本文章内容为初学51单片机参加校内赛所作，本文仅代表个人想法和思路
我记得我是从大一上学期开始我的“造车史”的吧，当时是使用51单片机完成的人生的第一台智能车，在小组团队比赛中，我的小车的成绩还不错，哈哈哈，后面参加了学校组织的循迹小车竞赛，拿了个二等奖。
51单片机寻迹小车
工作原理
比赛赛道为：白色底板加黑色中线
简述我的小车工作流程：
1、通过红外传感器模块收集小车处于赛道的位置，将信息传输给主控芯片。
2、主控芯片将收集的信息与编写循迹程序内容比较，得出小车的驱动方向（前进、小角度左转、小角度右转、大角度左转、大角度右转），将信息输送给驱动模块（我使用的是L298N）。
3、驱动模块通过收到的信息驱动四个轮子转动，调整驱动方向，按照规定路线行驶。
出库：当时使用的方法是给主控写入死程序，按照固定的路线出库；另一种方法是感应到出库正对磁铁，运行出库函数（经过实践检验与入库控制冲突，不易控制，有很大的不确定性）。
入库：行驶当中感应到车库门口的磁铁，执行入库函数。
硬件搭建
由于复杂性不高，这部分就不详解了哈！（通过程序就可以直接搭建出来）。
程序代码
以下为部分重要程序，并非完整程序
main.c
#include<reg51.h> -> 必要头文件
#include<intrins.h> -> 延时函数需要调用的头文件
#include<delay.h> -> 存放调用的延时函数的头文件
#include<hanshu.h> -> 定义封装的基本函数的头文件
#include<dingyi.h> -> 定义端口的头文件
#include<timer.h> -> 存放定时器初始化/服务函数的头文件
#include<xunji.h> -> 定义轨迹驱动函数的头文件
void main()
{
Timer0Init(); //定时器初始化
chuku(); //出库
while(1)
{
xunji(); //循迹
}
}
delay.h
void delay200ms(void)
{
unsigned char a,b,c;
for(c=67;c>0;c--)
for(b=142;b>0;b--)
for(a=9;a>0;a--);
}
void delay250ms(void)
{
unsigned char a,b,c;
for(c=5;c>0;c--)
for(b=116;b>0;b--)
for(a=214;a>0;a--);
}
void delay500ms(void)
{
unsigned char a,b,c;
for(c=205;c>0;c--)
for(b=116;b>0;b--)
for(a=9;a>0;a--);
}
dingyi.h
//定义左边两个电机 IN12控制左后轮（10前进 01后退 00停止） IN43控制左前轮（10前进 01后退 00停止 ）
sbit ENA_1 = P3^7;
sbit IN1_1 = P3^6;
sbit IN2_1 = P3^5;
sbit IN3_1 = P3^4;
sbit IN4_1 = P3^3;
sbit ENB_1 = P3^2;
//定义右边两个电机 IN12控制右前轮（10前进 01后退 00停止） IN43控制右后轮 （10前进 01后退 00停止）
sbit ENA_2 = P1^0;
sbit IN1_2 = P1^1;
sbit IN2_2 = P1^2;
sbit IN3_2 = P1^3;
sbit IN4_2 = P1^4;
sbit ENB_2 = P1^5;
//定义循迹模块引脚
sbit D0 = P2^5;
sbit D1 = P2^3;
sbit D2 = P2^2;
sbit D3 = P2^1;
sbit D4 = P2^0;
sbit D6 = P2^6;
//定义磁性开关引脚
sbit D5 = P2^4;
//电机占空比 左后 左前 右前 右后
unsigned char PWMA_1,PWMB_1,PWMA_2,PWMB_2;
//定义磁性开关感应到的次数
int cishu = 0;
hanshu.h
void xunji(); //循迹函数
void straight(); //出入库直行函数
void straight2(); //直行函数
void stop(); //停止函数
void turnleft(); //小角度左转函数（用于D2红外传感器压线）
void turnleft2(); //大角度左转函数（用于D1红外传感器压线）
void turnright(); //小角度右转函数（用于D3红外传感器压线）
void turnright2();//大角度右转函数（用于D4红外传感器压线）
void turnleft3(); //小角度左转函数（用于出库）
//void turnleft4(); //大角度左转函数（用于十字路口）
void turnleft5(); //大角度左转函数（用于入库）
void turnleft6(); //超大角度左转函数
void turnright6(); //超大角度右转函数
void chuku(); //出库函数
void ruku(); //入库函数
void straight() //出入库直行
{
IN1_1 = 1;
IN2_1 = 0;
PWMA_1 = 50;
IN4_1 = 1;
