Arduino智能避障小車避障程序匯編

首先建立一個(gè)名為modulecai.ino的主程序。/ modulecar.iiio,玩轉(zhuǎn)智能小車主程序*include <Senro.h> /導(dǎo)入舵機(jī)庫#iiiclude <NewPmg.h> 導(dǎo)入 NwePmg 庫/對(duì)照系統(tǒng)配線方案依次指定各I/Oconst mt ENA = 3 ; /左電機(jī) PWMconst int INI = 4 ; 左電機(jī)正const mt IN2 = 5 ; 左電機(jī)負(fù)const mt ENB = 6 ; 右電機(jī) PWMconst mt IN3 = 7 ”右電機(jī)正const mt IN4 = 8 ”右電機(jī)負(fù)const mt trigger = 9 ; 定義超聲波傳感器發(fā)射腳為D9const int echo = 10 ; /定義傳感器接收腳為D10const int maxead = 300; 設(shè)定傳感器最大探測(cè)距離。int no_good = 35; /* 設(shè)定 35cm 警戒距離。int read_aliead; 實(shí)際距離讀數(shù)。Seivo sensoiStation; 設(shè)定傳感器平臺(tái)。NewPmg sensor(tngger, echo, maxead); 設(shè)定傳感器弓|腳和最大讀數(shù) 系統(tǒng)初始化void setupQ(Senal.begin(9600); 啟用串行監(jiān)視器可以給調(diào)試帶來極大便利sensorStation.attach(l 1); /IE Dll 分配給舵機(jī)pmMode(ENA, OUTPUT); 依次設(shè)定各 I O 屬性puiMode(INl, OUTPUT);puiMode(IN2, OUTPUT);pmMode(ENB, OUTPUT);puiMode(IN3, OUTPUT);puiMode(IN4, OUTPUT);puiMode(Uigger, OUTPUT);puiMode(echo, INPUT);sensorStation.wnte(90); 舵機(jī)更位至 90 1delay(6000); 上電等待6s后進(jìn)入主循環(huán)主程序void loopQ(read_aliead = readDistanceO； 調(diào)用 readDistance。函數(shù)讀出前方距離Serial.printlii(H AHEAD:");Senal.pnntln(read_ahead); 串行監(jiān)視器顯示機(jī)器人前方距離if (read_aliead < no_good) /如果前方距離小于警戒值(fastStopO； 就令機(jī)器人緊急剎車waTchO； 然后左右查看，分析得出最佳路線goFofwaidO；"*此處調(diào)用看似多余，但可以確保機(jī)器人高速運(yùn)轉(zhuǎn)下動(dòng)作的連貫性else goFoiwa】d0; 否則就一直向前行駛主程序用到了兩個(gè)庫，Sezo庫是IDE自帶的，NwePing庫是第三方庫，需要下載安裝。接下來建立一個(gè)名為move. mo的標(biāo)簽。/move.iiio,機(jī)動(dòng)模塊。剎車void fastStopQ(SeriaLprintln(“STOP");串行監(jiān)視器顯示機(jī)器人狀態(tài)為STOP (停止)左電機(jī)急停(注：L298N和L293D均帶有剎車功能，在使能成立的條件下，同時(shí)向兩 相寫入高電平可令電機(jī)急停，詳見芯片手冊(cè))digitalWrite(ENA, HIGH);digitalWnte(INh HIGH);digitalWnte(IN2, HIGH);右電機(jī)急停digitalWrite(ENB, HIGH);digitalWnte(IN3, HIGH);digitalWnte(IN4, HIGH);前進(jìn)void goFoiwaidQ(Senal.pnntlnCTORWARD) 串行監(jiān)視器顯示機(jī)器人狀態(tài)為FORWARD (前進(jìn))左電機(jī)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)analogWnte(ENA,106); 左電機(jī)PWM,可微調(diào)這個(gè)數(shù)值使小車左右兩側(cè)車輪轉(zhuǎn)速相等，右 電機(jī)同理digitalWnte(INl, LOW);digitalWnte(IN2, HIGH);右電機(jī)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)analog Write(ENBJ 18);digitalWnte(IN3, HIGH);digitalWnte(IN4, LOW);原地左轉(zhuǎn)void mniLeftQ(Senal.pimtln(“LEFT"); 串行監(jiān)視器顯示機(jī)器人狀態(tài)為L(zhǎng)EFT (向左轉(zhuǎn))左電機(jī)正轉(zhuǎn)analogWrite(ENA, 106);digitalWnte(INh HIGH);digitalWnte(IN2, LOW);右電機(jī)正轉(zhuǎn)analogWnte(ENB,59);*微調(diào)這個(gè)數(shù)值，使轉(zhuǎn)彎時(shí)內(nèi)側(cè)車輪起主導(dǎo)作用。