原创 盛方跟我学做智能车第三节 黑白线循迹实验

第三节 小车循迹实验

一、实验原理：

       本实验采用直流不调制反射式的红外光电传感器，循迹光电传感器原理，利用黑白线对红外线不同的反射能力。然后通过光敏二极管或光敏三极管，接收反射回的不同光强信号，把不同光强转换为电流信号，最后通过电阻，转换为单片机可识别的高低电平。光电传感器实现循迹的基本电路如图4所示。

图4  循迹传感器基本电路

       电路解释：TC端是传感器工作控制端，为高电平时，发光二极管不工作，传感器休眠，为低电平时，传感器启动。Signal端为检测信号输出，当遇到黑线，黑线吸收大量的红外线，

反射的红外线很弱，光敏三极管不导通，signal输出高电平，当遇到白线，与黑线相反，反射的红外线很强，使光敏三极管导通，signal输出低电平。

二、实验接线：

       VCC接5V电源，GND接单片机逻辑地，左边传感器的signal接51单片机P1^0，右边传感器的signal接51单片机P1^1，参照图5。

图5  循迹传感器连接图

三、实验任务：

1、调整左右传感器之间的距离，两探头距离约等于黑线宽度最合适，一般黑线宽度选择范围为3 – 5 厘米比较合适。注意：该传感器的灵敏度是可调的，偶尔传感器遇到黑线却不能送出相应的信号，通过调节传感器上的可调电阻，适当的增大或减小灵敏度。另外，循迹传感器的安放也算是比较有讲究的，有两种方法，一种是两个都是放置在黑线内侧但紧贴黑线边缘，第二种是都放置在黑线的外侧，同样紧贴黑线边缘。本实验采用第二种方法。

2、编写程序实现小车能沿着黑线走，不要让小车偏离黑线。当小车先前前进时，如果向左偏离了黑线。那么右边传感器会产生一个低电平，单片机判断这个信号，然后向右拐。回到黑线后。两传感器输出信号为高电平。小车前进。如果小车向右偏离黑线，左边传感器产生一个低电平，单片机判断这个信号，然后向左拐。如此如此，小车必不偏离黑线。

四、实验源程序：

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 公司名称：盛方单片机

 公司网址：www.sfmcu.com

 模块名称：006.c

 功    能：小车循迹。           

 说    明：通过定时器0产生PWM调速。

 程序设计：tongwei     

 设计时间：2009.09.15       

 版 本 号:

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#include< reg52.h >

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

#define MOTOR_C P0                  //P0口作为电机的控制口。

#define SIGNAL P1                   //P2口的低两位为循迹传感器输入口。

#define SHELVES 25                  //速度总档数。

#define BACK 0xC6                   //后退

#define FORWARD 0xA5                //前进

sbit PWM_R = P0^7;                  //右电机PWM输入口

sbit PWM_L = P0^2;                  //左电机PWM输入口

void timer_init( void );            //定时器初始化函数。

void right( void );                 //右转弯函数。

void left( void );                  //左转弯函数。

void forward( void );               //前进函数。

uchar percent_l = 0;                //左轮占空比

uchar percent_r = 0;                //右轮占空比

uchar run_time = 0;                 //车轮运行一步的时间

/********************************************************************

 函 数 名：timer_init()

 功    能：初始化定时器0

 说    明：无

 入口参数：无

 返 回 值：无 

 设    计：tongwei           日    期：2009.09.15

 修    改：                  日    期：

***********************************************************************/

void timer_init( void )

{

    TMOD = 0x02;                //定时器0工作在方式2，定时值自动重载，启动仅受TR0的控制。

    TH0 = 256 - 200;            //定时周期为 200us * SHELVES

    TL0 = 256 - 200;

    EA = 1;                     //开总中断。

    ET0 = 1;                    //开定时器0中断。

    TR0 = 1;                    //启动定时器0。

}

/********************************************************************

 函 数 名：right()

 功    能：小车右转

 说    明：通过控制左右轮不同的占空比，实现左右转。

 入口参数：无

 返 回 值：无 

 设    计：tongwei           日    期：2009.09.15

 修    改：                  日    期：

***********************************************************************/

void right( void )

