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单片机超声波避障小车外加红外遥控仿真程序

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ID:150530 发表于 2022-12-29 21:57 | 显示全部楼层 |阅读模式
超声波避障小车，红外遥控小车上下左右运动仿真
仿真原理图如下（proteus仿真工程文件可到本帖附件中下载）
51hei.gif 1.png 2.png

单片机源程序如下:
  1. #include <reg52.h> //51头文件
  2. #include <intrins.h>   //包含nop等系统函数
  3. #define uchar unsigned char
  4. #define uint unsigned int
  5. /*红外*/
  6. #define JINGZHEN 12
  7. #define TIME0TH ((65536-100*JINGZHEN/12)&0xff00)>>8   //12M晶振机械周期0.25us,100us,红外遥控
  8. #define TIME0TL ((65536-100*JINGZHEN/12)&0xff)
  9. unsigned char count0 = 50;
  10. unsigned char count1 = 0;
  11. sbit EN = P2^5;
  12. uint IrCount=0,Show=0,Cont=0;
  13. uchar IRDATBUF[32];
  14. uchar IrDat[5]={0,0,0,0,0};
  15. uchar IrStart=0,IrDatCount=0;
  16. code uchar  BitMsk[]={0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80,};
  17. /*电机驱动IO定义*/
  18. sbit IN1 = P1^2; //为1 左电机反转
  19. sbit IN2 = P1^3; //为1 左电机正转
  20. sbit IN3 = P1^6; //为1 右电机正转
  21. sbit IN4 = P1^7; //为1 右电机反转
  22. sbit EN1 = P1^4; //为1 左电机使能
  23. sbit EN2 = P1^5; //为1 右电机使能
  24. /*按键定义*/
  25. sbit key_s2 = P3^0;       
  26. sbit beep = P2^3;//蜂鸣器
  27. sbit RX = P2^0;//ECHO超声波模块回响端
  28. sbit TX = P2^1;//TRIG超声波模块触发端
  29. sbit LCM_RW = P3^6;     //定义LCD引脚
  30. sbit LCM_RS = P3^5;
  31. sbit LCM_E = P3^4;
  32. sbit servorControl =P2^7;  //舵机的控制引脚       

  34. #define lcddata  P0   //定义液晶屏数据口
  35. #define Busy    0x80   //用于检测LCM状态字中的Busy标识
  36. #define left_motor_en                EN1 = 1        //左电机使能
  37. #define right_motor_en                EN2 = 1        //右电机使能
  38. #define left_motor_stops        IN1 = 0, IN2 = 0//左电机停止
  39. #define right_motor_stops        IN3 = 0, IN4 = 0//右电机停止
  40. #define left_motor_go                IN1 = 0, IN2 = 1//左电机正传
  41. #define left_motor_back                IN1 = 1, IN2 = 0//左电机反转
  42. #define right_motor_go                IN3 = 1, IN4 = 0//右电机正传
  43. #define right_motor_back        IN3 = 0, IN4 = 1//右电机反转

  45. unsigned char pwm_left_val = 38;//左电机占空比值 取值范围0-80，0最快
  46. unsigned char pwm_right_val = 44;//右电机
  47. unsigned char pwm_t;//周期
  48. unsigned int  time = 0;//传输时间
  49. unsigned long S = 0;//距离
  50. bit  flag = 0;//超出测量范围标志位
  51. bit flag1=0;//舵机模块计数标志
  52. uchar control=5; //控制舵机转角
  53. uchar servorTime=0;        //控制舵机脉冲占空比
  54. uchar lFlag=0;//左方向是否有障碍的标志
  55. uchar rFlag=0;//右方向是否有障碍的标志
  56. uint ldistance=0,rdistance=0;//左右边长度

  58. unsigned char code tishi[] ="the distance is:";//LCD1602显示格式
  59. unsigned char code ASCII[13] = "0123456789.cm";
  60. unsigned char code table[]=" howfar:000.0cm";
  61. unsigned char code table1[]=" Out of range   ";
  62. unsigned char disbuff[4] = { 0,0,0,0};//距离显示缓存

  64. bit flagg=0; //切换正常避障模式和遥控模式
  65. void delay(unsigned int z)//毫秒级延时
  66. {
  67.         unsigned int x,y;
  68.         for(x = z; x > 0; x--)
  69.                 for(y = 114; y > 0 ; y--);
  70. }

