第7講第六章-機(jī)器人的距離檢測(cè)概要

第7講第六章--機(jī)器人的距離檢測(cè)概要第一頁(yè)，共33頁(yè)。本講摘要1.用IRLED/探測(cè)電路檢測(cè)距離（定時(shí)/計(jì)數(shù)器的使用）2.測(cè)試掃描頻率3.尾隨小車4.條紋帶跟蹤DEPUSH*第二頁(yè)，共33頁(yè)。用IRLED/探測(cè)電路檢測(cè)距離用紅外傳感器探測(cè)道路探測(cè)靈敏度與頻率關(guān)系圖DEPUSH*第三頁(yè)，共33頁(yè)。定時(shí)/計(jì)數(shù)器以前所用延時(shí)方法：

1.for()函數(shù)

2._nop_()函數(shù)更精確延時(shí)：

定時(shí)/計(jì)數(shù)器AT89S52的定時(shí)/計(jì)數(shù)器可以分為定時(shí)器模式和計(jì)數(shù)器模式。這兩種模式?jīng)]有本質(zhì)上的區(qū)別，均使用二進(jìn)制的加一計(jì)數(shù)：當(dāng)計(jì)數(shù)器的值計(jì)滿回零時(shí)能自動(dòng)產(chǎn)生中斷的請(qǐng)求，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)定時(shí)或者計(jì)數(shù)功能。它們的不同之處在于定時(shí)器使用單片機(jī)的時(shí)鐘來(lái)計(jì)數(shù)，而計(jì)數(shù)器使用的是外部信號(hào)。DEPUSH*第四頁(yè)，共33頁(yè)。定時(shí)/計(jì)數(shù)器定時(shí)/計(jì)數(shù)器的控制，兩個(gè)特殊功能寄存器——TCON和TMOD位符號(hào)描述TCON.7TF1定時(shí)器1溢出標(biāo)志位。由硬件置位，由軟件清除。TCON.6TR1定時(shí)器1運(yùn)行控制位。由軟件置或清除：置1為啟動(dòng)；置0為停止。TCON.5TF0定時(shí)器0溢出標(biāo)志位。TCON.4TR0定時(shí)器0運(yùn)行控制位。TCON.3IE1外部中斷1邊沿觸發(fā)標(biāo)志。TCON.2IT1外部中斷1類型標(biāo)志位。TCON.1IE0外部中斷0邊沿觸發(fā)標(biāo)志。TCON.0IT0外部中斷0類型標(biāo)志位。TCON控制寄存器定時(shí)器控制寄存器，可進(jìn)行位操作，低四位與定時(shí)器無(wú)關(guān)。DEPUSH*第五頁(yè)，共33頁(yè)。定時(shí)/計(jì)數(shù)器位名字定時(shí)器描述7GATE1門控制。當(dāng)被置為1時(shí)，只有為高電平時(shí)，定時(shí)器才開始工作。61定時(shí)/計(jì)數(shù)器選擇位：1=計(jì)數(shù)器；0=定時(shí)器5M11模式位1（見(jiàn)下表）4M01模式位03GATE0定時(shí)器0的門控制位20定時(shí)器0的定時(shí)/計(jì)數(shù)選擇位1M10定時(shí)器0的模式位10M00定時(shí)器0的模式位0TMOD模式寄存器定時(shí)器模式寄存器，不能進(jìn)行位操作，只能通過(guò)字節(jié)傳送指令來(lái)設(shè)定各個(gè)狀態(tài)。DEPUSH*第六頁(yè)，共33頁(yè)。定時(shí)/計(jì)數(shù)器M1M0模式000011102113TMOD模式寄存器每個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器都有一個(gè)16位的寄存器Tn（n=0或1）來(lái)控制計(jì)數(shù)長(zhǎng)度，由高8位THn和低8位TLn組成并用來(lái)設(shè)初值。共四種定時(shí)模式。DEPUSH*第七頁(yè)，共33頁(yè)。定時(shí)/計(jì)數(shù)器13位定時(shí)器模式（模式0）定時(shí)器高字節(jié)（THx）與低字節(jié)（TLx）的低5位共同構(gòu)成1個(gè)13位定時(shí)器。低字節(jié)高3位未使用。計(jì)數(shù)值隨時(shí)鐘脈沖增加，當(dāng)計(jì)數(shù)值從FFH溢出回到00H時(shí)，TFx被置1。16位定時(shí)器模式（模式1）除工作在16位以外，與模式0沒(méi)有什么不同。DEPUSH*第八頁(yè)，共33頁(yè)。定時(shí)/計(jì)數(shù)器8位自動(dòng)重載模式（模式2）低字節(jié)（TLx）作為1個(gè)8位定時(shí)器工作，高字節(jié)用于保存重載數(shù)。當(dāng)計(jì)數(shù)值超過(guò)FFH回零時(shí)，不僅TFx被置1，同時(shí)THx載入TLx，定時(shí)器重新開始工作，如此循環(huán)。DEPUSH*第九頁(yè)，共33頁(yè)。定時(shí)/計(jì)數(shù)器分立定時(shí)器模式（模式3）定時(shí)器1在該模式下不工作。DEPUSH*第十頁(yè)，共33頁(yè)。定時(shí)/計(jì)數(shù)器定時(shí)器初值計(jì)算定時(shí)/計(jì)數(shù)值是在設(shè)置初值的基本上加法計(jì)數(shù)。設(shè)程序要運(yùn)行的數(shù)值為CC，初值為TC，計(jì)數(shù)最大值為2n，則：TC=2n-CC例如：定時(shí)1ms要運(yùn)行的數(shù)值CC=1ms/1us=1000，在模式0下最大計(jì)數(shù)值2n=213=8192則定時(shí)器初值TC=2n-CC=7192=0x1C18，即THx=0x1C，TLx=0x18DEPUSH*第十一頁(yè)，共33頁(yè)。定時(shí)/計(jì)數(shù)器例程：TimeApplication.c#include<AT89X52.H>#include<stdio.h>

