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單片機(jī)控制的自主尋跡智能小車設(shè)計(jì)論文和源程序

[復(fù)制鏈接]
跳轉(zhuǎn)到指定樓層
樓主
(1)直道檢測(cè)。在小車的中部平行裝有兩個(gè)色標(biāo)傳感器，采用查詢檢測(cè)的方法對(duì)黑線進(jìn)行檢測(cè)。89C51
在檢測(cè)到黑線信號(hào)后，通過(guò)89C51的PI.5和Pl.6口得知是哪一個(gè)傳感器檢測(cè)到黑線，以此作為調(diào)整小車方向的基準(zhǔn)。在程序方面，我們采用了差補(bǔ)控制算法。在校正服務(wù)程序中通過(guò)檢測(cè)PI.5和Pl.6口的狀態(tài)，運(yùn)用差補(bǔ)算法，精確調(diào)節(jié)左右前輪的方向，達(dá)到使小車穩(wěn)定沿黑線行走的目的。為了保證程序的準(zhǔn)確性，服務(wù)程序中設(shè)置了2重黑線檢測(cè)，有效的防止了小車沖出跑道。在直道上的鐵片，我們使用金屬探測(cè)傳感器來(lái)檢測(cè)。通過(guò)計(jì)算小車開始檢測(cè)到鐵片與離開鐵片時(shí)的圈數(shù)之差，乘以車輪的周長(zhǎng)，我們可以得到鐵片的長(zhǎng)度以及鐵片一半的長(zhǎng)度，由此可以得到起跑線到鐵片中央的距離。當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，安裝在輪胎上的磁鋼使霍爾元件產(chǎn)生電平變化。因此只需記錄電平變化的次數(shù)，便能得到實(shí)際轉(zhuǎn)速。為了提高準(zhǔn)確度，減少誤差，我們安裝了兩塊磁鋼。
    (2)轉(zhuǎn)彎?rùn)z測(cè)。為了防止小車沖出跑道以及按照黑線轉(zhuǎn)彎，需要在進(jìn)人彎道之前降低速度。因此我們采用了高效的H型PWM電路調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。在進(jìn)人轉(zhuǎn)彎之前，我們通過(guò)提前減速程序使小車降低速度。通過(guò)跟隨黑線行駛和檢測(cè)最后一片鐵片的位置，我們可以得到準(zhǔn)確的停車位置和車頭方向。在鐵片上停留55的期間，驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警系統(tǒng)，發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào);同時(shí)，由累計(jì)脈沖的總數(shù)便可得到全程行駛的時(shí)間。
    (3)障礙檢測(cè)。首先我們通過(guò)尋找Zoow燈泡的光源，來(lái)校正小車的方向。然后通過(guò)超聲波對(duì)障礙物進(jìn)行距離檢測(cè)，以此為基準(zhǔn)，繞過(guò)障礙物。再通過(guò)檢測(cè)光源找到小車與車庫(kù)之間的距離，并由此引導(dǎo)小車準(zhǔn)確進(jìn)入車庫(kù)。



單片機(jī)源程序如下:
  1. //========================================================
  2. //  工程名稱：        Car_Demo
  3. //  功能描述：        實(shí)現(xiàn)DIY競(jìng)賽小車的語(yǔ)音控制
  4. //  涉及的庫(kù)：        CMacro1016.lib
  5. //                    bsrv222SDL.lib
  6. //                                sacmv26e.lib
  7. //  組成文件：        main.c
  8. //                                Flash.asm, hardware.asm,ISR.asm
  9. //                             hardware.h,s480.h, hardware.inc
  10. //        硬件連接：        IOA0-----KEY1
  11. //                                IOA1-----KEY2
  12. //                                IOA2-----KEY3
  13. //                                IOB10----MOTOR1A
  14. //                                IOB11----MOTOR1B
  15. //                                IOB12----MOTOR2A
  16. //                                IOB13----MOTOR2B
  17. //        維護(hù)記錄：        2007-06  v1.0
  18. //  本代碼在原凌陽(yáng)小車代碼上修改而成，版權(quán)原作者所有�。�61mcu
  19. //========================================================

