我會通過本系列文章，詳細介紹如何從零開始用51單片機去實現智能小車的控制，在本系列的上一篇文章中介紹瞭如何讓小車動起來，本文作爲本系列的第二篇文章，主要介紹讓小車實現自動避障所涉及的一些傳感器，如超聲波模塊、漫反射光電管、4路紅外尋跡避障傳感器的介紹及使用。
對於熟悉這些模塊的讀者，可跳過此篇文章，直接閱讀本系列的下一篇文章
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詳細介紹如何從零開始製作51單片機控制的智能小車（一）———讓小車動起來
詳細介紹如何從零開始製作51單片機控制的智能小車（二）———超聲波模塊、漫反射光電管、4路紅外傳感器的介紹和使用
詳細介紹如何從零開始製作51單片機控制的智能小車（三）———用超聲波模塊和漫反射光電傳感器實現小車的自動避障
詳細介紹如何從零開始製作51單片機控制的智能小車（四）———通過藍牙模塊實現數據傳輸以及通過手機藍牙實現對小車運動狀態的控制
詳細介紹如何從零開始製作51單片機控制的智能小車（五）———對本系列第四篇文章介紹的手機藍牙遙控加減速異常的錯誤的介紹及糾正
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一、4路紅外尋跡避障傳感器模塊
1、線路連接
傳感器與控制板之間的連接很簡單，每個傳感器與控制板都有3根線相接，即一根VCC，一根GND，還有一根信號線，傳感器和控制板上都有白色標識，連線很方便，稍微細心一下就行，別把VCC和GND接反了就行（接反了，一通電傳感器可能就燒壞了，我燒過…），控制板與單片機之間的連接，有6根線，一根VCC，一根GND，4根信號線，接法如下：DO1— 第1路TTL電平輸出，接在單片機選定的管腳上，如P10，D02—第2路TTL電 平輸出，接在單片機選定的管腳上，如P11，DO3—第3路TTL電 平輸出，接在單片機選定的管腳上，如P12，DO4—第4路TTL電平輸出，接在單片機選定的管腳上，如P13，GND— 接單片機的GND管腳，VCC— 接單片機的5V管腳
2、工作原理
每1路的傳感器的紅外發射管不斷髮射紅外線，當發射出的紅外線沒有被反射回來或被反射回來但強度不夠大時，紅外接收管一直處於關斷狀態，此時模塊的TTL輸出端爲高電平，相應指示二極管一直處於熄滅狀態;當被檢測物體出現在檢測範圍內時，紅外線被反射回來且強度足夠大，紅外接收管導通，此時模塊的TTL輸出端爲低電平，指示二極管被點亮。
簡單點說，當傳感器檢測到障礙物時，對應的TTL輸出低電平，比如第一路傳感器信號線連接在單片機的P10口，當第一路傳感器檢測到障礙物時，單片機P10口就爲低電平，也就是說通過讀取傳感器信號線連接的單片機I/O口的高低電平，就可以知道傳感器前方有沒有障礙物。
3、檢測距離的調節
當模塊檢測到前方障礙物信號時，電路板上紅色指示燈點亮電平，同時oUT端口持續輸出低電平信號，也就是說，我們可以通過在傳感器前面一定距離放置障礙物，通過觀察電路板上的指示燈的亮滅，來調節檢測距離，檢測距離可以通過電位器進行調節，順時針調電位器，檢測距離增加;逆時針調電位器，檢測距離減少，官方介紹該模塊檢測距離2~30cm，但是根據我的實測在20cm以上時，隨着距離的增加會趨向不穩定，尤其是在30cm附近，車處於運動狀態時可能會由於車的震動從而使傳感器始終處於檢測到障礙物狀態，所以檢測距離一般調節在20幾釐米左右較好。
4、注意事項
（1）使用本模塊時候，避免探頭陽光直射。光線對模塊有干擾作用。也就是說本模塊受陽光干擾嚴重，在室外傳感器大概率不能正常工作，當然可以採取一定的防護措施，但是效果有限，這也是本次我不採用這種傳感器的原因
（2）靈敏度調節不應過高，過高的靈敏度可能引起誤觸發。
（3）在臨界值時，會出現ED微亮，這種情況是未觸發狀態。此時輸出爲高電平。
二、漫反射式傳感器
1、線路連接
對於我使用的這個是NPN型常開漫反射傳感器，每個傳感器有三根線，棕色的線接正極，雖然產品介紹是6v到36v的輸入電壓，我接到單片機上的5v管腳上，測試傳感器是可以正常工作的，藍色的線接單片機的負極（GND），黑色的線是信號線，接單片機的I/O口
2、關於漫反射式傳感器的簡單介紹
