51超声波避障小车

万次阅读 多人点赞 2018-12-26 13:24:11

超声波避障小车 简介本文小车的功能主要有两个：超声波测距避障，以及蓝牙遥控。主控芯片用的是STC89C52，电机驱动模块用的是L298N，超声波传感器HC-SR04，蓝牙模块使用的是HC-05，电机采用5V的直流电机。总体设计...

超声波避障小车

简介

本文小车的功能主要有两个：超声波测距避障，以及蓝牙遥控。主控芯片用的是STC89C52，电机驱动模块用的是L298N，超声波传感器HC-SR04，蓝牙模块使用的是HC-05，电机采用5V的直流电机。

总体设计

总体方案框图

在这里插入图片描述

硬件篇

主控芯片STC89C52
本实验使用的最小系统主控芯片是STC89C52，功能不是很多。该最小系统是学习单片机时，在淘宝购买集成好的开发板Mini51。(建议：自己购买洞洞板和其他配件搭建最小系统，需要的功能模块再拓展，这样能学到的东西比较多)
超声波模块HC-SR04
能测距的传感器有很多，如红外传感器，激光传感器等等。也考虑过使用红外传感器，因为价格成本比较低，但红外传感器的抗干扰能力就没超声波好，红外传感器主要是利用光反射的原理，对于透明的障碍物就会有影响。所以本实验使用的是超声波传感器。
其原理也并不难理解，超声波测距的原理正是基于其物理基础，当超声波模块产生超声波后，单片机的计时器开始计时。超声波在遇到障碍物后会被反射，超声波模块接收到反射波后，单片机的计时器停止计时。根据收发超声波所产生的时间差，便可计算出超声波模块与障碍物的距离。超声波模块在接收超声波时存在能量转化，当超声波接收到反射波后，声信号转换为电信号，从而使单片机的停止计时。设超声波的声速为v，时间差为t0则超声波的测距公式如下：

S = v × t ₀/2
附上超声波传感器的实物图：
蓝牙模块HC-05
该模块价格不会很高，网上基本有该模块的使用方法，首先要连接USB转TTL的模块接入电脑，使用串口调试软件，输入AT指令配置蓝牙模块。该蓝牙模块的源码资料有提供，也可从其他网站或 Github 找。
详细的蓝牙模块的配置和使用方法参考：
【常用模块】HC-05蓝牙串口通信模块使用详解（实例：手机蓝牙控制STM32单片机）—Yngz_Miao

软件篇

编程环境是使用Keil5 C51。

展示几个流程图，代码就不放了，需要就在链接中下载。

主程序流程图：

超声波测距：
在这里插入图片描述

避障程序：

总结

本项目成本不高，功能也不多，适合课程设计，练练手，熟悉一下做项目的流程，如何写文档等。小车的功能可以继续扩展，如自动循迹，实时测速等等。或者使用更加强大的芯片，如STM32系列的芯片，可以扩展的功能就可以很多

本文最后附上几张小车实物图:
小车1

小车2

小车3

手机蓝牙终端控制App（app商城有很多，或者自己开发）：

另附
小车的详细资料源码下载：https://pan.baidu.com/s/1kyYyLXyMrLQX8SMp5YrOZg （提取密码：twk7）

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基于51单片机的超声波避障小车设计Proteus仿真
2020-04-09 22:39:53
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...
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基于51单片机的超声波避障小车程序文件
2020-07-11 09:22:36
本程序配套基于51单片机的超声波避障小车（含Proteus仿真）博客，现分享给大家学习使用，如有错误，希望批评指正，多多指教。
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matlab仿真51避障小车,51单片机超声波避障小车Proteus仿真程序

2021-04-24 18:33:22

/* Main.c file generated by New Project wizard** Created: 周五 4月 3 2020* Processor: AT89C52* Compiler:Keil for 8051*/#include #include #include #defineTXP1_3#defineRXP1_2#define Forward_L_D...