  21. #include "s480.h"
  22. #include "bsrsd.h"

  24. #define        P_IOA_Data                         (volatile unsigned int *)0x7000   
  25. #define P_IOA_Dir                         (volatile unsigned int *)0x7002
  26. #define P_IOA_Attrib                 (volatile unsigned int *)0x7003
  27. #define P_IOB_Data                        (volatile unsigned int *)0x7005  
  28. #define P_IOB_Dir                        (volatile unsigned int *)0x7007   
  29. #define P_IOB_Attrib                (volatile unsigned int *)0x7008   
  30. #define P_TimerA_Data                (volatile unsigned int *)0x700A   
  31. #define P_TimerA_Ctrl                (volatile unsigned int *)0x700B   
  32. #define P_TimerB_Data                (volatile unsigned int *)0x700C   
  33. #define P_TimerB_Ctrl                (volatile unsigned int *)0x700D   
  34. #define P_Watchdog_Clear        (volatile unsigned int *)0x7012   
  35. #define P_INT_Mask                        (volatile unsigned int *)0x702D   
  36. #define P_INT_Clear                        (volatile unsigned int *)0x7011   

  38. #define NAME_ID                         0x100
  39. #define COMMAND_GO_ID                 0x101
  40. #define COMMAND_BACK_ID         0x102
  41. #define COMMAND_LEFT_ID         0x103
  42. #define COMMAND_RIGHT_ID         0x104

  44. #define S_NAME                                0                                                        //給我取個(gè)名字吧
  45. #define S_ACT1                                1                                                        //前進(jìn)
  46. #define S_ACT2                                2                                                        //倒車，請(qǐng)注意
  47. #define S_ACT3                                3                                                        //左拐
  48. #define S_ACT4                                4                                                        //右拐       
  49. #define S_RDY                                5                                                        //Yeah
  50. #define S_AGAIN                                6                                                        //請(qǐng)?jiān)僬f(shuō)一遍
  51. #define S_NOVOICE                        7                                                        //沒有聽到任何聲音
  52. #define S_CMDDIFF                        8                                                        //說(shuō)什么暗語(yǔ)呀
  53. #define S_NOISY                                8                                                        //說(shuō)什么暗語(yǔ)呀
  54. #define S_START                                9                                                        //準(zhǔn)備就緒，開始辨識(shí)       
  55. #define S_GJG                                10                                                        //拐就拐
  56. #define S_DCZY                                11                                                        //倒車，請(qǐng)注意

  58. extern  unsigned int BSR_SDModel[100];                                        //外部變量BSR_SDModel[100]，辨識(shí)器自帶
  59. extern void F_FlashWrite1Word(unsigned int addr,unsigned int Value);
  60. extern void F_FlashErase(unsigned int sector);
  61. unsigned int uiTimeset = 3;                                                                //運(yùn)行時(shí)間定時(shí)，調(diào)整該參數(shù)控制運(yùn)行時(shí)間
  62. unsigned int uiTimecont;                                                                 //運(yùn)行時(shí)間計(jì)時(shí)

  64. //=============================================================
  65. // 語(yǔ)法格式：        void Delay();
  66. // 實(shí)現(xiàn)功能：        延時(shí)
  67. // 參數(shù)：                無(wú)
  68. // 返回值：                無(wú)
  69. //=============================================================
  70. void Delay()                                                       
  71. {
  72.         unsigned int i;
  73.         for(i=0;i<0x3Fff;i++)
  74.         {
  75.                 *P_Watchdog_Clear=0x0001;
  76.         }
  77. }

