第十四讲 红外线导.ppt

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1、第十四讲 红外线导航使用红外线前灯探测道路宝贝车机器人使用红外线两极管LED作为前灯，他们发射红外光，在一些情况下，红外线从物体反射从机器人前进的方向折回。宝贝车机器人的眼睛是红外检测器。红外检测器发出信号来表明它们是否检测到从物体反射回的红外线。宝贝车机器人的大脑，MCS-51微控制器据此做出判断并基于这个传感器的输入控制伺服电机。第十四讲 红外线导航红外检测器红外检测器 IR（红外线）检测器有内置的光滤波器，除了需要我们用它的内部的光敏二极管传感器检测的980 nm红外线，它几乎不允许其它光通过。红外检测器也有一个电子滤波器，它只允许大约 38.5 kHz 的信号通过。换句话说，检测器只寻

2、找每秒闪烁 38,500次的红外光。第十四讲 红外线导航任务一：搭建并测试IR发射和探测器对元件清单:(1)两个红外检测器(2)两个IR LEDs(3)两对IR LED套管(4)两个220 电阻(红-红-棕)(5)两个1 k电阻(棕-黑-红)第十四讲 红外线导航测试红外发射探测器 本任务中，你要用P1_4发送持续1秒的 38.5kHz的红外光，如果红外光被小车路径上的物体反射回来，红外检测器将给微控制器发送一个信号，让它知道已经检测到反射回的红外光发送1 ms 频率为 38.5 kHz的红外信号for(counter=0;counter 38;counter+)P1_4=1;delay_nus

3、(13);P1_4=0;delay_nus(13);irDetectLeft=P1_5state();当没有IR信号返回时，探测器的输出状态为高。当它探测到被物体反射的 38500 Hz和声时，它的输出为低。当发送红外信号后，IR探测器的输出处于低状态不到1毫秒，因此当发送完后立即将IR探测器的输出存储到变量中是很重要的。这些存储的值会显示在调试终端或被机器人用来导航。第十四讲 红外线导航例程:TestLeftIrPair.c l#include l#include lint P1_5state(void)l lreturn(P1&0 x20)?1:0;l lint main(void)l l

4、bit irDetectLeft;lwhile(1)l lfor(counter=0;counter 38;counter+)l lP1_4=1;ldelay_nus(13);lP1_4=0;ldelay_nus(13);l lirDetectLeft=P1_5state();lprintf(irDetectLeft=%dn,irDetectLeft);ldelay_nms(100);l l 验证当你放一个物体在IR组前时，调试终端是否会显示0，当你将物体移开时，它是否显示1。第十四讲 红外线导航任务二：物体检测和红外干涉的实地测试元件清单:(1)两个红色LED(2)两个220 电阻(红-红-

5、棕)for(i=0;i1;i+);这是一个for空操作语句，它什么也不做，但能产生延时。我们可以用示波器测量，它能产生约12us延时。第十四讲 红外线导航例程TestIrPairsAndIndicators.c#include#include int P1_5state(void)return(P1&0 x20)?1:0;int P3_6state(void)return(P3&0 x40)?1:0;int main(void)int irDetectLeft,irDetectRight;while(1)for(counter=0;counter125;counter+)P1_4=1;P3_5

6、=0;for(i=0;i1;i+);P1_4=0;P3_5=0;for(i=0;i1;i+);/延时1ms左右第十四讲 红外线导航irDetectLeft=P1_5state();irDetectRight=P3_6state();if(irDetectLeft=0)P1_2=1;else P1_2=0;if(irDetectRight=0)P3_4=1;else P3_4=0;delay_nms(100);验证当检测器检测到物体时，每个检测器旁的LED是否会发光。第十四讲 红外线导航该你了远程测试和范围测试 拔掉连接在宝贝车机器人上的串口电缆，将其放到几个不同的物体之前，以测试IR探测器的范

7、围。测试对不同颜色物体的探测范围，对什么颜色的物体探测的范围最远，什么颜色的物体探测的范围最近？第十四讲 红外线导航任务三：红外检测范围调整任务三：红外检测范围调整更小的电阻使通过LED的电流更多。更多的电流使LED更亮。本任务中，你将检测LED和IR LED串不同电阻值的效果。元件清单:本节中需要一些特殊的部件：(1)两个470 电阻(黄-紫-棕)(2)两个220 电阻(红-红-棕)(3)两个2 k 电阻(红-黑-红)(4)两个4.7 k 电阻(黄-紫-红)该你了测试LED亮度 观察电路中用220 电阻时，连接到P2_3的LED的亮度。用470 电阻代替连接P2_3和右边LED阴极的220

