嵌入式实验智能小车避障+上位机手柄控制.docx

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嵌入式实验智能小车避障+上位机手柄控制

嵌入式实验报告

小车避障+上位机

李晨，颜文杰

2012/6/7

一、小车的功能及部件

小车能够实现的主要功能有自动避障和上位机两个方面。

避障主要是依靠传感器检测小车与前方的距离，然后根据算法的程序，自动选择最近的方式避障。

上位机则是依靠电脑与小车通过无线串口相连，利用游戏手柄控制上位机的指令对小车进行前进、后退、左转、右转、加速等控制，从而实现用手柄对小车的无线遥控。

传感器的分布直接的影响到了小车的自动避障功能，因此，为达到最优的效果，将传感器如下图的分布：

前面两个用来判断小车与障碍物所成的角度，左右两边用来使小车与边界有一定的距离。

为实现上位机的无线遥控功能，将小车加上无线模块与游戏手柄。

二、小车功能的实现

小车的功能已经在上部分说明了，但是为实现两者功能的转化，我们采用了使用上位机发送指令从而改变小车工作模式的方法。

下图为上位机工作界面：

由上图可知，小车与电脑通过无线模块相连时，通过点选按钮“控制”和“自动避障”，可以使小车实现两种功能的切换。

具体实现如下：

通过串口中断，在计算机发送指令时改变flag_mode_choice的值，改变主程序中运行的不同模块，从而改变功能。

while

（1）{

while（flag_mode_choice==0）

{

ADC_Ch0_Res=ADC_RegularConvertedValueTab[0]-ADC_Calibration_DR;

ADC_Ch1_Res=ADC_RegularConvertedValueTab[1]-ADC_Calibration_DR;

ADC_Ch2_Res=ADC_RegularConvertedValueTab[2]-ADC_Calibration_DR;

ADC_Ch3_Res=ADC_RegularConvertedValueTab[3]-ADC_Calibration_DR;

if（RxBuffer[1]==0xCC）now_speed=100;

Forward_Cmd（）;

if（ADC_Ch3_Res<0x520）Turn_Right（）;

elseif（ADC_Ch0_Res<0x520）Turn_Left（）;

if（ADC_Ch2_Res<0x520||ADC_Ch1_Res<0x520）

{

if（ADC_Ch2_Res

Turn_Right（）;

elseif（ADC_Ch2_Res>ADC_Ch1_Res）

Turn_Left（）;

if（ADC_Ch2_Res<0xAA&&ADC_Ch1_Res<0xAA）

Backward_Cmd（）;

}

Delay（0XAFFFF）;

}

while（flag_mode_choice==1）{

if（RxBuffer[1]==0x11）

Forward_Cmd（）;

elseif（RxBuffer[1]==0xCC）

{now_speed=100;Forward_Cmd（）;}

elseif（RxBuffer[1]==0x22）

Backward_Cmd（）;

elseif（RxBuffer[1]==0x1A）

Forward_Accelerate_Cmd（）;

elseif（RxBuffer[1]==0x1B）

Forwar_non_Accelerate_Cmd（）;

elseif（RxBuffer[1]==0x33）

Turn_Right（）;

elseif（RxBuffer[1]==0x44）

Turn_Left（）;

elseBreak_Cmd（）;

}

}

利用以下的串口中断实现功能转换：

externu8RxBuffer[6];

externintflag_mode_choice;

voidUSART1_IRQHandler（void）

{

if（USART_GetITStatus（USART1,USART_IT_RXNE）!

=RESET）

{

USART_ITConfig（USART1,USART_IT_RXNE,DISABLE）;

/*Readonebytefromthereceivedataregister*/

while（!

USART_GetFlagStatus（USART1,USART_FLAG_RXNE））;

RxBuffer[0]=USART_ReceiveData（USART1）;

while（!

