【 STM32实例 】 智能小车的红外循迹
文章目录
- 前言
- 一、硬件选择与连接
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- 1. STM32F103C8T6最小系统板
- 2. L298N双路电机驱动
- 3. 红外循迹模块
- 二、环境配置
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- 1. Device
- 2. Output
- 3. C/C++
- 4. Debug
- 三、项目管理与代码实现
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- 1. 项目结构
- 2. 工程管理
- 3. 具体文件
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- xunji.c
- xunji.h
- main.c
- 总结
前言
这篇文章我主要讲的是让基于stm32单片机下的智能小车实现红外循迹功能，智能小车的项目非常多，比如说循迹避障、蓝牙遥控、视觉控制等等，我将会一步一步带大家走进stm32单片机的项目当中。
一、硬件选择与连接
在硬件部分，与前几节我所介绍的51智能小车大致一样，所不同的是把51最小系统板换成了stm32最小系统板，其他驱动、红外循迹模块都一样，具体可前往【51单片机实例】智能小车（一）了解详情。
下面我还是会对相关重要模块进行简单介绍：
1. STM32F103C8T6最小系统板
配套资源：
- STM32F103C8主芯片一片
- 贴片8M晶振（通过芯片内部PLL最高达72M）ST官方标准参数
- 3.3V稳压芯片，最大提供800mA电流
- 一路miniUSB接口，可以给系统版供电，预留USB通讯功能
- 复位按键
- 标准SWD口一个，支持JLink，STLink，JLINK OB
- BOOT选择端口
- IO扩展排针 20pin x 2
- 电源指示灯1个
- 功能指示灯一个，用于验证IO口基本功能
- 预留串口接口，方便和5V开发板连接，用串口即可程序
- 高性能爱普生32768Hz晶振，价格是直插晶振的10倍价格，易起振
- 20K RAM，64K ROM ，TQFP48封装
2. L298N双路电机驱动
L298N，是一款接受高电压的电机驱动器，直流电机和步进电机都可以驱动。一片驱动芯片可同时控制两个直流减速电机做不同动作，在6V到46V的电压范围内，提供2安培的电流，并且具有过热自断和反馈检测功能，可对电机进行直接控制，通过主控芯片的I/O输入对其控制电平进行设定，就可为电机进行正转反转驱动，操作简单、稳定性好，可以满足直流电机的大电流驱动条件。
3. 红外循迹模块
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。
接口说明：
（1） VCC 外接3.3V-5V电压（可以直接与5v单片机和3.3v单片机相连）
（2） GND 外接GND
（3） OUT 小板数字量输出接口（0和1）
二、环境配置
1. Device
我们选用的是STM32F103C8T6最小系统板，所以Device应选择STM32F103C8
2. Output
Output中应创建HEX可执行文件
3. C/C++
C/C++中应定义宏和包含文件路径
4. Debug
若选用 ST-link 或 J-link 还是其他下载器or串口，都需要事先安装相应的驱动和配置相关环境，这里我以ST-link为例配置相关环境
三、项目管理与代码实现
1. 项目结构
2. 工程管理
应在相应的工程文件下面添加上对应的.c文件
3. 具体文件
以下我主要说明几个比较重要的文件
xunji.c
#include "xunji.h"
#include "stm32f10x.h"
void motor_gpio()
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_10|GPIO_Pin_11;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
}
void xunji_gpio()
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_7;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; //上拉输入
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
}
void pwm()
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_8;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //复用输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4, ENABLE); //使能定时器4时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE); //使能GPIOB时钟
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period =99; //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 =71; //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:TDTS = Tck_tim
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //TIM向上计数模式
TIM_TimeBaseInit(TIM4, &TIM_TimeBaseStructure);
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; //选择定时器模式:TIM脉冲宽度调制模式1
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比较输出使能
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //输出极性:TIM输出比较极性高
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse=0;
TIM_OC1Init(TIM4, &TIM_OCInitStructure);
TIM_OC3Init(TIM4, &TIM_OCInitStructure);
TIM_OC1PreloadConfig(TIM4, TIM_OCPreload_Enable); //使能TIM4在CCR1上的预装载寄存器
TIM_OC3PreloadConfig(TIM4, TIM_OCPreload_Enable); //使能TIM4在CCR3上的预装载寄存器
TIM_Cmd(TIM4, ENABLE); //使能TIM4
}
void run()
{
TIM_SetCompare1(TIM4,30);
TIM_SetCompare3(TIM4,30);
IN1 = 1;
IN2 = 0;
IN3 = 1;
IN4 = 0;
}
void back()
{
TIM_SetCompare1(TIM4,70);
TIM_SetCompare3(TIM4,70);
IN1 = 0;
IN2 = 1;
IN3 = 0;
IN4 = 1;
}
void right()
{
TIM_SetCompare1(TIM4,0);
TIM_SetCompare3(TIM4,30);
IN1 = 1;
IN2 = 0;
IN3 = 0;
IN4 = 0;
}
void left()
{
TIM_SetCompare1(TIM4,30);
TIM_SetCompare3(TIM4,0);
IN1 = 0;
IN2 = 0;
IN3 = 1;
IN4 = 0;
}
void stop()
{
IN1 = 0;
IN2 = 0;
IN3 = 0;
IN4 = 0;
}
xunji.h
#ifndef __xunji_H
#define __xunji_H
#include "sys.h"
#define IN1 PBout(0)
#define IN2 PBout(1)
#define IN3 PBout(10)
#define IN4 PBout(11)
#define LEFT_ONE PAin(3)
#define LEFT_TWO PAin(7)
void run(void);
void left(void);
void right(void);
void back(void);;
void stop(void);
void motor_gpio(void);
void xunji_gpio(void);
void pwm(void);
#endif
main.c
#include "stm32f10x.h"
#include "xunji.h"
#include "delay.h"
void Init()
{
TIM_SetCompare1(TIM4,25);
TIM_SetCompare3(TIM4,25);
IN1=1;
IN2=0;
IN3=1;
IN4=0;
}
int main(void)
{
motor_gpio();
xunji_gpio();
pwm();
delay_init();
Init();
while(1)
{
if(LEFT_ONE==0&&LEFT_TWO==0)
{
run();
}
else if(LEFT_ONE==0&&LEFT_TWO==1)
{
right();
}
else if(LEFT_ONE==1&&LEFT_TWO==0)
{
left();
}
else if(LEFT_ONE==1&&LEFT_TWO==1)
{
run();
}
else
stop();
}
}
总结
本节是以STM32F103C8T6最小系统为CPU，通过一些外围电路和软件编程实现小车红外循迹的功能。整个设计过程中最大的特点是利用简单的理论原理将红外循迹模块、L298N驱动模块、51单片机这三个模块有效的结合起来，利用红外循迹原理与pwm调节占空比的简单结合实现对小车红外循迹奠定编程理论基础，提高了效率，降低了编程的复杂度，具有很强的研究的意义，智能化的发展促使了智能小车往功能更加强大的方向发展。