相當(dāng)于讓小車向后 打一把輪再拐彎。右轉(zhuǎn)同理digitalWrite(IN3, HIGH);digitalWnte(IN4, LOW);delay(205);*延遲，數(shù)值以亳秒為單位，調(diào)節(jié)此值可使機(jī)器人動(dòng)作連貫 原地右轉(zhuǎn)void tuniRight() (Senal.pnntln("RIGHT) 串行監(jiān)視器顯示機(jī)器人狀態(tài)為RIGHT (向右轉(zhuǎn)) 左電機(jī)反轉(zhuǎn)analogWrite(ENA,53);digitalWnte(INh LOW);digitalWnte(IN2, HIGH);右電機(jī)反轉(zhuǎn)analog Write(ENB J18);digitalWnte(IN3, LOW);digitalWnte(IN4, HIGH);delay (205); *調(diào)節(jié)此值可使機(jī)器人動(dòng)作連貫 原地掉頭(暫時(shí)用不到)void tuniAioundQ (Senal.pnnthi(HTURN 180) 串行監(jiān)視器顯示機(jī)器人狀態(tài)為TURN 180 (原地順時(shí)針旋轉(zhuǎn) 1800 )左電機(jī)反轉(zhuǎn)analogWrite(ENA, 106);digitalWnte(INh LOW);digitalWnte(IN2, HIGH);右電機(jī)反轉(zhuǎn)analog Write(ENB J18);digitalWnte(IN3, LOW);digitalWnte(IN4, HIGH); delay (500); /*)/pmg.ino,測(cè)距模塊 mt readDistanceQdelay(30);聲波發(fā)送間隔30ms,大約每秒探測(cè)33次。受系統(tǒng)所限，此值不可小于29msint cm = sensoi.ping0 / US_ROUNDTRIP_CM; 把 Ping 值(Us)轉(zhuǎn)換為 cmretuin(cm); 1eadDistance()返回的數(shù)值是 cm 最后是驅(qū)動(dòng)云臺(tái)掃描并分析左右兩側(cè)距離的watch.ino模塊。/ watch.ino,查看模塊void waTch()(測(cè)量右前方距離。/*注意舵機(jī)旋轉(zhuǎn)方向，SG5010為逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)sensoiStation.write(20);*舵機(jī)右轉(zhuǎn)至20。調(diào)節(jié)此值會(huì)影響傳感器掃描區(qū)域，夾角越小, 機(jī)器人轉(zhuǎn)彎越謹(jǐn)慎delay(1200); 延遲1.2s待舵機(jī)穩(wěn)定mt read_right = ieadDistance(); 調(diào)用】eadDistance()函數(shù)讀出右前方距離Senal.pnnt(”RIGHT)；Senal.piintlii(reacl_nglit);sensorStation.write(90); *舵機(jī)更位至90度。廉價(jià)舵機(jī)大角度旋轉(zhuǎn)會(huì)產(chǎn)生抖動(dòng)，要加上這 兩行以求讀數(shù)準(zhǔn)確。/delay (500); 延遲 0.5s測(cè)量左前方距離sensoiStation.wiite(160); /舵機(jī)左轉(zhuǎn)至 1601delay(1200); /延遲L2s待舵機(jī)穩(wěn)定。mt readeft = leadDistanceO； 調(diào)用函數(shù)讀出距離左前方距離。Senal.pnnt("LEFT:Senal.piintlii(read_left);sensorStation.wnte(90); 這一行確保只要小車處于行駛狀態(tài)，傳感器就面向正前方delay (500); /延遲 0.5s。/分析得出最佳行進(jìn)路線。if (read_right > readeft) 如果右前方距離比較大(nmiRight(); 就向右轉(zhuǎn)，else tinnLeftO； 否則就向左轉(zhuǎn)此處也可以加入另一層邏輯:如果左右兩側(cè)讀數(shù)相等就調(diào)用mniAroundO原地掉頭。但 實(shí)際上觸發(fā)的幾率不大。/ FC 液晶測(cè)試程序，Aiduiiio 版本 L5.6-r2, LiquidCiystal_I2C 庫版本 2.0#mclude <V7ue.h>#mclude "LiquidCrystal_I2C.h" 導(dǎo)入 I2C 液晶庫LiquidCrystal_DC lcd(0x27,16,2); 設(shè)定 I2C 地址及液晶屏參數(shù) void setupQIcd.uutQ; /始化液晶屏Icd.backlightQ;lcd.piint("HeUo, world!1); 開始打印信息lcd.setCursor(3,l);設(shè)定顯示位置,第3列,第1行 lcd.pnnt(nZANG.HAIBOH);void loop()()前進(jìn)void goForwaid。