  72. void Delay10us(unsigned char i)            //10us延时函数 启动超声波模块时使用
  73. {
  74.    unsigned char j;
  75.         do{
  76.                 j = 10;
  77.                 do{
  78.                         _nop_();
  79.                 }while(--j);
  80.         }while(--i);
  81. }

  83. /************************************LCD1602液晶屏驱动函数************************************************/
  84. /******************读状态**********************/
  85. unsigned char readstatus(void)
  86. {
  87.         lcddata = 0xFF;
  88.         LCM_RS = 0;
  89.         Delay10us(1);
  90.         LCM_RW = 1;
  91.         Delay10us(1);
  92.         do{
  93.         LCM_E = 0;
  94.         Delay10us(1);
  95.         LCM_E = 0;
  96.         Delay10us(1);
  97.         LCM_E = 1;
  98.         Delay10us(1);
  99.         }
  100.         while (lcddata & Busy); //检测忙信号
  101.         return(lcddata);
  102. }

  104. /****************写数据************************/
  105. void writedata(unsigned char datas)
  106. {
  107.         readstatus(); //检测忙
  108.         lcddata = datas;
  109.         LCM_RS = 1;
  110.         Delay10us(1);
  111.         LCM_RW = 0;
  112.         Delay10us(1);
  113.         LCM_E = 0; //若晶振速度太高可以在这后加小的延时
  114.         Delay10us(1);
  115.         LCM_E = 0; //延时
  116.         Delay10us(1);
  117.         LCM_E = 1;
  118.         Delay10us(1);
  119. }

  121. /***************写指令*************************/
  122. void writecom(unsigned char WCLCM,BuysC) //BuysC为0时忽略忙检测
  123. {
  124.         if (BuysC) readstatus(); //根据需要检测忙
  125.     lcddata = WCLCM;
  126.         LCM_RS = 0;
  127.         Delay10us(1);
  128.         LCM_RW = 0;       
  129.         Delay10us(1);
  130.         LCM_E = 0;
  131.         Delay10us(1);
  132.         LCM_E = 0;
  133.         Delay10us(1);
  134.         LCM_E = 1;
  135.         Delay10us(1);
  136. }



  140. /*******************初始化******************/
  141. void lcdinition(void)
  142. {
  143.     lcddata = 0;
  144.         writecom(0x38,0); //三次显示模式设置，不检测忙信号
  145.         delay(5);
  146.         writecom(0x38,0);
  147.         delay(5);
  148.         writecom(0x38,0);
  149.         delay(5);

  151.         writecom(0x38,1); //显示模式设置,开始要求每次检测忙信号
  152.         writecom(0x08,1); //关闭显示
  153.         writecom(0x01,1); //显示清屏
  154.         writecom(0x06,1); // 显示光标移动设置
  155.         writecom(0x0c,1); // 显示开及光标设置
  156. }

  158. /*******************按指定位置显示一个字符*****/
  159. void DisplayOneChar(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char data2)
  160. {
  161.         y &= 0x1;
  162.         x&= 0xF; //限制X不能大于15，Y不能大于1
  163.         if (y) x |= 0x40; //当要显示第二行时地址码+0x40;
  164.         x |= 0x80; //算出指令码
  165.         writecom(x, 1); //发命令字
  166.         writedata(data2); //发数据
  167. }

  169. /******************按指定位置显示一串字符*******/
  170. void DisplayListChar(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char code *DData)
  171. {
  172.   unsigned char ListLength;
  173.   ListLength = 0;
  174.         y &= 0x1;
  175.         x &= 0xF; //不能大于15，y不能大于1
  176.         while (DData[ListLength]>0x19) //若到达字串尾则退出
  177.                 {
  178.                         if (x <= 0xF) //坐标应小于0xF
  179.                                 {
  180.                                         DisplayOneChar(x, y, DData[ListLength]); //显示单个字符
  181.                                         ListLength++;
  182.                                         x++;
  183.                                 }
  184.                 }
  185. }


  188. /***************************************************************************/
  189.        
  190. /*小车前进*/
  191. void forward(uint m)
  192. {
  193.         left_motor_go; //左电机前进
  194.         right_motor_go; //右电机前进
  195.         delay(m);
  196. }