 /* Main.c file generated by New Project wizard
 *
 * Created:   周五 4月 3 2020
 * Processor: AT89C52
 * Compiler:  Keil for 8051
 */
 #include 
 #include 
 #include 
 #define  TX  P1_3
 #define  RX  P1_2
 #define Forward_L_DATA  180
 #define Forward_R_DATA  180
 /*****°′???-í??ó???¨ò?******/
 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;
 sbit BUZZ=P0^6;
 void Delay400Ms(void);
 unsigned char disbuff[4]={0,0,0,0};
 void Count(void);
 unsigned int  time=0;
 unsigned long S=0;
 bit  flag =0;
 bit  turn_right_flag;
 //**********************************************************
 //oˉêy??3?:Delay1ms(unsigned int i)
 //oˉêy1|?ü:?óê±i*1msμ?×ó3ìDò(??ó|óú22.1184Mhz?§??)
 //D?ê?2?êy:unsigned int i
 //DD2??μ?÷:?T
 //·μ??2?êy:?T
 //ê1ó??μ?÷:i?aòa?óê±μ?ê±??3¤?è￡?μ￥??ê?MS￡?×?′ó?éò??óê±65536 ms
 //**********************************************************
 void Delay1ms(unsigned int i)
 {
 unsigned char j,k;
 do{
 j = 10;
 do{
 k = 50;
 do{
 _nop_();
 }while(--k);
 }while(--j);
 }while(--i);
 }
 //**********************************************************
 //oˉêy??3?:Delay10us(unsigned char i)
 //oˉêy1|?ü:?óê±i*10usμ?×ó3ìDò(??ó|óú22.1184Mhz?§??)
 //D?ê?2?êy:?T
 //DD2??μ?÷:?T
 //·μ??2?êy:?T
 //ê1ó??μ?÷:i?aòa?óê±μ?ê±??3¤?è￡?μ￥??ê?US￡?×?′ó?éò??óê±250 ms
 //**********************************************************
 void Delay10us(unsigned char i)
 {
 unsigned char j;
 do{
 j = 10;
 do{
 _nop_();
 }while(--j);
 }while(--i);
 }
 //=========================================================================================================================
 void Forward()//           ?°??
 {
 L293D_IN1=1;
 L293D_IN2=0;
 L293D_IN3=1;
 L293D_IN4=0;
 //     PWM_Set(255-Speed_Right,255-Speed_Left);
 }
 void Stop(void)        //é23μ
 {
 L293D_IN1=0;
 L293D_IN2=0;
 L293D_IN3=0;
 L293D_IN4=0;
 //         PWM_Set(0,0);
 }
 void Turn_Retreat()         //oó
 {
 L293D_IN1=0;
 L293D_IN2=1;
 L293D_IN3=0;
 L293D_IN4=1;
 //        PWM_Set(255-Speed_Right,255-Speed_Left);
 }
 void Turn_left()         //×ó
 {
 L293D_IN1=0;
 L293D_IN2=1;
 L293D_IN3=1;
 L293D_IN4=0;
 //        PWM_Set(255-Speed_Right,255-Speed_Left);
 }
 //=========================================================================================================================
 /********?àà?????3ìDò***************/
 void Conut(void)
 {
 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)
 {
 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
 {
 flag=1;
 RX=0;
 }
 /********3?éù2¨??μ?????3??í?è????3ìDò***************/
 void Timer_Count(void)
 {
 TR1=1;
 while(RX);
 TR1=0;
 Conut();
 }
 /********************************************************/
 void  StartModule()
 {
 TX=1;
 Delay10us(2);
 TX=0;
 }
 /********************************************************/
 /*************?÷3ìDò********************/
 void main(void)
 {
 unsigned char i;
 unsigned int a;
 Delay1ms(400);
 //        LCMInit()
 Delay1ms(5);
 TMOD=TMOD|0x10;
 EA=1;
 TH1=0;
 TL1=0;
 ET1=1;
 turn_right_flag=0;
 BUZZ=0;
 Delay1ms(50);
 BUZZ=1;
 while(1)
 {
 RX=1;
 StartModule();
 for(a=951;a>0;a--)
 {
 if(RX==1)
 {
 Timer_Count();
 }
 }
 }
 }
 }

