STM32单片机智能小车一PWM方式实现小车调速和转向

简介: STM32单片机智能小车一PWM方式实现小车调速和转向

1. 电机模块开发

L9110s概述


接通VCC,GND 模块电源指示灯亮, 以下资料来源官方,具体根据实际调试


IA1输入高电平,IA1输入低电平,【OA1 OB1】电机正转;


IA1输入低电平,IA1输入高电平,【OA1 OB1】电机反转;


IA2输入高电平,IA2输入低电平,【OA2 OB2】电机正转;


IA2输入低电平,IA2输入高电平,【OA2 OB2】电机反转;


632157337371820edd0e7a3af14bb6da_2a5156b0e294445db6a41d80d745df42.png


接线参考:


B-1A -- PA0


B-1B -- PB1


A-1A -- PA1


A-1B -- PB10

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2. 让小车动起来

代码实现:

motor.c

#include "motor.h"
void goForward(void)
{
    // 左轮
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_SET);
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_10, GPIO_PIN_RESET);
    // 右轮
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_SET);
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_RESET);
}
void goBack(void)
{
    // 左轮
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_RESET);
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_10, GPIO_PIN_SET);
    // 右轮
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_RESET);
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_SET);
}
void goLeft(void)
{
    // 左轮
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_RESET);
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_10, GPIO_PIN_RESET);
    // 右轮
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_SET);
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_RESET);
}
void goRight(void)
{
    // 左轮
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_SET);
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_10, GPIO_PIN_RESET);
    // 右轮
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_RESET);
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_RESET);
}
void stop(void)
{
    // 左轮
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_SET);
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_10, GPIO_PIN_SET);
    // 右轮
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_RESET);
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_RESET);
}

motor.h

#ifndef __MOTOR_H__
#define __MOTOR_H__
#include "main.h"
void goForward(void);
void goBack(void);
void goLeft(void);
void goRight(void);
void stop(void);
#endif

main.c

#include "motor.h"
 
//main函数的while循环部分:
while (1)
{
    goForward();
    HAL_Delay(1000);
    goBack();
    HAL_Delay(1000);
    goLeft();
    HAL_Delay(1000);
    goRight();
    HAL_Delay(1000);
    stop();
    HAL_Delay(1000);
}

3. 串口控制小车方向

  • 串口分文件编程进行代码整合——通过现象来改代码
  • 接入蓝牙模块,通过蓝牙控制小车
  • 添加点动控制,如果APP支持按下一直发数据,松开就停止发数据(蓝牙调试助手的自定义按键不 能实现),就能实现前进按键按下后小车一直往前走的功能


代码实现:

usart.c

#include "usart.h"
 
#include "string.h"
#include "stdio.h"
#include "motor.h"
 
//串口接收缓存(1字节)
uint8_t buf=0;
 
//定义最大接收字节数 200,可根据需求调整
#define UART1_REC_LEN 200
 
// 接收缓冲, 串口接收到的数据放在这个数组里,最大UART1_REC_LEN个字节
uint8_t UART1_RX_Buffer[UART1_REC_LEN];
 
//  接收状态
//  bit15,      接收完成标志
//  bit14,      接收到0x0d
//  bit13~0,    接收到的有效字节数目
uint16_t UART1_RX_STA=0;
 
#define SIZE 12
 
char buffer[SIZE];
 
// 接收完成回调函数,收到一个数据后,在这里处理
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
  // 判断中断是由哪个串口触发的
  if(huart->Instance == USART1)
  {
    // 判断接收是否完成(UART1_RX_STA bit15 位是否为1)
    if((UART1_RX_STA & 0x8000) == 0)
    {
      // 如果已经收到了 0x0d (回车),
      if(UART1_RX_STA & 0x4000)
      {
        // 则接着判断是否收到 0x0a (换行)
        if(buf == 0x0a)
        {
          // 如果 0x0a 和 0x0d 都收到,则将 bit15 位置为1
          UART1_RX_STA |= 0x8000;
 
          // 灯控指令
          if(!strcmp(UART1_RX_Buffer, "M1"))
            goForward();
          else if(!strcmp(UART1_RX_Buffer, "M2"))
            goBack();
          else if(!strcmp(UART1_RX_Buffer, "M3"))
            goLeft();
          else if(!strcmp(UART1_RX_Buffer, "M4"))
            goRight();
          else
            stop();
          
          memset(UART1_RX_Buffer, 0, UART1_REC_LEN);
          UART1_RX_STA = 0;
        }
        else
          // 否则认为接收错误,重新开始
          UART1_RX_STA = 0;
      }
      else  // 如果没有收到了 0x0d (回车)
      {
        //则先判断收到的这个字符是否是 0x0d (回车)
        if(buf == 0x0d)
        {
          // 是的话则将 bit14 位置为1
          UART1_RX_STA |= 0x4000;
        }
        else
        {
          // 否则将接收到的数据保存在缓存数组里
          UART1_RX_Buffer[UART1_RX_STA & 0X3FFF] = buf;
          UART1_RX_STA++;
          
          // 如果接收数据大于UART1_REC_LEN(200字节),则重新开始接收
          if(UART1_RX_STA > UART1_REC_LEN - 1)
            UART1_RX_STA = 0;
        }
      }
    }
    // 重新开启中断
    HAL_UART_Receive_IT(&huart1, &buf, 1);
  }
}
 
int fputc(int ch, FILE *f)
{      
  unsigned char temp[1]={ch};
  HAL_UART_Transmit(&huart1,temp,1,0xffff);  
  return ch;
}

4. 如何进行小车PWM调速

原理

全速前进是LeftCon1A = 0; LeftCon1B = 1;

完全停止是LeftCon1A = 0;LeftCon1B = 0;

那么单位时间内,比如20ms, 有15ms是全速前进,5ms是完全停止, 速度就会比5ms全速前进,15ms完全停止获得的功率多,相应的速度更快!


开发:借用PWM的舵机控制代码


将控制车轮的4个 GPIO 口配置修改如下,否则小车动不起来。


原因:L9110每个控制口需要一高一低才可以动起来,如果PWM有效电平为高电平,则另一个 GPIO口则需要输出低电平才可以驱动轮子。


代码实现:

main.c

// main函数里
HAL_TIM_PWM_Start(&htim2,TIM_CHANNEL_1);
HAL_TIM_PWM_Start(&htim2,TIM_CHANNEL_2);
while (1)
{
    __HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_1, 8);
    __HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_2, 8);
    HAL_Delay(1000);
    __HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_1, 10);
    __HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_2, 10);
    HAL_Delay(1000);
    __HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_1, 15);
    __HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_2, 15);
    HAL_Delay(1000);
}

5. PWM方式实现小车转向

右转原理:

左轮速度大于右轮

左转原理:

右轮速度大于左轮

左右轮各自调速代码实现:

// main函数里
while (1)
{
    __HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_1,8);
    __HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_2,15);
    HAL_Delay(1000);
    __HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_1,15);
    __HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_2,8);
    HAL_Delay(1000);
}
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