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基于STM32的智能小车(蓝牙遥控 自动避障)_stm32避障小车任务书

stm32避障小车任务书

目录

前言

配置清单

代码实现

1.TB6612驱动4路电机

 2.蓝牙控制小车运动

 3.舵机旋转

 4.超声波测距模块

 5.主函数

总结


前言

        学完江科大的stm32 就迫不及待想找个项目练练手,于是就先做了一个比较基础的智能小车项目,没有去设计板子,直接用的江科大的面包板做的一个简易的小车。这个过程还是遇到了一些困难,下面我以一个小白的视角把我自己遇到的问题分享出来供大家参考,编程全部采用模块化编程,可以随意拓展自己喜欢的功能

配置清单

  1. STM32C8T6核心板
  2. 小车底盘4WD(拼多多上面购买 会送4个电机)
  3. HC-SR04超声波测距模块
  4. sg舵机
  5. TB6612电机驱动模块
  6. HC-05蓝牙串口透穿模块
  7. 4节五号电池

代码实现

        1.TB6612驱动4路电机

一个tb6612上面的接口只能驱动2个电机,,这里采用了串联的方式实现驱动4个电机转动,AO1、AO2、BO2、BO1分贝引出两根线

电机驱动代码(Motor.c)

  1. #include "stm32f10x.h" // Device header
  2. #include "PWM.h"
  3. void MotorAll_Init(void)
  4. {
  5. //开启电机驱动口的四个GPIO口
  6. RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
  7. RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
  8. GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
  9. GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //推挽输出
  10. GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_6| GPIO_Pin_7;
  11. GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  12. GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
  13. PWM_Init();
  14. }
  15. //当IN1和IN2之间有电压差,即一个为1,一个为0时,电机转动
  16. void MotorR_SetSpeed(int8_t Speed) //右轮
  17. {
  18. if (Speed >= 0) //正转
  19. {
  20. GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_4); //低
  21. GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_5); //高
  22. PWM_SetCompare1(Speed);
  23. }
  24. else
  25. {
  26. GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_4); //高
  27. GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_5); //低
  28. PWM_SetCompare1(-Speed);
  29. }
  30. }
  31. void MotorL_SetSpeed(int8_t Speed) //左轮
  32. {
  33. if (Speed >= 0)
  34. {
  35. GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_6);
  36. GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_7);
  37. PWM_SetCompare2(Speed);
  38. }
  39. else
  40. {
  41. GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_6);
  42. GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_7);
  43. PWM_SetCompare2(-Speed);
  44. }
  45. }

利用pwm控制电机速度(PWM.c)

  1. #include "stm32f10x.h" // Device header
  2. void PWM_Init(void)
  3. {
  4. RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);
  5. RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
  6. GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
  7. GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
  8. GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3;
  9. GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  10. GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
  11. TIM_InternalClockConfig(TIM2);
  12. TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
  13. TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
  14. TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
  15. TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 100 - 1; //ARR
  16. TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 36 - 1; //PSC
  17. TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;
  18. TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure);
  19. TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
  20. TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStructure);
  21. TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;
  22. TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
  23. TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
  24. TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0; //CCR
  25. //PWM接口的占空比越大,速度越小
  26. TIM_OC1Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure); //设置PWM通道的占空比
  27. TIM_OC2Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);
  28. TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
  29. }
  30. void PWM_SetCompare1(uint16_t Compare) //设置CCR寄存器的值
  31. {
  32. TIM_SetCompare1(TIM2, Compare);
  33. }
  34. void PWM_SetCompare2(uint16_t Compare)
  35. {
  36. TIM_SetCompare2(TIM2, Compare);
  37. }
         2.蓝牙控制小车运动

搞这个蓝牙模块可是废了老大劲了,我买的电池电压不够,后面直接用usb转ttl直接插在充电宝上给stm32供电,一个新的蓝牙模块拿到手上必须先用串口连接电脑进入AT模式配置基本参数,修改密码和名字等等,具体步骤可以参考csdn,蓝牙模块的代码就是直接照搬江科大的串口通信代码,接线的时候,需要注意蓝牙模块的TX接口要接stm32的RX接口,反正如果上电发指令没反应就把A9和A10的接线换一下,若出现断连(即之前连接成功,但突然断开)情况,大概率是因为供电不足。手机上的蓝牙软件很多应用商店搜一下就有了调试全能王、蓝牙调试器。。。。。