voidinitial(void);//子函數(shù)聲明voidmain(void){initial();//調(diào)用定時(shí)/計(jì)數(shù)器初始化函數(shù)

while(1);//等待中斷}/*==初始化定時(shí)/計(jì)數(shù)器函數(shù)==*/voidinitial(void){IE=0x82;//開總中斷EA，允許定時(shí)器0中斷ET0TCON=0x00;//停止定時(shí)器，清除標(biāo)志

TMOD=0x02;//工作在定時(shí)器0的模式2中

TH0=0x38;//設(shè)置重載值

TL0=0x38;//設(shè)置定時(shí)器初值

TR0=1;//啟動(dòng)定時(shí)器0}//中斷服務(wù)程序voidTIMER(void)interrupt1//中斷服務(wù)程序，1是定時(shí)器0的中斷號(hào){P1_0=~P1_0;//P1_0的值取反}DEPUSH*第十二頁(yè)，共33頁(yè)。定時(shí)/計(jì)數(shù)器#include<AT89X52.H>#include<stdio.h>AT89X52.H對(duì)一些標(biāo)識(shí)符進(jìn)行了聲明，如P1_0、IE、TCON等stdio.h對(duì)常用的一些IO函數(shù)進(jìn)行了聲明，如printf()等頭文件uart.h已包含了這些頭文件。voidinitial(void);//子函數(shù)聲明voidmain(void){initial();//調(diào)用定時(shí)/計(jì)數(shù)器初始化函數(shù)

while(1);//等待中斷}函數(shù)定義若在main之后，則在main之前應(yīng)加上該函數(shù)的聲明。DEPUSH*第十三頁(yè)，共33頁(yè)。定時(shí)/計(jì)數(shù)器/*==初始化定時(shí)/計(jì)數(shù)器函數(shù)==*/voidinitial(void){IE=0x82;TCON=0x00;

TMOD=0x02;

TH0=0x38;

TL0=0x38;