  79. //=============================================================
  80. // 語(yǔ)法格式：        void PlaySnd(unsigned SndIndex,unsigned DAC_Channel);
  81. // 實(shí)現(xiàn)功能：        語(yǔ)音播放函數(shù)
  82. // 參數(shù)：                SndIndex-播放語(yǔ)音資源索引號(hào)
  83. //                                DAC_Channel-播放聲道選擇
  84. // 返回值：                無(wú)
  85. //=============================================================
  86. void PlaySnd(unsigned SndIndex,unsigned DAC_Channel)
  87. {
  88.         BSR_StopRecognizer();                                                                //停止識(shí)別器
  89.         SACM_S480_Initial(1);                                                                //初始化為自動(dòng)播放
  90.         SACM_S480_Play(SndIndex, DAC_Channel, 3);                        //開始播放一段語(yǔ)音
  91.         while((SACM_S480_Status()&0x0001)!= 0)                                //是否播放完畢？
  92.         {
  93.                 SACM_S480_ServiceLoop();                                                //解碼并填充隊(duì)列
  94.                 *P_Watchdog_Clear=0x0001;                                                //清看門狗
  95.         }
  96.         SACM_S480_Stop();                                                                        //停止播放
  97.         BSR_InitRecognizer(BSR_MIC);                                                //初始化識(shí)別器
  98. }

  100. //=============================================================
  101. // 語(yǔ)法格式：        int TrainWord(int WordID,int SndID);
  102. // 實(shí)現(xiàn)功能：        訓(xùn)練一條指令
  103. // 參數(shù)：                WordID-指令編碼
  104. //                                SndID-指令提示音索引號(hào)
  105. // 返回值：                無(wú)
  106. //=============================================================
  107. int TrainWord(unsigned int WordID,unsigned int SndID)
  108. {
  109.         int Result;
  110.         PlaySnd(SndID,3);                                                                        //引導(dǎo)訓(xùn)練，播放指令對(duì)應(yīng)動(dòng)作
  111.         while(1)
  112.         {
  113.                 Result = BSR_Train(WordID,BSR_TRAIN_TWICE);                //訓(xùn)練兩次，獲得訓(xùn)練結(jié)果
  114.                                                                                
  115.                 if(Result==0)break;
  116.                 switch(Result)
  117.                 {
  118.                 case -1:                                                                                //沒有檢測(cè)出聲音
  119.                         PlaySnd(S_NOVOICE,3);
  120.                         return -1;
  121.                 case -2:                                                                                 //需要訓(xùn)練第二次
  122.                         PlaySnd(S_AGAIN,3);
  123.                         break;
  124.                 case -3:                                                                                //環(huán)境太吵
  125.                         PlaySnd(S_NOISY,3);
  126.                         return -3;       
  127.                 case -4:                                                                                //數(shù)據(jù)庫(kù)滿
  128.                          return -4;       
  129.                 case -5:                                                                     //檢測(cè)出聲音不同
  130.                         PlaySnd(S_CMDDIFF,3);
  131.                         return -5;
  132.                 case -6:                                                                     //序號(hào)錯(cuò)誤
  133.                         return -6;
  134.                 default:
  135.                         break;
  136.                 }
  137.         }
  138.         return 0;
  139. }

  141. //=============================================================
  142. // 語(yǔ)法格式：        void TrainSD();
  143. // 實(shí)現(xiàn)功能：        訓(xùn)練函數(shù)
  144. // 參數(shù)：                無(wú)
  145. // 返回值：                無(wú)
  146. //=============================================================
  147. void TrainSD()
  148. {
  149.         while(TrainWord(NAME_ID,S_NAME) != 0) ;                          //訓(xùn)練名稱
  150.         while(TrainWord(COMMAND_GO_ID,S_ACT1) != 0) ;                  //訓(xùn)練第1個(gè)動(dòng)作
  151.         while(TrainWord(COMMAND_BACK_ID,S_ACT2) != 0) ;          //訓(xùn)練第2個(gè)動(dòng)作
  152.         while(TrainWord(COMMAND_LEFT_ID,S_ACT3) != 0) ;          //訓(xùn)練第3個(gè)動(dòng)作
  153.         while(TrainWord(COMMAND_RIGHT_ID,S_ACT4) != 0) ;        //訓(xùn)練第4個(gè)動(dòng)作
  154. }

