51单片机通过PID超声波测距实现两轮小车靠墙行驶代码
时间: 2023-10-29 13:06:06 浏览: 38
以下是一个基于51单片机的PID超声波测距控制两轮小车靠墙行驶的简单代码示例:
```c
#include <reg52.h>
#define TRIG P1_0 // 超声波探头控制引脚
#define ECHO P1_1 // 超声波探头接收引脚
#define ENA P1_2 // 左电机PWM控制引脚
#define IN1 P1_3 // 左电机正转控制引脚
#define IN2 P1_4 // 左电机反转控制引脚
#define ENB P1_5 // 右电机PWM控制引脚
#define IN3 P1_6 // 右电机正转控制引脚
#define IN4 P1_7 // 右电机反转控制引脚
// PID参数
float Kp = 0.5, Ki = 0.1, Kd = 0.3;
float error = 0, last_error = 0, integral = 0, derivative = 0;
int set_distance = 20; // 设定距离
// 超声波模块初始化
void UltrasonicInit()
{
TRIG = 0;
ECHO = 0;
}
// 超声波模块发出脉冲
void UltrasonicTrigger()
{
TRIG = 1;
delay_us(10);
TRIG = 0;
}
// 超声波模块等待接收返回的脉冲,并计算距离
int UltrasonicDistance()
{
int distance = 0;
while (ECHO == 0); // 等待高电平
TR0 = 1; // 打开计数器0
while (ECHO == 1); // 等待低电平
TR0 = 0; // 关闭计数器0
distance = TH0 * 256 + TL0; // 计算距离
distance = distance / 58; // 将计数值转换为厘米
return distance;
}
// 左电机前进
void LeftForward(int speed)
{
IN1 = 1;
IN2 = 0;
ENA = speed;
}
// 左电机后退
void LeftBackward(int speed)
{
IN1 = 0;
IN2 = 1;
ENA = speed;
}
// 右电机前进
void RightForward(int speed)
{
IN3 = 1;
IN4 = 0;
ENB = speed;
}
// 右电机后退
void RightBackward(int speed)
{
IN3 = 0;
IN4 = 1;
ENB = speed;
}
// 两轮小车前进
void CarForward(int speed)
{
LeftForward(speed);
RightForward(speed);
}
// 两轮小车后退
void CarBackward(int speed)
{
LeftBackward(speed);
RightBackward(speed);
}
// 两轮小车左转
void CarTurnLeft(int speed)
{
LeftBackward(speed);
RightForward(speed);
}
// 两轮小车右转
void CarTurnRight(int speed)
{
LeftForward(speed);
RightBackward(speed);
}
// 两轮小车停止
void CarStop()
{
LeftForward(0);
RightForward(0);
}
// PID控制
void PIDControl()
{
int distance = UltrasonicDistance();
error = set_distance - distance;
integral += error;
derivative = error - last_error;
float pid_value = Kp * error + Ki * integral + Kd * derivative;
last_error = error;
int speed = (int)pid_value;
if (speed > 255) speed = 255;
if (speed < -255) speed = -255;
if (error > 0) {
LeftForward(speed);
RightForward(speed - 20);
} else {
RightForward(speed);
LeftForward(speed - 20);
}
}
void main()
{
UltrasonicInit();
TMOD = 0x01; // 计数器0工作在16位自动重装模式
TH0 = 0;
TL0 = 0;
while (1) {
UltrasonicTrigger();
PIDControl();
delay_ms(50); // 控制周期为50ms
}
}
```
这段代码实现了通过超声波测距和PID控制算法控制两轮小车向墙壁靠近,具体实现过程为:首先通过超声波模块发出脉冲并等待接收返回的脉冲,根据计数器0的计数值计算出当前距离;然后根据设定距离和实际距离计算出PID控制器输出的PWM控制信号,控制左右轮电机的转速,使小车向墙壁靠近。
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