口参数：LeftSpeed，RightSpeed
  80. 出口参数: 无
  81. 说明：LeftSpeed，RightSpeed分别设置左右车轮转速
  82. **********************************************/
  83. void left_run(unsigned char LeftSpeed,unsigned char RightSpeed)
  84. {
  85.         pwm_left = LeftSpeed,pwm_right =  RightSpeed;//设置速度
  86.         left_motor_back; //左电机后退
  87.         right_motor_go; //右电机前进        
  88. }

  90. /*********************************************
  91. QX_A11智能小车右转
  92. 入口参数：LeftSpeed，RightSpeed
  93. 出口参数: 无
  94. 说明：LeftSpeed，RightSpeed分别设置左右车轮转速
  95. **********************************************/
  96. void right_run(unsigned char LeftSpeed,unsigned char RightSpeed)
  97. {
  98.         pwm_left = LeftSpeed,pwm_right =  RightSpeed;//设置速度
  99.         right_motor_back;//右电机后退
  100.         left_motor_go;    //左电机前进
  101. }
  102. /*********************************************
  103. QX_A11智能小车后退
  104. 入口参数：LeftSpeed，RightSpeed
  105. 出口参数: 无
  106. 说明：LeftSpeed，RightSpeed分别设置左右车轮转速
  107. **********************************************/
  108. void back_run(unsigned char LeftSpeed,unsigned char RightSpeed)
  109. {
  110.         pwm_left = LeftSpeed,pwm_right =  RightSpeed;//设置速度
  111.         right_motor_back;//右电机后退
  112.         left_motor_back; //左电机后退
  113. }
  114. /*********************************************
  115. QX_A11智能小车停车
  116. 入口参数：无
  117. 出口参数: 无
  118. **********************************************/
  119. void stop(void)
  120. {
  121.         left_motor_stops;
  122.         right_motor_stops;
  123. }

  125. /*====================================
  126. 函数：void Delay_Ms(INT16U ms)
  127. 参数：ms，毫秒延时形参
  128. 描述：12T 51单片机自适应主时钟毫秒级延时函数
  129. ====================================*/
  130. void Delay_Ms(unsigned int ms)
  131. {
  132.      unsigned int i;
  133.          do{
  134.               i = MAIN_Fosc / 96000;
  135.                   while(--i);   //96T per loop
  136.      }while(--ms);
  137. }

  139. /*舵机方波延时朝向小车正前方*/
  140. void Delay1550us()                //@11.0592MHz
  141. {
  142.         unsigned char i, j;

  144.         i = 3;
  145.         j = 196;
  146.         do
  147.         {
  148.                 while (--j);
  149.         } while (--i);
  150. }

  152. void Delay18450us()                //@11.0592MHz
  153. {
  154.         unsigned char i, j;

  156.         _nop_();
  157.         i = 34;
  158.         j = 16;
  159.         do
  160.         {
  161.                 while (--j);
  162.         } while (--i);
  163. }
  164. /*舵机方波延时向小车右方*/
  165. void Delay600us()                //@11.0592MHz
  166. {
  167.         unsigned char i, j;

  169.         _nop_();
  170.         i = 2;
  171.         j = 15;
  172.         do
  173.         {
  174.                 while (--j);
  175.         } while (--i);
  176. }
  177. void Delay19400us()                //@11.0592MHz
  178. {
  179.         unsigned char i, j;

  181.         _nop_();
  182.         i = 35;
  183.         j = 197;
  184.         do
  185.         {
  186.                 while (--j);
  187.         } while (--i);
  188. }
  189. /*舵机方波延时朝向小车左方*/
  190. void Delay17500us()                //@11.0592MHz
  191. {
  192.         unsigned char i, j;

  194.         i = 32;
  195.         j = 93;
  196.         do
  197.         {
  198.                 while (--j);
  199.         } while (--i);
  200. }
  201. void Delay2500us()                //@11.0592MHz
  202. {
  203.         unsigned char i, j;

  205.         i = 5;
  206.         j = 120;
  207.         do
  208.         {
  209.                 while (--j);
  210.         } while (--i);
  211. }
  212. /*********************************************
  213. QX_A11智能小车PWM输出
  214. 入口参数：无
  215. 出口参数: 无
  216. 说明：装载PWM输出,pwm_left,pwm_right分别配置左右输出高电平时间，请设置全局对应行走方向（x，y）数据一致调速
  217. **********************************************/
  218. void LoadPWM(void)
  219. {
  220.         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。
  221.         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。
  222.         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。
  223.         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。
  224.         if(pwm_val_left<=pwm_left)                Left_moto_pwm = 1;  //装载左PWM输出高电平时间
  225.         else Left_moto_pwm = 0;                                                     //装载左PWM输出低电平时间
  226.         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