Serial.pnndn("FORWARD) 串行監(jiān)視器顯示機(jī)器人狀態(tài)為FORWARD (前進(jìn)) 左電機(jī)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)mt vail = analogRead(AO); 手動(dòng)調(diào)整左電機(jī)轉(zhuǎn)速。電位器兩端分別接至+5V和GND, 中心抽頭接至A0mt leftSpeed = map(vallQ1023,0,255); /把讀數(shù)映射為 PWM analogWrite(ENA,left Spued); 寫入速度。卜.面的右電機(jī)同理 digitalWnte(INl, LOW);digitalWnte(IN2, HIGH);/右電機(jī)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)mt val2 = analogRead(Al);mt rightSpeed = map(val2.0,1023.0,255);analogWnte(ENB4ightSpeed);digitalWnte(IN3, HIGH);digitalWnte(IN4, LOW);/ping.mo,紅外測(cè)距模塊山gge腳沿用D9, echo腳換成A3int readDistanceQdigitalWHte(tngger,HIGH); 點(diǎn)亮紅外發(fā)射管dulayMiciosecondsQOO); 給接收管留出200 u s響應(yīng)時(shí)間IRvalue=analogRead(echo); 讀取自然光和紅外線下反射值的總和 digitalWrite(trigger,LOW); 關(guān)閉紅外發(fā)射管以讀取自然光下的反射值 dulayMiciosecondsQOO);留出 200 us 響應(yīng)時(shí)間IRvalue=IRvalue-aiialogRead(echo); /刨除自然光得出實(shí)際值(紅外發(fā)射管產(chǎn)生的部 分)return niap(IRvalue, 120.930,30.0); /ffl map()函數(shù)把讀數(shù)轉(zhuǎn)換為距離)超聲波模塊SR04與Arduino連接：TRIG接Digital 5口，觸發(fā)測(cè)距；ECHO接Digital 4口，接收距離信號(hào)。程序代碼：intinputPin=4;"定義超聲波信號(hào)接收接口 ECHO接4口 int outputPin=5; /定義超聲波信號(hào)發(fā)出接口 TRIG接5口 void setup() (Serial.begin(9600);pinMode(inputPin. INPUT);pinMode(outputPin. OUTPUT);) void loop()(u fdigitalWrite(outputPin, LOW);/便發(fā)出發(fā)命超聲波信號(hào)接口低電平2ps , I<*.delayMicroseconds(2);digitalWrite(outputPin. HIGH); 使發(fā)出發(fā)出超聲波信號(hào)接口高電平1叩s,這里是至少 delayMicroseconds(10);digitalWrite(outputPin, LOW); /保持發(fā)出超聲波信號(hào)接口低電平 int distance = pulseln(inputPin. HIGH); 讀出脈沖時(shí)間 distance= distance/58; /將脈沖時(shí)間轉(zhuǎn)化為距離(單位：厘米) Serial .println(dlstance); /隔出距離值 delay(50);代碼1： HC-SR04超聲波傳感器典型代碼digitalWrite(TrigPin, LOW);delayMicroseconds(2);digitalWnte(TngPin. HIGH);發(fā)送10 ms的高電平觸發(fā)信號(hào)delayMicroseconds( 10);digitalWrite(TrigPin, LOW);distance - pukeIn(EchoPin, HIGH廣340/60/2; 檢測(cè)脈沖寬度即為超聲波往返時(shí)間代碼2：簡(jiǎn)易超聲波測(cè)距代碼const int TrigPin - 2;const int EchoPni - 3; 設(shè)定 SR04 連接的 Arduino 引腳 float distance;void setupQ 初始化串口通信及連接SR04的引腳Serial.begin(9600);pmMode(TngPin, OUTPUT);/要檢測(cè)引腳上輸入的脈沖寬度，需要先設(shè)置為輸入狀態(tài) pinMode(EchoPm. INPUT);Senal.prmtln(uUltrasomc sensor:*);void loop() 產(chǎn)生一個(gè)10 us的高脈沖去觸發(fā)TngPmdigitalWrite(TrigPin, LOW);delayMicroseconds(2);digitalWrite(TrigPin, HIGH);delayMicroseconds( 10);digitalWrite(TrigPin, LOW);/檢測(cè)脈沖寬度，并計(jì)算出距離distance - pulseIn(EchoPin. HIGH) /58.00;Serial.prmt(distance);Serial.prmt(Mcm,r);Senal.printlnO； delay(1000);代碼3：具有溫度補(bǔ)償?shù)某暡y(cè)距代碼ffinclude <OneWire.h>ffinclude <DallasTemperatuie.h>設(shè)定SR04連接的Aidumo引腳const int TrigPin - 2;const int EchoPin - 3;float distance;float temperanue_value:ffdefine ONE_WIRE_BUS 4OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS);DallasTempeiature sensors(&oneWue);void setupQ 初始化串口通信及連接SR04的引腳Serial.begin(9600);pmMode(TngPin, OUTPUT);要檢測(cè)引腳上輸入的脈沖寬度，需要先設(shè)置為輸入狀態(tài) pinMode(EchoPm. INPUT);sensors.beginQ;void loop() 產(chǎn)生一個(gè)10 us的高脈沖去觸發(fā)TngPm sensors.iequestTeinpeiatures();teinperature_value - sensois.getTeixipCByliidex(O);Seiial.prmt(Mtemperauue -");Sei ial.priiit(temperatui e_value);Serial.print(HC ”)；digitalVrite(TiigPin, LOW);delayMicioseconds(2);digitalVrite(TiigPin, HIGH);delayMici oseconds( 10);digitalVrite(TiigPin, LOW);檢測(cè)脈沖寬度，并計(jì)算出距離distance - pulseIn(EchoPm. HIGH) *(331.4+0.6*temperatuie_value)/2;Serial.print(Mdistance - );Seiial.priiit(distance);Seiial.pnnt(”cm")；Seiial.prmtlnQ;delay(lOOO);代碼4：基于GP2D12的紅外測(cè)距系統(tǒng)代碼int i;float val;void setup()Serial.begin(9600);void loop()i=analogRead(A0);val=2547.8/(float)i*0.49-10.41)-0.42;Serial.println(val/2);藍(lán)牙遙控小車/Arduino源程序定稿口期：2016-3-16程序功能簡(jiǎn)介：程序采用軟件PWM方式，控制兩支直流電機(jī)的運(yùn)行行為，實(shí)現(xiàn)直行、后退、左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn) 動(dòng)作。操作者使用Android 機(jī)的藍(lán)牙功能發(fā)出指令，操控小車動(dòng)作。操作者還通過藍(lán)牙對(duì)小車的動(dòng)作參數(shù)進(jìn)行調(diào)試。使用自定義串口收發(fā)數(shù)據(jù)使用軟件PWM,輸出引腳可任意制定使用Atmega48芯片/Arduio 版本 1.0.5#include <avr/io.h>#include <avr/interrupt.h>include <EEPROM.h>#include "usart.h"unsigned int counter; /PWM 計(jì)數(shù)器unsigned char wCnt = 0; 接收字計(jì)數(shù)unsigned int pwm_LH;左電機(jī)高電平計(jì)數(shù)unsigned int pwm_RH;右電機(jī)高電平計(jì)數(shù)unsigned char IDirect; 左電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向unsigned char rDirect; 右電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向unsigned int LP = 0;unsigned int RP = 0;unsigned int LD = 0;unsigned int RD = 0;unsigned int PWM6;存放當(dāng)前PWM參數(shù)的整數(shù)型數(shù)組，全局變量unsigned char inputString8;/存輸入數(shù)據(jù)字符串變量boolean stringComplete = false; / 數(shù)據(jù)串結(jié)束標(biāo)志定時(shí)器2初始化函數(shù)void timer2Jnit()(cli()；TCCR2B = 0x00; /TCNT2 = 0xF6; /TCCR2A = 0x00;TCCR2B = 0x02; /TIMSK2 = 0x01; 定時(shí)器2中斷允許sei()；)定時(shí)器2中斷服務(wù)函數(shù)/PWM波形產(chǎn)生器ISR(TIMER2_OVF_vect)TCNT2 = 0xF6; / counter+;if(counter = Ox3ff)if (rDirect = 1)bitSet(P0RTDz5);elsebitSet(P0RTD,4);if (IDirect = 