基于89C51单片机的智能小车——05.摇头避障小车

开发所需添加的硬件

PWM开发SG90
PWM，英文名Pulse Width Modulation，是脉冲宽度调制缩写，它是通过对一系列脉冲的宽度进行调制，等效出所需要的波形（包含形状以及幅值），对模拟信号电平进行数字编码，也就是说通过调节占空比的变化来调节信号、能量等的变化，占空比就是指在一个周期内，信号处于高电平的时间占据整个信号周期的百分比，例如方波的占空比就是50%。

总结：
脉冲宽度调制
通过占空比编码模拟信号
占空比 一个周期内，高电平占据时长的百分比

怎么控制舵机
向黄色信号线“灌入”PWM信号。

PWM波的频率不能太高，大约50HZ，即周期=1/频率=1/50=0.02s，20ms左右
数据：
0.5ms-------------0度； 2.5% 对应函数中占空比为250
1.0ms------------45度； 5.0% 对应函数中占空比为500
1.5ms------------90度； 7.5% 对应函数中占空比为750
2.0ms-----------135度； 10.0% 对应函数中占空比为1000
2.5ms-----------180度； 12.5% 对应函数中占空比为1250

超声波模块

型号：HC-SR04
接线参考：模块除了两个电源引脚外，还有TRIG，ECHO引脚，这两个引脚分别接我们开发板的P2.3和P2.2端口

超声波测距模块是用来测量距离的一种产品，通过发送和收超声波，利用时间差和声音传播速度，
计算出模块到前方障碍物的距离。

• 怎么让它发送波

Trig ，给Trig端口至少10us的高电平

• 怎么知道它开始发了

Echo信号，由低电平跳转到高电平，表示开始发送波

• 怎么知道接收了返回波

Echo，由高电平跳转回低电平，表示波回来了

• 怎么算时间

Echo引脚维持高电平的时间！
波发出去的那一下，开始启动定时器

波回来的那一下，我们开始停止定时器，计算出中间经过多少时间

• 怎么算距离

距离 = 速度 （340m/s）* 时间/2

舵机与超声波模块组合图形

编程实现

分文件方式编程，函数声明的.h文件就不发出来啦
main.c

#include "reg52.h"
#include "hc04.h"
#include "delay.h"
#include "sg90.h"
#include "motor.h"
 
#define MIDDLE 0
#define LEFT 1
#define RIGHT 2
 
void main()
{
    char dir;
     
    double disMiddle;
    double disLeft;
    double disRight;
     
    Time0Init();
    Time1Init();
    //舵机的初始位置
 
    sgMiddle();
    Delay300ms();
    Delay300ms();
    dir = MIDDLE;
     
    while(1){
         
        if(dir != MIDDLE){
            sgMiddle();
            dir = MIDDLE;
            Delay300ms();
        }
        disMiddle = get_distance();
         
        if(disMiddle > 35){
            //前进
            goForward();
        }else if(disMiddle < 10){
            goBack();
             
        }else
        {
            //停止
            stop();
            //测左边距离
            sgLeft();
            Delay300ms();
            disLeft = get_distance();
             
            sgMiddle();
            Delay300ms();
             
            sgRight();
            dir = RIGHT;
            Delay300ms();
            disRight = get_distance();
             
            if(disLeft < disRight){
                goRight();
                Delay150ms();
                stop();
            }
            if(disRight < disLeft){
                goLeft();
                Delay150ms();
                stop();
            }
        }
         
    }
}

motor.c

#include "reg52.h"
 
sbit RightCon1A = P3^2;
sbit RightCon1B = P3^3;
 
sbit LeftCon1A = P3^4;
sbit LeftCon1B = P3^5;
 
void goForward()
{
    LeftCon1A = 0;
    LeftCon1B = 1;
     
    RightCon1A = 0;
    RightCon1B = 1;
}
 
void goRight()
{
    LeftCon1A = 0;
    LeftCon1B = 1;
     
    RightCon1A = 0;
    RightCon1B = 0;
}
 
 
void goLeft()
{
    LeftCon1A = 0;
    LeftCon1B = 0;
     
    RightCon1A = 0;
    RightCon1B = 1;
}
 
void goBack()
{
    LeftCon1A = 1;
    LeftCon1B = 0;
     
    RightCon1A = 1;
    RightCon1B = 0;
}
 
void stop()
{
    LeftCon1A = 0;
    LeftCon1B = 0;
     
