基于51单片机的超声波避障小车设计（含Proteus仿真）-蒲公英云

基于51单片机的超声波避障小车设计（含Proteus仿真）

超声波避障程序随处可见，基于51单片机的超声波避障小车也很成熟，但是完整的Proteus仿真并不容易找到开源资料。

这次主要给大家分享其Proteus仿真部分。

涉及到的模块有：超声波模块（hc-sr04）、L293D电机驱动器和直流减速电机。这/样配合51单片机的控制，小车可以完成自主避障功能。

超声波模块

在这里插入图片描述
此图为Proteus 8 提供的超声波模块（SRF04），它有5个引脚，其中GND接地、VCC接高电平、NC可不接。TR用作激发信号的输入，当超声波模块在TR引脚上检测到了连续的10us以上的高电平时，超声波模块才开始工作。ECHO用作反馈信号输出，当超声波检测到有障碍物时，从该引脚输出相应信号。

电机驱动模块

在这里插入图片描述
上图为Proteus 8提供的电机驱动模块（L293D）,4个IN 引脚与单片机连接，控制电机转动及方向，2个使EN 能引脚同样与单片机连接。4个OUT，连接两个直流电机。VSS引脚与VS引脚接高电平即可。

加载程序

双击添加的AT89C51单片机，出现如下对话框。
在这里插入图片描述

点击 Program File 此行文件夹图标，添加HEX文件（keil软件编写程序后编译生成）
在这里插入图片描述
点击运行即可。

示波器

在这里插入图片描述
示波器可以辅助我们调试程序和仿真，关于在Proteus里调用示波器以及示波器的使用，我不做介绍，很多资料都能查到，本例中我运用示波器观察超声波模块的TR引脚和ECHO引脚的波形。

超声波模块原理图

在这里插入图片描述

电机驱动模块原理

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单片机最小系统

在这里插入图片描述

总原理图

在这里插入图片描述

51程序

#include <at89x51.h> 
#include <intrins.h
#define  TX  P1_3
#define  RX  P1_2
#define Forward_L_DATA  180 //当前进不能走直线时，调节这两个参数，理想是100，100，最大时256，最小是0.
#define Forward_R_DATA  180
sbit L293D_IN1=P0^0; 
sbit L293D_IN2=P0^1;
sbit L293D_IN3=P0^2;
sbit L293D_IN4=P0^3;
sbit L293D_EN1=P0^4;
sbit L293D_EN2=P0^5;
void Delay400Ms(void);//延时400毫秒函数
unsigned char disbuff[4]={
    0,0,0,0};//用于分别存放距离的值0.1mm,mm,cm,m
void Count(void);//距离计算函数
unsigned int  time=0;//用于存放定时器的时间值
unsigned long S=0;//用于存放距离的值
bit  flag =0;//量程溢出标志位
bit  turn_right_flag;
void Delay1ms(unsigned int i) 
{
unsigned char j,k; 
do{
  j = 10; 
  do{
   k = 50; 
   do{
    _nop_(); 
   }while(--k);     
  }while(--j); 
}while(--i); 
} 
void Delay10us(unsigned char i) 
{
   unsigned char j; 
do{
  j = 10; 
  do{
   _nop_(); 
   }while(--j); 
}while(--i); 
}
void Forward()//前进
{
  L293D_IN1=1; 
  L293D_IN2=0;
  L293D_IN3=1;
  L293D_IN4=0;
}
void Stop(void)//刹车
{
  L293D_IN1=0; 
  L293D_IN2=0;
  L293D_IN3=0;
  L293D_IN4=0;
}
void Turn_Retreat()//后
{
 L293D_IN1=0; 
 L293D_IN2=1;
 L293D_IN3=0;
 L293D_IN4=1;
}
void Turn_left()//左
{
 L293D_IN1=0; 
 L293D_IN2=1;
 L293D_IN3=1;
 L293D_IN4=0;
}
void Conut(void)//计算距离
 {
  time=TH1*256+TL1;
  TH1=0;
  TL1=0;
  S=time*2;
  S=S*0.17;
  if(S<=300)
  {
  if(turn_right_flag!=1)
  {
      Stop();
      Delay1ms(5);
  }
  turn_right_flag=1;
  P1_7=0;
  P2_0=0;
  P0_6=0;
  Delay1ms(10);
  P1_7=1;
  P2_0=1;
  P0_6=1;
  Delay1ms(5);
  Turn_left();
  Delay1ms(10);
 }
 else
 {
 turn_right_flag=0;
 Forward();
 }
 if((S>=5000)||flag==1)//超出测量范围
 {
 flag=0;
 }
 else
  {
   disbuff[0]=S%10;
   disbuff[1]=S/10%10;
   disbuff[2]=S/100%10;
   disbuff[3]=S/1000;
  }
 }
 void zd0() interrupt 3//T0中断用来计数器溢出，超过测距范围
 {
 flag=1;
 RX=0;
 }
 void Timer_Count(void)
 {
 TR1=1;//开启计数
 while(RX);//当RX为1计数并等待
 TR1=0;//关闭计数
 Conut();//计算
 }
 void  StartModule()//启动模块
 {
 TX=1;//启动一次模块
 Delay10us(2);
 TX=0;
 }
 void main(void)
 {
 unsigned char i;
 unsigned int a;
 Delay1ms(400);
 Delay1ms(5);
 TMOD=TMOD|0x10;
    EA=1;
    TH1=0;
    TL1=0;          
    ET1=1;
    turn_right_flag=0;
 B:  for(i=0;i<50;i++)//判断k3是否按下
 {
 Delay1ms(1);
 if(P3_2!=0 )
 goto B;
 }
while(1)
   {
  RX=1;
     StartModule();
        for(a=951;a>0;a--)
     {
        if(RX==1)
     {
           Timer_Count();
     }
      }
    }
}