TR0=1;}“/*”和“*/”必須成對(duì)使用，注釋在它們之間的內(nèi)容?！?/”僅僅對(duì)它所在的一行起注釋作用。TCON=0x00;停止定時(shí)器，并清除了中斷標(biāo)志TMOD=0x02;M1=0且M0=0，定時(shí)器0選擇模式2TH0=0x38;TL0=0x38;設(shè)置計(jì)數(shù)初值和重載值。TR0=1;啟動(dòng)定時(shí)器0。DEPUSH*第十四頁(yè)，共33頁(yè)。定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷中斷即發(fā)生了某種情況（事件），使得CPU暫時(shí)中止當(dāng)前程序的執(zhí)行，轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的處理程序。中斷驅(qū)使系統(tǒng)能夠在同一時(shí)間處理許多任務(wù)。中斷與子程序有些相似：CPU執(zhí)行另一個(gè)程序——子程序——然后返回主程序。單片機(jī)AT89S52有5個(gè)中斷源：2個(gè)外部中斷源；2個(gè)定時(shí)器中斷；1個(gè)串口中斷。每個(gè)中斷源可以單獨(dú)允許或禁止，通過(guò)修改可位尋址的專用寄存器IE（允許中斷寄存器）實(shí)現(xiàn)DEPUSH*第十五頁(yè)，共33頁(yè)。定時(shí)/計(jì)數(shù)器位符號(hào)描述（1=使能，0=禁止）IE.7EA全局允許/禁止IE.6未定義IE.5ET2允許定時(shí)器2中斷IE.4ES允許串口中斷IE.3ET1允許定時(shí)器1中斷IE.2EX1允許外部中斷1IE.1ET0允許定時(shí)器0中斷IE.0EX0允許外部中斷0IE（中斷使用）寄存器簡(jiǎn)表IE=0x82;EA=1且ET0=1，打開了全局和定時(shí)器0的中斷IEEAET00x8210000010DEPUSH*第十六頁(yè)，共33頁(yè)。定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷優(yōu)先級(jí)AT89S52的中斷分為2級(jí)，高和低。允許擁有高優(yōu)先級(jí)的中斷源中斷系統(tǒng)正在處理的低優(yōu)先級(jí)的中斷源。中斷的優(yōu)先級(jí)由高到低依次為：外部中斷0，定時(shí)器0，外部中斷1，定時(shí)器1，串口中斷，定時(shí)器2中斷。DEPUSH*第十七頁(yè)，共33頁(yè)。定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷函數(shù)中斷函數(shù)是通過(guò)按規(guī)定語(yǔ)法格式定義的一個(gè)函數(shù)，語(yǔ)法格式如下：返回值函數(shù)名（[參數(shù)]）interruptm[usingn] { …… }m:中斷號(hào)。定時(shí)器0的中中斷號(hào)為1；n:寄存器組。在多中斷的情況下，使用該參數(shù)進(jìn)行任務(wù)切換。不用該參數(shù)，則默認(rèn)使用寄存器組0，即n=0。voidTIMER(void)interrupt1{P1_0=~P1_0;//P1_0的值取反}DEPUSH*第十八頁(yè)，共33頁(yè)。測(cè)試掃描頻率探測(cè)靈敏度與頻率關(guān)系圖38500Hz靈敏度最高，越往兩邊，靈敏度越差頻率越低，探測(cè)距離越遠(yuǎn)DEPUSH*第十九頁(yè)，共33頁(yè)。測(cè)試掃描頻率例程：TestLeftFrequencySweep.cintmain(void){uart_Init();

timer_init();printf("ProgamRunning!\n");printf("FREQENCYETECTED\n");while(1){

Get_lr_Distances();printf("distanceLeft=%d\n",leftdistance);printf("-----------------\n");delay_nms(3000);}}DEPUSH*第二十頁(yè)，共33頁(yè)。測(cè)試掃描頻率voidtimer_init(void){IE=0x82; //開總中斷EA，允許定時(shí)器0中斷ET0TMOD|=0X01; //定時(shí)器0工作在模式1：16位定時(shí)器模式}TMODM1M0|0x0101IEEAET00x8210000010IE=0x82TMOD|=0X01DEPUSH*第二十一頁(yè)，共33頁(yè)。測(cè)試掃描頻率voidGet_lr_Distances(){unsignedintcount;leftdistance=0;//初始化左邊的距離

