51單片機紅外小車避障軟硬件分析（匯編語言程序）

ID:865999 · 發表于 2020-12-24 08:46

之前做過的紅外小車避障可以做個參考，是固定的障礙，要過障礙還是要通過算法，要自己算一下，

控制小車的運動一直是實驗室中的重點項目之一，這次我們進行的項目就是運用紅外檢測模塊對小車進行運動控制，從而讓小車達到自動前進避開障礙物的目的。此次實驗我們要用到AT89C51 單片機來控制，實現的目標為讓小車自動走出迷宮以及記錄障礙物遇到的個數。

基本內容
在一個有障礙物的區域內，小車可以自由前進，不碰撞到任何障礙物。
在行進的過程中，記錄下遇到障礙物的個數
2．擴展內容
小車在光源的引導下，進入停車區到達車庫并停止

小車的行走電機由兩個H橋驅動，Q1到Q6是左邊電機的驅動電路，Q3,Q4,Q7,Q8,Q11,Q12是右邊電機的驅動電路，電路如圖所示，圖中的邏輯門電路U6A,U6B,U6C.U6D構成了一個邏輯互鎖電路，避免H橋驅動電路中Q3與Q4同時導通，使得Q7,Q8,Q11,Q12全部導通，造成短路。其執行時Q3的基極為高電平時，Q3導通Q8,Q11也導通，右電機反轉。當Q4的基極為高電平時，Q4導通Q7,Q12也導通，右電機正轉。

第二節紅外模塊介紹

要保證小車在前進運動中正確地避開障礙物，至少需要三組紅外傳感器來探測障礙物是在左面還是右面或者是在前方，并且三組傳感器還要能探測到小車正前方的障礙物。為達到此要求，傳感器的使用方案如下: 在小車的正中向前的方向安裝紅外接收模塊，在小車前面朝左右方向各安裝-一個發射模塊。安裝時要注意調整安裝位置，要確保反射回來的紅外線能被接收到，所以要調整好方位。如果三個發射模塊同時發射，接受模塊將無法區分所接收到的信號來自何方。如果我們采用時分復用的方法就可以解決這個問題，讓他們交替工作，只要交替的速度快就可以保證檢測的正確性。

L為“1”表示接收模塊接收到左面的反射信號，為“0”表示沒有接收到反射信號R為“1”表示接收模塊接收到右面的反射信號，為“0”表示沒有接收到反射信號。程序中除了要對判斷是否有障礙外，還要對障礙物的方位做出準確的判斷才能使小車做出正確的避讓。先選擇三個標志位，用于表示前，左，右

是否有障礙。有障礙置1，無障礙置0，最好是選擇相鄰的位，便于邏輯判斷。

左邊為紅外發射模塊電路圖，右為紅外接受電路圖。

第三章軟件程序
第一節流程圖編寫

本系統采用匯編語言編程。軟件程序由主程序，PWM調速程序，紅外模塊控制程序，判斷障礙物方位程序，障礙物個數顯示程序和延時子程序組成。小車開機，檢測先進行PWM調速，在對障礙物的方位進行檢測從而對小車的運動狀態進行調整，最后在對障礙物個數進行計數并且順利走出搭建迷宮以完成實驗。實驗流程圖如下：

第二節程序編寫

PWM調速：

調用調速模塊，設置各項初值以及PWM調速的頻率，最后改變其占空比來實現對小車速度的控制。

控制障礙物方位；

設置一個寄存器20H，使其高五位清零，再把三個傳感器分別檢測到障礙物個數時的情況列舉出來，設置有障礙物為1沒有障礙物為0，并和20H相與，最后得到檢測障礙物方向的結論。

障礙物數目顯示：

在轉向時說明是檢測到了前方有障礙物，讓R7置1，轉向變為直行說明前方已經沒有了障礙物，就檢測R7是否為1，如果為1，就說明有障礙物，那顯示就加一

紅外檢測：

先關閉所有發射端口，設定發送脈沖數目，然后接受寄存器清零，然后啟動第一個發射模塊，然后給延時，判斷是否接受到反射信號，接收到就脈沖數目加1，沒有就停止發射，延時，然后判斷是否發射10次，沒有就繼續啟動發射模塊重復直到10次發射完畢，然后判斷接受脈沖數目是否等于或者大于2（等于或者大于2是為了檢測更加靈敏），小于2就是沒有障礙物，等于或者大于2就是有障礙物，另外兩個模塊也是這樣。