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基于51单片机的超声波避障小车AD原理图工程文件
2020-04-09 22:48:57
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...
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AT89S51单片机的智能超声波避障小车.doc
2021-09-24 17:58:47
AT89S51单片机的智能超声波避障小车.doc
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文档
基于AT89S51单片机的智能超声波避障小车.doc
2021-09-24 19:38:09
基于AT89S51单片机的智能超声波避障小车.doc
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文档
基于AT89S51单片机的智能超声波避障小车
2014-08-25 11:44:16
基于AT89S51单片机的智能超声波避障小车，里面包括超声波避障原理等==
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超声波避障小车简易版本（51单片机）
2018-07-20 16:49:30
自己写的简易版本的基于51单片机的超声波避障小车的工程文件，包含输出的.hex文件。如有写的不好的地方还请多多包涵。
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基于STC89C51单片机的智能超声波避障小车.doc
2021-09-18 10:24:33
基于STC89C51单片机的智能超声波避障小车.doc
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文档
基于AT89S51单片机的智能超声波避障小车电路图.doc
2021-09-24 19:38:09
基于AT89S51单片机的智能超声波避障小车电路图.doc
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文档
基于51单片机的超声波避障小车设计（含Proteus仿真）
2021-01-20 11:04:50
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...
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基于at89c51单片机的智能超声波避障小车
2012-09-15 17:42:55
基于at89c51单片机的智能超声波避障小车
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超声波避障小车，舵机，变速，51单片机，oled
2021-07-09 18:10:30
基于51单片机的超声波避障小车，使用舵机控制方向，超声波采集障碍物距离，点击可变速，使用oled显示障碍物距离，有proteus仿真，代码附有详细注释
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51超声波光电避障小车（不要积分，免费分享）
2021-04-04 21:15:35
51超声波光电避障小车
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超声波避障小车.zip
2019-10-02 19:34:29
基于51单片机的超声波避障代码和资料，小车可以自动避障，走迷宫。确保代码直接可以使用，不会有错误。代码中的注释很清楚，具体的接线问题也有注明。
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基于51 超声波测距 避障小车
2018-03-29 19:05:19
//超声波测距模块Trig sbit echo=P1^1; //超声波测距模块Echo sbit trig2=P1^3; //超声波测距模块2Trig sbit echo2=P1^4; //超声波测距模块2Echo sbit in1=P2^1; sbit in2=P2^2; sbit in3=P2^3; sbit in4=P2^4; ...
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基于单片机的超声波避障小车源程序
2013-05-07 18:31:47
基于单片开机的超声波避障小车，能实现自动避障，显示行驶过的路程源程序
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【项目分享】基于STM32超声波避障小车

千次阅读 多人点赞 2020-01-21 16:10:45

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不管是对于初学者还是对于一个玩过单片机的电子爱好者来说，或多或少都接触到过小车项目，今天给大家介绍的的一个项目基于STM32超声波避障小车。这也是我曾经的一个课设，在此开源分享给大家，全文5000多字，干货满满，加油读完，保证你收货多多。

震惊！某大学生竟然在宿舍做stm32避障小车

处理器电路设计

单片机是系统的CPU，是系统稳定、正常运行的重要前提，以下为单片机选型的两种方案：
（1）传统的8位单片机，是通过超大规模集成电路对其进行集成为一个独立芯片的控制器。内部组件包括CPU、随机存储器、只读存储器、I/O接口、中断系统、计时器、串口通讯、数模转换等。STC89C52单片机是最常见的51单片机，但是资源较少，精确度低，处理速度相比STM32单片机差很多。
（2）使用目前市面上最常见的STM32单片机，STM32系列单片机可分为ARMCortex-M3内核体系结构的不同应用领域。它可分为STM32F1系列和STM32F4系列，STM32F1系列单片机时钟频率最高可达72米，在同一产品中性能最好。单片机的基本处理速度为36米，16位单片机的性能也很好。微晶片的内建快闪记忆体相当大，范围从32kb到512kb，可视需要选择。单个设备的功耗非常低，仅360mA，32位单片机产品的功耗最低，每兆赫只有0.5安培。特别值得一提的是，内接单晶片汇流排是一种Harvard架构，可执行速度高达1.25 DMIPS/MHz的指令。此芯片越来越多地被用作主要控制器。
通过对单片机的资源和处理时间的速度我们采用选择STM32103C8T6为本系统主控芯片，程序下载是只需要一个JLINK就可以轻松完成。控制器模块电路如下所示：
单片机最小系统

