C51最小系统板红外遥控控制小车

2024-07-11 03:14| 来源: 网络整理| 查看: 265

C51最小系统板红外遥控控制小车

文章目录 C51最小系统板红外遥控控制小车一、前言二、所需材料三、小车连线四、动手编程序4.1 根据连线对电机的IO口进行定义4.2 封装一下电机的使能和正转反转控制4.3 函数定义4.4 小车前进后退左转右转4.5 小车的加速减速以及停止4.6全部程序代码参考资料

一、前言

本文将实现用51的最小系统板以及一个红外遥控来控制小车的7种状态：前进、后退、左转、右转、加速、减速、停止。

本文重点不在于红外的原理解释，须事先知到红外遥控的键值。

本文重点：小车连线、PWM控制车速。

写这篇文章的目的：1.方便后面如果有需要的话自己回看；2.能给纯小白提供一点思路

二、所需材料

1.智能小车底板×1

2.直流电机×4

3.L298N电机驱动模块×1

4.51最小系统板（含STC89C52芯片）×1

5.红外遥控×1

6.面包板×1（非必需，仅为了方便连线）

7.干电池（我这里用的是12v的，9v左右可能刚好，6v可能有点低）

8.杜邦线若干

9.螺丝钉螺丝帽若干

10.铜柱若干（用来固定各模块）

11.USB转TTL下载器×1

三、小车连线

我使用的L298N如下图所示：

lkhdg_看图王

最小系统板和USB转TTL模块如下：

红外接收模块：

接线说明: L298N -- IN1 -- P1.2 IN2 -- P1.3 IN3 -- P1.6 IN4 -- P1.7 ENA -- P1.4 ENB -- P1.5 OUT1 -- 左电机接口1 OUT2 -- 左电机接口2 OUT3 -- 右电机接口1 OUT4 -- 右电机接口2 12v -- 电池盒正极 GND -- 电池盒负极 GND -- 单片机GND 5v -- 单片机5v 红外模块数据接收口 -- P3.2 红外模块vcc -- vcc 红外模块GND -- GND

接线比较乱的话建议用面包板引出公共端。

四、动手编程序

红外遥控这里可以参考上一篇文章：https://blog.csdn.net/Aiden_yan/article/details/122932969?spm=1001.2014.3001.5501

4.1 根据连线对电机的IO口进行定义 /*电机驱动IO定义*/ sbit IN1=P1^2; //为1 左电机反转 sbit IN2=P1^3; //为1 左电机正转 sbit IN3=P1^4; //为1 右电机正转 sbit IN4=P1^5; //为1 右电机反转 sbit EN1=P1^0; //为1 左电机使能 sbit EN2=P1^7; //为1 右电机使能 //--------------------// 4.2 封装一下电机的使能和正转反转控制 //----------- 功能定义 -----------// #define left_motor_en EN1=1 //左电机使能 #define left_motor_stops EN1=0 //左电机停止 #define right_motor_en EN2=1 //右电机使能 #define right_motor_stops EN2=0 //右电机停止 #define left_motor_go IN1=1,IN2=0 //左电机正转 #define left_motor_back IN1=0,IN2=1 //左电机反转 #define right_motor_go IN3=0,IN4=1 //右电机正转 #define right_motor_back IN3=1,IN4=0 //右电机反转 //----------- 功能定义 -----------//

注意：这个正转反转的IN1和IN2是可以调整的，也就是根据你的接线来调整的，如果你接好之后发现电机的转向不一样，可以调整这里的IN口。

4.3 函数定义 //函数定义 void delay(unsigned int z); void delay_us(unsigned int aa); void forward();//小车前进 void backward();//小车后退 void left();//小车左转 void right();//小车右转 void stop();//小车停止 void speed_up();//加速 void speed_down();//减速 void PWM(); 4.4 小车前进后退左转右转 /*小车前进*/ void forward() { left_motor_en; right_motor_en; left_motor_go;//左电机正转 right_motor_go;//右电机正转 } /*小车后退*/ void backward() { left_motor_en; right_motor_en; left_motor_back;//左电机反转 right_motor_back;//右电机反转 } /*小车左转*/ void left() { left_motor_stops; right_motor_en; right_motor_go;//右电机正转 } /*小车右转*/ void right() { left_motor_en; right_motor_stops; left_motor_go;//左电机正转 } 4.5 小车的加速减速以及停止