  228.         if(pwm_val_right<=pwm_right)        Right_moto_pwm = 1; //装载右PWM输出高电平时间
  229.         else Right_moto_pwm = 0;                                                         //装载右PWM输出低电平时间
  230.         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
  231. }
  232. //冒泡排序
  233. 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*/
  234. {
  235.         unsigned int i,j,temp;        
  236.         for(i = 0;i < n-1; i++)        
  237.         {        
  238.                 for(j = i + 1; j < n; j++) /*注意循环的上下限*/
  239.                 {
  240.                         if(a[i] > a[j])
  241.                         {
  242.                                 temp = a[i];               
  243.                                 a[i] = a[j];               
  244.                                 a[j] = temp;                        
  245.                         }
  246.                 }
  247.         }

  249. }
  250. /*====================================
  251. 函数名        ：QXMBOT_RefreshDistance
  252. 参数        ：无
  253. 返回值        ：经过冒泡排序后的距离
  254. 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
  255. 距离单位：毫米
  256. ====================================*/
  257. unsigned int QXMBOT_RefreshDistance()
  258. {
  259.         unsigned char num;
  260.         unsigned int Dist;
  261.         for(num=0; num<5; num++)
  262.         {
  263.                 DistBuf[num] = QXMBOT_GetDistance();
  264.                 Delay_Ms(60);//测距周期不低于60毫秒        
  265.         }
  266.         QXMBOT_bubble(DistBuf, 5);//
  267.         Dist = (DistBuf[1]+DistBuf[2]+DistBuf[3])/3; //去掉最大和最小取中间平均值
  268.         return(Dist);
  269. }
  270. /*超声波触发*/
  271. void QXMBOT_TrigUltrasonic()
  272. {
  273.         TrigPin = 0; //超声波模块Trig        控制端
  274.         _nop_();
  275.         _nop_();
  276.         _nop_();
  277.         _nop_();
  278.         _nop_();
  279.         TrigPin = 1; //超声波模块Trig        控制端
  280.         _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
  281.         _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
  282.         _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();
  283.         TrigPin = 0; //超声波模块Trig        控制端
  284. }
  285. /*====================================
  286. 函数名        ：QXMBOT_GetDistance
  287. 参数        ：无
  288. 返回值        ：获取距离单位毫米
  289. 描述        ：超声波测距
  290. 通过发射信号到收到回响信号的时间测试距离
  291. 单片机晶振11.0592Mhz
  292. 注意测距周期为60ms以上
  293. ====================================*/
  294. unsigned int QXMBOT_GetDistance()
  295. {
  296.         unsigned int Distance = 0;        //超声波距离
  297.         unsigned int  Time=0;                //用于存放定时器时间值
  298.         QXMBOT_TrigUltrasonic();        //超声波触发
  299.         while(!EchoPin);          //判断回响信号是否为低电平
  300.         Timer1On;                        //启动定时器1
  301.         while(EchoPin);                //等待收到回响信号
  302.         Timer1Off;                        //关闭定时器1
  303.         Time=TH1*256+TL1;        //读取时间
  304.         TH1=0;
  305.         TL1=0;                                //清空定时器
  306.     Distance = (float)(Time*1.085)*0.17;//算出来是MM（一般超声测距公式、12mHZ的芯片是=Time*0.17）如果用0.017/算出来是cM，那么后面数据对应要改
  307.         return(Distance);//返回距离                                
  308. }
  309. /*====================================
  310. 函数名        ：QXMBOT_PTZ_Avoid
  311. 参数        ：val设置避障触发距离
  312. 返回值        ：无
  313. 描述        ：智能小车舵机云台避障
  314. 距离单位：毫米
  315. ====================================*/
  316. void  QXMBOT_PTZ_Avoid(unsigned int val)
  317. {
  318.         unsigned int Dis;//距离暂存变量
  319.         Dis = QXMBOT_GetDistance();//获取超声波测距距离,单位：毫米
  320.         if((Dis > 30) && (Dis < val))// 设置避障触发距离
  321.         {
  322.                 LED1=0,LED2=0,beep=1;//LED1,2点亮，鸣笛        
  323.                 stop();        //停车
  324.                 Delay_Ms(60);
  325.                 LED1=1,LED2=1,beep=1;//LED1,2熄灭，静音

  327.                 /*舵机左转测距*/
  328.                 QXMBOT_ServoLeft();
  329.                 LeftDistance = QXMBOT_RefreshDistance();

  331.                 /*舵机右转测距*/
  332.                 QXMBOT_ServoRight();
  333.                 RightDistance = QXMBOT_RefreshDistance();