光電開關是一種具有開關量輸出的位移傳感器，輸出有NPN、PNP、常開、常閉及繼電器等，可檢測金屬(如鋼、鐵、銅)、塑料、玻璃、木頭、水、紙、磁鐵等透明和不透明物體，可與PLC、伺服控制器、變頻器、計算器、控制器相連接達到自動輸入信號的目的，廣泛應用於機械、紡織、輕工造紙、印刷、包裝等行業。
光電開關屬於無接觸測量傳感器，其檢測距離範圍比較寬，在計數、測距和行程控制等許多測控系統中得到廣泛應用。反射式光電開關又分爲漫反射和鏡反射式光電開關
3、工作原理
漫反射光電開關是一種集發射器和接收器於一體的傳感器，當有被檢測物體經過時，將光電開關發射器發射的足夠量的光線反射到接收器，於是光電開關就產生了開關信號。當被檢測物體的表面光亮或其反光率極高時，漫反射式的光電開關是首選的檢測模式。
簡單點說，就本文介紹的NPN型常開漫反射光電傳感器，當檢測到障礙物時，與黑線連接的單片機I/O口被置低電平0，也就是說通過讀取該I/O口的電平高低，就可以知道傳感器前方有沒有障礙物
4、檢測距離的調節
順時針調節電位器檢測距離變遠，逆時針調節檢測距離變近，當我用手充當障礙物時，在20cm處可正常工作，最終檢測距離我調節在了17cm。
三、超聲波模塊
1、線路連接
我使用的這種HC-SR04型號的超聲波傳感器需要4根線，VCC接單片機的5v接口（該傳感器工作電壓爲5v），Trig (控制端)接單片機的I/O口（跟程序定義的管腳相同就行），是超聲波傳感器的控制管腳，Echo (接收端)接單片機的I/O口（跟程序定義的管腳相同就行），是超聲波傳感器的接收管腳、GND接單片機的GND。
2、工作原理
（1）採用(I/O口觸發測距、給至少10us的高電平信號)
（2）模塊自動發送8個40khz的方波、自動檢測是否有信號返回
（3）有信號返回、通過I0輸出一高電平、高電平持續的時間就是超聲波從發射到返回的時間、測試距離=(高電平時間*聲速(340M/s)/2)
詳細點說，它是怎麼工作的呢，首先我們需要讓超聲波模塊Trig 管腳所接的單片機I/O口置爲高電平，而且需要持續10us以上，這時超聲波模塊就會自動發出8個40khz的方波、自動檢測是否有信號返回，也就是檢測前方有沒有障礙物，若有障礙物則通過Echo所接的單片機I/O口將信號返回，該I/O被置爲高電平1，通過測量高電平持續的時間，也可以通過公式：測試距離=(高電平時間*聲速(340M/s)/2)，計算出障礙物距傳感器的距離，這個公式很容易理解吧，距離=時間X速度，除以2是因爲，超聲波測距測得是一個來回的距離，也就是真實距離的兩倍，所以要除以2。
跟前面兩種傳感器不同，前面兩種傳感器使用起來很簡單，只需要檢測傳感器信號線電平的高低就可以知道有沒有障礙物，傳感器呢 只需要接到單片機上，在程序上只需要定義個I/O口就行了，所以他們的工作原理不理解，也可以正常的使用，但是超聲波模塊不同，如果上面的工作原理不理解，或超聲波模塊工作的的過程不理解，就很難去寫或者修改超聲波模塊的程序。所以一定要理解上面的步驟，至於如何去寫超聲波測距的程序，我會在本系列下一篇博文：“詳細介紹如何從零開始製作51單片機控制的智能小車（三）———用超聲波模塊和漫反射光電傳感器實現小車的自動避障”中介紹，當然我會把超聲波模塊的一些參考例程，和相關資料放在本文附件裏，需要者自取，大家可以先自己看一下。
3、檢測距離的調節
與前兩種傳感器不同，超聲波模塊沒有調節距離的電位器，不能通過硬件調節檢測距離，需要通過程序調節，我將會在本系列下一篇文章中介紹如何寫超聲波測距程序時介紹如何調節檢測距離，值得一說的是超聲波模塊的檢測距離比前面兩種傳感器遠得多，比如本文介紹的這種檢測距離可達450cm，即4.5米，有些型號可達7m 、15m 而且檢測精度很高誤差在3mm 1mm 甚至更小，所以說超聲波模塊還是有很多優勢的。
4、注意事項
模塊應先插好在電路板.上再通電、避免產生高電平的誤動作，如果產生了、從新通電方可解決。
本文到這裏就結束了，超聲波模塊的資料我會放在附件裏，需要者自取，我放的時候都是免費的，但是過段時間它會自己漲…需要的在評論區留言我可以直接發給你，歡迎大家繼續閱讀本系列的後續文章“詳細介紹如何從零開始製作51單片機控制的智能小車（三）———用超聲波模塊和漫反射光電傳感器實現小車的自動避障”
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