基于STM32F103的红外循迹避障小车设计
红外循迹及红外避障实现较简单,无论是51单片机还是STM32单片机,其例程随处可见。但是完全可以运行的Proteus仿真,开源的并不多,更不要说基于STM32单片机的仿真。
下面跟大家聊聊基于STM32F103的红外循迹避障小车的Proteus仿真。
首先,我们来验证一下,Proteus软件能否对STM32进行仿真。
我所使用的是Proteus8.6版本,我们可以看到STM32芯片有以下几款:

我选用STM32F103R6芯片,进行点灯仿真,从而证明Proteus可以对STM32进行仿真实验。

可以看到运行之后,LED灯被点亮。

此部分程序(即STM32点亮LED)如下:
#include "stm32f10x.h"
#include "bsp_led.h"
#include "bsp_key.h"
static void Delay(__IO uint32_t nCount)
{
for(; nCount != 0; nCount--);
}
int main ( void )
{
LED_Init ();
Key_GPIO_Config();
macLED1_OFF ();
macLED2_OFF ();
macLED3_OFF ();
while ( 1 )
{
if( Key_Scan(macKEY1_GPIO_PORT,macKEY1_GPIO_PIN) == KEY_ON )
{
macLED1_TOGGLE() ;
macLED2_TOGGLE() ;
macLED3_TOGGLE() ;
}
}
}
下面开始红外循迹及避障的Proteus仿真:
红外循迹模块,选用此款,使用简单,价格便宜

其工作原理我不再赘述,其原理图如下图:

红外避障模块,对比之后,发现红外避障效果最好的,就是这款红外模块。

电机驱动模块,选择L298电机驱动,此驱动较常用,使用也较简单。

其原理图如下:

STM32单片机选择STM32F103C8T6,只需要买此小核心板即可,经济实惠。

单片机最小系统原理图:

电源部分原理图如下:

Proteus红外模块的仿真,只能用按键模拟,即单片机引脚检测0、1信号。
完整Proteus仿真图如下:

点击运行

大家可以看到,程序跑不动,显示在运行,但是程序无法正常循环

实践证明,Proteus仿真STM32只能进行简单的仿真,无法进行复杂仿真。不过仿真51单片机是完全没有问题的。
所以,我的建议,直接做实物,最终实物调试成功,没有任何问题
来张实物图片

部分程序如下,可参考
主程序
#include "stm32f10x.h"
#include "bsp_SysTick.h"
#include "bsp_led.h"
#include
#include
#include "bsp_pwm_output.h"
#include "infrared.h"
#include "delay.h"
unsigned int Task_Delay[NumOfTask];
int main(void)
{
SysTick_Init();
SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;
TIMx_PWM_Init();
infrared_Initial();
while(1)
{
if((infrared_Scan(infrared_5_GPIO_PORT,infrared_5_GPIO_PIN)==INFRARED_ON)&&\
(infrared_Scan(infrared_6_GPIO_PORT,infrared_6_GPIO_PIN)==INFRARED_ON))
{
DelayS(3);
if((infrared_Scan(infrared_5_GPIO_PORT,infrared_5_GPIO_PIN)==INFRARED_ON)&&\
(infrared_Scan(infrared_6_GPIO_PORT,infrared_6_GPIO_PIN)==INFRARED_ON))
{
TIMx_Mode_Config(500,0,0,500);
DelayMs(500);
}
else
{
TIMx_Mode_Config(500,0,0,500);
DelayMs(500);
}
}
else
{
if((infrared_Scan(infrared_3_GPIO_PORT,infrared_3_GPIO_PIN)==INFRARED_ON))
TIMx_Mode_Config(0,0,600,0);
else if((infrared_Scan(infrared_2_GPIO_PORT,infrared_2_GPIO_PIN)==INFRARED_ON))
TIMx_Mode_Config(600,0,0,0);
else if((infrared_Scan(infrared_4_GPIO_PORT,infrared_4_GPIO_PIN)==INFRARED_ON))
TIMx_Mode_Config(0,0,900,0);
else if((infrared_Scan(infrared_1_GPIO_PORT,infrared_1_GPIO_PIN)==INFRARED_ON))
TIMx_Mode_Config(900,0,0,0);
else
TIMx_Mode_Config(500,0,500,0);
}
}
}
PWM波程序
#include "bsp_pwm_output.h"
static void TIMx_GPIO_Config(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
macTIM_APBxClock_FUN (macTIM_CLK, ENABLE);
macTIM_GPIO_APBxClock_FUN (macTIM_GPIO_CLK, ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = macTIM_CH1_PIN;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(macTIM_CH1_PORT, &GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = macTIM_CH2_PIN;
GPIO_Init(macTIM_CH2_PORT, &GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = macTIM_CH3_PIN;
GPIO_Init(macTIM_CH3_PORT, &GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = macTIM_CH4_PIN;
GPIO_Init(macTIM_CH4_PORT, &GPIO_InitStructure);
}
void TIMx_Mode_Config(u16 CCR1_Val,u16 CCR2_Val,u16 CCR3_Val, u16 CCR4_Val)
{
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 999;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1 ;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
TIM_TimeBaseInit(macTIMx, &TIM_TimeBaseStructure);
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = CCR1_Val;
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
TIM_OC1Init(macTIMx, &TIM_OCInitStructure);
TIM_OC1PreloadConfig(macTIMx, TIM_OCPreload_Enable);
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = CCR2_Val;
TIM_OC2Init(macTIMx, &TIM_OCInitStructure);
TIM_OC2PreloadConfig(macTIMx, TIM_OCPreload_Enable);
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = CCR3_Val;
TIM_OC3Init(macTIMx, &TIM_OCInitStructure);
TIM_OC3PreloadConfig(macTIMx, TIM_OCPreload_Enable);
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = CCR4_Val;
TIM_OC4Init(macTIMx, &TIM_OCInitStructure);
TIM_OC4PreloadConfig(macTIMx, TIM_OCPreload_Enable);
TIM_ARRPreloadConfig(macTIMx, ENABLE);
TIM_Cmd(macTIMx, ENABLE);
}
void TIMx_PWM_Init(void)
{
TIMx_GPIO_Config();
TIMx_Mode_Config(0,0,0,0);
}
延时程序
#include "stm32f10x.h"
#include "delay.h"
static u8 fac_us=0;
static u16 fac_ms=0;
void DelayInit()
{
SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8);
fac_us=SystemCoreClock/8000000;
fac_ms=(u16)fac_us*1000;
}
void DelayUs(unsigned long nus)
{
u32 temp;
SysTick->LOAD=nus*fac_us;
SysTick->VAL=0x00;
SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk ;
do
{
temp=SysTick->CTRL;
}
while(temp&0x01&&!(temp&(1<<16)));
SysTick->CTRL&=~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;
SysTick->VAL =0X00;
}
void DelayMs(unsigned int nms)
{
u32 temp;
SysTick->LOAD=(u32)nms*fac_ms;
SysTick->VAL =0x00;
SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk ;
do
{
temp=SysTick->CTRL;
}
while(temp&0x01&&!(temp&(1<<16)));
SysTick->CTRL&=~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;
SysTick->VAL =0X00;
}
void DelayS(unsigned int ns)
{
unsigned char i;
for(i=0;i<ns;i++)
{
DelayMs(1000);
}
}
涉及到STM32的设计,Proteus软件暂时无法进行完全的仿真,建议直接设计实物,调试实物代替仿真
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