电源模块设计

本设计采用锂电池供电, 模块的供电电压一般都为5V，同时超声波模块需要较大的电流才能正常工作，所以在降压的基础上也要保证足够大的输出电流。本设计采用可调输出版本，模块的输入电压范围广，输出电压在1.25V-35V内可调，电压转换效率高，输出纹波小。降压电路如下所示：

电源管理电路

电机驱动模块设计

要完成转向是能够利用单片机实现的，然而单片机I0的带负载能力弱，因此我们选择了大功率放大器件TB6612FNG。TB6612FNG是采用MOSFET-H桥结构的双通道大电流电路输出，可以控制2个电机的驱动。相比普通的电机驱动，外围电路非常简单，只需要一个芯片和一个钽电容进行PWM输出滤波，系统尺寸小。PWM信号输入频率范围广，轻松满足本设计的需求。

电源驱动芯片

电源驱动引脚表

控制芯片:TB6612
控制芯片数量:2
    1号TB6612引脚分配：
     VM         PWMA--------->TIM1_CH1(PA8)
     VCC        AIN2--------->GPIOB_12
     GND        AIN1--------->GPIOB_13
     AO1        STBY--------->GPIOB_14
     AO2        BIN1--------->GPIOB_15
     BO2        BIN2--------->GPIOA_12
     BO1        PWMB--------->TIM1_CH2(PA9)
     GND        GND
    2号TB6612引脚分配：
     VM         PWMA--------->TIM1_CH3(PA10)
     VCC        AIN2--------->GPIOB_5
     GND        AIN1--------->GPIOB_6
     AO1        STBY--------->GPIOB_7
     AO2        BIN1--------->GPIOB_8
     BO2        BIN2--------->GPIOA_9
     BO1        PWMB--------->TIM1_CH4(PA11)
     GND        GND
真值表
     AIN1   0     1     0     1
     AIN2   0     0     1     1
     BIN1   0     1     0     1
     BIN2   0     0     1     1
           停止  正转  反转  刹车

