LẬP TRÌNH ROBOT TỰ ĐỘNG ĐƠN GIẢN VỚI VI ĐIỀU KHIỂN PIC16F877A docx

Lập trình Robot tự động đơn giản với PIC16F877A Biên soạn: EM-BOT Robot Team
© (Feb 2010) DEMO VERSION
Trang 1/14
LẬP TRÌNH ROBOT TỰ ĐỘNG ĐƠN GIẢN
VỚI VI ĐIỀU KHIỂN PIC16F877A
Cao Hoàng Long, EM-BOT Robot Team
;
Khoa Công nghệ, Đại học Cần Thơ
Tóm tắt
Tài liệu hướng dẫn lập trình cho robot tự động dò đường theo vạch trắng và điều khiển
các cơ cấu (nâng hạ, gắp nhả quà) một cách cơ bản nhất.Vi điều khiển được sử dụng
trong tài liệu là PIC16F877A của Microchip.Lập trình bằng ngôn ngữ C với trình biên
dịch CCS.
1 TÓM TẮT VỀ THIẾT KẾ ROBOT TỰ ĐỘNG
Robot tự động trong các cuộc thi Robocon gồm 3 thành phần chính: Cơ khí,
Mạch điện tử, Lập trình.
1.1 Cơ khí
Một robot đơn giản gồm 2 động cơ truyền động cho 2 bánh xe bên trái và bên
phải giúp robot di chuyển. Phía trước có thể là 1 hoặc 2 bánh tự do (bánh tự
lựa, omni, mắt trâu,…). Để thực hiện được các công việc như nâng hạ trục,
gắp nhả đẩy quá, robot được trang bị thêm các động cơ khác để truyền động
cho các cơ cấu này.
Tất cả các bộ phận trên được bố trí trên một khung bằng nhôm, sắt,…
Phần hướng dẫn chi tiết về thiết kế cơ khí sẽ được trình bày trong một tài
liệu khác. Tài liệu này chỉ tập trung vào phần lập trình.
Hình 1: Mô hình robot dò dường đơn giản
1.2 Mạch điện tử
Hình 2: Sơ đồ hoạt động của robot tự động
Lập trình Robot tự động đơn giản với PIC16F877A Biên soạn: EM-BOT Robot Team
© (Feb 2010) DEMO VERSION
Trang 2/14

1.2.1 Mạch ngõ vào (cảm biến, nút ấn, công tắc hành trình)
Với robot đơn giản, ngõ vào thường là mức logic lấy từ cảm biến quang
(quang trở, quang diode), nút ấn hoặc công tắc hành trình. Từ đó mạch vi
điều khiển xử lý các tín hiệu này để xuất ngõ ra (thường là động cơ DC) cho
phù hợp.
Cảm biến quang phải được che chắn cẩn thận để hạn chế ảnh hưởng từ các
nguồn ánh sáng bên ngoài.
C1
104
CTHT
SW2
BIT0
5V
R3
10K
Hình 3: Mạch cảm biến, nút ấn và công tắc hành trình
1.2.2 Mạch vi điều khiển
Mạch sử dụng vi điều khiển PIC16F877A của Microchip. Mạch nhận tín
hiệu từ ngõ vào, xử lý và xuất ngõ ra qua một mạch cách ly bằng opto ra
mạch công suất.
RA5
RA4
RC7
RC0
RA2
RA3
RA0
RA1
RB1
RB2

RB4
RB5
RB0
RB6
RB7
RB3
RE0
RE1
RC3
RC4
RE2
RC5
RC6
RD4
RD0
RD1
RD2
RD3
RD5
Y1
CRY STAL
PIC16F877A
RA0/AN0
2
RA1/AN1
3
RA2/AN2/VREF-/CVREF
4
RA3/AN3/VREF+
5