(Serial.c)

  1. #include "stm32f10x.h" // Device header
  2. #include <stdio.h>
  3. #include <stdarg.h>
  4. uint8_t Serial_RxData;
  5. uint8_t Serial_RxFlag;
  6. void Serial_Init(void)
  7. {
  8. RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE); //串口端口使能
  9. RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE); //GPIO端口使能
  10. //初始化GPIO引脚
  11. GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
  12. GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
  13. GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; //TX
  14. GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  15. GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure); //(初始化GPIOA外设,结构体变量名 使用值传递)
  16. GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; //上拉输入
  17. GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10; //RX
  18. GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  19. GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure); //(初始化GPIOA外设,结构体变量名 使用值传递)
  20. //初始化USART
  21. USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
  22. USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600; //波特率
  23. USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None; //硬件流控制 无流控
  24. USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx; //串口模式 TX——发送模式 Rx——接收模式
  25. USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No; //校验位
  26. USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1; //停止位
  27. USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b; //字长
  28. USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);
  29. // 开启中断
  30. USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);
  31. NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
  32. NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
  33. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
  34. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
  35. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
  36. NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
  37. NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
  38. USART_Cmd(USART1, ENABLE);
  39. }
  40. //发送数据的函数
  41. void Serial_SendByte(uint8_t Byte)
  42. {
  43. USART_SendData(USART1, Byte);
  44. while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET);
  45. }
  46. //发送数组的函数
  47. void Serial_SendArray(uint8_t *Array, uint16_t Length) //传递数组需要使用指针
  48. {
  49. uint16_t i;
  50. for (i = 0; i < Length; i ++)
  51. {
  52. Serial_SendByte(Array[i]);
  53. }
  54. }
  55. //发送字符串
  56. void Serial_SendString(char *String)
  57. {
  58. uint8_t i;
  59. for (i = 0; String[i] != '\0'; i ++)
  60. {
  61. Serial_SendByte(String[i]);
  62. }
  63. }
  64. //次方函数
  65. uint32_t Serial_Pow(uint32_t X, uint32_t Y)
  66. {
  67. //X 的 Y 次方
  68. uint32_t Result = 1;
  69. while (Y --)
  70. {
  71. Result *= X;
  72. }
  73. return Result;
  74. }
  75. //发送一个数字
  76. //把数字各个位数以十进制拆开
  77. void Serial_SendNumber(uint32_t Number, uint8_t Length)
  78. {
  79. uint8_t i;
  80. for (i = 0; i < Length; i ++)
  81. {
  82. Serial_SendByte(Number / Serial_Pow(10, Length - i - 1) % 10 + '0'); //参数以十进制从高位到低位依次发送
  83. }
  84. }
  85. // 移植printf函数
  86. int fputc(int ch,FILE *f)
  87. {
  88. Serial_SendByte(ch);
  89. return ch;
  90. }
  91. //读后自动清除
  92. uint8_t Serial_GetRxFlag(void)
  93. {
  94. if (Serial_RxFlag == 1)
  95. {
  96. Serial_RxFlag = 0;
  97. return 1;
  98. }
  99. return 0;
  100. }
  101. uint8_t Serial_GetRxData(void)
  102. {
  103. return Serial_RxData;
  104. }

 封装车子的运动代码(Car.c)

  1. #include "stm32f10x.h" // Device header
  2. #include "Motor.h"
  3. void Car_Init()
  4. {
  5. MotorAll_Init();
  6. }
  7. void Go_Ahead() //前进
  8. {
  9. MotorR_SetSpeed(100);
  10. MotorL_SetSpeed(100);
  11. }
  12. void Go_Back() //后退
  13. {
  14. MotorR_SetSpeed(-100);
  15. MotorL_SetSpeed(-100);
  16. }
  17. void Turn_Left() //左转
  18. {
  19. MotorR_SetSpeed(100);
  20. MotorL_SetSpeed(0);
  21. }
  22. void Turn_Right() //右转
  23. {
  24. MotorR_SetSpeed(0);
  25. MotorL_SetSpeed(100);
  26. }
  27. void Self_Left() //原地向左自转
  28. {
  29. MotorR_SetSpeed(100);
  30. MotorL_SetSpeed(-100);
  31. }
  32. void Self_Right() //原地向左自转
  33. {
  34. MotorR_SetSpeed(-100);
  35. MotorL_SetSpeed(100);
  36. }
  37. void Car_Stop() //停车
  38. {
  39. MotorR_SetSpeed(0);
  40. MotorL_SetSpeed(0);
  41. }
         3.舵机旋转

