51單片機超聲波避障小車程序與原理圖

ID:845320 · 發表于 2021-3-28 22:43

制作出來的實物圖如下：

51單片機超聲波避障小車

電路原理圖如下：

單片機源程序如下:
#include <REGX51.H>
#include "lcd1602.h"
#include "ds18b20.h"
#include "eeprom52.h"
#include "car_pwm.h"
#include<intrins.h>
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char

sbit trig=P2^1; //超聲波測距模塊Trig
sbit echo=P3^2; //超聲波測距模塊Echo

sbit key1=P2^0;
sbit key2=P2^2;
sbit key3=P2^3;
sbit key4=P2^4;          //按鍵IO口定義

bit key1_flag=1;
bit key2_flag=1;
bit key3_flag=1;
bit key4_flag=1;       //按鍵標志位
bit start_flag=0;       //開始測量標志位

bit start_flag1=0;       //開始測量標志位

sbit key5=P1^6;//紅外遙控
sbit key6=P2^5;

sbit key7=P3^3;
sbit key8=P3^4;

sbit LeftIRBZ=P2^6;//左循跡傳感器
sbit RightIRBZ=P2^7;//右循跡傳感器

bit beep1;          //蜂鳴器標志位
int temp;          //溫度變量
uchar count; //中斷累加變量
long int distance; //測量所得距離
uint distance_h=50;       //閾值
uchar system_ms,ms,t1ms1,ms1;       //累加時間
bit read_flag=1;       //讀數據標志位
bit memory_flag=0;       //存儲標志位
uint C;

void delay_nus(unsigned int i)  //延時:i>=12 ,i的最小延時單12 us
{
  i=i/10;
  while(--i);
}

void delay_nms(unsigned int n)  //延時n ms
{
  n=n+1;
  while(--n)
  delay_nus(900);       //延時 1ms,同時進行補償

}

//對于掉電存儲，實際就是用的單片機自帶的EEPROM，對于這個EEPROM，使用起來要知道如下幾點
//“  EEPROM存儲區域分了好幾個扇區”
//“  存儲數據時，先擦除要存儲的扇區，然后寫入數據”
//“  讀數據的時候，直接讀取相應的扇區
void memory()          //存儲子函數
{
      SectorErase(0x2000);
      byte_write(0x2000,distance_h/256);
      byte_write(0x2001,distance_h%256);
}

void read_memory() //讀存儲子函數
{
      distance_h=byte_read(0x2000)*256+byte_read(0x2001);
      if(distance_h>450) distance_h=50;
}

void delayt(uint x)       //延時x ms函數
{
      uchar j;
      while(x-- > 0)
      {
            for(j = 0;j < 125;j++)
            {
                     ;
            }
      }
}
/*
對于顯示函數，本次設計用到的是LCD1602液晶，程序里用到的顯示函數主要有兩個，             LCD1602_write          LCD1602_writebyte
兩個都是有參函數，其中  LCD1602_write  ，要填寫兩個元素，第一個只能填寫0  1，當填寫0，就說明你第二個元素是命令，當填寫1，就
說明第二個元素是數據，例如       LCD1602_write(0,0x80); ，說明0x80這個數據對于LCD1602來說是命令，其功能是在第一行第0個位置
進行顯示。
LCD1602_writebyte  這個函數是顯示一串字符串

液晶是字符屏，我們要顯示的也只能是字符，  temp_h/10%10       得到的是數據，是不能直接顯示的，而0x30是字符0,0x31是字符1，所以我們
直接用數據加上0x30就得到對應的字符數據；

*/
void dis_play()       //顯示函數
{
      LCD1602_write(0,0x80);       //0是發命令，0x80是液晶第一行第一個位置
      LCD1602_writebyte(" ");
      LCD1602_write(1,'0'+temp/100%10);
      LCD1602_write(1,'0'+temp/10%10);
      LCD1602_writebyte(".");
      LCD1602_write(1,'0'+temp%10);          //1是發送數據，顯示溫度數據，液晶只能顯示字符，所以在顯示的時候加一個‘0’，將數字轉換成字符進行顯示
      LCD1602_write(1,0xdf);
      LCD1602_writebyte(" D: ");
      LCD1602_write(1,'0'+distance/100%10);
      LCD1602_write(1,'0'+distance/10%10);
      LCD1602_write(1,'0'+distance%10);
      LCD1602_writebyte("cm  ");
      LCD1602_write(0,0xc0);
      LCD1602_writebyte(" Alarm_Di:");
      LCD1602_write(1,'0'+distance_h/100%10);
      LCD1602_write(1,'0'+distance_h/10%10);
      LCD1602_write(1,'0'+distance_h%10);
      LCD1602_writebyte("cm  ");
}

