哈工大2012测控系单片机课程设计说明书 - 超声波避障小车(4)

哈尔滨工业大学课程设计说明书（论文）

Forward_fast(); //快速前进 }

else if(Dis>=10&&Dis<50) //如果距离在10与50之内 {

Forward_slow(); //慢速前进 }

else //否则，小于10，需转向避障 {

}

}

}

Left_90(); // 先左转90度 getx(1); //测量距离

if(Dis>=10) //如果距离大于10 {

Forward_slow(); //慢速前进 }

else //如果距离依旧小于10 {

Right_180(); //右转180 getx(1); //测距

if(Dis>=10) //如果此时距离小于10 {

Forward_slow(); //慢速前进 }

else //否则，继续调试 {

Right_90(); //右转90度 } }

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结题报告

1课题完成情况

本超声波避障小车的设计基于单片机原理和传感器原理，以51单片机为主控芯片，采用直流电机为驱动元件，通过软件编程制作了一整套结构完整，功能模块化，反应较为灵敏的超声波避障小车。经过对该避障小车的避障测试实验，实验结果证明该避障小车能够很好的按照预期完成避障动作，并且能够快速运动灵敏避障，效果良好，运行稳定性较好。

2 所遇问题及解决方案

在进行小车调试时，我们遇到的一个最大困难就是当我们前期的程序烧入芯片后，我们的小车运行的非常不平稳，前进运行的非常不连贯。小车前进一会，就会有一段比较明显的时段停止。

当我遇到这个问题时，我没有慌乱，我一步一步的进行了分析。首先，我怀疑了前进函数Forward（）出现问题，检查Forward（）的后，发现提供给左右车轮的PWM信号正常，没有出现异常，而且出于控制变量思想，为了准确的找到问题的症结所在，我单独讲Forward（）函数烧入小车中，运行后可以发现，小车的运行非常正常，不存在运行不

平

稳

的

现

象

。

在排除了Forward（）函数的问题后，我开始怀疑是不是测速的函数getx（）对Forward

（）函数造成了干扰。我们通过分析可以知道，forward（）函数提供了一个非常完美的驱动电机的PWM信号，但是一旦在程序中，存在着一些其他例如测距程序，判断语句等程序时，会对其PWM信号产生一些干扰，应尽可能的减少这些程序对于小车运行程序的干扰。所以我将我之前使用的delay（）函数用系统的库函数_nop()_来代替，再将更改后的程序下载入小车后，惊奇的发现，小车能够平稳的运行了。

我们再进一步的分析这个问题的原因，我们可以看到，在之前的delay（）函数中，我们使用了除法，除法在指令周期最长的一个指令，他会导致PWM信号在某一电平上停留的时间过长，影响信号的占空比与波形，而系统的库函数运行的时间则比较短，对其他函数的影响较小。

以上就是我对这个问题的思考，可能我对这个问题的分析也存在一些不完善的地方，比如说，我自己也会问自己，指令的运行周期长短，怎么会对毫秒级的PWM电机驱动信

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号造成如此大的影响等等，课程设计结束后，我也会继续的查找一些资料，多问问师兄和老师，争取找到最完整，正确的答案。

3 心得体会

这次课程设计给我们提供了一个非常好的机会来提高我们实际的应用能力。从选题开始老师就给予我们很大的自主性，让我们大家自主选题，这种开放式教学方式也从另一个方面激发起了我们去学习的欲望。

这次课程设计，给我更多的是一种模块化的思想，将系统按我们所需的功能和系统所能提供的功能进行模块化的分类，将会使我们的工作变得一目了然，非常清晰。比如说这次我选的避障小车，可以分成超声波测速模块，电机驱动模块，单片机核心模块三个，三个部分各司其职，无论从硬件上还是软件上，都能够比较清晰地将他们的功能区分开，从而有利于硬件的连接和程序的编写。对于这次程序的编写，我就是分块编写，按模块调试，从而避免了许多错误。

从以后工作来看，这种模块化处理问题的方式将会更加的有用，在公司和以后得科研项目中，系统一定是越来越复杂，不可能一个人完成所有的任务，一定是一个团队来做这些系统的设计，所以模块化之后，能够将任务分配给每个人，最后大家还能够很好的综合到一起，大大的缩短了开发周期。

这次课程设计，提高了我对于陌生硬件的学习能力，超声波仪器对我来说非常的陌生，所以通过这次的学习，我感觉我学习硬件的能力有所提高，对于时序的理解能力也有了进步。单片机主要的功能就是对各种各样的外设进行控制，在以后的工作学习中，我一定会遇到非常多的不熟悉的硬件，我相信，通过不断地锻炼积累，应该有比较强的学习能力。

但是该超声波避障小车还存在着许多的不足，比如说只能对正前方一定角度内进行探测，使用的是一路超声波而不是多路超声波探测，并且为了简化，默认的只是向同一个方向转弯等，这些都是有待进一步发展和提高的，这与制作者自身的对与障碍检测距离分析、自动控制信号处理、图像处理等诸多技术的有限性分不开的，还需要研究制作者的学习和探索。

本次项目共历时两周，有时间比较紧张，此外项目的进度控制不是很准确，技术上本身也有一定难度，但我认为这不是主要原因，以后我会强调时间概念，按时并且争取有效率的完成规定阶段的任务。

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我们遇到的困难主要在于对超声波模块的使用方法不了解，实验室的模块并没有配套的资料，而网上也比较难找到它的手册资料，最后我们选择参考模板程序，然后对其进行改进使之适于自己的需求，这样也减少了从头到尾重复编写代码的时间。

最后，感谢胡老师这么多天对我们的帮助，每次遇到问题时，老师都耐性的帮我解答问题，正是老师一次有一次的讲解才让我坚持下来。老师耐心细致的讲解也让我学到了很多课堂上没有学到的知识。感谢老师对我们的帮助。

4 参考文献

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[7] 童诗白，华成英．模拟电子技术基础[M]．北京. 高等教育出版社．2000 [8] 沈长生．常用电子元器件使用一读通[M]．北京. 人民邮电出版社．2004 [9] 宗光华．机器人的创意设计与实践[M]．北京. 北京航空航天大学出社．2004 [10] 张伟等．Protel DXP高级应用[M]．北京. 人民邮电出版社．2002 [11] 张文春. 汽车理论[M]．北京．机械工业出版社．2005

[12] 江海波，王卓然，耿德根编著.深入浅出AVR单片机.中国电力出版社，2008. [13] 袁新娜，与红英编著.超声波传感器在智能小车避障系统中的应用.[A]中北大学 (2009)08-0085-04

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