RA4/T0CKI/C1OUT
6
RA5/AN4/SS*/C2OUT
7
RB0/INT
33
RB1
34
RB2
35
RB3/PGM
36
RB4
37
RB5
38
RB6/PGC
39
RB7/PGD
40
RC0/T1OSO/T1CKI
15
RC1/T1OSI/CCP2
16
RC2/CCP1
17
RC3/SCK/SCL
18
RC4/SDI/SDA
23

RC5/SDO
24
RC6/TX/CK
25
RC7/RX/DT
26
RD0/PSP0
19
RD1/PSP1
20
RD2/PSP2
21
RD3/PSP3
22
RD4/PSP4
27
RD5/PSP5
28
RD6/PSP6
29
RD7/PSP7
30
OSC1/CLKIN
13
OSC2/CLKOUT
14
VDD
32
VDD
11

VSS
31
VSS
12
MCLR*/VPP
1
RE0/RD*/AN5
8
RE1/WR*/AN6
9
RE2/CS*/AN7
10
C5 30p
C6 30p
5V
RC1
RC2
RESET
MCU MODULE
RD6
RD7
Hình 4: Mạch vi điều khiển
1.2.3 Mạch công suất điều khiển động cơ DC
Một số mạch thông dụng:
D14
1N5819
D13
1N5819
24V
C2

104
MOTOR2
CON2
1
2
M2
IRF540
R12
330 2W
LS2
RELAY
3
2
4
6
7
5
1
8
P-DIR2
P-PWM2
Q5
B562
Q4
D468
D12
1N5819
12V
D3
QUANG TRO

D2
LED
R
1
330
R2
33K
VCC
VCC
-
+
U1A
LM324
3
2
1
R4
100K
CAMBIEN
1
Vạch trắng: mức 1
Nền: mức 0
Lập trình Robot tự động đơn giản với PIC16F877A Biên soạn: EM-BOT Robot Team
© (Feb 2010) DEMO VERSION
Trang 3/14
Hình 5: Mạch công suất sử dụng 1 FET và 1 relay
U3
IR 2184
COM
3

LO
4
VB
8
IN
1
VCC
5
SD
2
VS
6
HO
7
U4
IR2184
COM
3
LO
4
VB
8
IN
1
VCC
5
SD
2
VS
6

HO
7
+
C5
4.7u
+
C1
4.7u
C6
100n
C2
100n
D1
DIODE
R4 4.7R
R6
4.7R
R7
4.7R
R5
4.7R
D2
DIODE
+
C3
4.7u
C4
100n
12V
IN2

Q1
IRF540
Q3
IRF540
Q2
IRF540
Q4
IRF540
24V
C7
470n
+
C8
470u
J1
MOTOR
1
2C14
104
IN1
Hình 6: Mạch cầu H điều khiển động cơ với Half Bridge Driver IR2184
Phần hướng dẫn chi tiết về mạch điện tử sẽ được trình bày trong một tài
liệu khác. Tài liệu này chỉ tập trung vào phần lập trình.
Lập trình Robot tự động đơn giản với PIC16F877A Biên soạn: EM-BOT Robot Team
© (Feb 2010) DEMO VERSION
Trang 4/14
1.3 Lập trình
Đây là phần chính của tài liệu này. Ngôn ngữ lập trình được sử dụng là C, với
trình biên dịch CCS cho vi điều khiển PIC của Microchip.
Kiến thức ban đầu: Lập trình C căn bản

