(整理)红外避障传感器原理图.

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

二、实验接线：

实验时只需把信号输出端（signal）与单片机的P1^0口相连。VCC端接5V电源，GND接电源负极或单片机上的逻辑地。注意：如果对红外避障传感器的使能感兴趣，可以把传感器的TC端接单片机的I/O口，通过控制TC实现是否开启红外避障传感器，当TC 为高电平时传感器工作，为低电平时，传感器关闭，参照图7。

三、实验任务：

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：

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

模块名称：007.c

功能：小车躲避障碍物。

说明：通过定时器0产生PWM调速。

设计时间：2009.09.15

版本号:

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

#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

设计：tongwei 日期：2009.09.15

修改：日期：

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

{

// 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

设计：tongwei 日期：2009.09.15

修改：日期：

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

{

// 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

设计：tongwei 日期：2009.09.15

修改：日期：

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

{

// 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();

}