附錄1 傳感器接口與其引腳功能

單片機源程序如下:

CCON DATA 0D8H
CMOD DATA 0D9H
CCAPM0 DATA 0DAH
CCAPM1 DATA 0DBH
CCAPM2 DATA 0DCH
CCAPM3 DATA 0DDH
CCAPM4 DATA 0DEH
CL DATA 0E9H
CCAP0L DATA 0EAH
CCAP1L DATA 0EBH
CCAP2L DATA 0ECH
CCAP3L DATA 0EDH
CCAP4L DATA 0EEH
CH DATA 0F9H
CCAP0H DATA 0FAH
CCAP1H DATA 0FBH
CCAP2H DATA 0FCH
CCAP3H DATA 0FDH
CCAP4H DATA 0FEH
ORG 0000H
LJMP MAIN
ORG 0030H
MAIN:
MOV 20H,#00H
LCALL PWM // PWM初始化
N1:
CLR P3.2 //關閉紅外發射端口P3.2
CLR P3.4 //關閉紅外發射端口P3.4
CLR P3.7 //關閉紅外發射端口P3.7
MOV R0,#10 //設定脈沖發射數目
MOV R1,#00 //接收寄存器清零
LOOP0:
SETB P3.7 //打開紅外發射端口P3.7
LCALL DE600U //延時
JB P2.3,LOOP1//判斷接收端口P2.3是否為1，不是則跳轉到LOOP1
INC R1 //接收端口為1，R1加一
LOOP1:
CLR P3.7 //關閉紅外發射端口P3.7
LCALL DE600U //延時
DJNZ R0,LOOP0 //判斷R0減一是否為0不為零則跳轉到LOOP0
CJNE R1,#2,LOOP2 //判斷R1是否等于2，不等則跳轉
LOOP2:
JC N2 //有進位、即CF=1,則跳轉N2
SETB 02H //02H置1
N2:
CLR P3.2 //關閉紅外發射端口P3.2
CLR P3.4 //關閉紅外發射端口P3.4
CLR P3.7 //關閉紅外發射端口P3.7
MOV R2,#10 //設定脈沖發射數目
MOV R3,#00 //接收寄存器清零
LOOP3:
SETB P3.4 //打開紅外發射端口P3.4
LCALL DE600U //延時
JB P3.5,LOOP4//判斷接收端口P3.5是否為1，不是則跳轉到LOOP4
INC R3 //接收端口為1，R3加一
LOOP4:
CLR P3.4 //關閉紅外發射端口P3.4
LCALL DE600U //延時
DJNZ R2,LOOP3 //判斷R2減一是否為0不為零則跳轉到LOOP3
CJNE R3,#2,LOOP5 //判斷R3是否等于2，不等則跳轉到LOOP5
LOOP5:
JC MAIN1 //有進位、即CF=1,則跳轉MAIN1
SETB 01H //01H置1
MAIN1:
CLR P3.2 //關閉紅外發射端口P3.2
CLR P3.4 //關閉紅外發射端口P3.4
CLR P3.7 //關閉紅外發射端口P3.7
MOV R4,#10 //設定脈沖發射數目
MOV R5,#00 //接收寄存器清零
LOOP6:
SETB P3.2 //打開紅外發射端口P3.2
LCALL DE600U //延時
JB P3.3,LOOP7//判斷接收端口P3.3是否為1，不是則跳轉到LOOP7
INC R5 //接收端口為1，R5加一
LOOP7:
CLR P3.2 //關閉紅外發射端口P3.2
LCALL DE600U //延時
DJNZ R4,LOOP6 //判斷R4減一是否為0不為零則跳轉到LOOP6
CJNE R5,#2,LOOP8 //判斷R5是否等于2，不等則跳轉到LOOP8
LOOP8:
JC PD//有進位、即CF=1,則跳轉PD
SETB 00H //00H置1
PD:
ANL 20H,#07H //把20H里的值和07H相與
MOV A,20H //把20H里的值給A
CJNE A,#00H, PD0 //判斷A是否等于00H，不等則跳轉到PD0
LCALL mansu //進入直行慢速子程序
CJNE R7,#01H,SL //判斷R7是否等于01H，不等則跳轉到SL
LCALL JSXS //進入計數顯示子程序
LJMP MAIN //跳轉到MAIN
PD0:
CJNE A,#01H,PD1 //判斷A是否等于01H，不等則跳轉到PD1