这里也会用到pwm控制我们单独再写一个和前面控制小车速度的pwm分开,前面用的定时器2,这个就用定时器3

(PWMServo.c)

  1. #include "stm32f10x.h" // Device header
  2. void PWM_Init2(void)
  3. {
  4. RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);
  5. RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
  6. GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
  7. GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
  8. GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
  9. GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  10. GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
  11. TIM_InternalClockConfig(TIM3);
  12. TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
  13. TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
  14. TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
  15. TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 20000 - 1; //ARR
  16. TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 72 - 1; //PSC
  17. TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;
  18. TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseInitStructure);
  19. TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
  20. TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStructure);
  21. TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;
  22. TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
  23. TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
  24. TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0; //CCR
  25. TIM_OC3Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);
  26. TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);
  27. }
  28. void PWM_2SetCompare3(uint16_t Compare)
  29. {
  30. TIM_SetCompare3(TIM3, Compare);
  31. }

舵机控制代码(Servo.c),这些代码江科大视频里面都讲得很清楚,这里就不在叙述了

  1. #include "stm32f10x.h" // Device header
  2. #include "PWMServo.h"
  3. void Servo_Init(void)
  4. {
  5. PWM_Init2();
  6. }
  7. // 0度 500
  8. // 180度 2500
  9. void Servo_SetAngle(float Angle) //舵机设置角度
  10. {
  11. PWM_2SetCompare3(Angle/180*2000+500);
  12. }
         4.超声波测距模块

超声波和舵机要搭配使用,需要自己去淘宝购买支架将他们组装起来,这2个外设是实现小车自动避障功能的

超声波代码(Ultrasound.c)

  1. #include "stm32f10x.h" // Device header
  2. #include "Delay.h"
  3. uint16_t Cnt;
  4. uint16_t OverCnt;
  5. void Ultrasound_Init(){
  6. RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4, ENABLE);
  7. RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
  8. GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
  9. GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;//trig
  10. GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12;
  11. GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  12. GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
  13. GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD;//echo
  14. GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13;
  15. GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  16. GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
  17. TIM_InternalClockConfig(TIM4);
  18. TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
  19. TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
  20. TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
  21. TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 60000 - 1; //ARR
  22. TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 72 - 1; //PSC
  23. TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;
  24. TIM_TimeBaseInit(TIM4, &TIM_TimeBaseInitStructure);
  25. }
  26. float Test_Distance(){
  27. GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_12);
  28. Delay_us(20);
  29. GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_12);
  30. while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_13)==RESET){
  31. };
  32. TIM_Cmd(TIM4, ENABLE);
  33. while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_13)==SET){
  34. };
  35. TIM_Cmd(TIM4, DISABLE);
  36. Cnt=TIM_GetCounter(TIM4);
  37. float distance=(Cnt*1.0/10*0.34)/2;
  38. TIM4->CNT=0;
  39. Delay_ms(100);
  40. return distance;
  41. }

自动避障代码(Auto.h)