Các tài liệu tham khảo:
 Tài liệu CCS tiếng Việt: /> Hướng dẫn lập trình PIC-DKS: /> Giáo trình PIC (ĐH Reading): /> Lập trình C cho PIC 8bit: /> CCS Manual (tra cứu lệnh): />Đây là các tài liệu cần đọc qua trước khi vào lập trình cho PIC để có thể biết các
hàm nhận tín hiệu ngõ vào, xuất tín hiệu ngõ ra, ngắt, timer, counter, PWM,…
Các hàm quan trọng sẽ được nhắc lại ở phần 2.
2 LẬP TRÌNH CHO ROBOT TỰ ĐỘNG DÒ ĐƯỜNG ĐƠN GIẢN
Chương trình giúp robot chạy theo vạch trắng trên nền màu sậm.
2.1 Phần cứng
 8 cảm biến quang dò đường
 Mạch công suất điều khiển 2 động cơ
 Mạch vi điều khiển:
o PORTD: nối với tín hiệu ra của 8 cảm biến
o Động cơ trái:
 Chân C0: điều khiển chiều (DIR_LEFT)
 Chân C1: điều khiển cho phép chạy (EN_LEFT)
o Động cơ phải:
 Chân C3: điều khiển chiều (DIR_RIGHT)
 Chân C2: điều khiển cho phép chạy (EN_RIGHT)
(Các ngõ vào và ngõ ra có thế nối với bất cứ PORT và chân nào của vi điều khiển)
2.2 Nguyên tắc điều khiển
2.2.1 Điều khiển động cơ
Trạng thái
DIRECTION
ENABLE
Thuận
1
1
Ngược
0
1
Dừng

x
0
Tương tự đối với các động cơ điều khiển các cơ cấu.
2.2.2 Hướng di chuyển của robot
Trạng thái
Động cơ trái
Động cơ phải
Thẳng
Thuận
Thuận
Quay trái
Thuận
Ngược (Dừng)
Quay phải
Ngược (Dừng)
Thuận
Lập trình Robot tự động đơn giản với PIC16F877A Biên soạn: EM-BOT Robot Team
© (Feb 2010) DEMO VERSION
Trang 5/14
2.2.3 Xử lý tín hiệu cảm biến (xem hình vẽ)
Mục đích của việc dò đường là hướng cho robot đi theo 1 vạch thẳng màu trắng
trên một nền màu đậm (đen, xanh,…)
Cảm biến được đặt ở giữa robot.
o Khi cảm biến số 3,4 nằm trên vạch trắng (mức 1): robot chạy thẳng
o Khi robot lệch sang trái: quay phải để điều chỉnh robot về đúng vạch
o Khi robot lệch sang phải: quay trái để điều chỉnh robot về đúng vạch
7
6
5
4

3
2
1
0
Trạng thái cảm
biến
Giữa vạch
Lệch trái mức 1
Lệch trái mức 2
Lệch trái mức 3
Lệch trái mức 4
Ngoài vạch
Lệch phải mức 1
Lệch phải mức 2
Lệch phải mức 3
Lệch phải mức 4
Ngoài vạch
Hình 7: Các mức độ lệch ra khỏi vạch trắng của robot
2.3 Chương trình điều khiển
#include <16f877A.h>
#include <def_877A.h>
#fuses HS,NOWDT,NOPROTECT,NOLVP
#use delay(clock=20000000)
/* ĐỊNH NGHĨA CÁC CHÂN VÀ PORT */
#define DIR_LEFT RC0
#define EN_LEFT RC1
#define DIR_RIGHT RC3
#define EN_RIGHT RC2
0
0

0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
1
0
0
0
0
0
0
1
1
0

0
0
0
0
0
1
1
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
1
1
0
0
0
0
0
0
1
0
0
1
0

0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
1
1
0
1
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
Lập trình Robot tự động đơn giản với PIC16F877A Biên soạn: EM-BOT Robot Team
© (Feb 2010) DEMO VERSION
Trang 6/14
#define SENSOR PORTD

/* KHAI BÁO CÁC CHƯƠNG TRÌNH CON */
void motor_left_forward();
void motor_left_reverse();
void motor_left_stop();
void motor_right_forward();
void motor_right_reverse();
void motor_right_stop();
void forward();
void reverse();
void stop();
void turn_left();
void turn_right();
/* CÁC CHƯƠNG TRÌNH CON */
// Động cơ trái chạy thuận
void motor_left_forward()
{
DIR_LEFT=1; // chiều thuận
EN_LEFT=1; // cho phép chạy
}
// Động cơ trái chạy ngược
void motor_left_reverse()
{
DIR_LEFT=0; // chiều ngược
EN_LEFT=1; // cho phép chạy
}
// Động cơ trái dừng
void motor_left_stop()
{
EN_LEFT=0; // không cho phép chạy
}

