基于51单片机的智能小车（循迹、避障、蓝牙控制） |
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基于51单片机的智能小车（循迹、避障、蓝牙控制）
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前言一、功能二、主要模块
1.L298N模块2.循迹模块3.红外避障模块4.超声波避障模块5..蓝牙模块代码三、其余模块四、总结
前言 本项目可实现小车红外循迹，L298N电机驱动，红外避障，超声波避障，蓝牙控制等功能的切换。
红外循迹，L298N电机驱动，PWM电机调速，红外避障，超声波避障，蓝牙控制， 二、模块简介1.L298N L298N是比较常用的直流电机驱动板，OUT1~4接入四个电机博主使用的是将两个电机并联的方法， 左右两个电机进行并联），IN1~4接入单片机的I/O口，在IN1~4的两侧有使能ENA、ENB接口，用于PWM变速。
2. .循迹模块 这里使用的四路循迹模块 部分端口介绍：主板的OUT1-4端分别连接单片机的IO口，用于检测输出电平主板另一排针侧的VCC GND IN1-4端分别和探头部分对应连接IN端连接OUT端。 模块原理：当探头的红外发射管发射光线经地面反射进入接收管。输出端输出低电平，主板对应的led灯不亮。如果地面有黑色区域将吸收光线，接收管接收不到光线输出端就会输出高
代码： #include #include #include #include sbit D1 = P2^7; //D1,D2为右边循迹模块 sbit D2 = P2^6; sbit D3 = P2^5; //D3,D4为左边循迹模块 sbit D4 = P2^4; void xunji() //高电平检测到，低电平为检测 { if(D1==1&&D2==1&&D3==1&&D4==1) //检测到黑线，无返回 { qianji(); } //***************************************** if(D1==0&&D2==1&&D3==0&&D4==0) //右边检测到黑线，小车偏左，让车向右移动 { youzhuan(); if(D1==0&&D2==0&&D3==0&&D4==0) //无黑线，检测到白线 { qianji(); } } //****************************************** if(D1==0&&D2==0&&D3==1&&D4==0) //左边检测到黑线，小车偏右，让车向左移动 { zuozhuan(); if(D1==0&&D2==0&&D3==0&&D4==0) //无黑线，检测到白线 { qianji(); } } //*********************************************** if(D1==0&&D2==0&&D3==1&&D4==1) //左边检测到黑线，直角左拐 { qianji(); Delay(50); //直角左拐前延时50ms if(D1==0&&D2==0&&D3==0&&D4==0) //无黑线，检测到白线 { tingzhi(); Delay(50); zuozhuan(); } } //********************************************* if(D1==0&&D2==0&&D3==1&&D4==1) //右边检测到黑线，直角右拐 { qianji(); Delay(50); //直角右拐前延时50ms if(D1==0&&D2==0&&D3==0&&D4==0) //无黑线，检测到白线 { tingzhi(); Delay(50); youzhuan(); } } //*************************************************** } 3. 红外避障模块 该传感器模块对环境光线适应能力强，其具有一对红外线发射与接收管，发射管发射出一定频率的红外线，当检测方向遇到障碍物（反射面）时，红外线反射回来被接收管接收，经过比较器电路处理之后，绿色指示灯会亮起，同时信号输出接回输出数字信号（一个低电平信号），可通过电位器旋钮调节检测距离，有效距离范围2～30cm，工作电压为3.3v-5v。该传感器的探测距离可以通过电位器调节、具有干扰小、便于装配、使用方便等特点，可以广泛应用于机器人避障、避障小车、流水线计数及黑白线循迹等众多场合。\n\n模块参数\n当模块检测到前方障碍物信号时，电路板上绿色指示灯点亮，同时OUT端口持续输出低电平信号\n\n该模块测距离2~～30cm，检测角度35°，检测距离可以通过电位器进行调节，顺时针调电位器，检测距离增加;逆时针调电位器，检测距离减少。\n\n传感器主动红外线反射探测,因此目标的反射率和形状是探测距离的关键。其中黑色探测距离小,白色大;小面积物体距离小,大面积距离大。\n\n传感器模块输出端口OUT可直接与单片机IO口连接即可，也可以直接驱动一个5v继电器\n\n比较器采用LM393，工作稳定;\n\n可采用3-5v直流电源对模块进行供电。当电源接通时，红色电源指示灯点亮;\n\n具有3mm的螺丝孔，便于固定、安装;\n\n电路板尺寸:3.2CM*1.4CM\n\n每个模块在发货已经将阈值比较电压通过电位器调节好，非特殊情况，请勿随意调节电位器。\n\n接口说明\n1.VCC外接3.3v-5v电压（可以直接与5v单片机和3.3v单片机相连)\n\n2、GND 外接GND\n\n3、OUT小板数字量输出接口（0和1)。