USART_GetFlagStatus（USART1,USART_FLAG_RXNE））;

RxBuffer[1]=USART_ReceiveData（USART1）;

if（RxBuffer[0]==0xEA）

flag_mode_choice=0;

if（RxBuffer[0]==0xEB）

flag_mode_choice=1;

/*CleartheUSART1Receiveinterrupt*/

USART_ClearITPendingBit（USART1,USART_IT_RXNE）;

USART_ITConfig（USART1,USART_IT_RXNE,ENABLE）;

}

}

1.避障功能的实现

为实现小车的避障功能，使小车前面两个传感器的值相比较，若其中一个大于另一个，则向偏大的方向转弯，反之亦然。

程序实现如下：

ADC_Ch0_Res=ADC_RegularConvertedValueTab[0]-ADC_Calibration_DR;

ADC_Ch1_Res=ADC_RegularConvertedValueTab[1]-ADC_Calibration_DR;

ADC_Ch2_Res=ADC_RegularConvertedValueTab[2]-ADC_Calibration_DR;

ADC_Ch3_Res=ADC_RegularConvertedValueTab[3]-ADC_Calibration_DR;

if（RxBuffer[1]==0xCC）now_speed=100;

Forward_Cmd（）;

if（ADC_Ch3_Res<0x520）Turn_Right（）;

elseif（ADC_Ch0_Res<0x520）Turn_Left（）;

if（ADC_Ch2_Res<0x520||ADC_Ch1_Res<0x520）

{

if（ADC_Ch2_Res

Turn_Right（）;

elseif（ADC_Ch2_Res>ADC_Ch1_Res）

Turn_Left（）;

if（ADC_Ch2_Res<0xAA&&ADC_Ch1_Res<0xAA）

Backward_Cmd（）;

2.上位机功能实现

上位机的界面是由VisualC++6.0中的MFC编写的。

其中有打开串口，发送显示，接受显示等功能，也可实现小车的功能切换，可以直接支持游戏手柄的控制。

使用无线的控制时，波特率为9600，按钮的代码段如下所示：

//避障模式

voidCSerialPortTestDlg:

:

OnButtonSend（）

{

Buf[0]=0xEA;

Buf[1]=0xAA;

//Buf[2]=0xAA;

//TODO:

Addyourcontrolnotificationhandlercodehere

if（!

m_bSerialPortOpened）return;//检查串口是否打开

//UpdateData（TRUE）;//读入编辑框中的数据

m_strEditSendMsg=（CString）Buf;

m_SerialPort.WriteToPort（（LPCTSTR）m_strEditSendMsg）;//发送数据

}

voidCSerialPortTestDlg:

:

OnChangeEditSendmsg（）

{

//TODO:

IfthisisaRICHEDITcontrol,thecontrolwillnot

//sendthisnotificationunlessyouoverridetheCDialog:

:

OnInitDialog（）

//functionandcallCRichEditCtrl（）.SetEventMask（）

//withtheENM_CHANGEflagORedintothemask.

//TODO:

Addyourcontrolnotificationhandlercodehere

}

//上位机控制模式

voidCSerialPortTestDlg:

:

OnButtonSend2（）

{

Buf[0]=0xEB;

Buf[1]=0xAA;

//Buf[2]=0xAA;

//Buf[3]=0xAA;

//TODO:

Addyourcontrolnotificationhandlercodehere

if（!

m_bSerialPortOpened）return;//检查串口是否打开

//UpdateData（TRUE）;//读入编辑框中的数据

m_strEditSendMsg=（CString）Buf;

m_SerialPort.WriteToPort（（LPCTSTR）m_strEditSendMsg）;

}

//前进//

voidCSerialPortTestDlg:

:

OnButtonSend6（）

{

Buf[0]=0xEB;

Buf[1]=0x11;

//Buf[2]=0xAA;Buf[3]=0xAA;

//TODO:

Addyourcontrolnotificationhandlercodehere

if（!

m_bSerialPortOpened）return;//检查串口是否打开

//UpdateData（TRUE）;//读入编辑框中的数据

m_strEditSendMsg=（CString）Buf;

m_SerialPort.WriteToPort（（LPCTSTR）m_strEditSendMsg）;

}

//后退

voidCSerialPortTestDlg:

:

OnButtonSend4（）

{

Buf[0]=0xEB;

Buf[1]=0x22;

//Buf[2]=0xAA;Buf[3]=0xAA;

//TODO:

Addyourcontrolnotificationhandlercodehere

if（!