电机所用到的定时器配置

//初始化TIMX,设置TIMx的ARR,PSC
//arr：自动重装载初值，psc为预分频值，两者配合控制定时器时钟的周期
//定时器选择TIM1
static void TB6612_ADVANCE_TIM1_Mode_Config(TIM_TypeDef* TIMx,uint16_t arr,uint16_t psc,uint16_t duty)
 {
     //-----------------时基结构体初始化-------------------------/
     TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeStructure;
     /*开启定时器1时钟，即内部时钟CK_INT=72M*/
     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1,ENABLE);
    TIM_DeInit(TIMx);
    /*内部时钟作为计数器时钟，72MHZ*/
    TIM_InternalClockConfig(TIMx);
    /*自动重装载寄存器的值，累计TIM_Period+1个频率后产生一个更新或者中断*/
    TIM_TimeStructure.TIM_Period=arr;
    /*时钟预分频系数为71，则驱动计数器的时钟CK_CNT=CK_INT/(71+1)=1MHZ*/
    TIM_TimeStructure.TIM_Prescaler=psc-1;
    /*设置时钟分割，TIM_CKD_DIV1=0，PWM波不延时*/
    TIM_TimeStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;
    /*向上计数模式*/
    TIM_TimeStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;
    /*重复计数器*/
    TIM_TimeStructure.TIM_RepetitionCounter=0;
    /*初始化定时器*/
    TIM_TimeBaseInit(TIMx,&TIM_TimeStructure);
    /*使能ARR预装载寄存器(影子寄存器)*/
    TIM_ARRPreloadConfig(TIMx,ENABLE);
    //-----------------输出比较结构体初始化-----------------------/
    TIM_OCInitTypeDef   TIM_OCInitStructure;
    /*PWM模式设置，设置为PWM模式1*/
    TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode=TIM_OCMode_PWM1;
    /*PWM输出使能相应的IO口输出信号*/
    TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState=TIM_OutputState_Enable;
    /*设置占空比大小,CCR1[15:0]: 捕获/比较通道1的值,若CC1通道配置为输出：CCR1包含了装入当前捕获/比较1寄存器的值(预装载值)。*/
    TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse=duty;
    /*输出通道电平极性设置*/
    TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity=TIM_OCPolarity_High;
    /*初始化输出比较参数*/
    TIM_OC1Init(TIMx,&TIM_OCInitStructure);//初始化TIM1 通道1
    TIM_OC2Init(TIMx,&TIM_OCInitStructure);//初始化TIM1 通道2
    TIM_OC3Init(TIMx,&TIM_OCInitStructure);//初始化TIM1 通道3
    TIM_OC4Init(TIMx,&TIM_OCInitStructure);//初始化TIM1 通道4
    /*自动重装载*/
    TIM_OC1PreloadConfig(TIMx,TIM_OCPreload_Enable);
    TIM_OC2PreloadConfig(TIMx,TIM_OCPreload_Enable);
    TIM_OC3PreloadConfig(TIMx,TIM_OCPreload_Enable);
    TIM_OC4PreloadConfig(TIMx,TIM_OCPreload_Enable);
    /*使能计数器*/
    TIM_Cmd(TIMx,ENABLE);
    /*主输出使能,如果设置了相应的使能位(TIMx_CCER寄存器的CCxE、CCxNE位)，则开启OC和OCN输出。*/
    TIM_CtrlPWMOutputs(TIMx,ENABLE);    
}
//高级定时器输出通道初始化函数
static void TB6612_ADVANCE_TIM_Gpio_Config()
{
    GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStruct;
    /*----------通道1配置--------------*/
    /*定时器1输出比较通道*/
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
    /*配置为复用推挽输出*/
    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_8;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);
    /*-----------通道二配置-------------*/
    /*定时器1输出比较通道*/
    /*配置为复用推挽输出*/
    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_11;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);
     /*-----------通道三配置-------------*/
    /*定时器1输出比较通道*/
    /*配置为复用推挽输出*/
    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_9;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);
     /*-----------通道四配置-------------*/
    /*定时器1输出比较通道*/
    /*配置为复用推挽输出*/
    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_10;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);
}

超声波模块

采用HC-SR04超声波模块，该芯片具有较高的集成度以及良好的稳定性，测度距离十分精确，十分稳定。供电电压为DC5V供电电流小于10mA，探测距离为0.010m-3.5m一共有四个引脚VCC(DC5V)、Triger（发射端）、Echo（接收端）、GND（地）。HC-SR04实物图如下：

超声波实物
该模块是利用单片机的IO触发电平测距，单片机内部利用普通定时器产生一个高电平信号之后，超声波就可以自主发送频率为40khz的方波，然后等待信号的返回；若有信号返回，单片机IO口就立刻输出一高电平，利用高电平产生的时间可以计算小车与障碍物的距离。最终距离就是高电平持续时间乘以声音在空气中传播的速度再除以2，可以反复测量距离。
在程序开始首先初始化超声波，利用定时器并设置时基的自动重装载初值1000，psc为预分频值72，这样的话我们产生一次中断的时间是1ms，并设置抢占优先级0，子优先级3。HC_SR04_Echo引脚接收到高电平，打开定时器，且每1ms进入一次中断。在测量时首先让Trig发送一个大于10us的高电平，然后拉高HC_SR04_Trig，当Echo为0时打开定时器计时，当Echo为1时关闭定时器，通过公式计算距离。
模块工作原理：
(1)单片机触发引脚，输出高电平信号；
(2)模块发送端自动发送特定频率的方波；
(3)如果有信号返回，通过IO输出一高电平，高电平持续的时间就是超声波的发射时长；
(4)测试距离=(高电平时间*声速(340M/S))/2。
注意：在硬件操作上需要首先让模块地端先连接，否则会影响模块工作。测距时，被测物体的摆放不能太过于杂乱，否则会影响测试结果。