IN3_1 = 0;
PWMB_1 = 50;
IN1_2 = 1;
IN2_2 = 0;
PWMA_2 = 50;
IN4_2 = 1;
IN3_2 = 0;
PWMB_2 = 50;
}
void straight2() //直行
{
IN1_1 = 1;
IN2_1 = 0;
PWMA_1 = 50;
IN4_1 = 1;
IN3_1 = 0;
PWMB_1 = 50;
IN1_2 = 1;
IN2_2 = 0;
PWMA_2 = 50;
IN4_2 = 1;
IN3_2 = 0;
PWMB_2 = 50;
}
void turnleft() //小角度左转
{
IN1_1 = 0;
IN2_1 = 1;
PWMA_1 = 44;
IN4_1 = 0;
IN3_1 = 1;
PWMB_1 = 44;
IN1_2 = 1;
IN2_2 = 0;
PWMA_2 = 44;
IN4_2 = 1;
IN3_2 = 0;
PWMB_2 = 44;
}
void turnright() //小角度右转
{
IN1_1 = 1;
IN2_1 = 0;
PWMA_1 = 44;
IN4_1 = 1;
IN3_1 = 0;
PWMB_1 = 44;
IN1_2 = 0;
IN2_2 = 1;
PWMA_2 = 44;
IN4_2 = 0;
IN3_2 = 1;
PWMB_2 = 44;
}
void turnleft2() //大角度左转
{
IN1_1 = 0;
IN2_1 = 1;
PWMA_1 = 70;
IN4_1 = 0;
IN3_1 = 1;
PWMB_1 = 70;
IN1_2 = 1;
IN2_2 = 0;
PWMA_2 = 70;
IN4_2 = 1;
IN3_2 = 0;
PWMB_2 = 70;
}
void turnright2() //大角度右转
{
IN1_1 = 1;
IN2_1 = 0;
PWMA_1 = 70;
IN4_1 = 1;
IN3_1 = 0;
PWMB_1 = 70;
IN1_2 = 0;
IN2_2 = 1;
PWMA_2 = 70;
IN4_2 = 0;
IN3_2 = 1;
PWMB_2 = 70;
}
void stop() //停车
{
IN1_1 = 0;
IN2_1 = 0;
PWMA_1 = 0;
IN4_1 = 0;
IN3_1 = 0;
PWMB_1 = 0;
IN1_2 = 0;
IN2_2 = 0;
PWMA_2 = 0;
IN4_2 = 0;
IN3_2 = 0;
PWMB_2 = 0;
}
void turnleft3() //出库左转
{
IN1_1 = 0;
IN2_1 = 1;
PWMA_1 = 50;
IN4_1 = 0;
IN3_1 = 1;
PWMB_1 = 50;
IN1_2 = 1;
IN2_2 = 0;
PWMA_2 = 50;
IN4_2 = 1;
IN3_2 = 0;
PWMB_2 = 50;
}
/*void turnleft4() //十字路口
{
IN1_1 = 0;
IN2_1 = 1;
PWMA_1 = 45;
IN4_1 = 0;
IN3_1 = 1;
PWMB_1 = 45;
IN1_2 = 1;
IN2_2 = 0;
PWMA_2 = 45;
IN4_2 = 1;
IN3_2 = 0;
PWMB_2 = 45;
}
*/
void turnleft5() //入库左转
{
IN1_1 = 0;
IN2_1 = 1;
PWMA_1 = 50;
IN4_1 = 0;
IN3_1 = 1;
PWMB_1 = 50;
IN1_2 = 1;
IN2_2 = 0;
PWMA_2 = 50;
IN4_2 = 1;
IN3_2 = 0;
PWMB_2 = 50;
}
void turnleft6() //防左转出
{
IN1_1 = 0;
IN2_1 = 1;
PWMA_1 = 85;
IN4_1 = 0;
IN3_1 = 1;
PWMB_1 = 85;
IN1_2 = 1;
IN2_2 = 0;
PWMA_2 = 85;
IN4_2 = 1;
IN3_2 = 0;
PWMB_2 = 85;
}
void turnright6() //防右转出
{
IN1_1 = 1;
IN2_1 = 0;
PWMA_1 = 85;
IN4_1 = 1;
IN3_1 = 0;
PWMB_1 = 85;
IN1_2 = 0;
IN2_2 = 1;
PWMA_2 = 85;
IN4_2 = 0;
IN3_2 = 1;
PWMB_2 = 85;
}
void chuku()
{
delay250ms();
straight();
delay250ms();
turnleft3();
delay200ms();
}
void ruku()
{
turnleft5();
delay200ms();
straight();
delay250ms();
stop();
delay500ms();
}
timer.h
void Timer0Init()
{
TMOD |= 0x01; //定时器模式
TL0 = (65536-100)%256; //定时初始值
TH0 = (65536-100)/256; //定时初始值
TR0 = 1; //定时器0开始计时
ET0 = 1; //定时器0中断使能
EA = 1; //中断使能