// Động cơ phải chạy thuận
void motor_right_forward()
{
DIR_RIGHT=1;// chiều thuận
EN_RIGHT=1; // cho phép chạy
}
// Động cơ phải chạy ngược
void motor_right_reverse()
{
DIR_RIGHT=0;// chiều ngược
EN_RIGHT=1; // cho phép chạy
}
// Động cơ phải dừng
void motor_right_stop()
{
EN_RIGHT=0; // không cho phép chạy
}
// Chạy thẳng
void forward()
Lập trình Robot tự động đơn giản với PIC16F877A Biên soạn: EM-BOT Robot Team
© (Feb 2010) DEMO VERSION
Trang 7/14
{
motor_left_forward();
motor_right_forward();
}
// Chạy lùi
void reverse()
{
motor_left_reverse();

motor_right_reverse();
}
// Dừng
void stop()
{
motor_left_stop();
motor_right_stop();
}
// Quay trái
void turn_left()
{
motor_left_forward();
motor_right_reverse(); // hoặc motor_right_stop();
}
// Quay phải
void turn_right()
{
motor_left_reverse(); // hoặc motor_left_stop();
motor_right_forward();
}
/* CHƯƠNG TRÌNH CHÍNH */
void main ()
{
TRISC=0x00; // PORTC là ngõ ra ( động cơ)
TRISD=0x00; // PORTD là ngõ vào (cảm biến quang)
PORTC=0x00; // Khởi tạo giá trị ban đầu 0x00 cho PORTC
while(1)
{
switch (SENSOR)
{

case 0b00011000: forward(); break;
case 0b00001100: turn_left(); break;
case 0b00000110: turn_left(); break;
case 0b00000011: turn_left(); break;
case 0b00000001: turn_left(); break;
case 0b00110000: turn_right(); break;
case 0b01100000: turn_right(); break;
case 0b11000000: turn_right(); break;
case 0b10000000: turn_right(); break;
}
}
}
Lập trình Robot tự động đơn giản với PIC16F877A Biên soạn: EM-BOT Robot Team
© (Feb 2010) DEMO VERSION
Trang 8/14
3 CẢI TIẾN CHƯƠNG TRÌNH DÒ ĐƯỜNG
3.1 Điều khiển tốc độ động cơ với các trạng thái lệch khỏi vạch trắng
3.1.1 Nguyên lý
Đối với chương trình dò đường đơn giản, khi robot lệch trái hoặc lệch phải,
robot sẽ quay phải hoặc quay trái để điều chỉnh cho dù lệch ít hay lệch nhiều.
Như vậy, trong quá trình di chuyển, robot sẽ lắc liên tục vì phải quay trái, quay
phải liên tục. Do đó, với các mức độ lệch ra khỏi vạch trắng khác nhau, ta điều
chỉnh tốc độ 2 bánh trái, phải cho phù hợp để quá trình di chuyển theo vạch
của robot được “nhuyễn” và “mượt” hơn.
Bảng giá trị tham khảo tốc độ động cơ trái và động cơ phải tương ứng với các
trạng thái lệch khỏi vạch trẳng của robot (xem lại hình 7):
Trạng thái
Tốc độ động cơ trái
Tốc độ động cơ phải
Giữa vạch

100%
100%
Lệch trái mức 1
90%
80%
Lệch trái mức 2
80%
70%
Lệch trái mức 3
70%
60%
Lệch trái mức 4
60%
50%
Lệch phải mức 1
80%
90%
Lệch phải mức 2
70%
80%
Lệch phải mức 3
60%
70%
Lệch phải mức 4
50%
60%
3.1.2 Điều khiển tốc độ động cơ DC bằng phương pháp PWM
Đối với điều khiển tốc độ động cơ DC trong robot, phương pháp được sử dụng
phổ biến nhất là điều biến độ rộng xung (Pulse Width Modulation) hay được
gọi tắt là điều xung, băm xung hoặc PWM.

