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基于stm32cubeMX的的HAL库开发的智能小车------变速和红外寻迹小车_l298n小车hal库

作者：算法编织者 | 2024-01-30 12:38:31

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l298n小车hal库

我的第一辆智能小车

提示：小编也是初学者，本文适用于想完成一个基础智能四轮车的初学者，大佬还请勿喷，欢迎各位指出错误的地方

暑假在家无聊，刚好也在学习STM32的HAL库，就想着做个小车巩固自己学到的知识，顺便记录自己所遇到的错误

小编也是现学现写，现已学会变速和红外寻迹，准备做一个蓝牙遥控红外寻迹超声波避障小车

这篇博客讲述的就是如何去制作变速和寻迹小车,

1，相关传感器的介绍

1.1TCRT5000红外寻迹模块的介绍

TCRT5000红外寻迹模块是一种基于红外反射原理的传感器，用于检测和跟踪目标物体的位置。

红外对管传感器
其原理很简单:

// 未碰到黑线(接收到红外光)：对应状态 = 0
 // 碰到黑线(未接收到红外光)：对应状态 = 1

                                                                                                           

1.2L298N直流电机驱动板

L298N直流电机驱动板是一种常用的双H桥驱动器，可控制直流电机的转动方向和速度，适用于机器人、小车等电机驱动应用。

具体的用法:上一期博客

                                                                                                           
                                                            

 2.stm32f103c8t6对应功能的引脚分配

具体的引脚分配要根据STM32F103C8T6引脚定义表来分配，这个我会放在文末的资源包里面

可以和我的不一样，这里注意了具有PWM输出比较功能的定时器只有通用和高级定时器，基本定时器是没有这个功能的。

STM32F103C8T6微控制器的定时器资源包括：
- 3个通用定时器(TIM2、TIM3、TIM4)
- 1个高级定时器(TIM1)
- 2个基本定时器(TIM6、TIM7)

总共有6个定时器可供使用。

选用控制电极速度的引脚是PB6/7/8/9
分别对应的是TIM4_CH1/CH2/CH3/CH4
都在一起，方便调试
选择控制正反转的引脚是PA0/1/2/3/4/5/6/7  选择GPIO_Output
 轮子          EN           IN1  IN2       IN3   IN4
左前轮        PB6       PA0    PA1
右前轮        PB7                            PA2    PA3
左后轮        PB8                            PA6    PA7
右后轮        PB9       PA4    PA5 

寻迹模块的使用引脚是PB0/1/3/4                选择GPIO_input
                                     IN1/2/3/4 

3.stm32cubeMX的配置

1.引脚的功能分配

                                       

2，RCC外部时钟的配置

这里选择的是外部高速晶振HSE

3,时钟树的配置

这里不懂的强烈推荐去看原子哥的时钟树讲解

点击这里跳转

 4，GPIO的设置以及器宏名

5，SYS的配置，我用的是ST-Link烧录器，这里选择的是Serial Wire

6，Timer的配置

这里是使用了TIM4的四个通道，并将对应的ARR和PSC的值分别设置，不懂的可以看看下面这张图片，这里的ARR的值最好设置为100，使得我们调整CCR(0-100)的值就等同于调整占空比

直流电机的PWM（脉宽调制）频率通常会根据具体的应用和需求而有所不同。然而，一般来说，对于直流电机的PWM控制，频率在几千赫兹到几万赫兹之间是常见的范围。

较高的PWM频率可以提供更精确的控制和速度调节，同时减少噪音和振动。然而，较高的频率可能需要更高的计算和驱动能力。

一般来说，对于直流电机的PWM控制，建议选择频率在5kHz到20kHz之间。这个范围通常能够提供良好的控制性能和较低的噪音水平。我这里设置的是20KHZ,对应的PSC+1=36,ARR+1=100。