for(count=0;count<5;count++){

FreqOut(frequency[count]);//發(fā)射頻率

irDetectLeft=LeftIR;printf("irDetectLeft=%d",irDetectLeft);if(irDetectLeft==1)

leftdistance++;}}unsignedintfrequency[5]={33050,35700,38460,40400,42370};假設(shè)物體在區(qū)域3，則前3個(gè)頻率均無(wú)法探測(cè)到物體，即irDectLeft為1，所以leftdistance為3DEPUSH*第二十二頁(yè)，共33頁(yè)。測(cè)試掃描頻率voidFreqOut(unsignedintFreq){time=256-(50000/Freq);//根據(jù)頻率計(jì)算初值

TH0=0XFF;//高八位設(shè)FFTL0=time;//低八位根據(jù)公式計(jì)算

TR0=1;//啟動(dòng)定時(shí)器

delay_nus(800);//延時(shí)

TR0=0;//停止定時(shí)器}實(shí)際上，time值并未占滿低八位，即高八位未用到，所以你可以這樣簡(jiǎn)化計(jì)算：高八位設(shè)0xFF，低八位根據(jù)n=8計(jì)算。DEPUSH*第二十三頁(yè)，共33頁(yè)。測(cè)試掃描頻率voidTimer0_Interrupt(void)interrupt1 //定時(shí)器中斷{LeftLaunch=~LeftLaunch; //取反，高低電平轉(zhuǎn)換

TH0=0xFF; //重新設(shè)值

TL0=time;}模式1不具備自動(dòng)重載功能，所以要重新設(shè)值。DEPUSH*第二十四頁(yè)，共33頁(yè)。測(cè)試掃描頻率如果檢測(cè)結(jié)果irDetectLeft為1，即沒(méi)有發(fā)現(xiàn)物體，則距離leftdistance加1。循環(huán)描述，當(dāng)5個(gè)頻率描完后，可根據(jù)leftdistance的值來(lái)判斷物體離機(jī)器人的大致距離。DEPUSH*第二十五頁(yè)，共33頁(yè)。尾隨小車引導(dǎo)車尾隨車如果尾隨車落在后面，它必須能察覺(jué)并加速。如果尾隨車距離引導(dǎo)車太近，它也要能察覺(jué)并減速。如果當(dāng)前距離正好合適，它會(huì)等待直到測(cè)量距離變遠(yuǎn)或變近DEPUSH*第二十六頁(yè)，共33頁(yè)。尾隨小車控制系統(tǒng)當(dāng)一個(gè)機(jī)器被設(shè)計(jì)用來(lái)自動(dòng)維持某一數(shù)值，比如距離、壓力或液位等，它一般都包含一個(gè)控制系統(tǒng)。這些系統(tǒng)有時(shí)由傳感器和閥門組成，或者由傳感器和電機(jī)組成。

在機(jī)器人里面，由傳感器和連續(xù)旋轉(zhuǎn)電機(jī)組成。還必須有某些處理器可以接受傳感器的測(cè)量結(jié)果并把它們轉(zhuǎn)化為機(jī)械運(yùn)動(dòng)。必須對(duì)處理器編程來(lái)基于傳感器的輸入做出決定，從而控制機(jī)械輸出。閉環(huán)控制和開環(huán)控制。DEPUSH*第二十七頁(yè)，共33頁(yè)。尾隨小車右伺服電機(jī)比例控制方框圖Rightservooutput=(Rightdistancesetpoint–Measuredrightdistance)*Kp+CenterpulsewidthDEPUSH*第二十八頁(yè)，共33頁(yè)。尾隨小車左伺服電機(jī)比例控制方框圖Leftservooutput=(Leftdistancesetpoint–Measuredleftdistance)*Kp+CenterpulsewidthDEPUSH*第二十九頁(yè)，共33頁(yè)。尾隨小車?yán)蹋篎ollowingRobot.c聲明常數(shù)#defineKpl -70#defineKpr 70#defineSetPoint 2#defineCenterPulse1500

intmain(void){unsignedintpulseLeft,pulseRight;……whil