單片機控制的自主尋跡智能小車設計論文和源程序

ID:202279 · 發表于 2017-5-18 18:31

(1)直道檢測。在小車的中部平行裝有兩個色標傳感器，采用查詢檢測的方法對黑線進行檢測。89C51
在檢測到黑線信號后，通過89C51的PI.5和Pl.6口得知是哪一個傳感器檢測到黑線，以此作為調整小車方向的基準。在程序方面，我們采用了差補控制算法。在校正服務程序中通過檢測PI.5和Pl.6口的狀態，運用差補算法，精確調節左右前輪的方向，達到使小車穩定沿黑線行走的目的。為了保證程序的準確性，服務程序中設置了2重黑線檢測，有效的防止了小車沖出跑道。在直道上的鐵片，我們使用金屬探測傳感器來檢測。通過計算小車開始檢測到鐵片與離開鐵片時的圈數之差，乘以車輪的周長，我們可以得到鐵片的長度以及鐵片一半的長度，由此可以得到起跑線到鐵片中央的距離。當車輪轉動時，安裝在輪胎上的磁鋼使霍爾元件產生電平變化。因此只需記錄電平變化的次數，便能得到實際轉速。為了提高準確度，減少誤差，我們安裝了兩塊磁鋼。

(2)轉彎檢測。為了防止小車沖出跑道以及按照黑線轉彎，需要在進人彎道之前降低速度。因此我們采用了高效的H型PWM電路調節轉速。在進人轉彎之前，我們通過提前減速程序使小車降低速度。通過跟隨黑線行駛和檢測最后一片鐵片的位置，我們可以得到準確的停車位置和車頭方向。在鐵片上停留55的期間，驅動聲光報警系統，發出聲光報警信號;同時，由累計脈沖的總數便可得到全程行駛的時間。
(3)障礙檢測。首先我們通過尋找Zoow燈泡的光源，來校正小車的方向。然后通過超聲波對障礙物進行距離檢測，以此為基準，繞過障礙物。再通過檢測光源找到小車與車庫之間的距離，并由此引導小車準確進入車庫。

單片機源程序如下:

//========================================================
// 工程名稱： Car_Demo
// 功能描述：實現DIY競賽小車的語音控制
// 涉及的庫： CMacro1016.lib
// bsrv222SDL.lib
// sacmv26e.lib
// 組成文件： main.c
// Flash.asm, hardware.asm,ISR.asm
// hardware.h,s480.h, hardware.inc
// 硬件連接： IOA0-----KEY1
// IOA1-----KEY2
// IOA2-----KEY3
// IOB10----MOTOR1A
// IOB11----MOTOR1B
// IOB12----MOTOR2A
// IOB13----MOTOR2B
// 維護記錄： 2007-06 v1.0
// 本代碼在原凌陽小車代碼上修改而成，版權原作者所有！－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 //給我取個名字吧
#define S_ACT1 1 //前進
#define S_ACT2 2 //倒車，請注意
#define S_ACT3 3 //左拐
#define S_ACT4 4 //右拐
#define S_RDY 5 //Yeah
#define S_AGAIN 6 //請再說一遍
#define S_NOVOICE 7 //沒有聽到任何聲音
#define S_CMDDIFF 8 //說什么暗語呀
#define S_NOISY 8 //說什么暗語呀
#define S_START 9 //準備就緒，開始辨識
#define S_GJG 10 //拐就拐
#define S_DCZY 11 //倒車，請注意
extern unsigned int BSR_SDModel[100]; //外部變量BSR_SDModel[100]，辨識器自帶
extern void F_FlashWrite1Word(unsigned int addr,unsigned int Value);
extern void F_FlashErase(unsigned int sector);
unsigned int uiTimeset = 3; //運行時間定時，調整該參數控制運行時間
unsigned int uiTimecont; //運行時間計時
//=============================================================
// 語法格式： void Delay();
// 實現功能：延時
// 參數：無
// 返回值：無
//=============================================================
void Delay()
{
unsigned int i;
for(i=0;i<0x3Fff;i++)
{
*P_Watchdog_Clear=0x0001;
}
}
//=============================================================
// 語法格式： void PlaySnd(unsigned SndIndex,unsigned DAC_Channel);
// 實現功能：語音播放函數
// 參數： SndIndex-播放語音資源索引號
// DAC_Channel-播放聲道選擇
// 返回值：無
//=============================================================
void PlaySnd(unsigned SndIndex,unsigned DAC_Channel)
{
BSR_StopRecognizer(); //停止識別器
SACM_S480_Initial(1); //初始化為自動播放
SACM_S480_Play(SndIndex, DAC_Channel, 3); //開始播放一段語音
while((SACM_S480_Status()&0x0001)!= 0) //是否播放完畢？
{
SACM_S480_ServiceLoop(); //解碼并填充隊列
*P_Watchdog_Clear=0x0001; //清看門狗
}
SACM_S480_Stop(); //停止播放
BSR_InitRecognizer(BSR_MIC); //初始化識別器
}
//=============================================================
// 語法格式： int TrainWord(int WordID,int SndID);
// 實現功能：訓練一條指令
// 參數： WordID-指令編碼
// SndID-指令提示音索引號
// 返回值：無
//=============================================================
int TrainWord(unsigned int WordID,unsigned int SndID)
{
int Result;
PlaySnd(SndID,3); //引導訓練，播放指令對應動作
while(1)
{
Result = BSR_Train(WordID,BSR_TRAIN_TWICE); //訓練兩次，獲得訓練結果
if(Result==0)break;
switch(Result)
{
case -1: //沒有檢測出聲音
PlaySnd(S_NOVOICE,3);
return -1;
case -2: //需要訓練第二次
PlaySnd(S_AGAIN,3);
break;
case -3: //環境太吵
PlaySnd(S_NOISY,3);
return -3;
case -4: //數據庫滿
return -4;
case -5: //檢測出聲音不同
PlaySnd(S_CMDDIFF,3);
return -5;
case -6: //序號錯誤
return -6;
default:
break;
}
}
return 0;
}
//=============================================================
// 語法格式： void TrainSD();
// 實現功能：訓練函數
// 參數：無
// 返回值：無
//=============================================================
void TrainSD()
{
while(TrainWord(NAME_ID,S_NAME) != 0) ; //訓練名稱
while(TrainWord(COMMAND_GO_ID,S_ACT1) != 0) ; //訓練第1個動作
while(TrainWord(COMMAND_BACK_ID,S_ACT2) != 0) ; //訓練第2個動作
while(TrainWord(COMMAND_LEFT_ID,S_ACT3) != 0) ; //訓練第3個動作
while(TrainWord(COMMAND_RIGHT_ID,S_ACT4) != 0) ; //訓練第4個動作
}
//=============================================================
// 語法格式： void StoreSD();
// 實現功能：存儲語音模型函數
// 參數：無
// 返回值：無
//=============================================================
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) //模型導出成功？
g_Ret=BSR_ExportSDWord(commandID);
for(i=0;i<100;i++) //保存語音模型SD1(0xe000---0xe063)
{
F_FlashWrite1Word(ulAddr,BSR_SDModel[i]);
ulAddr+=1;
}
}
}
//=============================================================
// 語法格式： void StoreSD();
// 實現功能：裝載語音模型函數
// 參數：無
// 返回值：無
//=============================================================
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; //裝載語音模型
p+=1;
}
g_Ret=BSR_ImportSDWord();
while(g_Ret!=0) //模型裝載成功？
g_Ret=BSR_ImportSDWord();
}
}
//=============================================================
// 語法格式： void GoAhead();
// 實現功能：前進子函數
// 參數：無
// 返回值：無
//=============================================================
void GoAhead() //前進
{
PlaySnd(S_ACT1,3); //提示
*P_IOB_Data=0x1400; //前進
*P_INT_Mask |= 0x0004; //以下為中斷定時操作
__asm("int fiq,irq");
uiTimecont = 0;
}
//=============================================================
// 語法格式： void BackUp();
// 實現功能：后退子函數
// 參數：無
// 返回值：無
//=============================================================
void BackUp() //倒退
{
PlaySnd(S_DCZY,3); //提示
*P_IOB_Data=0x2800; //倒退
*P_INT_Mask |= 0x0004; //以下為中斷定時操作
__asm("int fiq,irq");
uiTimecont = 0;
}
//=============================================================
// 語法格式： void TurnLeft();
// 實現功能：左轉子函數
// 參數：無
// 返回值：無
//=============================================================
void TurnRight() //右轉
{
PlaySnd(S_GJG,3);
*P_IOB_Data=0x1800; //右轉
Delay(); //延時
*P_IOB_Data=0x2400; //左轉
*P_INT_Mask |= 0x0004; //以下為中斷定時操作
__asm("int fiq,irq");
uiTimecont = 0;
}
//=============================================================
// 語法格式： void TurnRight();
// 實現功能：右轉子函數
// 參數：無
// 返回值：無
//=============================================================
void TurnLeft() //左轉
{
PlaySnd(S_GJG,3); //語音提示
*P_IOB_Data=0x2400; //左轉
Delay(); //延時
*P_IOB_Data=0x1800; //右轉
*P_INT_Mask |= 0x0004; //以下為中斷定時操作
__asm("int fiq,irq");
uiTimecont = 0;
}
//=============================================================
// 語法格式： void Stop();
// 實現功能：停車子函數
// 參數：無
// 返回值：無
//=============================================================
void Stop() //停車
{
*P_IOB_Data=0x0000; //停車
PlaySnd(S_RDY,3); //語音提示
}
//=============================================================
// 語法格式： void BSR(void);
// 實現功能：辨識子函數
// 參數：無
// 返回值：無
//=============================================================
void BSR(void)
{
int Result; //辨識結果寄存
Result = BSR_GetResult(); //獲得識別結果
if(Result>0) //有語音觸發？
{
*P_IOB_Data=0x0000; //臨時停車
switch(Result)
{
case NAME_ID: //識別出名稱命令
Stop(); //停車待命
break;
case COMMAND_GO_ID: //識別出第一條命令
GoAhead(); //執行動作一：直走
break;
case COMMAND_BACK_ID: //識別出第二條命令
BackUp(); //執行動作二：倒車
break;
case COMMAND_LEFT_ID: //識別出第三條命令
TurnLeft(); //執行動作三：左轉
break;
case COMMAND_RIGHT_ID: //識別出第四條命令
TurnRight(); //執行動作四：右轉
break;
default:
break;
}
}
}
//=============================================================
// 語法格式： void IRQ5(void);
// 實現功能：中斷服務子函數
// 參數：無
// 返回值：無
//=============================================================
void IRQ5(void)__attribute__((ISR)); //運動定時控制
void IRQ5(void)
{
if(uiTimecont++ == uiTimeset)
{
*P_IOB_Data = 0x0000;
}
*P_INT_Clear = 0x0004;
}
//=============================================================
// 語法格式： int main(void);
// 實現功能：主函數
// 參數：無
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單片機控制的自主尋跡智能小車設計論文和源程序

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