  335.                 /*舵机正前方测距*/
  336.                 QXMBOT_ServoFront();
  337.                 FrontDistance = QXMBOT_RefreshDistance();
  338.         if((FrontDistance<100) && (LeftDistance<100) && (RightDistance<100))
  339.                 {
  340.                         do{
  341.                                 left_run(180, 180);//原地左转，电机动力值
  342.                                 Delay_Ms(100);//电机转动时间
  343.                                 /*舵机正前方测距*/
  344.                                 QXMBOT_ServoFront();
  345.                                 Dis = QXMBOT_RefreshDistance();               
  346.                         }while(Dis < 100);//循环、距离
  347.                 }else if(FrontDistance<60)
  348.                 {
  349.                         LED1=0,LED2=0;//LED1亮,2点亮
  350.                         back_run(50, 50);//后退
  351.                         Delay_Ms(100);
  352.                     LED1=1,LED2=1;//LED1灭,2灭
  353.                 }else if((FrontDistance>LeftDistance) && (FrontDistance>RightDistance))
  354.                 {
  355.                         stop();        //停车
  356.                         Delay_Ms(60);
  357.                         forward(20, 50);//前进
  358.                 }else if(LeftDistance > RightDistance)
  359.                 {
  360.                         LED1=1,LED2=0;//LED1灭,2点亮
  361.                         stop();        //停车
  362.                         Delay_Ms(60);
  363.                         left_run(180, 180);//原地左转，调速动力值。
  364.                         Delay_Ms(100);         //转动时间，翻倍更改才比较明显。
  365.                         LED1=1,LED2=1;//LED1灭,2点灭               
  366.                 }else if(RightDistance > LeftDistance)
  367.                 {
  368.                         LED1=0,LED2=1;//LED1亮,2点灭
  369.                         stop();        //停车
  370.                         Delay_Ms(60);
  371.                         right_run(190, 190);//原地右转，调速动力值。
  372.                         Delay_Ms(100);//转动时间，翻倍更改才比较明显。
  373.                         LED1=1,LED2=1;//LED1灭,2灭        
  374.                 }               
  375.         }
  376.         else
  377.         {
  378.                 forward(20, 50);//前进
  379.                 Delay_Ms(60);        
  380.         }                        
  381. }
  382. /*=================================================
  383. *函数名称：QXMBOT_ServoFront
  384. *函数功能：云台向前转动
  385. *调用：
  386. *输入：
  387. =================================================*/
  388. void QXMBOT_ServoFront()
  389. {
  390.         char i;
  391.         EA_off;        //关闭中断否则会影响舵机转向
  392.         for(i=0;i<10;i++)
  393.         {        
  394.                 ServoPin = 1;
  395.                 Delay1550us();
  396.                 ServoPin = 0;
  397.                 Delay18450us();
  398.         }
  399.         EA_on;        //开中断
  400.         Delay_Ms(100);
  401. }
  402. /*=================================================
  403. *函数名称：QXMBOT_ServoLeft
  404. *函数功能：云台向左转动
  405. *调用：
  406. *输入：
  407. =================================================*/
  408. void QXMBOT_ServoLeft()
  409. {
  410.         char i;
  411.         EA_off;        //关闭中断否则会影响舵机转向
  412.         for(i=0;i<10;i++)
  413.         {        
  414.                 ServoPin = 1;
  415.                 Delay2500us();
  416.                 ServoPin = 0;
  417.                 Delay17500us();
  418.         }
  419.         EA_on;        //开中断
  420.         Delay_Ms(100);
  421. }
  422. /*=================================================
  423. *函数名称：QXMBOT_ServoFront
  424. *函数功能：云台向右转动
  425. *调用：
  426. *输入：
  427. =================================================*/
  428. void QXMBOT_ServoRight()
  429. {
  430.         char i;
  431.         EA_off;        //关闭中断否则会影响舵机转向
  432.         for(i=0;i<10;i++)
  433.         {        
  434.                 ServoPin = 1;
  435.                 Delay600us();
  436.                 ServoPin = 0;
  437.                 Delay19400us();
  438.         }
  439.         EA_on;        //开中断
  440.         Delay_Ms(100);
  441. }
  442. /********************* Timer0初始化************************/
  443. void Timer0_Init(void)
  444. {
  445.         TMOD |= 0x02;//定时器0，8位自动重装模块
  446.         TH0 = 164;
  447.         TL0 = 164;//11.0592M晶振，12T溢出时间约等于100微秒
  448.         TR0 = 1;//启动定时器0
  449.         ET0 = 1;//允许定时器0中断        
  450. }
  451. /*定时器1初始化*/
  452. void Timer1_Init(void)               
  453. {
  454.         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
  455.         TH1 = 0;                  
  456.     TL1 = 0;
  457.         ET1 = 1;             //允许T1中断
  458. }

  460. /********************* Timer0中断函数************************/
  461. void timer0_int (void) interrupt 1
  462. {
  463.          pwm_val_left++;
  464.          pwm_val_right++;
  465.          LoadPWM();//装载PWM输出
  466. }
  467. /* Timer0 interrupt routine */
  468. void tm1_isr() interrupt 3 using 1
  469. {
  470.         Timer1Overflow = 1;        //计数器1溢出标志位
  471.         EchoPin = 0;                //超声波接收端        
  472. }   
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ID:435636 发表于 2023-8-29 07:46 | 显示全部楼层
谢谢分享，可有材料清单？
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ID:1091382 发表于 2023-9-4 17:07 | 显示全部楼层
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