}
void T0isp() interrupt 1
{
unsigned char a,b,c,d;
TL0 = (65536-100)%256;
TH0 = (65536-100)/256;
a++;
b++;
c++;
d++;
if(a<PWMA_1)
{
ENA_1 = 1;
}
else
{
ENA_1 = 0;
if(a>=100)
{
a = 0;
}
}
if(b<PWMB_1)
{
ENB_1 = 1;
}
else
{
ENB_1 = 0;
if(b>=100)
{
b = 0;
}
}
if(c<PWMA_2)
{
ENA_2 = 1;
}
else
{
ENA_2 = 0;
if(c>=100)
{
c = 0;
}
}
if(d<PWMB_2)
{
ENB_2 = 1;
}
else
{
ENB_2 = 0;
if(d>=100)
{
d = 0;
}
}
}
xunji.h
void xunji()
{
if(D0 == 0 && D1 == 0 && D2 == 0 && D3 == 0 && D4 == 0 && D6 == 0) //0 0 0 0 0 0 直行
{
straight2();
}
else if(D0 == 0 && D1 == 0 && D2 == 1 && D3 == 0 && D4 == 0 && D6 == 0) //0 0 1 0 0 0 小角度左转
{
turnleft();
}
else if(D0 == 0 && D1 == 0 && D2 == 0 && D3 == 1 && D4 == 0 && D6 == 0) //0 0 0 1 0 0 小角度右转
{
turnright();
}
else if(D0 == 0 && D1 == 1 && D2 == 0 && D3 == 0 && D4 == 0 && D6 == 0) //0 1 0 0 0 0 大角度左转
{
turnleft2();
}
else if(D0 == 0 && D1 == 1 && D2 == 1 && D3 == 0 && D4 == 0 && D6 == 0) //0 1 1 0 0 0 大角度左转
{
turnleft2();
}
else if(D0 == 0 && D1 == 0 && D2 == 0 && D3 == 0 && D4 == 1 && D6 == 0) //0 0 0 0 1 0 大角度右转
{
turnright2();
}
else if(D0 == 0 && D1 == 0 && D2 == 0 && D3 == 1 && D4 == 1 && D6 == 0) //0 0 0 1 1 0 大角度右转
{
turnright2();
}
else if(D0 == 1 && D1 == 0 && D2 == 0 && D3 == 0 && D4 == 0 && D6 == 0) //1 0 0 0 0 0 超大角度左转
{
turnleft6();
}
else if(D0 == 1 && D1 == 1 && D2 == 0 && D3 == 0 && D4 == 0 && D6 == 0) //1 1 0 0 0 0 超大角度左转
{
turnleft6();
}
else if(D0 == 0 && D1 == 0 && D2 == 0 && D3 == 0 && D4 == 0 && D6 == 1) //0 0 0 0 0 1 超大角度右转
{
turnright6();
}
else if(D0 == 0 && D1 == 0 && D2 == 0 && D3 == 0 && D4 == 1 && D6 == 1) //0 0 0 0 1 1 超大角度右转
{
turnright6();
}
else if(D0 == 1 && D1 == 1 && D2 == 1 && D3 == 1 && D4 == 1 && D6 == 1) //1 1 1 1 1 1 停止
{
stop();
}
else if(D5 == 0)
{
ruku();
}
}
项目中反思与建议
首先，本人负责该项目的软件编写与调试工作，做完此项目回首看来，程序编写存在严重的不规范性和不可读性。以下是程序编写时的一些建议：
1、各模块封装的头文件调用问题，各模块封装函数应当在此模块的源文件中进行定义，然后在头文件中列出各封装函数供主函数调用。（这个问题可以从上述程序中轻易看出）
2、无论是封装函数还是变量定义，都需要（按照国际惯例哈）使用可以体现其含义和作用的英文单词，而不是拼音。增强程序的可读性（显的高大尚些）。
其次，在程序调试工作中，我的一些建议：
1、在打板前一定要和负责硬件的伙伴讲清楚（甚至要求，如果自己完成一个项目需要更加清楚）要将单片机程序下载端口那一组单独引出来，避免调试时频繁的插线拔线，可以极大的提高程序调试效率。（负责硬件的应该都清楚，当时本人可能刚学习单片机不太了解，才有后边换来的教训）
2、针对此项目：调试路线：小车不可以大幅度摇摆（最好沿线平缓运行） -> 能够完成基本的赛事要求 -> 最后再争取最短完赛时间 （可以添加 PID 算法加持，使运行过程更加丝滑更加流畅）
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