哈工大2012测控系单片机课程设计说明书 - 超声波避障小车(2)

哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）

初始化检测DISDIS大于50是快速前进否DIS大于10是慢速前进否左转90度检测DISDIS大于10是慢速前进否右转180度检测DISDIS大于10是慢速前进否右转90度

图错误！文档中没有指定样式的文字。2 主程序流程图

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2.2 主要模块的基本原理

2.2.1 超声波探测模块

超声波探测模块的基本原理及使用方法如下：

IO口触发，给Sin口至少5~10us的高电平，启动测量； 模块自动发送8个40Khz的方波，自动检测是否有信号返回；

有信号返回，通过IO口Sin输出一个高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间，测试距离=（高电平时间*340）/ 2。

图2- 3 超声波探测模块时序图 2.2.2 直流电机控制模块

机器人的动作由伺服电机控制。

伺服电机与单片机接口的连接，图电机连接原理图和实际接线图，P1_0引脚的控制输出用来控制右的伺服电机，而P1_1则用来控制左边的伺服电机。

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图2- 4 左、右电机连接图

控制电机运动转速的是高电平持续的时间，当高电平持续时间为1.3ms时，电机顺时针全速旋转，当高电平持续时间1.7ms时，电机逆时针速旋转。

图2- 5 电机顺、逆时针旋转控制脉冲图

所以可知，若令左、右车轮电机高电平持续时间为1.5ms时，小车将处于静止状态。 若令左车轮电机高电平持续时间为1.7ms，右车轮电机高电平持续时间为1.3ms时，则左车轮电机逆时针，右车轮电机顺时针，小车将会以最快的速度前进。此时，若想改变小车的前进速度，则逐渐减小左电机的高电平时间，逐渐增加右电机的高电平时间，则可以减小车速。

同理可知，若令左车轮电机高电平持续时间为1.3ms，右车轮电机高电平持续时间为1.7ms时，则左车轮电机顺时针，右车轮电机逆时针，小车将会以最快的速度后退。

当需要转弯时，通过分析和测试我们可以知道，当小车想左转时，需令左右两轮均顺时针旋转，而当小车想右转时，需令左右两轮均逆时针旋转。

通过对直流电机模块的学习和了解，我已经了解了控制小车运动的方法。

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2.3 需解决的关键问题

关键问题首先是要学会使用超声波测距器件，根据老师所提供的知识，利用图像读懂超声波器件的工作时序，根据时序以及超声波测距器件的工作信号特点，并且结合单片机的定时器/计数器等功能，来顺利的完成小车对于前方障碍物距离的测量。

另一个比较关键的问题就是确定小车的避障方案，根据上方的主程序流程图，我们采用一种避障方案，在接下的设计中，我们需要对于该方案能否正确躲避障碍进行验证，并且需要不断思考，提出更多的更好的更有效的避障方案。

2.4 具体实施方案及程序

2.4.1 程序初始化

初始化函数中需要对定时器/计数器的模式进行设定，以及初始值的设定，流程图如下

设定T0工作模式初值设为0TR0置0不允许计数 程序如下：

void IO_init(void) {

EA=1; ET0=1;

TMOD=0x11;//将T0定时器/计数器设置为16位计数模式 TH0=0x00; //初始值为0 TL0=0x00;

TR0=0; //不开始计数 }

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2.4.2 测距函数

测距函数是本程序的比较关键的一个函数，需要根据仪器的本身特点来进行编程，流程图如下

SIN置0SIN置1并延时SIN置0等待SIN由0变1TR0置1开始计数等待SIN由1变0TR0置0停止计数计算DIS 测距函数如下：

void getx(unsigned char a) //测距函数 {

TH0=TL0=0; //初始值设置为0 if(a) {

Sin=0; //Sin置0

Sin=1; //Sin置1，并且延时一段时间，提供一个测距的触发脉冲 delay_5us();

Sin=0; //Sin重新置0 }

while(Sin);

while(!Sin);//SIN信号从低电平变为高电平，此时跳出该循环TR0置1，开始计数 TR0=1;

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