  156. //=============================================================
  157. // 語(yǔ)法格式：        void StoreSD();
  158. // 實(shí)現(xiàn)功能：        存儲(chǔ)語(yǔ)音模型函數(shù)
  159. // 參數(shù)：                無(wú)
  160. // 返回值：                無(wú)
  161. //=============================================================
  162. void StoreSD()                                                  
  163. {        unsigned int ulAddr,i,commandID,g_Ret;
  164.         F_FlashWrite1Word(0xef00,0xaaaa);
  165.         F_FlashErase(0xe000);
  166.            F_FlashErase(0xe100);
  167.            F_FlashErase(0xe200);
  168.            ulAddr=0xe000;//********
  169.         for(commandID=0x100;commandID<0x105;commandID++)
  170.         {
  171.                 g_Ret=BSR_ExportSDWord(commandID);                       
  172.                 while(g_Ret!=0)                                                                        //模型導(dǎo)出成功？
  173.                 g_Ret=BSR_ExportSDWord(commandID);               
  174.                 for(i=0;i<100;i++)                                                                //保存語(yǔ)音模型SD1(0xe000---0xe063)
  175.                 {
  176.                     F_FlashWrite1Word(ulAddr,BSR_SDModel[i]);
  177.                         ulAddr+=1;                                                                                               
  178.                 }
  179.         }
  180. }

  182. //=============================================================
  183. // 語(yǔ)法格式：        void StoreSD();
  184. // 實(shí)現(xiàn)功能：        裝載語(yǔ)音模型函數(shù)
  185. // 參數(shù)：                無(wú)
  186. // 返回值：                無(wú)
  187. //=============================================================
  188. void LoadSD()                                                  
  189. {        unsigned int *p,k,jk,Ret,g_Ret;
  190.         p=(int *)0xe000;                                                                                                                                                                       
  191.         for(jk=0;jk<5;jk++)
  192.         {
  193.                 for(k=0;k<100;k++)
  194.                 {
  195.                         Ret=*p;                                                       
  196.                         BSR_SDModel[k]=Ret;                                        //裝載語(yǔ)音模型                       
  197.                         p+=1;                                                                                                       
  198.                 }                                       
  199.                 g_Ret=BSR_ImportSDWord();                               
  200.                 while(g_Ret!=0)                                                        //模型裝載成功？
  201.                 g_Ret=BSR_ImportSDWord();                                                               
  202.         }
  203. }

  205. //=============================================================
  206. // 語(yǔ)法格式：        void GoAhead();
  207. // 實(shí)現(xiàn)功能：        前進(jìn)子函數(shù)
  208. // 參數(shù)：                無(wú)
  209. // 返回值：                無(wú)
  210. //=============================================================
  211. void GoAhead()                                                     //前進(jìn)
  212. {  
  213.         PlaySnd(S_ACT1,3);                                                        //提示
  214.         *P_IOB_Data=0x1400;                                                        //前進(jìn)
  215.         *P_INT_Mask |= 0x0004;                                                //以下為中斷定時(shí)操作
  216.         __asm("int fiq,irq");
  217.         uiTimecont = 0;
  218. }
  219. //=============================================================
  220. // 語(yǔ)法格式：        void BackUp();
  221. // 實(shí)現(xiàn)功能：        后退子函數(shù)
  222. // 參數(shù)：                無(wú)
  223. // 返回值：                無(wú)
  224. //=============================================================
  225. void BackUp()                                                //倒退
  226. {       
  227.         PlaySnd(S_DCZY,3);                                                        //提示
  228.         *P_IOB_Data=0x2800;                                                        //倒退
  229.         *P_INT_Mask |= 0x0004;                                                //以下為中斷定時(shí)操作
  230.         __asm("int fiq,irq");
  231.         uiTimecont = 0;
  232. }

