基于Qt的wifi智能小车的制作(一)

       基于Qt的wifi智能小车的制作（一）

        好久不写博客了，真的是有点惭愧了。翻开上一次的博客，到现在已经2个多月了，只能说是自己太懒惰了！忙是另一回事！趁今天晚上有点时间回顾下这一段时间的收获以及做的一些东西，算是一份笔记，一遍以后能回想起。

首先说说开始做的一款wifi小车吧，一方面是因为个人的爱好，一方面算是其他原因。首先上几张小车照片。

                                                               

由于光线原因，可能不太清楚。一下是我的上位机，基于Qt的，总体感觉还是挺漂亮的，不过最主要的还是有美工的帮助了，在这里多谢这位美工了。(小车控制主界面)

再来一张配置控制协议。其中有视频流地址、控制地址以及端口号，控制动作命令等等……

其实做这个小车根本没有多少难度的，之所以要做也是自己的爱好罢了，今天在这里记录下一些珍贵的东西，希望自己以后看到后能想起其中的过程，最让人享受的还是做某一件东西的过程。希望高手最下留情。

1.下位机

下位机简单来说就是利用stm32控制驱动小车做动作，不外乎前进、后退、左转、右转、停止，在加上云台的上升，下降，左转和右转，实现的基本原理很简单，使用的驱动的L298N，控制起来也最简单；而云台方向的控制就是利用PWM进行控制。

首先说说舵机的控制吧，这个用到了PWM，下车速度也是利用这个控制的。

舵机的相关原理

1)什么是舵机

在机器人机电控制系统中，舵机控制效果是性能的重要影响因素。舵机可以在微机电系统和航模中作为基本的输出执行结构，其简单的控制和输出使得单片 机系统非常容易与之接口。舵机是一种位置（角度）伺服的驱动器，适用于那些需要不断变化并可以保持的控制系统。

2）舵机工作原理

控制信号由接收机的通道进入信号调制芯片，获得直流偏置电压。它内部有一个基准电路，产生周期为 20ms，宽度为 1.5ms 的基准信号，将获得的直流偏置电压与电位器的电压比较，获得电压差输出。最后，电压差的正负输出到电机驱动芯片决定电机的正反转。当电机转速一定时，通过级联减速齿轮带动电位器旋转，使得电压差为 0，电机停止转动。当然我们可以不用去了解它的具体工作原理，知道它的控制原理就够了

3）舵机的控制

舵机的控制一般需要一个 20ms 左右的时机脉冲，该脉冲的高电平部分一般为0.5ms~2.5ms 范围内的角度控制脉冲部分。以 180 度角度伺服为例，那么对应的控制关系为。

0.5ms-------------0 度
1.0ms-------------45 度
1.5ms-------------90 度
2.0ms-------------135 度
2.5ms-------------180 度

具体的描述如下图所示：

4)实现程序代码：

硬件连接：云台上下转动舵机连接 VCC、 GND、 PB6；云台左右转动舵机连接 VCC、GND、 PB8

#define ANGLE_000   2         //0 度

#define ANGLE_045   10        //45 度

#define ANGLE_090   15        //90 度

#define ANGLE_135   20        //135 度

#define ANGLE_180   28        //180 度	
/* 全局变量 */
static u8 CloudStand_Horizontal_Line = 15; //云台水平移动
static u8 CloudStand_Vertical_Line = 15; //云台垂直移动

/* TIM4 PWM 部分初始化， PWM 输出初始化， arr 为自动重装值； psc 为时钟
预分频数 */

static void TIM4_PWM_Init(u16 arr,u16 psc)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;

下面切记两个 APB 时钟初始化，调用不同的初始化函数，有同学不注意，经常
在这里出问题。
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_AFIO,
ENABLE);