8、电阻。注意观察现在LED的亮度。用2 k电阻代替。用4.7 k电阻代替。第十四讲 红外线导航该你了测试IR LED的范围 用1 k的电阻替代原电阻。用一个尺子测量离IR LED最远的可以探测到面对IR LED的一张纸的距离，在表7-2中记录测量数据。用4.7 k的电阻代替连接P1_4到IR LED阳极的1 k电阻。确定能够检测到同一张纸的最远距离，记录数据。用2 k电阻代替。用470 电阻代替。用220 的电阻代替。表7-2 检测距离与电阻的关系 IR LED电阻()最远检测距离 4700 2000 1000 470 220 第十四讲 红外线导航任务四：探测和避开障碍物 if(irDetect

9、Left=0)&(irDetectRight=0)/两边同时接收到红外线 Backward();Left_Turn();Left_Turn();else if(irDetectLeft=0)/只有左边接收到红外线 Backward();Right_Turn();else if(irDetectRight=0)/只有右边接收到红外线 Backward();Left_Turn();else Forward();第十四讲 红外线导航例程RoamingWithIr.c#include#include#include#define LeftIR P1_5/左边红外接收连接到P15#define Righ

10、tIR P3_6/右边红外接收连接到P36#define LeftLaunch P1_4/左边红外发射连接到P14#define RightLaunch P3_5/右边红外发射连接到P35 int IRLaunch(unsigned char IR)unsigned int counter;if(IR=L)for(counter=0;counter1000;counter+)第十四讲 红外线导航LeftLaunch=1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();

11、LeftLaunch=0;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();else for(counter=0;counter1000;counter+)/右边发射 RightLaunch=1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();RightLaunch=0;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();第十四讲 红外线导航void Forward(void)/

12、向前行走子程序 P1_1=1;delay_nus(1700);P1_1=0;P1_0=1;delay_nus(1300);P1_0=0;delay_nms(20);void Left_Turn(void)/左转子程序 int i;for(i=1;i=26;i+)P1_1=1;delay_nus(1300);P1_1=0;P1_0=1;delay_nus(1300);P1_0=0;delay_nms(20);第十四讲 红外线导航void Right_Turn(void)/右转子程序 int i;for(i=1;i=26;i+)P1_1=1;delay_nus(1700);P1_1=0;P1_0=

13、1;delay_nus(1700);P1_0=0;delay_nms(20);void Backward(void)/向后行走子程序 int i;for(i=1;i=65;i+)P1_1=1;delay_nus(1300);P1_1=0;P1_0=1;delay_nus(1700);P1_0=0;delay_nms(20);第十四讲 红外线导航int main(void)bit irDetectLeft,irDetectRight;int i,counter;while(1)IRLaunch(R);irDetectRight=RightIR;/右边接收 IRLaunch(L);irDetect

14、Left=LeftIR;/左边接收 第十四讲 红外线导航if(irDetectLeft=0)&(irDetectRight=0)/两边同时接收到红外线 Backward();Left_Turn();Left_Turn();else if(irDetectLeft=0)/只有左边接收到红外线 Backward();Right_Turn();else if(irDetectRight=0)/只有右边接收到红外线 Backward();Left_Turn();else Forward();第十四讲 红外线导航在每个脉冲之间采样以避免碰撞这个程序使用稍微不同的方法来使用驱动脉冲。除了两个存储IR检测器

15、输出的状态以外，它还使用两个16位的无符号数变量来设置发送的脉冲持续时间。bit irDetectLeft;bit irDetectRight;pulseLeft;pulseRight;在while循环中，发送 38.5 kHz的IR信号给每个IR LED。当1 ms脉冲被发送后，变量立即存储IR检测器的输出状态。这是很有必要的，因为如果你等待的时间太长，无论是否发现物体，将返回没有探测到物体的状态0。第十四讲 红外线导航在ifelse语句中，程序不是发送脉冲或调用导航程序而是设置发送的脉冲持续时间。if(irDetectLeft=0)&(irDetectRight=0)pulseLeft=1

16、300;pulseRight=1700;else if(irDetectLeft=0)pulseLeft=1700;pulseRight=1700;else if(irDetectRight=0)pulseLeft=1300;pulseRight=1300;else pulseLeft=1700;pulseRight=1300;第十四讲 红外线导航在重复while循环之前，要做的最后一件事是发送脉冲给伺服电机。P1_1=1;delay_nus(pulseLeft);P1_1=0;P1_0=1;delay_nus(pulseRight);P1_0=0;delay_nms(20);第十四讲 红外线导航l作业：作业：编制避障程序编制避障程序