Nguyên lý của phương pháp này là bật tắt nhanh nguồn điện cấp vào động cơ
tạo ra một tín hiệu xung. Khi việc bật tắt ở tần số đủ lớn (thường sử dụng từ
1kHz đến 20kHz), động cơ sẽ chạy với 1 tốc độ ổn định nhờ moment quay.
Thời gian cấp nguồn cho động cơ là T-on, thời gian tắt nguồn động cơ là T-off.
Việc thay đổi thời gian T-on và T-off làm thay đổi điện áp hiệu dụng cấp cho
động cơ. Đối với động cơ DC, tốc độ động cơ tương đối tỉ lệ thuận với điện áp
cấp cho động cơ. Vì vậy, bằng cách thay đổi độ rộng của xung, ta đã thay đổi
được tốc độ của động cơ DC.
Đại lượng biểu diễn mối quan hệ giữa T-on và T-off được gọi là duty cycle
offon
on
TT
T
cycleduty

_
Ví dụ: Ta cấp nguồn động cơ trong 0.8ms, sau đó tắt 0.2ms.
Như vậy: T-on = 0.8ms; T-off = 1ms. Tần số PWM là
kHz
msmsmsTT
f
offon
1
1
1
2.08.0
11






Lập trình Robot tự động đơn giản với PIC16F877A Biên soạn: EM-BOT Robot Team
© (Feb 2010) DEMO VERSION
Trang 9/14
%808.0
2.08.0
8.0
_ 




offon
on
TT
T
cycleduty
Vì tốc độ động cơ DC tỉ lệ với duty cycle nên tốc độ động cơ đạt tương
đương 80% tốc độ tối đa.
Hình 8: Tính toán duty cycle để điều khiển tốc độ động cơ DC
3.1.3 Điều xung PWM dùng vi điều khiển
 Điều xung PWM bằng phần mềm:
Điều xung PWM một cách đơn giản là đưa 1 chân nào đó của vi điều khiển
lên mức 1, sau đó đưa xuống mức 0. Công việc này được lặp đi lặp lại liên
tục sẽ tạo ra xung, và tốc độ của động cơ sẽ tương ứng với duty cycle.
Ví dụ: Điều xung trên chân A0 :
Code
RA0=1;
Delay_ms(Ton);

RA0=0;
Delay_ms(Toff);
Tuy nhiên, nếu thực hiện bằng cách này thì vi điều khiển sẽ luôn dành thời
gian cho việc điều xung PWM. Do đó, các công việc khác như nhận tín hiệu
từ cảm biến, điều khiển các cơ cấu sẽ bị ảnh hưởng.
 Điều xung PWM bằng phần cứng
Để giải quyết vấn đề việc điều xung PWM bằng phần mềm chiếm phần lớn
thời gian hoạt động của vi điều khiển, PIC16F877A có hỗ trợ 2 kênh điều
xung bằng phần cứng ở 2 chân C1 (CCP2) và C2(CCP1) sử dụng
TIMER2. Nghĩa là, khi ta khai báo điều xung PWM ở một tần số và duty
cycle nào đó thì vi điều khiển sẽ thực hiện công việc xuất xung một cách
liên tục và tự động cho đến khi ta thay đổi các giá trị đã khai báo. Khi đó, ta
có thể làm các công việc khác một cách dễ dàng mà không phải mất thời
gian cho việc duy trì xung PWM.
Các hàm hỗ trợ việc điều xung bằng phần cứng của CCS:
Ghi chú: Chỉ đề cập đến các đối số của các hàm được phục vụ cho việc điều
xung PWM.
o setup_timer_2 (mode, period, postscale)
 mode: T2_DIV_BY_1, T2_DIV_BY_4, T2_DIV_BY_16
period: 0-255
postscale: 1
Lập trình Robot tự động đơn giản với PIC16F877A Biên soạn: EM-BOT Robot Team
© (Feb 2010) DEMO VERSION
Trang 10/14
 Tần số điều xung PWM:
1)odmode.(peri.4 