 7,工程文件夹的配置

上面那个Project的配置就不细说了，这里推荐勾选这个，将.C和.H文件分开管理

最后点击创建文件

观看了上面的内容还是不会配置的建议下载文件资源包，里面有具体的配置文件

 4，代码展示部分

注意: 因为大部分代码都是软件生成的，里面有很多注释，这里为了直观就都删除了

需要改动的部分都贴出来了

软件生成的代码别乱删

main.c

  1. #include "main.h"
  2. #include "tim.h"
  3. #include "gpio.h"
  4. #include "motor.h"
  5. void SystemClock_Config(void);
  6. int main(void)
  7. {
  8.   HAL_Init();
  9.   SystemClock_Config();
  10.   MX_GPIO_Init();
  11.   MX_TIM4_Init();
  12.   /* USER CODE BEGIN 2 */
  13.         HAL_TIM_PWM_Start(&htim4,TIM_CHANNEL_1);
  14.         HAL_TIM_PWM_Start(&htim4,TIM_CHANNEL_2);
  15.         HAL_TIM_PWM_Start(&htim4,TIM_CHANNEL_3);
  16.         HAL_TIM_PWM_Start(&htim4,TIM_CHANNEL_4);
  17.         Change_speed(62);//初始速度:速度区间0-100
  18.   while (1)
  19.   {
  20.     /* USER CODE END WHILE */
  21.        Sensor(70，65);//寻迹
  22.     /* USER CODE BEGIN 3 */
  23.   }
  24. }

main.h

  1. #include "stm32f1xx_hal.h"
  2. #include "sensor.h"