LCALL mansu1 //進入直行慢速1子程序
CJNE R7,#01H,SL //判斷R7是否等于01H，不等則跳轉到SL
LCALL JSXS //進入計數顯示子程序
LJMP MAIN //跳轉到MAIN
PD1:
CJNE A,#02H,PD2 //判斷A是否等于02H，不等則跳轉到PD2
LCALL mansu2 //進入直行慢速2子程序
CJNE R7,#01H,SL //判斷R7是否等于01H，不等則跳轉到SL
LCALL JSXS //進入計數顯示子程序
LJMP MAIN //跳轉到MAIN
PD2:
CJNE A,#03H,PD3 //判斷A是否等于03H，不等則跳轉到PD3
LCALL mansu //進入直行慢速子程序
CJNE R7,#01H,SL //判斷R7是否等于01H，不等則跳轉到SL
LCALL JSXS //進入計數顯示子程序
LJMP MAIN //跳轉到MAIN
PD3:
CJNE A,#04H,PD4 //判斷A是否等于04H，不等則跳轉到PD4
LCALL YZ //進入右轉子程序
MOV R7,#01H //給R7賦值01H
LJMP MAIN //跳轉到MAIN
PD4:
CJNE A,#05H,PD5 //判斷A是否等于05H，不等則跳轉到PD5
LCALL ZZ //進入左轉子程序
MOV R7,#01H //給R7賦值01H
LJMP MAIN //跳轉到MAIN
PD5:
CJNE A,#06H,PD6 //判斷A是否等于06H，不等則跳轉到PD6
LCALL YZ //進入右轉子程序
MOV R7,#01H //給R7賦值01H
LJMP MAIN //跳轉到MAIN
PD6:
CJNE A,#07H,SL //判斷A是否等于07H，不等則跳轉到SL
LCALL YZ //進入右轉子程序
MOV R7,#01H //給R7賦值01H
SL:
LJMP MAIN //跳轉到MAIN
DE600U: //延時子程序
MOV 30H,#200
K1: NOP
DJNZ 30H,K1
RET
DE: //延時子程序
MOV 33H,#10
K4: MOV 31H,#123
K2: MOV 32H,#200
K3: DJNZ 32H,K3
DJNZ 31H,K2
DJNZ 33H,K4
RET
DEL3S: MOV 48H,#60
DEL0: MOV 49H,#123
DEL1: MOV 50H,#200
DEL2: DJNZ 50H,DEL2
DJNZ 49H,DEL1
DJNZ 48H,DEL0
RET
ST: SETB P1.4 //小車停止程序
SETB P1.5
SETB P1.6
SETB P1.7
RET
mansu: //前進慢速子程序
MOV CCON,#00H
LCALL ST
MOV CCAPM1,#00H
MOV CCAPM3,#00H
MOV CCAP2H,#48
MOV CCAPM2,#42H
MOV CCAP4H,#30
MOV CCAPM4,#42H
MOV CCON,#40H
RET
mansu1:
MOV CCON,#00H
LCALL ST
MOV CCAPM1,#00H
MOV CCAPM3,#00H
MOV CCAP2H,#35
MOV CCAPM2,#42H
MOV CCAP4H,#20
MOV CCAPM4,#42H
MOV CCON,#40H
RET
mansu2:
MOV CCON,#00H
LCALL ST
MOV CCAPM1,#00H
MOV CCAPM3,#00H
MOV CCAP2H,#40
MOV CCAPM2,#42H
MOV CCAP4H,#30
MOV CCAPM4,#42H
MOV CCON,#40H
RET
YZ: //右轉子程序
MOV CCON,#00H
LCALL ST
MOV CCAPM2,#00H
MOV CCAPM3,#00H
MOV CCAPM1,#42H
MOV CCAP1H,#12
MOV CCAPM4,#42H
MOV CCAP4H,#30
MOV CCON,#40H
RET
ZZ: //左轉子程序
MOV CCON,#00H
LCALL ST
MOV CCAPM1,#00H
MOV CCAPM4,#00H
……………………
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