  234. //=============================================================
  235. // 語(yǔ)法格式：        void TurnLeft();
  236. // 實(shí)現(xiàn)功能：        左轉(zhuǎn)子函數(shù)
  237. // 參數(shù)：                無(wú)
  238. // 返回值：                無(wú)
  239. //=============================================================
  240. void TurnRight()                                           //右轉(zhuǎn)
  241. {
  242.         PlaySnd(S_GJG,3);       
  243.         *P_IOB_Data=0x1800;                                                        //右轉(zhuǎn)
  244.         Delay();                                                                        //延時(shí)
  245.         *P_IOB_Data=0x2400;                                                        //左轉(zhuǎn)
  246.         *P_INT_Mask |= 0x0004;                                                //以下為中斷定時(shí)操作
  247.         __asm("int fiq,irq");
  248.         uiTimecont = 0;
  249. }
  250. //=============================================================
  251. // 語(yǔ)法格式：        void TurnRight();
  252. // 實(shí)現(xiàn)功能：        右轉(zhuǎn)子函數(shù)
  253. // 參數(shù)：                無(wú)
  254. // 返回值：                無(wú)
  255. //=============================================================
  256. void TurnLeft()                                               //左轉(zhuǎn)
  257. {
  258.         PlaySnd(S_GJG,3);                                                        //語(yǔ)音提示
  259.     *P_IOB_Data=0x2400;                                                        //左轉(zhuǎn)
  260.         Delay();                                                                        //延時(shí)
  261.         *P_IOB_Data=0x1800;                                                        //右轉(zhuǎn)       
  262.         *P_INT_Mask |= 0x0004;                                                //以下為中斷定時(shí)操作
  263.         __asm("int fiq,irq");
  264.         uiTimecont = 0;
  265. }

  267. //=============================================================
  268. // 語(yǔ)法格式：        void Stop();
  269. // 實(shí)現(xiàn)功能：        停車子函數(shù)
  270. // 參數(shù)：                無(wú)
  271. // 返回值：                無(wú)
  272. //=============================================================
  273. void Stop()                                                   //停車
  274. {
  275.         *P_IOB_Data=0x0000;                                                        //停車
  276.         PlaySnd(S_RDY,3);                                                        //語(yǔ)音提示
  277. }

  279. //=============================================================
  280. // 語(yǔ)法格式：        void BSR(void);
  281. // 實(shí)現(xiàn)功能：        辨識(shí)子函數(shù)
  282. // 參數(shù)：                無(wú)
  283. // 返回值：                無(wú)
  284. //=============================================================
  285. void BSR(void)
  286. {       
  287.         int Result;                                                                        //辨識(shí)結(jié)果寄存
  288.         Result = BSR_GetResult();                                        //獲得識(shí)別結(jié)果

  290.         if(Result>0)                                                                //有語(yǔ)音觸發(fā)？
  291.         {       
  292.                 *P_IOB_Data=0x0000;                                                //臨時(shí)停車
  293.                 switch(Result)
  294.                 {
  295.                 case NAME_ID:                                                        //識(shí)別出名稱命令
  296.                         Stop();                                                                //停車待命
  297.                         break;
  298.                 case COMMAND_GO_ID:                                                //識(shí)別出第一條命令
  299.                         GoAhead();                                                        //執(zhí)行動(dòng)作一：直走
  300.                         break;
  301.                 case COMMAND_BACK_ID:                                        //識(shí)別出第二條命令
  302.                         BackUp();                                                        //執(zhí)行動(dòng)作二：倒車
  303.                         break;
  304.                 case COMMAND_LEFT_ID:                                        //識(shí)別出第三條命令
  305.                         TurnLeft();                                                        //執(zhí)行動(dòng)作三：左轉(zhuǎn)
  306.                         break;
  307.                 case COMMAND_RIGHT_ID:                                        //識(shí)別出第四條命令
  308.                         TurnRight();                                                //執(zhí)行動(dòng)作四：右轉(zhuǎn)
  309.                         break;
  310.                 default:
  311.                         break;
  312.                 }
  313.         }
  314. }
  315. //=============================================================
  316. // 語(yǔ)法格式：        void IRQ5(void);
  317. // 實(shí)現(xiàn)功能：        中斷服務(wù)子函數(shù)
  318. // 參數(shù)：                無(wú)
  319. // 返回值：                無(wú)
  320. //=============================================================
  321. void IRQ5(void)__attribute__((ISR));                        //運(yùn)動(dòng)定時(shí)控制
  322. void IRQ5(void)
  323. {
  324.         if(uiTimecont++ == uiTimeset)
  325.         {
  326.                 *P_IOB_Data = 0x0000;
  327.         }
  328.         *P_INT_Clear = 0x0004;
  329. }

  331. //=============================================================
  332. // 語(yǔ)法格式：        int main(void);
  333. // 實(shí)現(xiàn)功能：        主函數(shù)
  334. // 參數(shù)：                無(wú)
  335. ……………………

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