超声波重要代码（可参考）

/* 获取接收到的高电平的时间（us*/
 uint32_t Get_HC_SR04_Time(void)
 {
     uint32_t t=0;
     t=Acoustic_Distance_Count*1000;//us
     t+=TIM_GetCounter(TIM2);//获取us
     TIM2->CNT =0;
     Acoustic_Distance_Count=0;
     Systic_Delay_us(100);
    return t;
}
/*获取距离*/
void Get_HC_SR04_Distance(void)
{
    static uint16_t count=0;
    switch(count)
    {
        case 1:
        {
            GPIO_SetBits(Acoustic_Port,HC_SR04_Trig);//Trig发送一个大于10us的高电平
        }break;

        case 15:
        {
            count=0;
            GPIO_ResetBits(Acoustic_Port,HC_SR04_Trig);
            while(GPIO_ReadInputDataBit(Acoustic_Port,HC_SR04_Echo)==0);//当Echo为0时打开定时器 计时
            Open_Tim2();
            while(GPIO_ReadInputDataBit(Acoustic_Port,HC_SR04_Echo)==1);//当Echo为0时打开定时器 计时
            Close_Tim2();
            HC_SR04_Distance=(float)(Get_HC_SR04_Time()/5.78);

        }break;
        default:break;
    }
    count++;
}

舵机模块

本系统使用的是SG90型号的舵机，舵机是一种常见的角度驱动器，本系统需要判断不同位置的障碍物可以且对转向的力度小。舵机可以理解为方向盘称，方向盘是一个常见的名字。它实际上是一个伺服马达。舵机实物图如下：

舵机模块接口简单，舵机模块只有三个引脚。分别引引出了三根线左右两边是电源正负接口线，中间一根是PWM信号线直接连接单片机的控制引脚。通过控制单片机的引脚输出的脉冲宽度进而控制舵机旋转的角度。舵机每增加0.1ms 舵机对应增加9度。
0.5ms---------0
1.0ms---------45
1.5ms---------90
2.0ms---------135
2.5ms-----------180
20ms的时基脉冲，如果想让舵机转90度，就应该发生一个高电平持续时间为1.5ms，周期为20ms的方波，duty=1.5/20=7.5%。在这里设置定时器自动重装载寄存器arr的值为1000，所以当占空比为百分之75是，在程序中就要设置占空比为75/1000=7.5%，这就是具体的算法。