m_bSerialPortOpened）return;//检查串口是否打开

//UpdateData（TRUE）;//读入编辑框中的数据

m_strEditSendMsg=（CString）Buf;

m_SerialPort.WriteToPort（（LPCTSTR）m_strEditSendMsg）;

}

//左转

voidCSerialPortTestDlg:

:

OnButtonSend3（）

{

Buf[0]=0xEB;

Buf[1]=0x33;

//Buf[2]=0xAA;Buf[3]=0xAA;

//TODO:

Addyourcontrolnotificationhandlercodehere

if（!

m_bSerialPortOpened）return;//检查串口是否打开

//UpdateData（TRUE）;//读入编辑框中的数据

m_strEditSendMsg=（CString）Buf;

m_SerialPort.WriteToPort（（LPCTSTR）m_strEditSendMsg）;

}

//右转

voidCSerialPortTestDlg:

:

OnButtonSend5（）

{

Buf[0]=0xEB;

Buf[1]=0x44;

//Buf[2]=0xAA;Buf[3]=0xAA;

//TODO:

Addyourcontrolnotificationhandlercodehere

if（!

m_bSerialPortOpened）return;//检查串口是否打开

//UpdateData（TRUE）;//读入编辑框中的数据

m_strEditSendMsg=（CString）Buf;

m_SerialPort.WriteToPort（（LPCTSTR）m_strEditSendMsg）;

}

//手柄控制

LRESULTCSerialPortTestDlg:

:

WindowProc（UINTmessage,WPARAMwParam,LPARAMlParam）

{

//TODO:

Addyourspecializedcodehereand/orcallthebaseclass

joyx=LOWORD（lParam）/2048;

joyy=HIWORD（lParam）/2048;

//WORDjoyx,joyy;

if（（Buf[0]==0xEB）&&（Buf[1]==0x44）&&（joyx<=20&&joyx>=12））{

Buf[0]=0xEB;Buf[1]=0x11;

m_strEditSendMsg=（CString）Buf;

m_SerialPort.WriteToPort（（LPCTSTR）m_strEditSendMsg）;

//Sleep（TIMEDELAY）;

}elseif（（Buf[0]==0xEB）&&（Buf[1]==0x33）&&（joyx<=20&&joyx>=12））{

Buf[0]=0xEB;Buf[1]=0x11;

m_strEditSendMsg=（CString）Buf;

m_SerialPort.WriteToPort（（LPCTSTR）m_strEditSendMsg）;

}elseif（（Buf[0]==0xEB）&&（Buf[1]==0x22）&&（joyy<=25&&joyy>=12））{

Buf[0]=0xEB;Buf[1]=0x11;

m_strEditSendMsg=（CString）Buf;

m_SerialPort.WriteToPort（（LPCTSTR）m_strEditSendMsg）;

}

if（message==MM_JOY1MOVE）

{

joyx=LOWORD（lParam）/2048;

joyy=HIWORD（lParam）/2048;//如果游戏杆在中心位置的左边,移动光标到左边。

反之亦然

if（joyx<=12）

{

//SetDlgItemText（IDC_STATIC1,"左转"）;

Buf[0]=0xEB;Buf[1]=0x44;

//if（!

m_bSerialPortOpened）return;//检查串口是否打开

m_strEditSendMsg=（CString）Buf;

m_SerialPort.WriteToPort（（LPCTSTR）m_strEditSendMsg）;

Sleep（TIMEDELAY）;

}elseif（joyx>=20）

{

Sleep（5）;

//SetDlgItemText（IDC_STATIC1,"右转"）;

Buf[0]=0xEB;Buf[1]=0x33;

//if（!

m_bSerialPortOpened）return;//检查串口是否打开

m_strEditSendMsg=（CString）Buf;

m_SerialPort.WriteToPort（（LPCTSTR）m_strEditSendMsg）;

Sleep（TIMEDELAY）;

}elseif（joyy<=12）//如果游戏杆在中心位置的下边,移动光标到下边。

反之亦然

{

//SetDlgItemText（IDC_STATIC1,"快速前进"）;

Buf[0]=0xEB;Buf[1]=0x11;

//if（!

