一、实验原理:避障传感器基本原理,和循迹传感器工作原理基本相同,利用物体的反射性质。
在一定范围内,如果没有障碍物,发射出去的红外线,因为传播距离越远而逐渐减弱,最后消失。
如果有障碍物,红外线遇到障碍物,被反射到达传感器接收头。
传感器检测到这一信号,就可以确认正前方有障碍物,并送给单片机,单片机进行一系列的处理分析,协调小车两轮工作,完成一个漂亮的躲避障碍物动作,传感器原理图如图6。
图6 红外避障传感器原理图二、实验接线:实验时只需把信号输出端(signal)与单片机的P1^0口相连。
VCC端接5V电源,GND接电源负极或单片机上的逻辑地。
注意:如果对红外避障传感器的使能感兴趣,可以把传感器的TC端接单片机的I/O口,通过控制TC实现是否开启红外避障传感器,当TC 为高电平时传感器工作,为低电平时,传感器关闭,参照图7。
三、实验任务:1、把红外避障传感器固定在小车的正前方,接好线。
注意:红外传感器的避障距离也是可调,调节滑动变阻器可以调节避障距离。
2、编制程序,实现小车检测到前方有障碍物时,向左转弯,再检测,没有障碍物,继续前进,有障碍物,继续左转弯。
图7 避障传感器与单片机连接图四、红外避障传感器电路分析:电路中HEF4011BT是一个4通道2输入与非门。
455是晶振,它产生38k的方波,HEF4024BT是7位二进制计数器,38k的方波作为计数器HEF4024BT的时钟输入。
HEF4024BT的O2与O3接与非门加一个非门去控制HEF4024BT的复位端。
也就是说当HEF4024BT计数到第四位与第三位同时为1时,HEF4024BT就会被清零。
同时当HEF4024BT的O3为1时,HEF4011BT的O4为低电平,触发红外发光二极管发送信号。
当HEF4024BT的O3为0时,HEF4011BT的O4为高电平,关闭发光二极管,这段时间为4个方波周期。
也就实现了38k载波调制的红外。
接收头是红外线一体化接收头是集红外接收、放大、滤波和比较器输出的模块。
当收到信号时,OUT端输出低电平,LEDR被点亮,指示收到信号,前方有障碍物。
没有收到信号,OUT端输出反之。
五、实验源程序:/************************************************************* ******模块名称:007.c功能:小车躲避障碍物。
说明:通过定时器0产生PWM调速。
设计时间:2009.09.15版本号:************************************************************** *******/#define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define MOTOR_C P0 //P0口作为电机的控制口。
#define SIGNAL P1 //P2口的低两位为循迹传感器输入口。
#define SHELVES 25 //速度总档数。
#define BACK 0xA5 //后退#define FORWARD 0xC6 //前进sbit PWM_R = P0^7; //右电机PWM输入口sbit PWM_L = P0^2; //左电机PWM输入口void timer_init( void ); //定时器初始化函数。
void left( void ); //右转弯函数。
void left( void ); //左转弯函数。
void forward( void ); //前进函数。
uchar percent_l = 0; //左轮占空比uchar percent_r = 0; //右轮占空比uint run_time = 0; //车轮运行一步的时间/************************************************************* *******说明:无入口参数:无返回值:无设计:tongwei 日期:2009.09.15修改:日期:************************************************************** *********/{TMOD = 0x02; //定时器0工作在方式2,定时值自动重载,启动仅受TR0的控制。
TH0 = 256 - 200; //定时周期为200us * SHELVESEA = 1; //开总中断。
ET0 = 1; //开定时器0中断。
TR0 = 1; //启动定时器0。
}/************************************************************* *******说明:通过控制左右轮不同的占空比,实现左右转。
入口参数:无返回值:无设计:tongwei 日期:2009.09.15修改:日期:************************************************************** *********/{// timer_init(); //初始化定时器0。
MOTOR_C = FORWARD; //方向向前percent_r = 0; //右轮速度慢。
percent_l = 4; //左轮速度快。
}/************************************************************* *******说明:通过控制左右轮不同的占空比,实现左右转。
入口参数:无返回值:无设计:tongwei 日期:2009.09.15修改:日期:************************************************************** *********/{// timer_init(); //初始化定时器0。
MOTOR_C = FORWARD; //方向向前percent_r = 4; //右轮速度快。
percent_l = 2; //左轮速度慢。
}/************************************************************* *******说明:入口参数:无返回值:无设计:tongwei 日期:2009.09.15修改:日期:************************************************************** *********/{// timer_init(); //初始化定时器0。
MOTOR_C = FORWARD; //方向向前percent_r = 3; //右轮同速度。
percent_l = 3; //左轮同速度。
}/************************************************************* *******说明:入口参数:无返回值:无设计:tongwei 日期:2009.09.15修改:日期:************************************************************** *********/{// timer_init(); //初始化定时器0。
MOTOR_C = BACK; //方向向前percent_r = 3; //右轮同速度。
percent_l = 3; //左轮同速度。
}/************************************************************* *******功能:停车说明:入口参数:无返回值:无设计:tongwei 日期:2009.09.15修改:日期:************************************************************** *********/void stop( void ){// timer_init(); //初始化定时器0。
MOTOR_C = FORWARD; //方向向前percent_r = 0; //右轮零速度。
percent_l = 0; //左轮零速度。
}/************************************************************* *******函数名:uchar check_sig()功能:检测信号,并返回信号代码。
说明:入口参数:无返回值:无设计:tongwei 日期:2009.09.15修改:日期:************************************************************** *********/uchar check_sig( void ){uchar temp = 0;temp = SIGNAL & 0x01; //信号输入口就只有低两位,得到信号码。
return temp;}/************************************************************* *******函数名:avoid()功能:实现避障功能。
说明:对采集的信号进行分析,转换为对电机的控制。
入口参数:无返回值:无设计:tongwei 日期:2009.09.15修改:日期:************************************************************** *********/void avoid( void ){uchar sig = 0; //存储采集的信号timer_init(); //初始化定时器0while( 1 ){run_time = 0; //清计时器,重新开始。
sig = check_sig(); //存储信号码switch( sig ){case 1: //没有检测到障碍物。
forward();break;case 0: //检测到障碍物,首先小车倒退一段距离,让后左转弯,最后继续前进。
back();while(run_time < 350); //决定后退的时间。
run_time = 0;left();while(run_time < 180); //决定左转弯角度。
run_time = 0;forward();break;default:break;}while(run_time < 3); //运行一步,时间为3*5ms}}/************************************************************* *******函数名:timer_zero()功能:定时器0中断服务函数说明:无入口参数:无返回值:无设计:tongwei 日期:2009.09.15修改:日期:************************************************************** *********/void timer_zero( void ) interrupt 1{static uchar temp = 0; //中断次数计数,EA = 0; //关总中断,屏蔽其他中断。