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4,ENABLE);
//设置该引脚为复用输出功能,输出 TIM4 的 PWM 脉冲波形
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_8;
//TIM_CH1 TIM_CH3
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
//复用推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
//初始化 GPIO
//初始化 TIM4
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr;
//设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = psc;
//设置用来作为 TIMx 时钟频率除数的预分频值
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;
//设置时钟分割
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
//TIM 向上计数模式
TIM_TimeBaseInit(TIM4, &TIM_TimeBaseStructure);
//根据 TIM_TimeBaseInitStruct 中指定的参数初始化 TIMx 的时间基数单位
//初始化 TIM4 通道 1 PWM 模式
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2;
//选择定时器模式:TIM 脉冲宽度调制模式 2
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
//正向通道有效
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 300;
//占空时间 总的周期为 20ms 占空时间为约为 1ms
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low;
//输出极性:TIM 输出比较极性高
这 里 的 TIM_OC1Init 、 TIM_OC1PreloadConfig 、 TIM_OC3Init 、
TIM_OC3PreloadConfig 的调用，库函数已经将管脚和 TIM 的通道进行匹配，读者一
定要与自己的配置符合。
TIM_OC1Init(TIM4, &TIM_OCInitStructure);
TIM_OC1PreloadConfig(TIM4, TIM_OCPreload_Enable);
//使能预装载寄存器
//初始化 TIM4 通道 3 PWM 模式
TIM_OC3Init(TIM4, &TIM_OCInitStructure);
TIM_OC3PreloadConfig(TIM4, TIM_OCPreload_Enable);
//使能预装载寄存器
TIM_ARRPreloadConfig(TIM4, ENABLE);
TIM_Cmd(TIM4, ENABLE);
//使能 TIM4
CloudStand_Middle();
}
void CloudStand_Up(void)
{
   if(CloudStand_Vertical_Line > ANGLE_000 +1 )
  {
     CloudStand_Vertical_Line--;
     TIM_SetCompare1(TIM4,CloudStand_Vertical_Line);

注意：这里的 TIM_SetCompare1、 TIM_SetCompare3 函数的调用，要与前面的
硬件连接管脚、 TIM 通道一致，因为本人此处为 TIM1 通道和 TIM3 通道，所以这里调用 TIM_SetCompare1、 TIM_SetCompare3 函数。 
//将上下转动值与寄存器 1 中的值进行比较，左右转动值和寄存器 3 中的值进
行比较
}
   if(CloudStand_Vertical_Line == ANGLE_000 +1 )
   {
      CloudStand_Vertical_Line++;
   }
}
void CloudStand_Down(void)
{
   if(CloudStand_Vertical_Line < ANGLE_180 -1 )
   {
      CloudStand_Vertical_Line++;
      TIM_SetCompare1(TIM4,CloudStand_Vertical_Line);
  }
  if(CloudStand_Vertical_Line == ANGLE_180 -1 )
  {
      CloudStand_Vertical_Line--;
  }
}

void CloudStand_Left(void)
{
   if(CloudStand_Horizontal_Line > ANGLE_000 +1 )
   {
       CloudStand_Horizontal_Line--;
       TIM_SetCompare3(TIM4,CloudStand_Horizontal_Line);
   }
  if(CloudStand_Horizontal_Line == ANGLE_000 +1 )
  {
     CloudStand_Horizontal_Line++;
   }
}

void CloudStand_Right(void)
{

   if(CloudStand_Horizontal_Line < ANGLE_180 -1 )
  {
      CloudStand_Horizontal_Line++;
     TIM_SetCompare3(TIM4,CloudStand_Horizontal_Line);
   }

  if(CloudStand_Horizontal_Line == ANGLE_180 -1 )
  {
     CloudStand_Horizontal_Line--;
  }
}

void CloudStand_Middle(void)
{
CloudStand_Horizontal_Line = 15;
CloudStand_Vertical_Line = 15;
TIM_SetCompare1(TIM4,ANGLE_000);
TIM_SetCompare3(TIM4,ANGLE_090);
}

void CloudStand_Init(void)
{
TIM4_PWM_Init(199,7199); //PWM 频率 = 50Hz
}

小车方向控制相关原理

小车的方向就是通过控制stm32管脚的电平的高低来驱动LM298N实现所要的功能。详情看附件中的代码。在这里就不做过多的介绍，介绍多了会被人说成……………………。

2.上位机

在下一篇中将重点记录上位机功能的实现。

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