STM32智能小车(循迹、跟随、避障、测速、蓝牙、wife、4g、语音识别)总结-1

简介: STM32智能小车(循迹、跟随、避障、测速、蓝牙、wife、4g、语音识别)总结

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;


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接线参考:


B-1A -- PA0


B-1B -- PB1


A-1A -- PA1


A-1B -- PB10


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1.1 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);
}


1.2 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;
}


1.3 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。


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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);
}


1.4 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);
}

2.循迹小车

2.1 循迹模块介绍

  • TCRT5000传感器的红外发射二极管不断发射红外线
  • 当发射出的红外线没有被反射回来或被反射回来但强度不够大时
  • 红外接收管一直处于关断状态,此时模块的输出端为高电平,指示二极管一直处于熄灭状态
  • 被检测物体出现在检测范围内时,红外线被反射回来且强度足够大,红外接收管饱和
  • 此时模块的输出端为低电平,指示二极管被点亮
  • 总结就是一句话,没反射回来,D0输出高电平,灭灯

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接线方式


  • VCC:接电源正极(3-5V)
  • GND:接电源负极 DO:TTL开关信号输出0、1
  • AO:模拟信号输出(不同距离输出不同的电压,此脚一般可以不接)

2.2 循迹小车原理

由于黑色具有较强的吸收能力,当循迹模块发射的红外线照射到黑线时,红外线将会被黑线吸收,导致 循迹模块上光敏三极管处于关闭状态,此时模块上一个LED熄灭。在没有检测到黑线时,模块上两个LED常亮


总结就是一句话,有感应到黑线,D0输出高电平 ,灭灯


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2.3 循迹小车核心代码

硬件接线


  • B-1A -- PA0
  • B-1B -- PB1
  • A-1A -- PA1
  • A-1B -- PB10
  • 循迹模块(左)--  PB3
  • 循迹模块(右) -- PB4

代码示例:


#define LeftWheel_Value HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_3)
#define RightWheel_Value HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_4)
 
// main函数里
while (1)
{
    if (LeftWheel_Value == GPIO_PIN_RESET && RightWheel_Value == GPIO_PIN_RESET)
        goForward();
    if (LeftWheel_Value == GPIO_PIN_SET && RightWheel_Value == GPIO_PIN_RESET)
        goLeft();
    if (LeftWheel_Value == GPIO_PIN_RESET && RightWheel_Value == GPIO_PIN_SET)
        goRight();
    if (LeftWheel_Value == GPIO_PIN_SET && RightWheel_Value == GPIO_PIN_SET)
        stop();
}

2.4 循迹小车解决转弯平滑问题

原理:两轮都有速度且一轮速度大于另一轮


代码实现:

#define LeftWheel_Value HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_3)
#define RightWheel_Value HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_4)
// main函数里
while (1)
{
    if(LeftWheel_Value == GPIO_PIN_RESET && RightWheel_Value == GPIO_PIN_RESET)
    {
        __HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_1,19);
        __HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_2,19);
    }
    if(LeftWheel_Value == GPIO_PIN_SET && RightWheel_Value == GPIO_PIN_RESET)
    {
        __HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_1,15);
        __HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_2,8);
    }
    if(LeftWheel_Value == GPIO_PIN_RESET && RightWheel_Value == GPIO_PIN_SET)
    {
        __HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_1,8);
        __HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_2,15);
    }
    if(LeftWheel_Value == GPIO_PIN_SET && RightWheel_Value == GPIO_PIN_SET)
    {
        __HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_1,0);
        __HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_2,0);
    }
}


STM32智能小车(循迹、跟随、避障、测速、蓝牙、wife、4g、语音识别)总结-2

https://developer.aliyun.com/article/1507941

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