代码： #include #include #include sbit out1 = P1^1; //左边的红外探头 sbit out2 = P1^2; //右边的红外探头 void HWbizhang() { if(out1 == 0) //左边检测到障碍物 { tingzhi() ; //小车停止 Delay(500); //停止500ms houtui(); //小车后退 Delay(1000); //后退1000ms youzhuan(); //小车右转 Delay(2000); qianji(); } if(out2 == 0) //右边检测到障碍物 { tingzhi() ; //小车停止 Delay(500); //停止500ms houtui(); //小车后退 Delay(1000); //后退1000ms zuozhuan(); //小车左转 Delay(2000); qianji(); } if((out1 == 1)&&(out2 == 1)) { qianji(); } if((out1 == 0)&&(out1 == 0)) { tingzhi() ; //小车停止 Delay(500); //停止500ms houtui(); //小车后退 Delay(1000); //后退1000ms youzhuan(); //小车右转 Delay(2000); qianji(); } } 4.超声波避障模块 （1）给超声波模块接入电源和地 （2）给脉冲触发引脚（trig）输入一个长为20us的高电平方波 （3）输入方波后，模块会自动发射8个40KHz的声波，与此同时回波引脚echo端的电平会由0变为1;（此时应该启动定时器计时） （4）当超声波返回被模块接收到时，回波引脚端的电平会由1变为0;（此时应该停止定时器计数），定时器记下的这个时间即为超声波由发射到返回的总时长 根据声音在空气中的速度为344米/秒，即可计算出所测的距离。
代码 #include #include #include #include sbit Trig = P2^1; sbit Echo = P2^2; unsigned char sum; //超声波测距 unsigned char stence; //与障碍物的限制距离 //*************************************************** void Delay1000ms() //@11.0592MHz 延时一秒 { unsigned char i, j, k; _nop_(); i = 8; j = 1; k = 243; do { do { while (--k); } while (--j); } while (--i); } //********************************************** void Delay20us() //@11.0592MHz 延时20us { unsigned char i; _nop_(); i = 6; while (--i); } //****************************************** void chaoshengbo() { TMOD &= 0x0F; //设置定时器模式 TL1 = 0; //设置定时初始值 TH1 = 0; //设置定时初始值 Trig = 1; //发射20US的脉冲 Delay20us(); Trig = 0; //关闭 while(!Echo);//等待返回脉冲 TR1 = 1; //打开定时器1 while(!Echo);//返回脉冲结束 TR1 = 0; //关闭定时器1 sum = ((TH1*256+TL1)*0.034)/2+1; //计算距离公式 if( stence > sum) { tingzhi(); Delay1000ms(); } } 5. 蓝牙模块 蓝牙模块的介绍： 蓝牙模块可通过与单片机的串口相连，借助电脑或手机的蓝牙与单片机实现异步全双工通信。常见的蓝牙模块有HC-05主从一体蓝牙模块、HC-06从机蓝牙模块、低功耗BLE蓝牙模块(cc2540或cc2541)。不同的蓝牙模块的AT指令集不完全相同。 工作模式：AT模式，这时我们可以给模块发AT指令，从而可以查询模块的参数或者对模块进行设置。此时指示灯为慢闪状态。\n透传模式，就是当蓝牙模块连接上之后，我们可以直接发送数据给蓝牙模块，而蓝牙模块不管我们发的是什么，都直接传给对方。（这时发AT命令是无效的。） 蓝牙模块的使用：设置使用蓝牙模块的第一步为设置参数，如波特率等。方法为将USB转TTL模块与蓝牙模块连接，连接方法为\n\n并将USB转TTL模块插入电脑，检查设备管理器是否显示串口。然后使用串口调试助手写入AT指令进行查询或操作指令。蓝牙模块的响应将在串口调试助手的接收区显示。
