基于51单片机的智能小车（循迹、避障、蓝牙控制）

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文章目录

前言一、功能二、主要模块 1.L298N模块2.循迹模块3.红外避障模块4.超声波避障模块5..蓝牙模块代码三、其余模块四、总结

 

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前言

本项目可实现小车红外循迹，L298N电机驱动，红外避障，超声波避障，蓝牙控制等功能的切换。

 

一、功能

红外循迹，L298N电机驱动，PWM电机调速，红外避障，超声波避障，蓝牙控制，

二、模块简介

1.L298N

L298N是比较常用的直流电机驱动板，OUT1~4接入四个电机博主使用的是将两个电机并联的方法，

左右两个电机进行并联），IN1~4接入单片机的I/O口，在IN1~4的两侧有使能ENA、ENB接口，用于PWM变速。

 代码：

#include <REGX52.H>sbit M1A=P0^6;                            //定义左侧电机驱动A端sbit M1B=P0^5;                            //定义左侧电机驱动B端sbit M2A=P0^4;                            //定义右侧电机驱动A端sbit M2B=P0^3;                            //定义右侧电机驱动B端sbit M3A=P3^6;                            //定义后左侧电机驱动A端sbit M3B=P3^5;                            //定义后左侧电机驱动B端sbit M4A=P3^4;                            //定义后右侧电机驱动A端sbit M4B=P3^3;                             //定义后右侧电机驱动B端sbit EN1A = P0^7;sbit EN1B = P0^2;sbit EN2A = P3^7;sbit EN2B = P3^2;unsigned char coutern,compare;void yundong()  //  {    M1A = 0;    M1B = 1;    M2A = 0;    M2B = 1;        M3A = 1;    M3B = 0;    M4A = 1;    M4B = 0;    }void Timer0_Init(void)        //100微秒@11.0592MHz{//    AUXR &= 0x7F;            //定时器时钟12T模式    TMOD &= 0xF0;            //设置定时器模式    TMOD |= 0x01;            //设置定时器模式    TL0 = 0xA4;                //设置定时初始值    TH0 = 0xFF;                //设置定时初始值    TF0 = 0;                //清除TF0标志    TR0 = 1;            //定时器0开始计时    ET0 = 1;    EA = 1;        PT0=0;}void Timer0_Serve() interrupt 1{    TL0 = 0xA4;                //设置定时初始值    TH0 = 0xFF;           //设置定时初始值     compare = 10;    coutern ++;    if(coutern > 100)    {        coutern = 0;        }    if(coutern < compare)    {        EN1A = 1;        EN1B = 1;        EN2A = 1;        EN2B = 1;    }    else    {        EN1A = 0;        EN1B = 0;        EN2A = 0;        EN2B = 0;            }}void main(){        Timer0_Init();    while(1)    {        yundong();    }        }

 

2. .循迹模块

 这里使用的四路循迹模块

部分端口介绍：主板的OUT1-4端分别连接单片机的IO口，用于检测输出电平主板另一排针侧的VCC GND IN1-4端分别和探头部分对应连接IN端连接OUT端。

模块原理：当探头的红外发射管发射光线经地面反射进入接收管。输出端输出低电平，主板对应的led灯不亮。如果地面有黑色区域将吸收光线，接收管接收不到光线输出端就会输出高电平，主板的led灯会被点亮。 

 

 