motor.c

  1. #include "motor.h"
  2. /*  小车轮子转动驱动代码*/
  3. void Forward(void)
  4. {/* 直行 */
  5.     HAL_GPIO_WritePin(motorF1_GPIO_Port,motorF1_Pin,GPIO_PIN_SET);//前左轮-IN1  1
  6.     HAL_GPIO_WritePin(motorF2_GPIO_Port,motorF2_Pin,GPIO_PIN_RESET);//前左轮-IN2   0   正转
  7.     
  8.     HAL_GPIO_WritePin(motorF3_GPIO_Port,motorF3_Pin,GPIO_PIN_SET);//前右轮-IN3   1
  9.     HAL_GPIO_WritePin(motorF4_GPIO_Port,motorF4_Pin,GPIO_PIN_RESET);//前右轮-IN4  0   正转
  10.     /*            因为L298N驱动模块是对相安装   */
  11.     HAL_GPIO_WritePin(motorR1_GPIO_Port,motorR1_Pin,GPIO_PIN_RESET);//后左轮-IN3  0
  12.     HAL_GPIO_WritePin(motorR2_GPIO_Port,motorR2_Pin,GPIO_PIN_SET);//后左轮-IN4    1  反转
  13.      
  14.     HAL_GPIO_WritePin(motorR3_GPIO_Port,motorR3_Pin,GPIO_PIN_RESET);//后右轮-IN1  0
  15.     HAL_GPIO_WritePin(motorR4_GPIO_Port,motorR4_Pin,GPIO_PIN_SET);//后右轮-IN2     1 反转
  16. }
  17.  
  18. void Backward()
  19. {/* 后行 */
  20.     HAL_GPIO_WritePin(motorF1_GPIO_Port,motorF1_Pin,GPIO_PIN_RESET);//前左轮-IN1 
  21.     HAL_GPIO_WritePin(motorF2_GPIO_Port,motorF2_Pin,GPIO_PIN_SET);//前左轮-IN2 
  22.     
  23.     HAL_GPIO_WritePin(motorF3_GPIO_Port,motorF3_Pin,GPIO_PIN_RESET);//前右轮-IN3   
  24.     HAL_GPIO_WritePin(motorF4_GPIO_Port,motorF4_Pin,GPIO_PIN_SET);//前右轮-IN4 
  25.     /*            因为L298N驱动模块是对相安装   */
  26.     HAL_GPIO_WritePin(motorR1_GPIO_Port,motorR1_Pin,GPIO_PIN_SET);//后左轮-IN3  
  27.     HAL_GPIO_WritePin(motorR2_GPIO_Port,motorR2_Pin,GPIO_PIN_RESET);//后左轮-IN4    
  28.      
  29.     HAL_GPIO_WritePin(motorR3_GPIO_Port,motorR3_Pin,GPIO_PIN_SET);//后右轮-IN1  
  30.     HAL_GPIO_WritePin(motorR4_GPIO_Port,motorR4_Pin,GPIO_PIN_RESET);//后右轮-IN2    
  31. }
  32. void Turn_Left()
  33. {/* 左转 */
  34.     HAL_GPIO_WritePin(motorF1_GPIO_Port,motorF1_Pin,GPIO_PIN_RESET);//前左轮-IN1 0
  35.     HAL_GPIO_WritePin(motorF2_GPIO_Port,motorF2_Pin,GPIO_PIN_SET);//前左轮-IN2  1 反转
  36.     
  37.     HAL_GPIO_WritePin(motorF3_GPIO_Port,motorF3_Pin,GPIO_PIN_SET);//前右轮-IN3  1
  38.     HAL_GPIO_WritePin(motorF4_GPIO_Port,motorF4_Pin,GPIO_PIN_RESET);//前右轮-IN4   0正转
  39.     /*            因为L298N驱动模块是对相安装   */
  40.     HAL_GPIO_WritePin(motorR1_GPIO_Port,motorR1_Pin,GPIO_PIN_RESET);//后左轮-IN3  0
  41.     HAL_GPIO_WritePin(motorR2_GPIO_Port,motorR2_Pin,GPIO_PIN_SET);//后左轮-IN4   1反转 
  42.      
  43.     HAL_GPIO_WritePin(motorR3_GPIO_Port,motorR3_Pin,GPIO_PIN_SET);//后右轮-IN1  1
  44.     HAL_GPIO_WritePin(motorR4_GPIO_Port,motorR4_Pin,GPIO_PIN_RESET);//后右轮-IN2   0 正转   
  45. }
  46. void Turn_Right()
  47. {/* 右转 */
  48.     HAL_GPIO_WritePin(motorF1_GPIO_Port,motorF1_Pin,GPIO_PIN_SET);//前左轮-IN1 1
  49.     HAL_GPIO_WritePin(motorF2_GPIO_Port,motorF2_Pin,GPIO_PIN_RESET);//前左轮-IN2  0 正转
  50.     
  51.     HAL_GPIO_WritePin(motorF3_GPIO_Port,motorF3_Pin,GPIO_PIN_RESET);//前右轮-IN3  0
  52.     HAL_GPIO_WritePin(motorF4_GPIO_Port,motorF4_Pin,GPIO_PIN_SET);//前右轮-IN4   1反转
  53.     /*            因为L298N驱动模块是对相安装   */
  54.     HAL_GPIO_WritePin(motorR1_GPIO_Port,motorR1_Pin,GPIO_PIN_SET);//后左轮-IN3  1
  55.     HAL_GPIO_WritePin(motorR2_GPIO_Port,motorR2_Pin,GPIO_PIN_RESET);//后左轮-IN4   0 正转 
  56.      
  57.     HAL_GPIO_WritePin(motorR3_GPIO_Port,motorR3_Pin,GPIO_PIN_RESET);//后右轮-IN1  0
  58.     HAL_GPIO_WritePin(motorR4_GPIO_Port,motorR4_Pin,GPIO_PIN_SET);//后右轮-IN2   1 反转  
  59. }
  60. void Stopward()
  61. {/* 停止 */
  62.     HAL_GPIO_WritePin(motorF1_GPIO_Port,motorF1_Pin,GPIO_PIN_SET);//前左轮-IN1 
  63.     HAL_GPIO_WritePin(motorF2_GPIO_Port,motorF2_Pin,GPIO_PIN_SET);//前左轮-IN2 
  64.     
  65.     HAL_GPIO_WritePin(motorF3_GPIO_Port,motorF3_Pin,GPIO_PIN_SET);//前右轮-IN3   
  66.     HAL_GPIO_WritePin(motorF4_GPIO_Port,motorF4_Pin,GPIO_PIN_SET);//前右轮-IN4 
  67.     /*            因为L298N驱动模块是对相安装   */
  68.     HAL_GPIO_WritePin(motorR1_GPIO_Port,motorR1_Pin,GPIO_PIN_SET);//后左轮-IN3  
  69.     HAL_GPIO_WritePin(motorR2_GPIO_Port,motorR2_Pin,GPIO_PIN_SET);//后左轮-IN4    
  70.      
  71.     HAL_GPIO_WritePin(motorR3_GPIO_Port,motorR3_Pin,GPIO_PIN_SET);//后右轮-IN1  
  72.     HAL_GPIO_WritePin(motorR4_GPIO_Port,motorR4_Pin,GPIO_PIN_SET);//后右轮-IN2   
  73. }
  74.