代码： #include #include #include #define left 'C' #define right 'D' #define up 'A' #define down 'B' #define stop 'F' unsigned char U_data; //接受数据存放 unsigned char Way; void UartInit(void) //[email protected] { PCON &= 0x7F; //波特率不倍速 SCON = 0x50; //8位数据,可变波特率 //AUXR &= 0xBF; //定时器时钟12T模式 //AUXR &= 0xFE; //串口1选择定时器1为波特率发生器 TMOD &= 0x0F; //设置定时器模式 TMOD |= 0x20; //设置定时器模式 TL1 = 0xFD; //设置定时初始值 TH1 = 0xFD; //设置定时重载值 ET1 = 0; //禁止定时器中断 TR1 = 1; //定时器1开始计时 EA = 1; ES = 1; } void receive(unsigned char m) { switch(m) { case 'A': //前进 qianji(); break; case 'C': zuozhuan(); // 左转 break; case 'D': youzhuan(); // 右转 break; case 'B': houtui(); // 后退 break; case 'F': // 停止 tingzhi(); break; } } //*************************************************************************** void UartInit_seve() interrupt 4 { tingzhi(); RI = 0; //清除接受中断标志位 U_data = SBUF; //接受数据 receive(U_data); } 三、其余模块 1.sg90舵机 SG90舵机简介SG90舵机是一种位置（角度）伺服的驱动器，适用于那些需要角度不断变化并可以保持的控制系统。在机器人机电控制系统中，舵机控制效果是性能的重要影响因素。舵机可以在微机电系统和航模中作为基本的输出执行机构，其简单的控制和输出使得单片机系统非常容易与之接口。 SG90舵机应用SG90舵机目前在高档遥控玩具，如航模、包括飞机模型、潜艇模型、遥控机器人中已经使用得比较普遍。 SG90舵机导线
SG90舵机上有三根线，分别是GND（棕色线）、VCC（红色线）和SIG（黄色线），也就是地线、电源线和信号线。 SG90舵机工作原理控制信号由接收机的通道进入信号调制芯片，获得直流偏置电压。它内部有一个基准电路，产生周期为20ms，宽度为1.5ms 的基准信号，将获得的直流偏置电压与电位器的电压比较，获得电压差输出。最后，电压差的正负输出到电机驱动芯片决定电机的正反转。当电机转速一定时，通过级联减速齿轮带动电位器旋转，使得电压差为0，电机停止转动。当然我们可以不用去了解它的具体工作原理，知道它的控制原理就够了。就象我们使用晶体管一样，知道可以拿它来做开关管或放大管就行了，至于管内的电子具体怎么流动是可以完全不用去考虑的。 #include #include #include #include #include sbit PWM = P1^0; //型号输入点 unsigned char counter,angle; //计数值和旋转角度 void Timer1_Init() //500微秒@11.0592MHz { // AUXR &= 0xBF; //定时器时钟12T模式 TMOD &= 0x0F; //设置定时器模式 TL1 = 0x33; //设置定时初始值 TH1 = 0xFE; //设置定时初始值 TF1 = 0; //清除TF1标志 TR1 = 1; ET1 = 1; EA = 1; PT1 = 1; } //************************************************** void Timer1_Sever() interrupt 3 { TL1 = 0x33; //设置定时初始值 TH1 = 0xFE; //设置定时初始值 counter++; if(counter >= 40) //设置周期为2毫秒 { counter=0; } if(counter < angle) { PWM = 1; } else { PWM = 0; } } //************************************************************ void Duoji() //定时器定时500微妙 { counter = 0; angle = 1; // 0度 Delay(500); counter = 0; angle = 2; // 45度 （-45） Delay(500); counter = 0; angle = 3; // 90度（正）归中 Delay(500); Delay(500); counter = 0; // 135度 （+45） angle = 4; Delay(500); counter = 0; angle = 5; // 180度 Delay(500); } 2.稳压模块 LM2596属于常用的开关电源芯片，其最高输入电压为40V，最高输出电压为37V，LM2596有4个版本，3个固定输出版本3.3V、5V、 12V，以及一个ADJ可调版本，最大输出电流3A，转换效率可达80%~90%左右，使用DCDC模块1205模块实现12V转5V输出，使用1205模块进行电压转换原理也简单，还有一个优点就是输入与输出隔离，该芯片输 出功率2W，最大输出电流400mA。 基于51单片机的智能小车种类很多，博主也是初学者，文中右错误的地方请大家指正，希望本片文章对大家右帮助，大家一起加油！！！ |
电平，主板的led灯会被点亮。 
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