代码： 

#include <REGX52.H>#include <intrins.H>#include <Delay.h>#include <xingshi.h>sbit  D1 = P2^7;  //D1,D2为右边循迹模块                    sbit  D2 = P2^6; sbit  D3 = P2^5;  //D3,D4为左边循迹模块sbit  D4 = P2^4; void xunji()         //高电平检测到，低电平为检测{    if(D1==1&&D2==1&&D3==1&&D4==1)  //检测到黑线，无返回    {        qianji();    }//*****************************************        if(D1==0&&D2==1&&D3==0&&D4==0)   //右边检测到黑线，小车偏左，让车向右移动    {                youzhuan();            if(D1==0&&D2==0&&D3==0&&D4==0)   //无黑线，检测到白线            {                                qianji();            }    }    //******************************************        if(D1==0&&D2==0&&D3==1&&D4==0)   //左边检测到黑线，小车偏右，让车向左移动    {                zuozhuan();            if(D1==0&&D2==0&&D3==0&&D4==0)   //无黑线，检测到白线            {                                qianji();            }    }        //***********************************************      if(D1==0&&D2==0&&D3==1&&D4==1)    //左边检测到黑线，直角左拐    {                qianji();        Delay(50);   //直角左拐前延时50ms            if(D1==0&&D2==0&&D3==0&&D4==0)   //无黑线，检测到白线            {                                tingzhi();                    Delay(50);                  zuozhuan();            }    }    //*********************************************     if(D1==0&&D2==0&&D3==1&&D4==1)   //右边检测到黑线，直角右拐    {                qianji();        Delay(50);   //直角右拐前延时50ms            if(D1==0&&D2==0&&D3==0&&D4==0)   //无黑线，检测到白线            {                                tingzhi();                    Delay(50);                  youzhuan();            }    }        //***************************************************    }

 

3. 红外避障模块

该传感器模块对环境光线适应能力强，其具有一对红外线发射与接收管，发射管发射出一定频率的红外线，当检测方向遇到障碍物（反射面）时，红外线反射回来被接收管接收，经过比较器电路处理之后，绿色指示灯会亮起，同时信号输出接回输出数字信号（一个低电平信号），可通过电位器旋钮调节检测距离，有效距离范围2～30cm，工作电压为3.3v-5v。该传感器的探测距离可以通过电位器调节、具有干扰小、便于装配、使用方便等特点，可以广泛应用于机器人避障、避障小车、流水线计数及黑白线循迹等众多场合。\n\n模块参数\n当模块检测到前方障碍物信号时，电路板上绿色指示灯点亮，同时OUT端口持续输出低电平信号\n\n该模块测距离2~～30cm，检测角度35°，检测距离可以通过电位器进行调节，顺时针调电位器，检测距离增加;逆时针调电位器，检测距离减少。\n\n传感器主动红外线反射探测,因此目标的反射率和形状是探测距离的关键。其中黑色探测距离小,白色大;小面积物体距离小,大面积距离大。\n\n传感器模块输出端口OUT可直接与单片机IO口连接即可，也可以直接驱动一个5v继电器\n\n比较器采用LM393，工作稳定;\n\n可采用3-5v直流电源对模块进行供电。当电源接通时，红色电源指示灯点亮;\n\n具有3mm的螺丝孔，便于固定、安装;\n\n电路板尺寸:3.2CM*1.4CM\n\n每个模块在发货已经将阈值比较电压通过电位器调节好，非特殊情况，请勿随意调节电位器。\n\n接口说明\n1.VCC外接3.3v-5v电压（可以直接与5v单片机和3.3v单片机相连)\n\n2、GND 外接GND\n\n3、OUT小板数字量输出接口（0和1)。

 

 代码：

 #include <REGX52.H>#include <Delay.H>#include <xingshi.H>sbit out1 = P1^1;  //左边的红外探头sbit out2 = P1^2;  //右边的红外探头   void HWbizhang(){    if(out1 == 0)     //左边检测到障碍物    {        tingzhi() ;     //小车停止        Delay(500);            //停止500ms    houtui();              //小车后退        Delay(1000);    //后退1000ms        youzhuan();     //小车右转        Delay(2000);    qianji();             }        if(out2 == 0)     //右边检测到障碍物    {        tingzhi() ;     //小车停止        Delay(500);            //停止500ms    houtui();              //小车后退        Delay(1000);    //后退1000ms        zuozhuan();     //小车左转        Delay(2000);    qianji();             }        if((out1 == 1)&&(out2 == 1))    {        qianji();         }        if((out1 == 0)&&(out1 == 0))    {        tingzhi() ;     //小车停止        Delay(500);            //停止500ms    houtui();              //小车后退        Delay(1000);    //后退1000ms        youzhuan();     //小车右转        Delay(2000);    qianji();             }}