{

//  timer_init();               //初始化定时器0。

    MOTOR_C = FORWARD;          //方向向前

    percent_r = 1;              //右轮速度慢。

    percent_l = 4;              //左轮速度快。

}

/********************************************************************

 函 数 名：left()

 功    能：小车左转

 说    明：通过控制左右轮不同的占空比，实现左右转。

 入口参数：无

 返 回 值：无 

 设    计：tongwei           日    期：2009.09.15

 修    改：                  日    期：

***********************************************************************/

void left( void )

{

//  timer_init();               //初始化定时器0。

    MOTOR_C = FORWARD;          //方向向前

    percent_r = 4;              //右轮速度快。

    percent_l = 2;              //左轮速度慢。

}

/********************************************************************

 函 数 名：forward()

 功    能：小车前进

 说    明：

 入口参数：无

 返 回 值：无 

 设    计：tongwei           日    期：2009.09.15

 修    改：                  日    期：

***********************************************************************/

void forward( void )

{

//  timer_init();               //初始化定时器0。

    MOTOR_C = FORWARD;          //方向向前

    percent_r = 3;              //右轮同速度。

    percent_l = 3;              //左轮同速度。

}

/********************************************************************

 函 数 名：stop()

 功    能：停车

 说    明：

 入口参数：无

 返 回 值：无 

 设    计：tongwei           日    期：2009.09.15

 修    改：                  日    期：

***********************************************************************/

void stop( void )

{

//  timer_init();               //初始化定时器0。

    MOTOR_C = FORWARD;          //方向向前

    percent_r = 0;              //右轮零速度。

    percent_l = 0;              //左轮零速度。

}

/********************************************************************

 函 数 名：uchar check_sig()

 功    能：检测信号，并返回信号代码。

 说    明：

 入口参数：无

 返 回 值：无 

 设    计：tongwei           日    期：2009.09.15

 修    改：                  日    期：

***********************************************************************/

uchar check_sig( void )

{

    uchar temp = 0;

    temp = SIGNAL & 0x03;       //信号输入口就只有低两位，得到信号码。

    return temp;

}

/********************************************************************

 函 数 名：tack()

 功    能：实现循迹功能。

 说    明：对采集的信号进行分析，转换为对电机的控制。

 入口参数：无

 返 回 值：无 

 设    计：tongwei           日    期：2009.09.15

 修    改：                  日    期：

***********************************************************************/

void track( void )

{

    uchar sig = 0;              //存储采集的信号

    timer_init();               //初始化定时器0

    while( 1 )

    {

        run_time = 0;           //清计时器，重新开始。

        sig = check_sig();      //存储信号码

        switch( sig )

        {

            case 0:             //两探头都没检测到信号。

                forward();

                break;

            case 1:             //右边检测到信号。

                right();

                break;

            case 2:             //左边检测到信号。

                left();

                break;

            case 3:             //两边同时检测到信号。

                stop();

                break;

            default:

                break;

        }

        while(run_time < 3);    //运行一步，时间为 3*5ms

    }

}

/********************************************************************

 函 数 名：timer_zero()

 功    能：定时器0中断服务函数

 说    明：无

 入口参数：无

 返 回 值：无 

 设    计：tongwei           日    期：2009.09.15

 修    改：                  日    期：

***********************************************************************/

void timer_zero( void ) interrupt 1

{

    static uchar temp = 0;                  //中断次数计数，

    EA = 0;                                 //关总中断，屏蔽其他中断。

    if(temp < SHELVES)                      //高电平保持时间。

    {          

        if(temp < percent_l)

        {

            PWM_L = 1;                      //左电机高电平

        }

        else

        {

            PWM_L = 0;                      //左电机低电平

        }

        if(temp < percent_r)

        {

            PWM_R = 1;                      //右电机高电平

        }

        else

        {          

            PWM_R = 0;                      //右电机低电平

        }

        temp ++;                            //实现计数

    }

    else                                    //一个PWM周期结束，计数清零。

    {

        temp = 0;

        run_time++;

    }      

    EA = 1;                                 //开总中断。

}

/********************************************************************

 函 数 名：main()

 功    能：

 说    明：

 入口参数：无

 返 回 值：无 

 设    计：tongwei           日    期：2009.09.15

 修    改：                  日    期：

***********************************************************************/

void main( void )

{

    track();

}