m_bSerialPortOpened）return;//检查串口是否打开

m_strEditSendMsg=（CString）Buf;

m_SerialPort.WriteToPort（（LPCTSTR）m_strEditSendMsg）;

Sleep（TIMEDELAY）;

}

elseif（joyy>=25）

{

//SetDlgItemText（IDC_STATIC1,"后退"）;

Buf[0]=0xEB;Buf[1]=0x22;

//if（!

m_bSerialPortOpened）return;//检查串口是否打开

m_strEditSendMsg=（CString）Buf;

m_SerialPort.WriteToPort（（LPCTSTR）m_strEditSendMsg）;

Sleep（TIMEDELAY）;

}if（wParam&JOY_BUTTON1）

{

Sleep（5）;

//SetDlgItemText（IDC_STATIC1,"1"）;//前进

Buf[0]=0xEA;Buf[1]=0xAA;

//if（!

m_bSerialPortOpened）return;//检查串口是否打开

m_strEditSendMsg=（CString）Buf;

m_SerialPort.WriteToPort（（LPCTSTR）m_strEditSendMsg）;

Sleep（TIMEDELAY）;

}elseif（wParam&JOY_BUTTON2）

{

Sleep（5）;

//SetDlgItemText（IDC_STATIC1,"2"）;//后退

}elseif（wParam&JOY_BUTTON3）

{

Sleep（5）;

//SetDlgItemText（IDC_STATIC1,"3"）;

Buf[0]=0xEB;

Buf[1]=0xAA;

//TODO:

Addyourcontrolnotificationhandlercodehere

//if（!

m_bSerialPortOpened）return;//检查串口是否打开

//UpdateData（TRUE）;//读入编辑框中的数据

m_strEditSendMsg=（CString）Buf;

m_SerialPort.WriteToPort（（LPCTSTR）m_strEditSendMsg）;

Sleep（TIMEDELAY）;

}

elseif（wParam&JOY_BUTTON4）

{

Sleep（5）;

//SetDlgItemText（IDC_STATIC1,"4"）;

}

elseif（wParam&JOY_BUTTON1CHG）

{

//SetDlgItemText（IDC_STATIC1,"select"）;//标准避障模式

Buf[0]=0xEA;Buf[1]=0xCC;

//if（!

m_bSerialPortOpened）return;//检查串口是否打开

m_strEditSendMsg=（CString）Buf;

m_SerialPort.WriteToPort（（LPCTSTR）m_strEditSendMsg）;

Sleep（TIMEDELAY）;

}elseif（wParam&JOY_BUTTON2CHG）

{

//SetDlgItemText（IDC_STATIC1,"start"）;//标准上位机控制模式

Buf[0]=0xEB;Buf[1]=0xCC;

//if（!

m_bSerialPortOpened）return;//检查串口是否打开

m_strEditSendMsg=（CString）Buf;

m_SerialPort.WriteToPort（（LPCTSTR）m_strEditSendMsg）;

Sleep（TIMEDELAY）;

}elseif（wParam&JOY_BUTTON5）

{

//SetDlgItemText（IDC_STATIC1,"5"）;

}

elseif（wParam&JOY_BUTTON6）

{

//SetDlgItemText（IDC_STATIC1,"6"）;

}elseif（wParam&JOY_BUTTON7）//select

{

//SetDlgItemText（IDC_STATIC1,"7"）;

Buf[0]=0xEB;Buf[1]=0x1A;

//if（!

m_bSerialPortOpened）return;//检查串口是否打开

m_strEditSendMsg=（CString）Buf;

m_SerialPort.WriteToPort（（LPCTSTR）m_strEditSendMsg）;

Sleep（TIMEDELAY）;

}elseif（wParam&JOY_BUTTON8）//select

{

//SetDlgItemText（IDC_STATIC1,"8"）;

Buf[0]=0xEB;Buf[1]=0x1B;

//if（!

m_bSerialPortOpened）return;//检查串口是否打开

m_strEditSendMsg=（CString）Buf;

m_SerialPort.WriteToPort（（LPCTSTR）m_strEditSendMsg）;

Sleep（TIMEDELAY）;

}

}

returnCDialog:

:

WindowProc（message,wParam,lParam）;

}