单片机控制的自主寻迹智能小车设计论文和源程序

ID:202279 · 发表于 2017-5-18 18:31

(1)直道检测。在小车的中部平行装有两个色标传感器，采用查询检测的方法对黑线进行检测。89C51
在检测到黑线信号后，通过89C51的PI.5和Pl.6口得知是哪一个传感器检测到黑线，以此作为调整小车方向的基准。在程序方面，我们采用了差补控制算法。在校正服务程序中通过检测PI.5和Pl.6口的状态，运用差补算法，精确调节左右前轮的方向，达到使小车稳定沿黑线行走的目的。为了保证程序的准确性，服务程序中设置了2重黑线检测，有效的防止了小车冲出跑道。在直道上的铁片，我们使用金属探测传感器来检测。通过计算小车开始检测到铁片与离开铁片时的圈数之差，乘以车轮的周长，我们可以得到铁片的长度以及铁片一半的长度，由此可以得到起跑线到铁片中央的距离。当车轮转动时，安装在轮胎上的磁钢使霍尔元件产生电平变化。因此只需记录电平变化的次数，便能得到实际转速。为了提高准确度，减少误差，我们安装了两块磁钢。

(2)转弯检测。为了防止小车冲出跑道以及按照黑线转弯，需要在进人弯道之前降低速度。因此我们采用了高效的H型PWM电路调节转速。在进人转弯之前，我们通过提前减速程序使小车降低速度。通过跟随黑线行驶和检测最后一片铁片的位置，我们可以得到准确的停车位置和车头方向。在铁片上停留55的期间，驱动声光报警系统，发出声光报警信号;同时，由累计脉冲的总数便可得到全程行驶的时间。
(3)障碍检测。首先我们通过寻找Zoow灯泡的光源，来校正小车的方向。然后通过超声波对障碍物进行距离检测，以此为基准，绕过障碍物。再通过检测光源找到小车与车库之间的距离，并由此引导小车准确进入车库。

单片机源程序如下:

//========================================================
// 工程名称： Car_Demo
// 功能描述：实现DIY竞赛小车的语音控制
// 涉及的库： CMacro1016.lib
// bsrv222SDL.lib
// sacmv26e.lib
// 组成文件： main.c
// Flash.asm, hardware.asm,ISR.asm
// hardware.h,s480.h, hardware.inc
// 硬件连接： IOA0-----KEY1
// IOA1-----KEY2
// IOA2-----KEY3
// IOB10----MOTOR1A
// IOB11----MOTOR1B
// IOB12----MOTOR2A
// IOB13----MOTOR2B
// 维护记录： 2007-06 v1.0
// 本代码在原凌阳小车代码上修改而成，版权原作者所有！－61mcu
//========================================================
#include "s480.h"
#include "bsrsd.h"
#define P_IOA_Data (volatile unsigned int *)0x7000
#define P_IOA_Dir (volatile unsigned int *)0x7002
#define P_IOA_Attrib (volatile unsigned int *)0x7003
#define P_IOB_Data (volatile unsigned int *)0x7005
#define P_IOB_Dir (volatile unsigned int *)0x7007
#define P_IOB_Attrib (volatile unsigned int *)0x7008
#define P_TimerA_Data (volatile unsigned int *)0x700A
#define P_TimerA_Ctrl (volatile unsigned int *)0x700B
#define P_TimerB_Data (volatile unsigned int *)0x700C
#define P_TimerB_Ctrl (volatile unsigned int *)0x700D
#define P_Watchdog_Clear (volatile unsigned int *)0x7012
#define P_INT_Mask (volatile unsigned int *)0x702D
#define P_INT_Clear (volatile unsigned int *)0x7011
#define NAME_ID 0x100
#define COMMAND_GO_ID 0x101
#define COMMAND_BACK_ID 0x102
#define COMMAND_LEFT_ID 0x103
#define COMMAND_RIGHT_ID 0x104
#define S_NAME 0 //给我取个名字吧
#define S_ACT1 1 //前进
#define S_ACT2 2 //倒车，请注意
#define S_ACT3 3 //左拐
#define S_ACT4 4 //右拐
#define S_RDY 5 //Yeah
#define S_AGAIN 6 //请再说一遍
#define S_NOVOICE 7 //没有听到任何声音
#define S_CMDDIFF 8 //说什么暗语呀
#define S_NOISY 8 //说什么暗语呀
#define S_START 9 //准备就绪，开始辨识
#define S_GJG 10 //拐就拐
#define S_DCZY 11 //倒车，请注意
extern unsigned int BSR_SDModel[100]; //外部变量BSR_SDModel[100]，辨识器自带
extern void F_FlashWrite1Word(unsigned int addr,unsigned int Value);
extern void F_FlashErase(unsigned int sector);
unsigned int uiTimeset = 3; //运行时间定时，调整该参数控制运行时间
unsigned int uiTimecont; //运行时间计时
//=============================================================
// 语法格式： void Delay();
// 实现功能：延时
// 参数：无
// 返回值：无
//=============================================================
void Delay()
{
unsigned int i;
for(i=0;i<0x3Fff;i++)
{
*P_Watchdog_Clear=0x0001;
}
}
//=============================================================
// 语法格式： void PlaySnd(unsigned SndIndex,unsigned DAC_Channel);
// 实现功能：语音播放函数
// 参数： SndIndex-播放语音资源索引号
// DAC_Channel-播放声道选择
// 返回值：无
//=============================================================
void PlaySnd(unsigned SndIndex,unsigned DAC_Channel)
{
BSR_StopRecognizer(); //停止识别器
SACM_S480_Initial(1); //初始化为自动播放
SACM_S480_Play(SndIndex, DAC_Channel, 3); //开始播放一段语音
while((SACM_S480_Status()&0x0001)!= 0) //是否播放完毕？
{
SACM_S480_ServiceLoop(); //解码并填充队列
*P_Watchdog_Clear=0x0001; //清看门狗
}
SACM_S480_Stop(); //停止播放
BSR_InitRecognizer(BSR_MIC); //初始化识别器
}
//=============================================================
// 语法格式： int TrainWord(int WordID,int SndID);
// 实现功能：训练一条指令
// 参数： WordID-指令编码
// SndID-指令提示音索引号
// 返回值：无
//=============================================================
int TrainWord(unsigned int WordID,unsigned int SndID)
{
int Result;
PlaySnd(SndID,3); //引导训练，播放指令对应动作
while(1)
{
Result = BSR_Train(WordID,BSR_TRAIN_TWICE); //训练两次，获得训练结果
if(Result==0)break;
switch(Result)
{
case -1: //没有检测出声音
PlaySnd(S_NOVOICE,3);
return -1;
case -2: //需要训练第二次
PlaySnd(S_AGAIN,3);
break;
case -3: //环境太吵
PlaySnd(S_NOISY,3);
return -3;
case -4: //数据库满
return -4;
case -5: //检测出声音不同
PlaySnd(S_CMDDIFF,3);
return -5;
case -6: //序号错误
return -6;
default:
break;
}
}
return 0;
}
//=============================================================
// 语法格式： void TrainSD();
// 实现功能：训练函数
// 参数：无
// 返回值：无
//=============================================================
void TrainSD()
{
while(TrainWord(NAME_ID,S_NAME) != 0) ; //训练名称
while(TrainWord(COMMAND_GO_ID,S_ACT1) != 0) ; //训练第1个动作
while(TrainWord(COMMAND_BACK_ID,S_ACT2) != 0) ; //训练第2个动作