motor.h

  1. #ifndef __MOTOR_H_
  2. #define __MOTOR_H_
  3.  
  4. #include "main.h"
  5. void Forward(void);
  6.  
  7. void Backward(void);
  8. void Turn_Left(void);
  9. void Turn_Right(void);
  10. void Stopward(void);
  11. #endif
  12.  
  13.

sensor.c

这里做出了一些改动，现在小车可以寻直线/曲线/直角转弯

  1. #include "sensor.h"
  2. #include "motor.h"
  3.  void Change_speed(uint16_t speed)
  4. {/* 变速 */
  5.     // 设置电机速度范围（60-100），越大越快
  6.     __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim4, TIM_CHANNEL_1, speed);
  7.     __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim4, TIM_CHANNEL_2, speed);
  8.     __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim4, TIM_CHANNEL_3, speed);
  9.     __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim4, TIM_CHANNEL_4, speed);
  10. }
  11. void Sensor(uint16_t value,uint16_t pos)
  12. {//value是小车正常行驶时候的速度，POS是转弯时候的速度
  13.     	if(L1==0&&L2==0&&R1==0&&R2==0)//如果4个全部没有读取黑线，直走;   Forward();
  14. 		{
  15.             Change_speed(value);
  16. 			Forward();
  17. 			HAL_Delay(5);
  18. 		}
  19. 		
  20. 		if(L1==0&&L2==1&&R1==1&&R2==0)//如果2，3读取黑线，直走;   Forward();
  21. 		{
  22.             Change_speed(value);
  23. 			Forward();
  24. 			HAL_Delay(5);
  25. 		}
  26. 		
  27. 		if(L1==0&&L2==1&&R1==0&&R2==0)//如果2读取黑线，左转;   Turn_Left();
  28. 		{
  29.             Change_speed(pos);
  30. 			Turn_Left();
  31. 			HAL_Delay(5);
  32. 		}
  33. 		
  34. 		if(L1==0&&L2==0&&R1==1&&R2==0)//如果3读取黑线，右转;   Turn_Right();
  35. 		{
  36.             Change_speed(62);
  37. 			Turn_Right();
  38. 			HAL_Delay(5);
  39. 		}
  40. 		      //大左转
  41.      if(L1==1&&(L2==1)&&(R1==0)&&R2==0)
  42.      {
  43.          HAL_Delay(20);//等待响应
  44.          while(1)
  45.          {
  46.              Change_speed(65);
  47.             Turn_Left();
  48.              HAL_Delay(40);//等待响应
  49.             if(L1==0&&(L2==0)&&(R1==1)&&R2==0)
  50.             break;                
  51.          } 
  52.      }
  53.      //大右转
  54.      if(L1==0&&(L2==0)&&(R1==1)&&R2==1)
  55.      {
  56.          HAL_Delay(20);//等待响应
  57.          while(1)
  58.          {
  59.              Change_speed(65);
  60.             Turn_Right();
  61.              HAL_Delay(40);//等待响应
  62.             if(L1==0&&(L2==1)&&(R1==0)&&R2==0)
  63.             break;                
  64.          }
  65.      }
  66.  	
  67.  }

sensor.h

  1. #ifndef __SENSOR_H_
  2. #define __SENSOR_H_
  3.  
  4. #include "main.h"
  5. #include "tim.h"
  6. extern void Sensor(uint16_t value,uint16_t pos);
  7. void Change_speed(uint16_t speed);
  8. #define  L1 HAL_GPIO_ReadPin(sensor4_GPIO_Port,sensor4_Pin)//左 IN4 B4
  9. #define  L2 HAL_GPIO_ReadPin(sensor3_GPIO_Port,sensor3_Pin)//左 IN3 B3
  10. #define  R1 HAL_GPIO_ReadPin(sensor2_GPIO_Port,sensor2_Pin)//右 IN2 B2
  11. #define  R2 HAL_GPIO_ReadPin(sensor1_GPIO_Port,sensor1_Pin) //右 IN1 B1
  12. #endif
  13.

5,总结

代码总体是由stm32cubeMX一键生成的，需要改动和添加的地方都在上面了，源码和资源包我也上传了，需要的自提

工程代码:点击这里

6，效果展示

下一篇博客预知-----蓝牙小车

寻迹小车演示视频

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