void Robot_Traction()                   //機器人循跡子程序
{

      if(key5==1)
      {
                     run();
                     delay_nms (1000);
            stop();
}


            if(key6==1)
      {
                     leftrun();
                     delay_nms (1000);
            stop();
}

            if(key7==1)
      {
                     rightrun();
                     delay_nms (1000);
            stop();
}

            if(key8==1)
      {
                     back();
                     delay_nms (1000);
            stop();
}
else {

if(LeftIRBZ  == 0 && RightIRBZ == 0) //兩個紅外檢測到黑線，就前進       Left_1_led          Right_1_led
{
   run_1();
   delay_nms (100);
               run_1();


}

if(LeftIRBZ  == 1 && RightIRBZ == 0)
{

               leftrun_1();
   delay_nms (10);
}

if(LeftIRBZ  == 0 &&  RightIRBZ == 1)
{
   rightrun_1();

   delay_nms (10);
}

if(LeftIRBZ  == 1 &&  RightIRBZ == 1)
{

      stop();

   delay_nms (10);
}

      }

}

void Robot_A()
{


      if(key5==1)
      {
                     run();
                     delay_nms (1000);
            stop();
}


            if(key6==1)
      {
                     leftrun();
                     delay_nms (1000);
            stop();
}

            if(key7==1)
      {
                     rightrun();
                     delay_nms (1000);
            stop();
}

            if(key8==1)
      {
                     back();
                     delay_nms (1000);
            stop();
}

}
//按鍵處理函數，常規的處理方式是，判斷按鍵按下-短延時消抖-再次判斷按鍵按下-執行函數體-按鍵死循環等待
//常規的有一個弊端，就是我按鍵一直按下，程序就一直等待按鍵死循環釋放，程序不往下執行。所以這里采用另一種方式
//標志位判斷的方式，按鍵送開的時候，將一個標志位置一，然后按鍵按下，判斷標志位只要是1，就執行函數體，同時將標志位置零
//這時候，如果我按鍵還是按下，由于標志位已經置零，是不能再執行函數體的，只有按鍵松開，才會將標志位再次置一
//這個處理方式，可以放到定時器里面，效果最好，定時器本身就是定時一段時間執行一次，放到定時器里，變相的實現了定時掃描按鍵的作用
//并且可以消除抖動
void key_scan()       //
{
      if(!key1)          //判斷按鍵按下
      {
            if(key1_flag)
            {
                     key1_flag=0;
                     if(distance_h<450) distance_h++;  //閾值自加
            }
      }
      else                                  //松開按鍵
      {
            if(key1_flag==0)
            {
                     memory_flag=1;       //存儲標志位置1一次
                     key1_flag=1;
            }
      }
      if(!key2)
      {
            if(key2_flag)
            {
                     key2_flag=0;
                     if(distance_h>0) distance_h--;       //閾值自減
            }
      }
      else
      {
            if(key2_flag==0)
            {
                     memory_flag=1;
                     key2_flag=1;
            }
      }
      if(!key3)
      {
            if(key3_flag)
            {
                     key3_flag=0;
                     start_flag=1; //開始測量
                     start_flag1=0;
            }
      }
      else key3_flag=1;
      if(!key4)
      {
            if(key4_flag)
            {
                     key4_flag=0;
                     start_flag=0; //停止測量
            start_flag1=1;

            }
      }
      else key4_flag=1;
}

void Time_init()       //配置定時器
{
      TMOD=0x11;       //定時器0和1都是方式1
//       TH1=0X4C;
//       TL1=0X00;       //50ms初值
      TH1=0XFc;       //1Ms定時
TL1=0X18;

