基于51单单片机的自动循迹小车 - 图文

表4.1 传感器信号可能逻辑状态

RPR3 0 0 0 0 0 0 0 0 1 RPR1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 RPR2 0 0 1 1 0 0 1 1 0 RPR4 0 1 0 1 0 1 0 1 0 前进 左轮大转弯 左轮转弯 左转弯90° 右轮转弯 左转弯大于90° 前进 左轮转90° 右轮大转弯 向右转 向右转 向左转 向左转 向右转 向左转 基于上述传感器可能出现的逻辑状态循迹程序如下： main()

{ IN1=0,IN2=1,IN3=0,IN4=1; while(1) {

if((RPR4==0&&RPR3==0&&RPR1==0&&RPR2==0)|(RPR1==1&&RPR2==1&&RPR3==1&&RPR4==1))// 未 检测到黑线 ，小车继续前进

{ IN1=0,IN2=1,IN3=0,IN4=1; PWM1=1; PWM2=1; timer(100); //2.2ms

PWM1=0;

PWM2=0;

timer(400); //8.8ms }

?? ??

if(RPR4==0&&RPR3==1&&RPR1==0&&RPR2==0) //左轮最外围检测到黑线 左轮大转弯 { IN1=0,IN2=1,IN3=0,IN4=1; PWM1=1; PWM2=1; timer(50); PWM1=0; PWM2=1; timer(50); PWM1=0; PWM2=0;

timer(400); }}}

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5 系统扩展

5.1 避障功能扩展

利用红外避障传感器进行小车的避障扩展，红外避障传感器如图5.1所示，该传感器测量范围为3~80CM，可利用其背面的距离调节电位器来调节距离。

图5.1 红外避障传感器

避障硬件电路如图5.2所示，避障原理是检测到障碍物则输出低电平，背面灯亮，未检测到障碍物则输出高电平，背面灯灭，由于这种传感器比较贵，因此在保证能正常避障的情况下，使用该传感器两个来达到避障的目的。避障思路是：在小车正前方放置一个避障传感器，用于对正前方的障碍物进行检测，在小车左轮附近放置一个传感器用于在小车转弯时对左边的障碍物进行检测，当前方的传感器检测到障碍物时，小车右转弯，具体行驶是小车左轮正传右轮反转向右原地转一个角度，然后右轮加速行驶，左轮正常行驶，绕过障碍物，直到回到黑线上继续循迹，在转弯过程中，若左侧传感器检测到信号则表明小车应继续向右转弯，否则会撞到障碍物上。具体小车转的角度和速度要在时间测试中逐渐进行改善。

图5.2 避障硬件电路

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避障软件流程图如图5.3所示，检测到障碍物后绕过障碍物到循迹线上接着循迹。

开始

初始化

是否有 N 障碍物？

Y

转弯绕过障碍物到黑线上

循迹

图5.3 避障软件流程图

5.2 遥控功能扩展

小车的遥控模块，选用PT2262/PT2272组成的无线遥控模块， PT2262/PT2272是台湾普城公司生产的一种CMOS工艺制造的低功耗低价位通用编解码芯片，编码芯片PT2262发出的编码信号由：地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字，解码芯片PT2272 接收到信号后，其地址码经过两次比较核对后，VT 脚才输出高电平，与此同时相应的数据脚也输出高电平，由于该电路自己焊接比较复杂，因此从各方面综合考虑，选择在淘宝上买这种遥控的成品模块进行控制，价格也很便宜。无线遥控模块硬件电路如图5.4所示。

图5.4 无线遥控模块硬件电路

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这种成品电路有三种工作方式：非锁、自锁、互锁。非锁型输出又称点动输出，数据脚输出的电平是瞬时的而且和发射端是否发射相对应，可以用于类似点动的控制，有遥控信号时数据脚是高电平，遥控信号消失时数据脚立即恢复为低电平；自锁型输出的数据脚能实现触发翻转工作逻辑，数据只要成功接收就能一直保持对应的电平状态，直到下次遥控数据发生变化时改变。自锁型四路相互独立互不影响，可同时遥控四路；互锁型输出就是任意一路收到信号则该路就能一直保持对应的高电平状态，接收到任意其它路的数据则恢复到原始状态，四路互锁只能有一路接通。我选择的是非锁型，有ABCD四个键，按下相应键，则与该键相对应的管脚输出高电平，松开按键，电平变低，如按下A键，则D0变为高电平，松开后D0变低电平，可直接与单片机相连，非常方便。遥控模块与单片机接口电路如图5.5所示。

图5.5 遥控模块与单片机接口电路

具体控制思路是：接通电源，小车开始循迹避障工作模式，按下A键后小车变换为遥控避障工作模式，按下B键不放，小车前进，按下C键不放，小车左转弯，按下D键不放，小车右转弯，按下A键，小车又重新恢复循迹避障模式，实现两种工作模式的切换。遥控软件流程图如图5.6所示。

开始

初始化

A键按下次

数%2是否为

Y 循迹避障模式

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N 遥控避障模式 图5.6 遥控软件流程图