智能小车的超声波避障

51单片机实例

1. 智能小车（一）——–小车的前进、后退和停止
2. 智能小车（二）——– 小车的红外遥控调速
3. 智能小车（三）——– 小车的红外循迹

文章目录

前言

前几节的51智能小车系列中，相信大家对小车模块的使用有了一定的了解，接下来这节我将为大家介绍另一个功能模块，即超声波模块，我也将以51智能小车为例展开为大家介绍。

超声波HC-SR04

简介

超声波是声波的一部分，是人耳听不见、频率高于20KHZ的声波，它和声波有共同之处，即都是由物质振动而产生的，并且只能在介质中传播；同时，它也广泛地存在于自然界，许多动物都能发射和接收超声波，其中以蝙蝠最为突出，它能利用微弱的超声回波在黑暗中飞行并捕捉食物。但超声波还有它的特殊性质，如具有较高的频率与较短的波长，所以，它也与波长很短的光波有相似之处。

超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。SR04是最常见的超声波传感器之一，在arduino开发中超声波传感器SR04主要用来测距，相比其他测距传感器有着简单易用、灵敏度高等特点。对于超声波传感器各种特性，超声波检测广泛应用在工业、国防、生物医学等方面。

参数规格

尺寸：长×宽×高
工作电压：5V
感应角度：不大于15度
探测距离：2cm-450cm
精度：可达0.2cm

vcc-VCC
trig-控制端
echo-接收端
gnd-GND

基本工作原理

(1)采用IO口TRIG触发测距，给至少10us的高电平信号;

(2)模块自动发送8个40khz的方波，自动检测是否有信号返回；

(3)有信号返回，通过IO口ECHO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*声速(340M/S))/2;

时序图：

采用IO口TRIG触发测距，给最少10us的高电平信号。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ECHO输出一个高电平，同时开定时器计时，当此口变为低电平时就可以读定时器的值，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。

原理图：

本节的设计为： 当小车开启电源时，小车的状态为匀速前进，当超声波感受到前方有障碍物时，小车会向降低速度并同时向左转弯，若前方无障碍物，小车则继续前行，同时恢复初始速度。

测距程序设计

//超声波初始化
void ultrasonic_init(void)
{
	TRIG=0;
	ECHO=1;
	time1_init();
}

//超声波测距
//返回值:测量距离cm
int ultrasonic_measure (void)
{
	unsigned int i,j,temp,temp_sum=0,temp_buf[10];

	int ftemp;
	
	for(i=0; i<10; i++)
	{
		TRIG=1;//拉高
		Delay10us();Delay10us();//大约20us
		TRIG=0; //拉低
		
		while(ECHO==0); //等待高电平到来
		TH0=0x00;
		TL0=0x00;//清零计数器值
		TR0=1;//开启定时器，开始计数
		while(ECHO==1);//等待高电平结束
		TR0=0;//关闭定时器
		temp_buf[i]=TH0*256+TL0;
		Delay(80);
	}
	
	//滤波处理，消除干扰数据
	for(i=0;i<9;i++)//升序排列
	{
		for(j=i+1;j<10;j++)
		{
			if(temp_buf[i] >temp_buf[j])
			{
				temp=temp_buf[i];
				temp_buf[i]=temp_buf[j];
				temp_buf[j]=temp ;
		  }
		}
  }

	for(i=0;i<8;i++) temp_sum+=temp_buf[i];
	ftemp=temp_sum/6;
	
	return ftemp*0.00034/2*100;   //单位转化为cm
}

void main()
{
	unsigned char un;
	ultrasonic_init();
	while(1)
	{
		 un=ultrasonic_measure();
		if(un>10) work();
		if(un<10) left();		
  }
}