小车的速度控制需要用到pwm，这里先简单介绍一下。

电源电压输出是固定的，电机的转速也因此是固定的，为了调节电机的转速，就得改变电源电压的输出。用PWM调制的方法，把恒定的直流电源电压调制成频率一定宽度可变的脉冲电压序列，从而可以改变平均输出电压的大小，以调节电机的转速。电源电压在此处就是51MCU的引脚输出，4.5-5V，只要在引脚上产生频率可调的波形即可。我的代码里设定一个周期为40ms，假如不加速度控制，那么这40ms里面将会持续输出高电平，此时的占空比就是100%；假如我用20ms输出高电平，20ms输出低电平，那么占空比将为50%；同理，当我用8ms输出高电平，32ms输出低电平，此时占空比为20%。

周期的计数很简单，我们只需要编写一个函数，然后把它放在中断里：

//pwm波控制电机的转速 void PWM() { static unsigned int cnt; cnt++; //一个周期 if(cnt==40) { cnt=0; } if(cnt left_motor_stops; //左电机停止 right_motor_stops; //右电机停止 } } void time0() interrupt 1 //定义定时器0 { IRtime++; //检测脉宽，1次为278us PWM(); //在中断中自动计数 }

这样当speed越大的时候，占空比就越大，从而车速越高。

/*小车停止*/ void stop() { speed = 0; left_motor_stops;//左电机停止 right_motor_stops;//右电机停止 } /*小车加速*/ void speed_up() { speed = speed + 2; } /*小车减速*/ void speed_down() { if(speed >= 2) speed = speed - 2; else speed = 0; } 4.6全部程序代码

由于我原来的遥控器搞丢了，随便找了个红外遥控器，所以我这里的键值是不全的。读者可以在main()函数中的switch语句里修改对应的case值为自己红外遥控器的键值。如果需要修改车速，修改speed的值即可。