舵机重要代码（可参考）

/**PWM引脚初始化*/
 static void SERVO_Gpio_Init(void)
 {
     GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStruct;
     /*----------通道2配置--------------*/
     /*定时器3输出比较通道*/
     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
     /*配置为复用推挽输出*/
     GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_7;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct); 
}
//定时器3初始化，设置TIMx的ARR,PSC
//arr：自动重装载初值，psc为预分频值，两者配合控制定时器时钟的周期
static void SERVO_TIM_Config(TIM_TypeDef* TIMx,uint16_t arr,uint16_t psc,uint16_t duty)
{
    //-----------------时基结构体初始化-------------------------/
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeStructure;
    /*开启定时器3时钟，即内部时钟CK_INT=72M*/
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);
    TIM_DeInit(TIMx);
    /*内部时钟作为计数器时钟，72MHZ*/
    TIM_InternalClockConfig(TIMx);
    /*自动重装载寄存器的值，累计TIM_Period+1个频率后产生一个更新或者中断*/
    TIM_TimeStructure.TIM_Period=arr;//1000 当定时器从0计数到999，即1000次，为一个定时周期
    /*时钟预分频系数为71，则驱动计数器的时钟CK_CNT=CK_INT/(1440-1+1)=0.05MHZ*/
    TIM_TimeStructure.TIM_Prescaler=psc-1;;//1400  //即定时器的频率为5KHZ   
    /*设置时钟分割，TIM_CKD_DIV1=0，PWM波不延时*/
    TIM_TimeStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;
    /*向上计数模式*/
    TIM_TimeStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;
    /*重复计数器*/
    TIM_TimeStructure.TIM_RepetitionCounter=0;
        /*初始化定时器*/
    TIM_TimeBaseInit(TIMx,&TIM_TimeStructure);
    /*使能ARR预装载寄存器(影子寄存器)*/
    TIM_ARRPreloadConfig(TIMx,ENABLE);
    //-----------------输出比较结构体初始化 开始-----------------------/
    TIM_OCInitTypeDef   TIM_OCInitStructure;
    /*PWM模式设置，设置为PWM模式1*/
    TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode=TIM_OCMode_PWM1;
    /*PWM输出使能相应的IO口输出信号*/
    TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState=TIM_OutputState_Enable;
    /*设置占空比大小,CCR1[15:0]: 捕获/比较通道1的值,若CC1通道配置为输出：CCR1包含了装入当前捕获/比较1寄存器的值(预装载值)。*/
    TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse=duty;   //占空比大小
    /*输出通道电平极性设置*/
    TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity=TIM_OCPolarity_High;
    /*初始化输出比较参数*/
    TIM_OC2Init(TIMx,&TIM_OCInitStructure);
    //-----------------输出比较结构体初始化 结束-----------------------/    
    /*自动重装载*/
    TIM_OC2PreloadConfig(TIMx,TIM_OCPreload_Enable);
    /*使能计数器*/
    TIM_Cmd(TIMx,ENABLE);
    /*主输出使能,如果设置了相应的使能位(TIMx_CCER寄存器的CCxE、CCxNE位)，则开启OC和OCN输出。*/
    TIM_CtrlPWMOutputs(TIMx,ENABLE);    
}
/*舵机PWM初始化
   每增加0.1ms 舵机对应增加9度
0.5ms---------0
1.0ms---------45   
1.5ms---------90
2.0ms---------135
2.5ms-----------180
2.1ms    turn_left=150
0.8ms    turn_right=25
1.3ms    turn_front=75
20ms的时基脉冲，如果想让舵机转90度，就应该发生一个高电平为1.5ms，周期为20ms的方波，duty=1.5/20=7.5% ,而定时器自动重装载寄存器arr的值为 1000 ，所以duty=75，时占空比为75/1000=7.5%. 
*/
void SERVO_Init(void)
{
    SERVO_Gpio_Init();
    SERVO_TIM_Config(TIM3,1000,1440,turn_front);
/** 我们把定时器设置自动重装载寄存器 arr 的值为 1000，设置时钟预分频器为 1440，则
驱动计数器的时钟：CK_CNT = CK_INT / (1440-1+1)=0.05M，则计数器计数一次的时间等于：
1/CK_CNT=20us，当计数器计数到 ARR 的值 1000 时，产生一次中断，则中断一次的时间
为：1/CK_CNT*ARR=20ms。
PWM 信号的频率 f = TIM_CLK/{(ARR+1)*(PSC+1)}  TIM_CLK=72MHZ
               = 72 000 000/(1000*1440)=5KHZ    
*/    
}
/*舵机角度控制*/
void SERVO_Angle_Control(uint16_t Compare2)
{
    TIM_SetCompare2(TIM3,Compare2);
}

编码器模块

调节小车前进的速度和避障快慢我们采用EC11旋转式编码器，可以用于光度、湿度、音量调节等参数的调节。EC11编码器的形状类似于电位器，中心有一个旋钮可以调节PWM信号，光电码盘利用光电转换原理输出三组方波脉冲。EC11编码器的实物图如下：

用来显示小车转速，以及左右编码器数值和电池电压等参数所用的是OLED显示模块，分辨率较高，而且功耗低，正常显示时仅0.06W，供电电压范围在3.3V-5V，有IIC和SPI两种通信协议可供选择。显示模块的亮度和对比度可以通过程序设置。由于它使用寿命长以及其他的优点，OLED更加适合小系统，本系统由于单片机引脚有限，不适合利用简单的LCD1602或者12864来显示，在多方对比之下OLED效果更好。OLED显示部分相对比较简单，大家参考中景园的例程就可以实现。

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简介

总体设计

总体方案框图

硬件篇

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总结

基于51单片机的超声波避障小车设计Proteus仿真

基于51单片机的超声波避障小车程序文件

matlab仿真51避障小车,51单片机超声波避障小车Proteus仿真程序

基于51单片机的超声波避障小车AD原理图工程文件

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