osc
f
f

o setup_ccp1(mode) và setup_ccp2(mode)
 mode:
CCP_PWM: chọn chế độ PWM.
CCP_OFF: tắt chế độ PWM.
o set_pwm1_duty(value) và set_pwm2_duty(value)
 Nếu value là giá trị kiểu int 8bit:
1
_


period
value
cycleduty
 Nếu value là giá trị long int 16bit:
)1(*4
1023&
_


period
value
cycleduty
 Nếu không cần điều xung quá “mịn” thì nên điều xung ở giá
trị value 8bit cho đơn giản.
Ví dụ: Ta muốn điều xung PWM với tần số 10kHz với tần số thạch anh
(f
osc
) sử dụng là 20MHz (value 8bit).
500)1dmode(perio
1)odmode.(peri.4

20000000
10000
1)odmode.(peri.4





osc
f
f
Với mode = [1,4,16] và period = 0-255 ta có thể chọn
o mode = 4; period = 124
o mode = 16; period = 32
Để cho việc điều xung được “mịn” (chọn được nhiều giá trị duty cycle) ta
chọn mode = 4 và period = 124.
Như vậy, để duty_cycle từ 0% đến 100% ta cho value từ 0 đến 125.
o value = 30 
%3232.0
1124
30
_ 

cycleduty
o value = 63 
%4,50504.0
1124
63
_ 


cycleduty
o value = 113 
%4,90904.0
1124
113
_ 

cycleduty
Code:
setup_timer_2(T2_DIV_BY_4,124,1);
setup_ccp1(CCP_PWM);
set_pwm1_duty(30);
Sử dụng CCP1 và CCP2 cho động cơ trái và động cơ phải, ta có thể điều
khiển được tốc độ của 2 động cơ phù hợp trạng thái lệch khỏi vạch trắng
của robot.
 Các chương trình con tham khảo:
Để việc lập trình được dễ dàng, ta nên tạo các chương trình con xử lý tốc
độ. Sau đây là chương trình tham khảo của hàm speed.
o Speed (tốc độ động cơ trái, tốc độ động cơ phải)
 Tốc độ: -100 đến 100 (chạy ngược 100% đến chạy thuận 100%)
 Ví dụ: speed(80,60)  động cơ trái chạy 80%, phải 60%
Lập trình Robot tự động đơn giản với PIC16F877A Biên soạn: EM-BOT Robot Team
© (Feb 2010) DEMO VERSION
Trang 11/14
// Các hàm hỗ trợ
void left_motor_forward(int value)
{
MOTOR_LEFT_DIR=0;
setup_timer_2(T2_DIV_BY_4,124,1); // Dieu xung 10kHz
setup_ccp2(CCP_PWM);

set_pwm2_duty(value);
}
void right_motor_forward(int value)
{
MOTOR_RIGHT_DIR=0;
setup_timer_2(T2_DIV_BY_4,124,1); // Dieu xung 10kHz
setup_ccp1(CCP_PWM);
set_pwm1_duty(value);
}
void left_motor_reverse(int value)
{
MOTOR_LEFT_DIR=1;
setup_timer_2(T2_DIV_BY_4,124,1); // Dieu xung 10kHz
setup_ccp2(CCP_PWM);
set_pwm2_duty(value);
}
void right_motor_reverse(int value)
{
MOTOR_RIGHT_DIR=1;
setup_timer_2(T2_DIV_BY_4,124,1); // Dieu xung 10kHz
setup_ccp1(CCP_PWM);
set_pwm1_duty(value);
}
void left_motor_stop()
{
setup_ccp1(CCP_OFF);
}
void right_motor_stop()
{
setup_ccp1(CCP_OFF);