while(TrainWord(COMMAND_LEFT_ID,S_ACT3) != 0) ; //训练第3个动作
while(TrainWord(COMMAND_RIGHT_ID,S_ACT4) != 0) ; //训练第4个动作
}
//=============================================================
// 语法格式： void StoreSD();
// 实现功能：存储语音模型函数
// 参数：无
// 返回值：无
//=============================================================
void StoreSD()
{ unsigned int ulAddr,i,commandID,g_Ret;
F_FlashWrite1Word(0xef00,0xaaaa);
F_FlashErase(0xe000);
F_FlashErase(0xe100);
F_FlashErase(0xe200);
ulAddr=0xe000;//********
for(commandID=0x100;commandID<0x105;commandID++)
{
g_Ret=BSR_ExportSDWord(commandID);
while(g_Ret!=0) //模型导出成功？
g_Ret=BSR_ExportSDWord(commandID);
for(i=0;i<100;i++) //保存语音模型SD1(0xe000---0xe063)
{
F_FlashWrite1Word(ulAddr,BSR_SDModel[i]);
ulAddr+=1;
}
}
}
//=============================================================
// 语法格式： void StoreSD();
// 实现功能：装载语音模型函数
// 参数：无
// 返回值：无
//=============================================================
void LoadSD()
{ unsigned int *p,k,jk,Ret,g_Ret;
p=(int *)0xe000;
for(jk=0;jk<5;jk++)
{
for(k=0;k<100;k++)
{
Ret=*p;
BSR_SDModel[k]=Ret; //装载语音模型
p+=1;
}
g_Ret=BSR_ImportSDWord();
while(g_Ret!=0) //模型装载成功？
g_Ret=BSR_ImportSDWord();
}
}
//=============================================================
// 语法格式： void GoAhead();
// 实现功能：前进子函数
// 参数：无
// 返回值：无
//=============================================================
void GoAhead() //前进
{
PlaySnd(S_ACT1,3); //提示
*P_IOB_Data=0x1400; //前进
*P_INT_Mask |= 0x0004; //以下为中断定时操作
__asm("int fiq,irq");
uiTimecont = 0;
}
//=============================================================
// 语法格式： void BackUp();
// 实现功能：后退子函数
// 参数：无
// 返回值：无
//=============================================================
void BackUp() //倒退
{
PlaySnd(S_DCZY,3); //提示
*P_IOB_Data=0x2800; //倒退
*P_INT_Mask |= 0x0004; //以下为中断定时操作
__asm("int fiq,irq");
uiTimecont = 0;
}
//=============================================================
// 语法格式： void TurnLeft();
// 实现功能：左转子函数
// 参数：无
// 返回值：无
//=============================================================
void TurnRight() //右转
{
PlaySnd(S_GJG,3);
*P_IOB_Data=0x1800; //右转
Delay(); //延时
*P_IOB_Data=0x2400; //左转
*P_INT_Mask |= 0x0004; //以下为中断定时操作
__asm("int fiq,irq");
uiTimecont = 0;
}
//=============================================================
// 语法格式： void TurnRight();
// 实现功能：右转子函数
// 参数：无
// 返回值：无
//=============================================================
void TurnLeft() //左转
{
PlaySnd(S_GJG,3); //语音提示
*P_IOB_Data=0x2400; //左转
Delay(); //延时
*P_IOB_Data=0x1800; //右转
*P_INT_Mask |= 0x0004; //以下为中断定时操作
__asm("int fiq,irq");
uiTimecont = 0;
}
//=============================================================
// 语法格式： void Stop();
// 实现功能：停车子函数
// 参数：无
// 返回值：无
//=============================================================
void Stop() //停车
{
*P_IOB_Data=0x0000; //停车
PlaySnd(S_RDY,3); //语音提示
}
//=============================================================
// 语法格式： void BSR(void);
// 实现功能：辨识子函数
// 参数：无
// 返回值：无
//=============================================================
void BSR(void)
{
int Result; //辨识结果寄存
Result = BSR_GetResult(); //获得识别结果
if(Result>0) //有语音触发？
{
*P_IOB_Data=0x0000; //临时停车
switch(Result)
{
case NAME_ID: //识别出名称命令
Stop(); //停车待命
break;
case COMMAND_GO_ID: //识别出第一条命令
GoAhead(); //执行动作一：直走
break;
case COMMAND_BACK_ID: //识别出第二条命令
BackUp(); //执行动作二：倒车
break;
case COMMAND_LEFT_ID: //识别出第三条命令
TurnLeft(); //执行动作三：左转
break;
case COMMAND_RIGHT_ID: //识别出第四条命令
TurnRight(); //执行动作四：右转
break;
default:
break;
}
}
}
//=============================================================
// 语法格式： void IRQ5(void);
// 实现功能：中断服务子函数
// 参数：无
// 返回值：无
//=============================================================
void IRQ5(void)__attribute__((ISR)); //运动定时控制
void IRQ5(void)
{
if(uiTimecont++ == uiTimeset)
{
*P_IOB_Data = 0x0000;
}
*P_INT_Clear = 0x0004;
}
//=============================================================
// 语法格式： int main(void);
// 实现功能：主函数
// 参数：无
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