障碍物方位检测实验

障碍物方位检测实验

一、实验目的
小车在运动中要成功避开障碍物，除了要检测是否有障碍物外，还需要判断障碍物的
方位，以便小车做出正确的避让动作。本实验要求利用两个红外传感器检测并判断小车正
面的障碍物方位，并显示。通过实验应掌握以下知识点：
1．多组传感器的安装方法。
2．复习传感器的使用，及传感器状态检测。
3．掌握根据传感器的状态进行逻辑判断的方法。
二、实验预备知识
1．多组红外模块的安装
要保证小车在前进运动中正确地避开障碍物，至少需要两组红外传感器来探测障碍物
是在左面还是右面，并且两组传感器还要能探测到小车正前方的障碍物。为达到此要求，
传感器的使用方案如下：
在小车的正中向前的方向安装红外接收模块，在小车前面朝左右方向各安装一个发射
模块。安装时要注意调整安装位置，既要确保反射回来的红外线能被接收到，又要调整好
方位。安装示意图如下：

图3-7 红外传感器安装示意图
如果两个发射模块同时发射，则接收模块将无法区分所接收到的信号来自何方。两个
发射模块采用时分复用的方法就可以解决这个问题，即：左、右发射模块交替工作，只要
使二者交替的速度非常快，就可以保证检测的正确性。交替工作的流程如图3-8 所示
2．逻辑判断方法
当小车左面有障碍物时，接收模块接收到左发射模块的信号。当小车右面有障碍时，接收模块接收到右发射模块的信号。当接收模块收到两个发射模块的信号时，说明小车的
前面有障碍。其关系可以用表3-3 来表示。

图3-8 红外模块交替工作流程
表3-3 障碍检测与障碍方位的关系
传感器检测的状态
L R
障碍物方位情况
0 0 无障碍物
0 1 右面有障碍物
1 0 左面有障碍物
1 1 前面有障碍物
注：L 为“1”表示接收模块接收到左面的反射信号，为“0”表示没有接收到反射信号
R 为“1”表示接收模块接收到右面的反射信号，为“0”表示没有接收到反射信号
程序中除了要对是否有障碍进行判断外，还要对障碍的方位做出准确的判断才能指挥
小车做出正确的避让。判断方法如下：
先选择两个标志位，用于表示左、右是否有障碍，有障碍置“1”，无障碍置“0”。两
个标志位最好选择同一字节的相邻的两个位，便于逻辑判断。例如：选择00H、01H 两个
位作为左右是否有障碍的标志，逻辑判断程序如下：
……
LOOP：MOV 20H ，#00H
…… ；左面是否有障碍判断程序。
SETB 00H ；左面有障碍，00H 置“1”。
…… ；右面是否有障碍判断程序。
SETB 01H ；右面有障碍，00H 置“1”。
MOV A ，20H ；把检测结果送累加器。
ANL A ，#0FCH ；去除高六位。
CJNE A ，#00H，RESULT1 ；判断结果是否为“0”。
MOV P0 ，# ；等于0，说明无障碍，显示“0”。
SJMP LOOP
RESULT1： CJNE A，#01H ，RESULT2 ；判断结果是否为“1”。

MOV P0 ，# ；等于01H，说明左面有障碍，显示“L”。
SJMP LOOP
RESULT2：CJNE A，#02H ，RESULT3 ；判断结果是否为“2”。
MOV P0 ，# ；等于02H，说明右面有障碍，显示“r”。
SJMP LOOP
RESULT3：MOV P0 ，# ；等于03H，说明前面有障碍，显示“A”。
SJMP LOOP
……
思考：程序中用00H 位和01H 位来代表左、右面是否有障碍，为什么后来是通过判断
20H 单元的值来判断障碍位置的？
三、实验内容
1．正确安装红外传感器和按键显示模块。
2．利用实验六的程序并参照以上程序示例，编写程序实现以下功能：
① 当小车前面有障碍时，显示“0”。
② 当小车左面有障碍时，显示“L”。
③ 当小车右面有障碍时，显示“r”。
④ 没有检测到障碍时，显示“A”。
四、扩展内容
1．修改实验程序，在检测到障碍时小车不显示提示字符，而让小车左出避让动作。
具体要求如下：
①当小车前面有障碍时，小车后退。
②当小车左面有障碍时，小车右转。
③当小车右面有障碍时，小车左转。
④没有检测到障碍时，小车前进。
在做这部分实验内容时，应先把小车车轮架空，防止冲出桌面。
2．用另外一种逻辑判断方法重新编写程序。
五、思考题
1．在前面的例子程序中，为什么20H 的内容为02H 时就能够说明小车右面有障碍物？
2．如果要使两个红外发射模块同时工作，应采用什么办法？
3．要保证小车在前进、后退、左转、右转等运动中都能成功避开障碍，应怎样安装
传感器？需要多少传感器？