 4.超声波避障模块

（1）给超声波模块接入电源和地

（2）给脉冲触发引脚（trig）输入一个长为20us的高电平方波

（3）输入方波后，模块会自动发射8个40KHz的声波，与此同时回波引脚echo端的电平会由0变为1;（此时应该启动定时器计时）

（4）当超声波返回被模块接收到时，回波引脚端的电平会由1变为0;（此时应该停止定时器计数），定时器记下的这个时间即为超声波由发射到返回的总时长

根据声音在空气中的速度为344米/秒，即可计算出所测的距离。

 

 

代码 

#include <REGX52.H>#include <intrins.H>#include <xingshi.H>#include <Timer.H>sbit Trig = P2^1;sbit Echo = P2^2;unsigned char sum; //超声波测距unsigned char stence; //与障碍物的限制距离//***************************************************void Delay1000ms()//@11.0592MHz 延时一秒{unsigned char i, j, k;_nop_();i = 8;j = 1;k = 243;do{do{while (--k);} while (--j);} while (--i);}//**********************************************void Delay20us()//@11.0592MHz  延时20us{unsigned char i;_nop_();i = 6;while (--i);}//******************************************void chaoshengbo(){TMOD &= 0x0F;//设置定时器模式TL1 = 0;//设置定时初始值TH1 = 0;//设置定时初始值Trig = 1; //发射20US的脉冲Delay20us();Trig = 0;  //关闭while(!Echo);//等待返回脉冲TR1 = 1;//打开定时器1while(!Echo);//返回脉冲结束TR1 = 0;//关闭定时器1sum = ((TH1*256+TL1)*0.034)/2+1;//计算距离公式if( stence > sum){tingzhi();Delay1000ms();}}

 

5. 蓝牙模块

蓝牙模块的介绍：

        蓝牙模块可通过与单片机的串口相连，借助电脑或手机的蓝牙与单片机实现异步全双工通信。常见的蓝牙模块有HC-05主从一体蓝牙模块、HC-06从机蓝牙模块、低功耗BLE蓝牙模块(cc2540或cc2541)。不同的蓝牙模块的AT指令集不完全相同。

        工作模式：AT模式，这时我们可以给模块发AT指令，从而可以查询模块的参数或者对模块进行设置。此时指示灯为慢闪状态。\n透传模式，就是当蓝牙模块连接上之后，我们可以直接发送数据给蓝牙模块，而蓝牙模块不管我们发的是什么，都直接传给对方。（这时发AT命令是无效的。）

        蓝牙模块的使用：设置使用蓝牙模块的第一步为设置参数，如波特率等。方法为将USB转TTL模块与蓝牙模块连接，连接方法为\n\n并将USB转TTL模块插入电脑，检查设备管理器是否显示串口。然后使用串口调试助手写入AT指令进行查询或操作指令。蓝牙模块的响应将在串口调试助手的接收区显示。

 

 

 

代码： 

#include <REGX52.H>#include <intrins.H>#include <xingshi.H>#define left     'C'#define right    'D'#define up       'A'#define down     'B'#define stop     'F'unsigned char U_data;     //接受数据存放unsigned char Way; void UartInit(void)        //9600bps@11.0592MHz{    PCON &= 0x7F;            //波特率不倍速    SCON = 0x50;            //8位数据,可变波特率//AUXR &= 0xBF;            //定时器时钟12T模式//AUXR &= 0xFE;            //串口1选择定时器1为波特率发生器    TMOD &= 0x0F;             //设置定时器模式    TMOD |= 0x20;             //设置定时器模式    TL1 = 0xFD;                //设置定时初始值    TH1 = 0xFD;                //设置定时重载值    ET1 = 0;                     //禁止定时器中断    TR1 = 1;                  //定时器1开始计时    EA  = 1;    ES  = 1;}void receive(unsigned char m){        switch(m)    {                case  'A':      //前进            qianji();        break;                case  'C':            zuozhuan();    // 左转        break;                case  'D':            youzhuan();     // 右转        break;                case 'B':            houtui();   //  后退        break;                case 'F':      // 停止             tingzhi();        break;            }        }//***************************************************************************    void UartInit_seve() interrupt 4{        tingzhi();    RI = 0;                  //清除接受中断标志位    U_data = SBUF;                    //接受数据    receive(U_data);    }

