代码收藏家 使用舵机与超声波模块实现小车的自动避障
舵机摇头+超声波测距避障
实验效果
小车会自动避开障碍物，寻找合适的出口出去
程序
程序文件：
1.main.c：主函数中作摇头测距的逻辑设计
2.Motor.c：小车前进、后退、左转、右转和停止的函数，其中左转和右转可更改一下
3.Delay.c：延时函数
4.Sg90.c：定时器0初始化函数，中断PWM，舵机摇头的角度（封装成函数）
5.HC-SR04.c：定时器1初始化函数，不开启中断，超声波测距的函数
舵机摇头
1.要实现舵机摇头就是依次从0°摇到90°，然后再摇到180°，反复循环，因为舵机是用PWM控制的，在垃圾桶项目中已经使用过舵机，可以直接拿代码过来用，最好进行代码的封装，在工程中引入该舵机的源文件
Sg90.c：
#include <REGX52.H>
sbit Sg90_com = P1^0;
unsigned char count,compare;
/**
* @brief 定时器0初始化函数，舵机PWM控制
* @param 无
* @retval无
*/
void Timer0Init(void) //500微秒@11.0592MHz
{
TMOD &= 0xF0; //设置定时器模式
TMOD |= 0x01; //设置定时器模式
TL0 = 0x33; //设置定时初值
TH0 = 0xFE; //设置定时初值
TF0 = 0; //清除TF0标志
TR0 = 1; //定时器0开始计时
ET0 = 1;
EA = 1;
}
//180度
void SgLeft()
{
compare = 5;
count = 0;
}
//135度
void SgLeft135()
{
compare = 4;
count = 0;
}
//90度
void SgMiddle()
{
compare = 3;
count = 0;
}
//45度
void SgRight45()
{
compare = 2;
count = 0;
}
//0度
void SgRight()
{
compare = 1;
count = 0;
}
//中断处理函数
void Timer0_Rountine() interrupt 1 //每次定时器溢出时是0.5ms
{
TL0 = 0x33;
TH0 = 0xFE;
count++;
//PWM控制
if(count < compare) //通过比较值控制高电平占据周期的时间，也就是占空比大小
{
Sg90_com = 1;
}
else
{
Sg90_com = 0;
}
if(count == 40) //每一个0.5mscount都会++，加了40次就20ms，是舵机控制的一个周期
{
count = 0;
Sg90_com = 1;
}
}
2.舵机封装好后，可以先进行测试，在主函数中调用函数让其摇头，测试没问题后，将这些测试代码删掉，准备加入超声波模块测距
main.c：
#include <REGX52.H>
#include "Motor.h"
#include "Delay.h"
#include "Sg90.h"
void main()
{
Timer0Init();
SgMiddle(); //一开始为90度，往前
Delay1ms(1000);
while(1)
{
SgLeft(); //180度，左扭头
Delay1ms(500);
SgMiddle(); //90度，往前
Delay1ms(500);
SgRight(); //0度，右扭头
Delay1ms(500);
SgMiddle(); //90度，往前
Delay1ms(500);
}
}
超声波测距
1.超声波模块也在垃圾桶中使用过，可以把封装好的源文件复制到当前工程目录下直接使用
HC-SR04.c：
#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"
sbit Trig = P1^1;
sbit Echo = P1^2;
/**
* @brief定时器1初始化，超声波用
* @param无
* @retval无
*/
void Timer1Init(void) //@11.0592MHz
{
TMOD &= 0x0F; //设置定时器模式
TMOD |= 0x10; //设置定时器模式
TL1 = 0; //设置定时初值
TH1 = 0; //设置定时初值
TF1 = 0; //清除TF1标志
}
//起始信号
void Trig_Start()
{
Trig = 0;
Trig = 1;
Delay11us();
Trig = 0;
}
/**
* @brief超声波测距
* @param无
* @retval返回测到的距离，单位cm
*/
double ultrasonic()
{
double time;
double distance;
TH1 = 0;
TL1 = 0;
Trig_Start();
while(Echo == 0);
TR1 = 1;
while(Echo == 1);
TR1 = 0;
time = (TH1*256+TL1)*1.085;
distance = time*0.017;
return distance;
}
小车转弯函数
在测距避障过程中，如果使用的是普通转弯函数，就是一个轮子转另一个轮子不转，这样找到出口的速度会慢点，有时候会在一个地方反复摇头测试，将左转或右转的函数修改一下，让小车在原地旋转，提高找到出口的速度
Motor.c：
修改的地方就是，左转时，右轮前进，左轮让其后退，右转同理，这样转弯时就会原地转，避免左右走动时对周围的测距距离产生影响，提高找到出口的速度
后续也可将这改动单独写一个函数出来，原来的左转右转函数保留，调用新封装的左转右转函数就行
/**
* @brief控制小车左转
* @param无
* @retval无
*/
void GoLeft()
{
//右轮前转
rightA = 0;
rightB = 1;
//左轮后转
leftA = 1;
leftB = 0;
}
/**
* @brief控制小车右转
* @param无
* @retval无
*/
void GoRight()
{
//右轮后转
rightA = 1;
rightB = 0;
//左轮前转
leftA = 0;
leftB = 1;
}
主函数中实现同时摇头并测距
main.c：
后续也可以将这部分测距摇头的代码进行封装，做到模块化编程
#include <REGX52.H>
#include "Motor.h"
#include "Delay.h"
#include "Sg90.h"
#include "HC-SR04.h"
/*测试无数次得出的结论：摇头测速延时180ms左右，不能太慢，头摇慢的话很容易撞墙
Motor.c中将左转和右转的函数代码改一下，左轮前转时，右轮后转，反过来一样，这样转弯就很快
找到出口的速度大大提高
*/
unsigned char MiddleFlag; //超声波方向朝前标志位
void main()
{
double MiddleDis,LeftDis,RightDis;
Timer0Init();
Timer1Init();
SgMiddle(); //一开始为90度，往前
Delay1ms(300);
MiddleFlag = 1; //标志位置1
while(1)
{
if(MiddleFlag != 1) //如果标志位不为1，让超声波往前摆正
{
SgMiddle();
Delay1ms(180);
MiddleFlag = 1;
}
MiddleDis = ultrasonic(); //检测前方距离
if(MiddleDis > 30) //前方没有障碍
{
GoForward(); //前进
}
else if(MiddleDis < 10) //如果距离过小
{
GoBack(); //后退
}
else //前方有障碍
{
//停止
Stop();
SgLeft(); //180度，左扭头
Delay1ms(180);
LeftDis = ultrasonic(); //测左边距离
SgMiddle(); //回到中间
Delay1ms(180);
SgRight(); //0度，右扭头
Delay1ms(180);
RightDis = ultrasonic(); //测右边距离
//若左边距离大于右边距离，说明左边宽敞，向左转
if(LeftDis > RightDis)
{
GoLeft();
Delay1ms(170);
Stop();
}
//若右边距离大于左边距离，说明右边宽敞，向右转
if(RightDis > LeftDis)
{
GoRight();
Delay1ms(170);
Stop();
}
MiddleFlag = 0; //标志位置0，下一个循环先让超声波模块摆正
}
}
}
模块组装
用热熔胶把舵机固定在小车车头，然后把超声波模块接好线后，绑定在舵机上，可自己想办法固定，舵机转动角度对即可