  1. #include "stm32f10x.h" // Device header
  2. #include "Car.h"
  3. #include "Servo.h"
  4. #include "Delay.h"
  5. #include "Ultrasound.h"
  6. #include "Serial.h"
  7. //×Ô¶¯±ÜÕÏÄ£¿é
  8. void Auto()
  9. {
  10. uint16_t a = Test_Distance();
  11. Serial_SendString("Obstacle distance ");
  12. Serial_SendNumber(a,3);
  13. Serial_SendString("cm\n");
  14. if(a<15){
  15. Car_Stop();
  16. Servo_SetAngle(0); //舵机朝右边转一下
  17. Delay_ms(1000); //延长1s
  18. uint16_t b= Test_Distance(); //测试右边的距离
  19. Serial_SendString("Obstacle distance ");
  20. Serial_SendNumber(b,3);
  21. Serial_SendString("cm\n");
  22. if(b>15){
  23. Servo_SetAngle(130); //让超声波探头正式前方
  24. Delay_ms(1000);
  25. Self_Right();
  26. Delay_ms(1500);
  27. Go_Ahead();
  28. }
  29. else {
  30. Servo_SetAngle(180); //舵机朝左边转一下
  31. Delay_ms(1000);
  32. uint16_t c= Test_Distance(); //测试左边的距离
  33. Serial_SendString("Obstacle distance ");
  34. Serial_SendNumber(c,3);
  35. Serial_SendString("cm\n");
  36. if(c>15){
  37. Servo_SetAngle(130);
  38. Delay_ms(1000);
  39. Self_Left();
  40. Delay_ms(1500);
  41. Go_Ahead();
  42. }else{
  43. Servo_SetAngle(130);
  44. Go_Back();
  45. Delay_ms(3000);
  46. Self_Right();
  47. Delay_ms(1500);
  48. Go_Ahead();
  49. }
  50. }
  51. }
  52. Delay_ms(100); //每隔100ms测试一次距离
  53. }
         5.主函数

                在手机蓝牙APP里面发送相应指令车子就能做出动作 ,比如发送31车子就会前进。。。

  1. #include "stm32f10x.h" // Device header
  2. #include "Delay.h"
  3. #include "OLED.h"
  4. #include "Motor.h"
  5. #include "Car.h"
  6. #include "Serial.h"
  7. #include "Key.h"
  8. #include "Servo.h"
  9. #include "Ultrasound.h"
  10. #include "Auto.h"
  11. uint16_t Data1;
  12. int main(void)
  13. {
  14. Car_Init();
  15. Serial_Init(); //蓝牙通信初始化
  16. Servo_Init(); //舵机
  17. Servo_SetAngle(130); //让超声波测距探头正视前方
  18. Ultrasound_Init(); //超声波测距模块初始化
  19. while(1)
  20. {
  21. Auto(); //自动避障
  22. }
  23. }
  24. //蓝牙通信中断函数
  25. void USART1_IRQHandler(void)
  26. {
  27. if (USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) == SET)
  28. {
  29. Data1 = USART_ReceiveData(USART1);
  30. if(Data1 == 0x30)
  31. Car_Stop();
  32. if(Data1 == 0x31)
  33. Go_Ahead();
  34. if(Data1 == 0x32)
  35. Go_Back();
  36. if(Data1 == 0x33)
  37. Turn_Left();
  38. if(Data1 == 0x34)
  39. Turn_Right();
  40. if(Data1 == 0x35)
  41. Self_Left();
  42. if(Data1 == 0x36)
  43. Self_Right();
  44. if(Data1 == 0x37)
  45. Servo_SetAngle(0);
  46. if(Data1 == 0x38)
  47. Servo_SetAngle(90);
  48. if(Data1 == 0x39)
  49. Servo_SetAngle(180);
  50. USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_RXNE);
  51. }
  52. }

接线图

舵机的 橙色线 接 B0 红色正极,棕色负极

TB6612电机驱动模块 PWMA-A0、AIN2-A5、AIN1-A4、STBY-正极、BIN1-A6、BIN2-A7、PWMB-A1、VM-正极、VCC-正极、GND-负极

HC-05蓝牙模块 RX-A9 TX-A10

超声波测距模块 trig-B12 echo-B13

电源-随便接在面包板正负极就行   注意:先用一些短线把面包板的正负极和最小系统板连通

 

总结

        小车只实现了一些简单的功能,学完江科大的视频就能上手,​​​​​如果还有疑问可以 看看这个视频,如果有需要改进优化的地方还请求大家积极指出
智能小车制作教程(基于stm32)_哔哩哔哩_bilibiliicon-default.png?t=N7T8https://www.bilibili.com/video/BV1yM4y1J78r/?spm_id_from=333.1007.top_right_bar_window_custom_collection.content.click&vd_source=0ca4e898b61a53eea12c3cbc258a5551

 完整代码:链接:https://pan.baidu.com/s/1gSStigM8D4tBkC2i17q6RA?pwd=abcd 
提取码:abcd

 

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