 

三、其余模块 

1.sg90舵机

SG90舵机简介

       SG90舵机是一种位置（角度）伺服的驱动器，适用于那些需要角度不断变化并可以保持的控制系统。在机器人机电控制系统中，舵机控制效果是性能的重要影响因素。舵机可以在微机电系统和航模中作为基本的输出执行机构，其简单的控制和输出使得单片机系统非常容易与之接口。

SG90舵机应用

      SG90舵机目前在高档遥控玩具，如航模、包括飞机模型、潜艇模型、遥控机器人中已经使用得比较普遍。

SG90舵机导线

      SG90舵机上有三根线，分别是GND（棕色线）、VCC（红色线）和SIG（黄色线），也就是地线、电源线和信号线。

SG90舵机工作原理

      控制信号由接收机的通道进入信号调制芯片，获得直流偏置电压。它内部有一个基准电路，产生周期为20ms，宽度为1.5ms 的基准信号，将获得的直流偏置电压与电位器的电压比较，获得电压差输出。最后，电压差的正负输出到电机驱动芯片决定电机的正反转。当电机转速一定时，通过级联减速齿轮带动电位器旋转，使得电压差为0，电机停止转动。当然我们可以不用去了解它的具体工作原理，知道它的控制原理就够了。就象我们使用晶体管一样，知道可以拿它来做开关管或放大管就行了，至于管内的电子具体怎么流动是可以完全不用去考虑的。
 

 

#include <REGX52.H>#include <intrins.H>#include <Delay.h>#include <xingshi.h>#include  <Timer1.h>sbit PWM = P1^0;   //型号输入点unsigned char counter,angle;       //计数值和旋转角度void Timer1_Init()//500微秒@11.0592MHz{//AUXR &= 0xBF;//定时器时钟12T模式TMOD &= 0x0F;//设置定时器模式TL1 = 0x33;//设置定时初始值TH1 = 0xFE;//设置定时初始值TF1 = 0;//清除TF1标志TR1 = 1;ET1 = 1;EA  = 1;  PT1 = 1;}//**************************************************void Timer1_Sever() interrupt 3{TL1 = 0x33;//设置定时初始值TH1 = 0xFE;//设置定时初始值counter++;if(counter >= 40)  //设置周期为2毫秒{  counter=0;}if(counter < angle){  PWM = 1;}else{PWM = 0;}}//************************************************************void Duoji()    //定时器定时500微妙{counter = 0; angle = 1;     //   0度Delay(500);counter = 0;     angle = 2;     //   45度  （-45）Delay(500);counter = 0;angle = 3;     //  90度（正）归中Delay(500);Delay(500);counter = 0;   //  135度  （+45）angle = 4;Delay(500);counter = 0;angle = 5;      //  180度Delay(500);}

2.稳压模块

LM2596属于常用的开关电源芯片，其最高输入电压为40V，最高输出电压为37V，LM2596有4个版本，3个固定输出版本3.3V、5V、 12V，以及一个ADJ可调版本，最大输出电流3A，转换效率可达80%~90%左右，使用DCDC模块1205模块实现12V转5V输出，使用1205模块进行电压转换原理也简单，还有一个优点就是输入与输出隔离，该芯片输 出功率2W，最大输出电流400mA。

 四、总结

基于51单片机的智能小车种类很多，博主也是初学者，文中右错误的地方请大家指正，希望本片文章对大家右帮助，大家一起加油！！！

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