1)bitSet(P0RTD,7)；elsebitSet(P0RTD,6);counter = 0;if(counter = pwm_RH)bitClearfPORTD);bitClearfPORTD);if(counter = pwm_LH)bitClearfPORTD);bitClearfPORTDJ);)電機(jī)運(yùn)行函數(shù)void Move(unsigned int LS,unsigned charLD,unsigned int RS,unsigned char RD) (asm("BCLR7")； 關(guān)中斷pwm_LH = LS;pwm_RH = RS;IDirect = LD;rDirect = RD;asm(”BSET7”)； 開中斷)獲取EEPROM數(shù)據(jù)函數(shù)功能：從EEPROM里順序讀出六個(gè)PWM參數(shù)，存入PWM數(shù)組void GetData()(unsigned char bytes2; 暫時(shí)存放PWM參數(shù)的字節(jié)數(shù)組，全局變量 unsigned char i;unsigned char j;unsigned char k;for(i = 0;i < 6;i+)/for 循環(huán)，讀六個(gè)參數(shù)for (j = 0;j < 2;j+) 內(nèi)循環(huán)，每次讀兩個(gè)字節(jié) k = i*2 + l-j;地址計(jì)算bytes。 = EEPROM.read(k); /EEPROM 讀操作PWM = word(bytes0, bytesl);將讀出的兩個(gè)字節(jié)合成一個(gè)PWM整數(shù)數(shù)據(jù))數(shù)據(jù)發(fā)送函數(shù)功能:將一個(gè)整數(shù)拆分成四個(gè)ASCH代碼,通過藍(lán)牙串口發(fā)出的函數(shù)。例如:整數(shù)784,將拆分成;二7,8：星四個(gè)字符void Numberfint val)(inttmp;中間變量unsigned char i;/循環(huán)計(jì)數(shù)變量unsigned char buf4;存字符數(shù)組tmp= val/1000;bufO = tmp + 0x30; 獲得千位val= val % 1000;tmp= val/100;bufl = tmp + 0x30; 獲得百位val= val % 100;tmp= val/10;buf2 = tmp + 0x30; 獲得十位val= val % 10;buf3 = val + 0x30;獲得個(gè)位for(i = 0;i < 4;i+)if (buf = 0x30)從高位整理,如果是3則轉(zhuǎn)換成空格。buf =0x20;else break;Usart_Transmit(bufO);通過藍(lán)牙串11連續(xù)發(fā)出四個(gè)字符。Usart_ Transmit(buf 1);Usart_ Transmit(buf2);Usart_Transmit(buf3);void setupf) timer2_init();UsartJnit(9600);sei();PORTD = 0x00;DDRD = OxFO;GetDataf);初始化PWM參數(shù)) void loop() unsigned char buf6;存連續(xù)字符的數(shù)組unsigned char index = 0;存索引值變量unsigned char i; unsigned char k;unsigned int para;存 PWM 數(shù)據(jù)變量delay(500);iffstringComplete = true) 分解手機(jī)傳過來的參數(shù)(格式是:#n%ddddk= 0;其中:n為索引(地址)；dddd為數(shù)據(jù)index = 0;for (i = 0;i <= wCnt ;i+)if (inputString = %) (index = inputstring卜 1 - 0x30; 獲得索引 k = 0; elsebufk = inputstring - 0x30; 獲得數(shù)據(jù) k+;para = 0;for(i = 0;i < k-l;i+)para = para * 10 + buf;PWMindex = para;將得到的整數(shù)參數(shù)立即存入對(duì)應(yīng)的PWM數(shù)組單元,修改當(dāng)前運(yùn)行參數(shù)bufl = lowByte(para); 將整數(shù)轉(zhuǎn)換成兩個(gè)字節(jié)。bufO = highByte(para);index = index * 2;計(jì)算 EE PROM 地址EEPROM.writefindex, bufl); 寫入 EEPROM 低位在前 index+;EEPROM.writefindex, bufO); 高位在后stringComplete = false; wCnt = 0;)ISR(USART_RX_vect)wCnt = 0;break;case d: 接收到d,右轉(zhuǎn)LP = PWM4;RP = PWM5;LD = 1;RD = O;wCnt = 0;break;case s:接收到后,停止電機(jī)LP = 0;RP = O;LD = 1;RD = 1;wCnt = 0;break;default:LP = 0;RP = O;LD = 1;RD = 1;Move(LRLD,RERD);