代码收藏家技术教程 2023-10-29

详解51单片机循迹小车设计原理

硬件部分

控制芯片

我使用的是STC89C52。

车体

可以购买车体套件，套件包含了车轮，电机，底盘以及连接的小零件。

不建议购买金属底盘，小车所使用的部件大多在底部有裸露引脚，金属底盘会导致短路。

3.L298N电机驱动模块

输出A/B：连接左右电机。

通道A/B使能：把跳线帽拔下后就可以通过PWM调速对电机进行调速。

逻辑输入：与最小系统板引脚连接，IN1和IN2控制左侧电机，IN3和IN4控制右侧电机。

12V供电：连接电源正极。

供电GND：连接电源正极以及单片机GND。

5V供电：连接单片机VCC。

建议加装稳压模块，因为L298N输出电压不稳定。

红外循迹模块

可以选用四路，二路，五路。

红外循迹模块由探头和主控板组成。当感应器接收到返回的红外光时，主控板上的指示灯会熄灭，同时输出高电平；若感应器为接收到返回的红外光，则指示灯亮，同时输出低电平。

主控板上有四个旋钮，可调节四个探头的灵敏度，在小车组装完成后，上电调节灵敏度。调节至指示灯处于亮灭边界即可。

电池

推荐使用12V可充电锂电池组，可以反复使用，不建议使用车体套件附带的电池盒，因为使用电池盒时电压不够大，电机动力不足。购买的电池组需要一个DC转接头。

5.51最小系统板

也可以直接使用51学习板，但其体积较大，不便于安装。

注：还需要一些其余零件，例如黑色电工胶布，杜邦线，螺丝，根据个人需求购买电烙铁，电机上有两个小铜环用于接电，可以直接用线搭上去，但是容易断裂，建议焊接。

程序部分

我的程序采用了模块化编程，也可以不用，但是代码会比较长。

编写程序前需要学习PWM调速以及定时器。

小车的转弯靠左右轮的差速，在转弯时一个轮子正转，一个反转效果比较好。

主函数

//驱动主函数
#include<REGX52.H>

#include"timer.h"
#include"Delay.h"
#include"MOTIONCONTROL.h"

#include"drive.h"

#include"direction.h"

void main()
{
    Timer0_Init();
    EA=1;
    while(1)
    {

    CONTROL();

    }
    
}

定时器

#include <REGX52.H>

sbit ENA=P1^1;
sbit ENB=P1^0;
unsigned int PWML,PWMR,t=0;//PWML控制左轮，PWMR控制右轮，t为比较值

void Timer0_Init()
{
    TMOD &= 0xF0;    
    TMOD |= 0x01;        
    TL0 = 65436%256;        
    TH0 = 65436/256;        
    TF0 = 0;        
    TR0 = 1;
    ET0=1;
    EA=1;
    PT0=0;
}//100us


void Timer0_Rountinue() interrupt 1
{
    TL0 = 65436%256;
    TH0 = 65436/256;
    t++;
    if(t<PWML)  ENA=1;
    else  ENA=0;
    if(t<PWMR)  ENB=1;
    else  ENB=0;
    t%=100;
}

循迹函数

#include<REGX52.H>

#include"timer.h"

#include"direction.h"

#include"drive.h"

#include"Delay.h"

sbit D1=P2^3;
sbit D2=P2^2;
sbit D3=P2^1;
sbit D4=P2^0;

void CONTROL()//识别到黑线，灯灭，输出1
{
    

    if(D1==0&&D2==0&&D3==0&&D4==0)//前进
    {
            PWML=14;
            PWMR=14;
            cargo();
    }    
    if(D1==0&&D2==1&&D3==1&&D4==0)//前进
    {
            PWML=15;
            PWMR=15;
            cargo();
    }    
    if(D1==1&&D2==1&&D3==1&&D4==1)//停止
    {
            PWML=0;
            PWMR=0;
            carstop();
    }
    if(D1==1&&D2==0&&D3==0&&D4==0)//右转大弯，左轮大
    {
            PWML=20;
            PWMR=9;
            carright();
    }    
    if(D1==0&&D2==0&&D3==0&&D4==1)//左转大弯，右轮大
    {
            PWML=9;
            PWMR=20;
            carleft();
    }        

    if(D1==0&&D2==0&&D3==1&&D4==0)//左转小弯，右轮大
    {
            PWML=14;
            PWMR=16;
            cargo();
    }    
    if(D1==0&&D2==1&&D3==0&&D4==0)//右转小弯，左轮大
    {
            PWML=16;
            PWMR=14;
            cargo();
    }    
    if(D1==1&&D2==1&&D3==0&&D4==0)//右转大弯，左轮大
    {
            PWML=20;
            PWMR=9;
            carright();
    }    
    if(D1==1&&D2==1&&D3==1&&D4==0)//右转大弯，左轮大
    {
            PWML=20;
            PWMR=9;
            carright();
    }    
    if(D1==0&&D2==1&&D3==1&&D4==1)//左转大弯，右轮大
    {
            PWML=9;
            PWMR=20;
            carleft();
    }    
    if(D1==1&&D2==0&&D3==1&&D4==0)//右转大弯，左轮大
    {
            PWML=20;
            PWMR=9;
            carright();
    }    
    if(D1==0&&D2==1&&D3==0&&D4==1)//左转大弯，右轮大
    {
            PWML=9;
            PWMR=20;
            carleft();
    }    
    if(D1==0&&D2==0&&D3==1&&D4==1)//左转大弯，右轮大
    {
            PWML=9;
            PWMR=20;
            carleft();
    }
}

方向相关函数

sbit IN1=P0^7;
sbit IN2=P0^6;
sbit IN3=P0^5;
sbit IN4=P0^4;
//    IN1=1;
//    IN2=0;
void Leftstop()
{
    IN1=0;
    IN2=0;
}
void Rightstop()
{
    IN3=0;
    IN4=0;
}
void Leftforward()
{
    IN1=0;
    IN2=1;
}
void Rightforward()
{
    IN3=1;
    IN4=0;
}
void Leftback()
{
    IN1=1;
    IN2=0;
}
void Rightback()
{
    IN3=0;
    IN4=1;
}

#include <REGX52.H>

#include"drive.h"

#include"timer.h"
void cargo()
{
    Leftforward();
    Rightforward();
}

void carstop()
{
    Rightstop();
    Leftstop();
}

void carleft()
{
    Leftback();
    Rightforward();
}

void carright()
{
    
    Leftforward();
    Rightback();
}