红外避障传感器原理图.doc

一、实验原理:
避障传感器基本原理，和循迹传感器工作原理基本相同，利用物体的反射性质。在一定范围内,如果没有障碍物，发射出去的红外线，因为传播距离越远而逐渐减弱,最后消失。如果有障碍物,红外线遇到障碍物，被反射到达传感器接收头。传感器检测到这一信号，就可以确认正前方有障碍物，并送给单片机，单片机进行一系列的处理分析，协调小车两轮工作，完成一个漂亮的躲避障碍物动作,传感器原理图如图6.

图6 红外避障传感器原理图

1、把红外避障传感器固定在小车的正前方，接好线。注意：红外传感器的避障距离也是可调，调节滑动变阻器可以调节避障距离。
2、编制程序,实现小车检测到前方有障碍物时,向左转弯，再检测，没有障碍物，继续前进,有障碍物，继续左转弯。

图7 避障传感器与单片机连接图
四、红外避障传感器电路分析：
电路中HEF4011BT是一个4通道2输入与非门。455是晶振，它产生38k的方波，HEF4024BT是7位二进制计数器，38k的方波作为计数器HEF4024BT的时钟输入。HEF4024BT的O2与O3接与非门加一个非门去控制HEF4024BT的复位端。也就是说当HEF4024BT计数到第四位与第三位同时为1时，HEF4024BT就会被清零。同时当HEF4024BT的O3为1时，HEF4011BT的O4为低电平，触发红外发光二极管发送信号.当HEF4024BT的O3为0时，HEF4011BT的O4为高电平，关闭发光二极管，这段时间为4个方波周期。也就实现了38k载波调制的红外。接收头是红外线一体化接收头是集红外接收、放大、滤波和比较器输出的模块。当收到信号时，OUT端输出低电平，LEDR被点亮，指示收到信号，前方有障碍物。没有收到信号，OUT端输出反之。
五、实验源程序：
＃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 0xA5 //后退
＃define FORWARD 0xC6 //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 left( 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
uint run_time = 0； //车轮运行一步的时间

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

说 明：无
入口参数:无
返 回 值:无
设 计：tongwei 日 期：2009。09。15
修 改： 日 期：
*＊****＊＊**＊＊＊＊*＊**＊****＊＊＊＊***＊＊**＊＊＊*******＊*＊＊*＊*****＊＊＊＊*****＊**＊＊*＊/
｛
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

EA = 1； //开总中断。
ET0 = 1; //开定时器0中断。
TR0 = 1; //启动定时器0.
｝
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
{
// timer_init（)； //初始化定时器0。
MOTOR_C = FORWARD； //方向向前
percent_r = 0; //右轮速度慢。
percent_l = 4; //左轮速度快。
｝

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
｛
// 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.
｝

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

说 明:
入口参数：无
返 回 值：无
｛
// 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。
｝

说 明：
入口参数:无
返 回 值：无
设 计：tongwei 日 期:2009。09.15
修 改： 日 期:
｛
// timer_init(); //初始化定时器0。
MOTOR_C = BACK； //方向向前
percent_r = 3; //右轮同速度.
percent_l = 3； //左轮同速度。
｝

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

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 & 0x01； //信号输入口就只有低两位,得到信号码.
return temp;
｝

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

函 数 名：avoid(）
功 能：实现避障功能。
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 avoid( 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 1: //没有检测到障碍物.
forward（);
break；
case 0: //检测到障碍物，首先小车倒退一段距离，让后左转弯，最后继续前进。

back（);
while(run_time 〈 350)； //决定后退的时间。
run_time = 0;

left(）;
while(run_time < 180）; //决定左转弯角度。
run_time = 0；

forward（）;
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 )
{
avoid()；
｝