#include /* C51红外遥控控制小车前进后退左转右转加速减速停止程序接线说明: L298N -- IN1 -- P1.2 IN2 -- P1.3 IN3 -- P1.6 IN4 -- P1.7 ENA -- P1.4 ENB -- P1.5 OUT1 -- 左电机接口1 OUT2 -- 左电机接口2 OUT3 -- 右电机接口1 OUT4 -- 右电机接口2 12v -- 电池盒正极 GND -- 电池盒负极 GND -- 单片机GND 5v -- 单片机5v */ /*电机驱动IO定义*/ sbit IN1=P1^2; //为1 左电机反转 sbit IN2=P1^3; //为1 左电机正转 sbit IN3=P1^4; //为1 右电机正转 sbit IN4=P1^5; //为1 右电机反转 sbit EN1=P1^0; //为1 左电机使能 sbit EN2=P1^7; //为1 右电机使能 //--------------------// //----------- 功能定义 -----------// #define left_motor_en EN1=1 //左电机使能 #define left_motor_stops EN1=0 //左电机停止 #define right_motor_en EN2=1 //右电机使能 #define right_motor_stops EN2=0 //右电机停止 #define left_motor_go IN1=1,IN2=0 //左电机正转 #define left_motor_back IN1=0,IN2=1 //左电机反转 #define right_motor_go IN3=0,IN4=1 //右电机正转 #define right_motor_back IN3=1,IN4=0 //右电机反转 //----------- 功能定义 -----------// //函数定义 void delay(unsigned int z); void delay_us(unsigned int aa); void forward();//小车前进 void backward();//小车后退 void left();//小车左转 void right();//小车右转 void stop();//小车停止 void speed_up();//加速 void speed_down();//减速 void PWM(); /*==================================== 自定义类型名 ====================================*/ typedef unsigned char uchar; typedef unsigned int uint; /*==================================== 硬件接口位声明 ====================================*/ sbit IR = P3^2; //定义红外脉冲数据接口外部中断O输入口 uint speed; // 定义车速 uchar IRtime; //检测红外高电平持续时间（脉宽） uchar IRcord[4]; //此数组用于储存分离出来的4个字节的数据（用户码2个字节+键值码2个字节） uchar IRdata[33]; //此数组用于储存红外的33位数据（第一位为引导码用户码16+键值码16） bit IRpro_ok, IRok; //第一个用于红外接收4个字节完毕。IRok用为检测脉宽完毕 void init(); void IRcordpro(); void IRcordpro() //提取它的33次脉宽进行数据解码 { uchar i, j, k, cord, value; /*i用于处理4个字节，j用于处理一个字节中每一位，k用于33次脉宽中的哪一位 cord用于取出脉宽的时间判断是否符合1的脉宽时间*/ k = 1; //从第一位脉宽开始取，丢弃引导码脉宽 for(i = 0; i cord = IRdata[k]; //把脉宽存入cord if(cord > 5) //如果脉宽大于我11.0592的t0溢出率为约278us*5=1390那么判断为1 value = value | 0x80; /*接收的时候是先接收最低位，把最低位先放到value的最高位在和0x08按位或一下这样不会改变valua的其他位的数值只会让他最高位为1*/ if(j init(); //执行初始化定时器0和外部中断0 EN1 = EN2 = 0;//一开始时不使能电机 speed = 8;//设定初始速度为8,8/40=0.2,所以初始是20%占空比,speed越大占空比越高,从而车的速度越大 while(1) { if(IRok) //判断脉宽是否检测完毕 { IRcordpro();//根据脉宽解码出4个字节的数据 IRok = 0; //重新等待脉宽检测 if(IRpro_ok) //判断是否解码完毕 { switch(IRcord[2]) { case 0x18: forward(); break; //前进 case 0x52: backward(); break; //后退 // case 0x08: left(); break;//左转 // case 0x5A: right(); break;//右转 case 0x1C: stop(); break;//停止 case 0x08: speed_up(); break;//加速 case 0x5A: speed_down(); break;//减速 default: break; } IRpro_ok = 0; } } } } /******************z 秒延时函数*************************/ void delay(unsigned int z) { unsigned int x,y; for(x=z;x>0;x--) for(y=110;y>0;y--); } /****************微妙延时******************************/ void delay_us(unsigned int aa) { while(aa--); } /*小车前进*/ void forward() { left_motor_en; right_motor_en; left_motor_go;//左电机正转 right_motor_go;//右电机正转 } /*小车后退*/ void backward() { left_motor_en; right_motor_en; left_motor_back;//左电机反转 right_motor_back;//右电机反转 } /*小车左转*/ void left() { left_motor_stops; right_motor_en; right_motor_go;//右电机正转 } /*小车右转*/ void right() { left_motor_en; right_motor_stops; left_motor_go;//左电机正转 } /*小车停止*/ void stop() { speed = 0; left_motor_stops;//左电机停止 right_motor_stops;//右电机停止 } /*小车加速*/ void speed_up() { speed = speed + 2; } /*小车减速*/ void speed_down() { if(speed >= 2) speed = speed - 2; else speed = 0; } void init() //初始化定时器0 和外部中断0 { TMOD = 0x02; //定时器0工作方式2，8位自动重装 TH0 = 0x00; //高8位装入0那么定时器溢出一次的时间是256个机器周期 TL0 = 0x00; EA = 1; //总中断 ET0 = 1; //定时器0中断 TR0 = 1; //启动定时器0 IT0 = 1; //设置外部中断0为跳沿触发方式，来一个下降沿触发一次 EX0 = 1; //启动外部中断0 } void time0() interrupt 1 //定义定时器0 { IRtime++; //检测脉宽，1次为278us PWM(); //在中断中自动计数 } void int0() interrupt 0 //定义外部中断0 { static uchar i; // 声明静态变量（在跳出函数后在回来执行的时候不会丢失数值）i用于把33次高电平的持续时间存入IRdata static bit startflag; //开始储存脉宽标志位 if(startflag) //开始接收脉宽检测 { if( (IRtime = 32) ) /*判断是否是引导码，底电平9000us+高4500us 这个自己可以算我以11.0592来算了NEC协议的引导码低8000-10000+高4000-5000 如果已经接收了引导码那么i不会被置0就会开始依次存入脉宽*/ i = 0; //如果是引导码那么执行i=0把他存到IRdata的第一个位 IRdata[i] = IRtime; //以T0的溢出次数来计算脉宽，把这个时间存到数组里面到后面判断 IRtime = 0; //计数清零，下一个下降沿的时候在存入脉宽 i++; //计数脉宽存入的次数 if(i == 33) //如果存入34次数组的下标是从0开始i等于33表示执行了34次 { IRok = 1; //那么表示脉宽检测完毕 i = 0; //把脉宽计数清零准备下次存入 } } else { IRtime = 0; //引导码开始进入把脉宽计数清零开始计数 startflag = 1; //开始处理标志位置1 } } //pwm波控制电机的转速 void PWM() { static unsigned int cnt; cnt++; //一个周期 if(cnt==40) { cnt=0; } if(cnt left_motor_stops; //左电机停止 right_motor_stops; //右电机停止 } }

代码就这一个，我全部写在一个.c文件里了。

参考资料

1.51单片机PWM控制电机：https://blog.csdn.net/lixiangminghate/article/details/42342595

2.脉冲宽度调制：https://baike.baidu.com/item/%E8%84%89%E5%86%B2%E5%AE%BD%E5%BA%A6%E8%B0%83%E5%88%B6/10813756?fr=aladdin

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