  198. /*PWM控制使能 小车后退*/
  199. void backward(uint m)
  200. {
  201.         left_motor_back; //左电机后退
  202.         right_motor_back; //右电机后退       
  203.         delay(m);
  204. }

  206. /*小车停止*/
  207. void stop(uint m)
  208. {
  209.         right_motor_stops;//右电机停止
  210.         left_motor_stops; //左电机停止
  211.         delay(m);       
  212. }

  214. /*小车左转*/
  215. void left_rapidly(uint m)
  216. {
  217.         left_motor_back;
  218.         right_motor_go;
  219.         delay(m);       
  220. }
  221. /*小车右转*/
  222. void right_rapidly(uint m)
  223. {
  224.         right_motor_back;
  225.         left_motor_go;
  226.         delay(m);       
  227. }

  229. /*判断S2是否被按下*/
  230. void keyscan()
  231. {
  232.         for(;;)        //死循环
  233.         {
  234.                 if(key_s2 == 0)// 实时检测S2按键是否被按下
  235.                 {
  236.                         delay(5); //软件消抖
  237.                         if(key_s2 == 0)//再检测S2是否被按下
  238.                         {
  239.                                 while(!key_s2);//松手检测
  240.                                 beep = 0;        //使能有源蜂鸣器
  241.                                 delay(200);//200毫秒延时
  242.                                 beep = 1;        //关闭有源蜂鸣器
  243.                                 break;                //退出FOR死循环
  244.                         }
  245.                 }
  246.         }       
  247. }

  249. /*LCD显示所测结果*/
  250. void xianshi( )
  251. {
  252.           if((S>=4000)||flag==1) //超出测量范围
  253.         {         
  254.                 flag=0;
  255.                 DisplayListChar(0, 1, table1);
  256.         }
  257.         else
  258.         {
  259.                 disbuff[0]=S/1000; //距离数值千位
  260.                 disbuff[1]=S%1000/100;//距离数值百位
  261.                 disbuff[2]=S%100/10;//距离数值十位
  262.                 disbuff[3]=S%10; //距离数值个位
  263.          DisplayListChar(0, 1, table);
  264.          DisplayOneChar(9, 1, ASCII[disbuff[0]]);
  265.          DisplayOneChar(10, 1, ASCII[disbuff[1]]);       
  266.          DisplayOneChar(11, 1, ASCII[disbuff[2]]);
  267. DisplayOneChar(12, 1, ASCII[10]);                       
  268.          DisplayOneChar(13, 1, ASCII[disbuff[3]]);
  269.                 DisplayOneChar(14, 1, ASCII[11]);
  270.                 DisplayOneChar(15, 1, ASCII[12]);
  271.         }
  272. }
  273. void  qidongceju()                           //启动超声波模块
  274. {
  275.           TX=1;                                      //启动一次模块
  276.       Delay10us(2);                                 //延时20us
  277.           TX=0;
  278. }
  279. /*计算超声波所测距离并显示*/
  280. uint ceju()
  281. {
  282.         TH0=0;
  283.         TL0=0;
  284.         qidongceju();
  285.         while(!RX);                //当RX（ECHO信号回响）为零时等待
  286.         TR0=1;                            //开启计数
  287.         while(RX);                        //当RX为1计数并等待
  288.         TR0=0;                                //关闭计数
  289.         time=TH0*256+TL0;
  290.         S=(float)(time*1.085)*0.16; //单位为MM
  291.         if(S<=400)
  292.         return 1;        //距离小于400mm时返回1
  293.         else
  294.         return 0;
  295. }
  296. void duoji(uchar m)         //舵机转向定义
  297. {
  298.     control=m;
  299.     servorTime=0;
  300.     flag1=1;
  301.     delay(100);
  302.     flag1=0;
  303.         delay(100);        //延时，降低转向速度
  304. }