}
// Chương trình xử lý tốc độ 2 động cơ
// 0:Stop,100:FORWARD 100%,-100:Reverse 100%
void speed (signed int left_motor_speed, signed int right_motor_speed)
{
int left_pwm_value=0,right_pwm_value=0;
/* Left motor */
if( left_motor_speed >= 0 )
{
left_pwm_value = 1.25*left_motor_speed; // (125*left_motor_speed/100)
left_motor_forward(left_pwm_value);
}
else
{
left_motor_speed = -left_motor_speed;
left_pwm_value = 1.25*left_motor_speed; // (125*left_motor_speed/100)
left_motor_reverse(left_pwm_value);
Lập trình Robot tự động đơn giản với PIC16F877A Biên soạn: EM-BOT Robot Team
© (Feb 2010) DEMO VERSION
Trang 12/14
}
/* Right motor */
if( right_motor_speed >= 0 )
{
right_pwm_value = 1.25*right_motor_speed; // (125*left_motor_speed/100)
right_motor_forward(right_pwm_value);
}
else
{
right_motor_speed = -right_motor_speed;

right_pwm_value = 1.25*right_motor_speed; // (125*left_motor_speed/100)
right_motor_reverse(right_pwm_value);
}
}
3.2 Nhận biết vạch ngang
Trong quá trình di chuyển của robot, sẽ có các vạch ngang màu trắng. Nhờ các
vạch ngang này, robot biết được mình đang đi đến đâu và sẽ thực hiện công
việc gì tiếp theo (quay trái, quay phải, nâng hạ trục, gắp nhả quà,…)
 Một cách đơn giản, khi robot đến vạch trắng, tất cả 8 cảm biến sẽ lên mức 1
ứng với giá trị đọc được của cảm biến là 0b11111111 hay 0xFF. Ta dùng
một biến đếm để biết thứ tự của vạch ngang đang gặp và thực hiện công
việc mong muốn.
Code:
int n // đặt n là số vạch ngang đã nhận
if (SENSOR==0xFF)
{
n++; // tăng giá trị n lên 1 khi gặp vạch ngang
switch (n)
{
case 1: (công việc 1) break;
case 2: (công việc 2) break;
….
case n: (công việc n) break;
}
}
else (chương trình dò đường)
 Tuy nhiên, vì nhiều lý do khác nhau (nhiễu do ánh sáng bên ngoài, các cảm
biến có độ nhạy không đều nhau hoặc robot tiếp cận với vạch ngang không
theo phương vuông góc), một vài cảm biến khi tiếp xúc với màu trắng
nhưng không nhận biết (vẫn giữ trạng thái mức 0 – màu sậm). Điều này gây

khó khăn cho việc nhận biết vạch ngang. Vì vậy, khi 4/8 cảm biến ở mức 1,
ta nhận đó là một vạch ngang để khắc phục các ảnh hưởng này.
Code:
//KIEM TRA VACH NGANG: 1: co vach, 0:khong co vach
int check_cross_line()
{
int temp_sensor=0,led_in_line=0,i=0;
temp_sensor=SENSOR;
for (i=0;i<8;i++)
{
Lập trình Robot tự động đơn giản với PIC16F877A Biên soạn: EM-BOT Robot Team
© (Feb 2010) DEMO VERSION
Trang 13/14
if ((temp_sensor&0x01)==0x01) led_in_line++;
if (led_in_line==4) break;
temp_sensor=temp_sensor>>1;
}
if (led_in_line==4)
return 1;
else
return 0;
}
 Do chương trình nhận vạch ngang được gọi liên tục để kiểm tra có vạch
ngang xuất hiện hay không nên sẽ dẫn đến tình trạng khi robot đến vạch
ngang, biến đếm số vạch tăng thêm 1. Sau đó, khi robot chưa kịp chạy qua
vạch ngang mà hàm kiểm tra được gọi dẫn đến việc biến đếm tăng liên tục.
Việc này khiến cho robot thực hiện sai công việc.
Hướng giải quyết tình huống này như sau:
o Khi robot gặp vạch ngang: chạy thẳng
o Khi hết vạch ngang: biến đếm số vạch tăng thêm 1