      ET1=1;
      TR1=1;                //打開定時器1
      TL0=0x66;
      TH0=0xfc; //1ms
      ET0=1;                //設置定時器0
      EA=1;                //打開總中斷
}

void trigger()       //啟動測量
{
      trig=0;
      _nop_();
      _nop_();
      _nop_();
      _nop_();
      _nop_();
      _nop_();
      _nop_();
      _nop_();
      _nop_();
      _nop_();
      _nop_();
      _nop_();
      _nop_();
      _nop_();
      _nop_();
      _nop_();
      _nop_();
      _nop_();
      _nop_();
      _nop_();
      _nop_();
      trig=1;
}

void init_measuring()       //初始化超聲波
{
      trig=1;
      echo=1;
      count=0;
}

void measuring()       //測量函數
{
      uchar l;
      uint h,y;
      TR0 = 1;
      while(echo==1)
      {
            ;
      }
      TR0 = 0;
      l = TL0;
      h = TH0;
      y = (h << 8) + l;
      y = y - 0xfc66;//us部分
      distance = y + 1000 * count;//計算總時間,單位是微秒
      TL0 = 0x66;
      TH0 = 0xfc;
      delayt(30);
      C=331.45+0.061*temp;
      distance = C* distance / 20000;//原始為：（0.34毫米/us）*時間/2//
}

void police()          //報警函數
{
      if(distance<distance_h)
            {
                     back_1();
            delay_nms (1000);
            stop();
                     delay_nms (1000);
                     rightrun_1();
                     delay_nms (500);
                     stop();
            }

      else
      {
//             beep=1;                //否則停止報警
            run();
            //beep1=0;
      }
}

void main()
{
      do
      {
            temp=Temper();
      }while(temp==850); //溫度傳感器上電會讀一個850，這里用do{}while()語句將850過濾掉
      Time_init();  //調用定時器初始化函數
      LCD1602_cls(); //調用液晶初始化函數
      init_measuring(); //超聲波相應端口初始化
      read_memory();       //上電把存儲的數據讀出來
      while(1)
      {





      //       Robot_Traction();



      //Robot_A();

            if(memory_flag)       //如果存儲標志位是1
            {
                     memory_flag=0; //清0
                     memory();       //存儲一次數據
            }

            ms1++;
            if(distance>=3)       //如果距離大于3cm
            {
                     if(ms1>=distance)       //根據距離的遠近，報警頻率不同
                     {
                              ms1=0;
//                               if(beep1) beep=!beep;
      //                      else beep=1;
                     }
            }
            else       //否則小于3cm，用最快的報警頻率
            {
                     if(ms1>=3)
                     {
                              ms1=0;
//                               if(beep1) beep=!beep;
      //                      else beep=1;
                     }
            }

            dis_play();       //液晶顯示函數
            if(start_flag) police();  //如果開始測量，調用報警函數
            //if(start_flag1) Robot_Traction();
            if(read_flag)       //如果讀數據標志位是1
            {
                     read_flag=0;  //置0
                     temp=Temper();       //讀溫度數據
                     if(start_flag)       //如果開始測量
                     {

                              trigger(); //觸發超聲波啟動
                              while(echo==0) //等待回聲
                              {
                                    ;
                              }
                              measuring(); //進行距離測量
                              init_measuring(); //超聲波相應端口初始化
                     }
                     else  //否則
                     {
                              //beep1=0;       //停止報警，測量距離是0
                              stop();
                              distance=0;
                     }
            }
      }
}
//……………………………………………中斷服務函數…………………………………………………//

void T_0()interrupt 1
{
      TF0 = 0;
  TL0 = 0x66;
      TH0 = 0xfc;


      count++;

      if(count==18)
      {
            TR0 =0;
            TL0 = 0x66;
            TH0 = 0xfc;
            count = 0;
      }



}

void time1() interrupt 3
{
      t1ms1++;
      TH1=0XFc;       //1Ms定時
      TL1=0X18;
      if(t1ms1>=50)
      {
            t1ms1=0;
            key_scan();       //調用按鍵處理函數
            ms++;
      }
      if(ms%10==0)
      {
            read_flag=1; //每10*50ms=500ms將讀數據標志位置1一次
      }
      if(ms>=40)
      {
            ms=0;
      }

      time3++;
      pwm_val_left++;
      pwm_val_right++;
      pwm_out_left_moto();
      pwm_out_right_moto();
}

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