  306. /*超声波避障*/
  307. void avoid()
  308. {
  309. if(S < 400)//设置避障距离 ，单位毫米        刹车距离
  310. {
  311.         beep = 0;//使能蜂鸣器
  312.         stop();//停车
  313.     do{
  314.                  xianshi();  
  315.              duoji(18); //使舵机向左摆动                                  
  316.                  lFlag=ceju();
  317.                  xianshi();
  318.                  ldistance=S;
  319.                  duoji(8);       //使舵机向右摆动
  320.                  rFlag=ceju();
  321.                  xianshi();
  322.                  rdistance=S;
  323.                  duoji(13);//控制舵机使超声波模块正对前方
  324.                  backward(200);
  325.                  if(rdistance>ldistance)
  326.                 {
  327.                 right_rapidly(10);
  328.                 }
  329.                 if(ldistance>rdistance)
  330.                 {
  331.                 left_rapidly(10);
  332.                 }
  333.         }while(lFlag==1&&rFlag==1);//当前方、左右侧都有障碍物
  334.         if(lFlag==0&&rFlag==1) //左侧没有障碍物,右侧有
  335.         {
  336.         left_rapidly(80);         
  337.         }
  338.         else if(rFlag==0&&lFlag==1)//右侧没有障碍物，左侧有
  339.         {
  340.         right_rapidly(80);
  341.         }
  342.          else if(rFlag==0&&lFlag==0)//两侧都没有障碍物，默认向前走
  343.         {
  344.         forward();
  345.         }
  346.   }
  347.   else{
  348.               forward();
  349.                 beep=1;
  350.       }
  351. }
  352. void inition1()
  353. {
  354.     TMOD = 0x21;//定时器1工作模式2,8位自动重装;
  355.     TH0        = 0;//定时器0工作模式1，16位定时用于产生PWM，T0用测ECH0脉冲长度
  356.     TL0        = 0;//T0,16位定时计数用于记录ECHO高电平时间  
  357.         ET0 = 1;
  358.         TH1 = 155;
  359.         TL1 = 155; //100HZ T1
  360.     ET1        = 1;
  361.         TR1 = 1;
  362.         EA  = 1;
  363. }
  364. void inition2()
  365. {
  366.    TMOD  |= 0x011;
  367.         TH0 = TIME0TH;
  368.         TL0 = TIME0TL;
  369.         ET0=1;
  370.         TR0=1;                               
  371.         ET1=1;
  372.         TR1=1;                               
  373.         IT0 = 1;                                //下降沿
  374.         EX0 = 1;
  375.         EA=1;
  376. }
  377. void scan()
  378. {
  379.         if(Show==1)
  380.                 {
  381.                         Show=0;
  382.                         Cont=0;
  383.                         switch (IrDat[3])
  384.                         {
  385.                       case 0x12://go
  386.                                     forward(1);
  387.                                   break;
  388.                       case 0x0b://back
  389.                                     backward(1);
  390.                                   break;
  391.                           case 0x1a://right
  392.                                     right_rapidly(1);
  393.                                   break;
  394.                           case 0x1e://left
  395.                                   right_rapidly(1);
  396.                                   break;
  397.                           
  398.                         }
  399.                 }       
  400. }
  401. void main()
  402. {
  403.         lcdinition();
  404.         delay(5);
  405.         DisplayListChar(0, 0, tishi);//1602第一行显示tishi数组内容
  406.         DisplayListChar(0, 1, table);//1602第二行显示table数组内容
  407.         keyscan();//等待按下S2启动小车       
  408.         TX = 0;
  409.         if(flagg==0)
  410.         inition1();
  411.         else
  412.         {
  413.          inition2();
  414.         }

  416.         while(1)
  417.         {
  418.          if(flagg==0){               
  419.       duoji(13);//控制舵机使超声波模块正对前方
  420.            ceju();
  421.            xianshi();         
  422.        avoid();  }
  423.           else
  424.           {
  425.                   scan();
  426.           }             
  427.         }
  428. }
  429. /*定时器1中断输出PWM信号*/
  430. ……………………

  432. …………限于本文篇幅 余下代码请从51黑下载附件…………
复制代码

Keil代码与Proteus8.13仿真下载:
红外超声波舵机避障小车仿真和代码.zip (145.18 KB, 下载次数: 90)

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ID:316613 发表于 2024-3-30 13:27 | 显示全部楼层
电机不转噢 仿真
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ID:1140513 发表于 2024-12-19 18:26 | 显示全部楼层
发表于 2024-3-30 13:27
电机不转噢 仿真

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