o Thực hiện công việc tương ứng
Code:
while (check_cross_line() == 1) // gặp vạch ngang
{
speed(100,100); // chạy thẳng
}
number_cross_line++; // tăng biến đếm số vạch ngang thêm 1
3.3 Xử lý khi robot lệch hoàn toàn khỏi vạch
Trường hợp robot lệch ra khỏi vạch (quay quá mạnh hoặc bị va chạm), giá trị
cảm biến đọc được là 0x00, như vậy robot sẽ bị mất phương hướng.
Để giải quyết trường hợp này, ta đặt một biến trạng thái là biến toàn cục.
Gọi biến này là line_status:
o Line_status=0: giữa vạch;
o Line_status=1: lệch trái;
o Line_status=2: lệch phải;
Khi đọc giá trị cảm biến để dò đường (tham khảo hình 7), ta gán luôn giá trị
cho biến này. Như vậy khi robot lệch hẳn ra khỏi vạch, ta vẫn biết được trạng
thái trước đó để biết quay trái hoặc quay phải để hướng robot di chuyển về
phía line.
Code
switch (SENSOR)
{
case 0b00000000: // lệch ra hẳn khỏi vạch
{
if (line_status==1) // trạng thái cũ là lệch trái
turn_right(); break; // quay phải để di chuyển về phía vạch
if (line_status==2) // trạng thái cũ là lệch phải
turn_left(); break; // quay trái để di chuyển về phía vạch
}
// Trạng thái lệch thông thường

case 0b00011000: forward(); line_status=0; break;
case 0b00001100: turn_left(); line_status=1; break;
Lập trình Robot tự động đơn giản với PIC16F877A Biên soạn: EM-BOT Robot Team
© (Feb 2010) DEMO VERSION
Trang 14/14
case 0b00000110: turn_left(); line_status=1; break;
case 0b00000011: turn_left(); line_status=1; break;
case 0b00000001: turn_left(); line_status=1; break;
case 0b00110000: turn_right(); line_status=2 ;break;
case 0b01100000: turn_right(); line_status=2 ;break;
case 0b11000000: turn_right(); line_status=2 ;break;
case 0b10000000: turn_right(); line_status=2 ;break;
}
3.4 Ứng dụng encoder
3.4.1 Kiến thức cơ bản về encoder
Tham khảo tại diễn đàn PICVietnam:
/>Trong Robocon, ta thường sử dụng incremental encoder (encoder tương đối)
hay còn gọi là rotary encoder. Mục đích của việc sử dụng encoder trong
robot là đếm số vòng quay để tính số vòng quay của động cơ (bánh xe), từ
đó suy ra quãng đường di chuyển và tốc độ của robot.
Hình 10: Encoder thường được sử dụng trong Robocon
3.4.2 Sử dụng PIC để nhận và đếm xung từ encoder
Để nhận xung từ encoder, ta có thể sử dụng ngắt ngoài, ngắt timer hoặc đơn
giản là tham dò mức logic của các chân vi điều khiển một cách liên tục.
Phần sau đây giới thiệu cách nhận và đếm xung của PIC16F877A dùng ngắt
ngoài B0 (nối với kênh A của encoder) và chân B1 (nối với kênh B của
encoder). Ta có thể làm tương tự đối với các cách nhận xung khác.
 Khởi tạo ngắt ngoài theo cạnh lên tại chân B0:
Code:
ext_int_edge(0,L_TO_H); // Ngắt cạnh lên tại RB0

enable_interrupts(INT_EXT); // Cho phép ngắt ngoài
enable_interrupts(GLOBAL); // Cho phép ngắt toàn cục
 Chương trình con phục vụ ngắt:
Code:
#int_EXT
void EXT_isr(void) //Chương trình được gọi khi có tác động cạnh lên tại chân B0
{
if (RB1==1) pulse++; // Nếu kênh B mức cao thì tăng giá trị xung thêm 1
else pulse ; // Nếu kênh B mức cao thì giảm giá trị xung xuống 1
}
 Từ giá trị xung tính được tại các thời điểm ta có thể tính ra các thông số
mong muốn.