    RightCon1A = 0;
    RightCon1B = 0;
}

hc04.c

#include "reg52.h"
#include "delay.h"
 
sbit Trig     = P2^3;
sbit Echo     = P2^2;
 
void Time1Init()
{   
    TMOD &= 0x0F;       //设置定时器模式
    TMOD |= 0x10;
    TH1 = 0;
    TL1 = 0;
    //设置定时器0工作模式1，初始值设定0开始数数，不着急启动定时器
}
 
void startHC()
{
    Trig = 0;
    Trig = 1;
    Delay10us();
    Trig = 0;
}
 
double get_distance()
{
        double time;
        //定时器数据清零，以便下一次测距
        TH1 = 0;
        TL1 = 0;
    //1. Trig ，给Trig端口至少10us的高电平
        startHC();
        //2. echo由低电平跳转到高电平，表示开始发送波
        while(Echo == 0);
        //波发出去的那一下，开始启动定时器
        TR1 = 1;
        //3. 由高电平跳转回低电平，表示波回来了
        while(Echo == 1);
        //波回来的那一下，我们开始停止定时器
        TR1 = 0;
        //4. 计算出中间经过多少时间
        time = (TH1 * 256 + TL1)*1.085;//us为单位
        //5. 距离 = 速度 （340m/s）* 时间/2
        return  (time * 0.017);
}

sg90.c

#include "reg52.h"
#include "delay.h"
 
sbit sg90_con = P1^1;
 
int jd;
int cnt = 0;
 
void Time0Init()
{
    //1. 配置定时器0工作模式位16位计时
    TMOD &= 0xF0;       //设置定时器模式
    TMOD |= 0x01;
    //2. 给初值，定一个0.5出来
    TL0=0x33;
    TH0=0xFE;
    //3. 开始计时
    TR0 = 1;
    TF0 = 0;
    //4. 打开定时器0中断
    ET0 = 1;
    //5. 打开总中断EA
    EA = 1;
}
 
void sgMiddle()
{
    //中间位置
    jd = 3; //90度 1.5ms高电平
    cnt = 0;
}
 
void sgLeft()
{
    //左边位置
    jd = 5; //135度 1.5ms高电平
    cnt = 0;
}
 
void sgRight()
{
    //右边位置
    jd = 1; //0度
    cnt = 0;
}
 
 
void Time0Handler() interrupt 1
{
    cnt++;  //统计爆表的次数. cnt=1的时候，报表了1
    //重新给初值
    TL0=0x33;
    TH0=0xFE;
     
    //控制PWM波
    if(cnt < jd){
        sg90_con = 1;
    }else{
        sg90_con = 0;
    }
     
    if(cnt == 40){//爆表40次，经过了20ms
        cnt = 0;  //当100次表示1s，重新让cnt从0开始，计算下一次的1s
        sg90_con = 1;
    }
         
}

#include "intrins.h"
 
void Delay2000ms()      //@11.0592MHz
{
    unsigned char i, j, k;
 
    i = 15;
    j = 2;
    k = 235;
    do
    {
        do
        {
            while (--k);
        } while (--j);
    } while (--i);
}
 
 
void Delay10us()        //@11.0592MHz
{
    unsigned char i;
 
    i = 2;
    while (--i);
}
 
void Delay300ms()       //@11.0592MHz
{
    unsigned char i, j, k;
 
    _nop_();
    i = 3;
    j = 26;
    k = 223;
    do
    {
        do
        {
            while (--k);
        } while (--j);
    } while (--i);
}
 
 
void Delay150ms()       //@11.0592MHz
{
    unsigned char i, j, k;
 
    i = 2;
    j = 13;
    k = 237;
    do
    {
        do
        {
            while (--k);
        } while (--j);
    } while (--i);
}
 
void Delay450ms()       //@11.0592MHz
{
    unsigned char i, j, k;
 
    _nop_();
    i = 4;
    j = 39;
    k = 209;
    do
    {
        do
        {
            while (--k);
        } while (--j);
    } while (--i);
}

delay.c

#include "intrins.h"
 
void Delay2000ms()      //@11.0592MHz
{
    unsigned char i, j, k;
 
    i = 15;
    j = 2;
    k = 235;
    do
    {
        do
        {
            while (--k);
        } while (--j);
    } while (--i);
}
 
 
void Delay10us()        //@11.0592MHz
{
    unsigned char i;
 
    i = 2;
    while (--i);
}
 
void Delay300ms()       //@11.0592MHz
{
    unsigned char i, j, k;
 
    _nop_();
    i = 3;
    j = 26;
    k = 223;
    do
    {
        do
        {
            while (--k);
        } while (--j);
    } while (--i);
}
 
 
void Delay150ms()       //@11.0592MHz
{
    unsigned char i, j, k;
 
    i = 2;
    j = 13;
    k = 237;
    do
    {
        do
        {
            while (--k);
        } while (--j);
    } while (--i);
}
 
void Delay450ms()       //@11.0592MHz
{
    unsigned char i, j, k;
 
    _nop_();
    i = 4;
    j = 39;
    k = 209;
    do
    {
        do
        {
            while (--k);
        } while (--j);
    } while (--i);
}

演示视频

https://v.douyin.com/NtxT8mT/