使用STM32 再实现循迹/跟随/摇头避障小车
循迹小车
硬件介绍和接线
TCRT5000
使用方法和原理见89C52时期的介绍。
循迹小车需要使用两个TCRT5000，左侧的DO接到PB3；右侧的DO接到PB4
CubeMX
1. 在上节的基础上进行修改 + 配置两个传感器的GPIO
2. 惯例配置更新代码
Keil
注意，如果要使用PWM调速就必须全部是PWM调速，因为一旦使用PWM调速之后又使用其他motor.c中的前后左右，就会重置PB1和PB10的值，而如果要使用调速，PB1和PB10就必须一直为HIGH，使用PWM调速的优点是转弯平滑，缺点是电机很容易因为PWM波的有效电平持续时间过低而转不动。
如果不想用PWM调速，不仅不能调用PWM调速的函数，在main中也记得将PWM使能关闭，在Cube中要把PA1和PA2改回GPIO，不使用PWM调速的优点是电机动力充足，缺点是转弯不太平滑。
按照代码封装的方法，封装route_sensor.c和route_sensor.h:
route_sensor.c:
#include "route_sensor.h"
#include "motor.h"
#include "gpio.h"
void route_sensor_mode()
{
if((HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_3) == GPIO_PIN_RESET) && (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_4) == GPIO_PIN_RESET)){ //此时左右都没有检测到黑线，说明在轨迹上，直走, 两个灯都亮
move_forward();
//speed_left(180); //speed就是CCRx的值，理论在0到199之间，实际最好大于130
//speed_right(180);
}
if((HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_3) == GPIO_PIN_SET) && (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_4) == GPIO_PIN_RESET)){ //此时左模块检测到黑线，说明车身偏右即将离开轨道，此时需要左转修正，只有右灯亮
move_leftturn();
//speed_left(160); //speed就是CCRx的值，理论在0到199之间，实际最好大于130
//speed_right(199);
}
if((HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_3) == GPIO_PIN_RESET) && (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_4) == GPIO_PIN_SET)){ //此时右模块检测到黑线，说明车身偏左即将离开轨道，此时需要右转修正，只有左灯亮
move_rightturn();
//speed_left(199); //speed就是CCRx的值，理论在0到199之间，实际最好大于130
//speed_right(160);
}
if((HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_3) == GPIO_PIN_SET) && (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_4) == GPIO_PIN_SET)){ //此时左右都检测到黑线，说明不在轨迹上了，停止，两个灯都灭
move_stop();
//speed_left(0); //speed就是CCRx的值，理论在0到199之间，实际最好大于130
//speed_right(0);
}
}
route_sensor.h:
#ifndef __route_sensor_H__ // "XXXX"就是h文件的名字
#define __route_sensor_H__
void route_sensor_mode(void);
#endif
main.c:
#include "motor.h"
#include "route_sensor.h"
int main(void)
{
//HAL_TIM_PWM_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_1); //打开Timer2的1号Channel, 1号通道对应 左轮
//HAL_TIM_PWM_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_2); //打开Timer2的2号Channel, 2号通道对应 右轮
while (1)
{
route_sensor_mode();
}
}实现效果
实现效果和89C52时一样，所以不重复展示了。
循迹小车
硬件介绍和接线
红外避障模块
使用方法和原理见89C52时期的介绍。
跟随小车需要使用两个红外避障模块，左侧的DO接到PB5；右侧的DO接到PB6
CubeMX
1. 在上节的基础上进行修改 + 配置两个传感器的GPIO
2. 惯例配置更新代码
Keil
按照代码封装的方法，封装route_follow.c和route_follow.h:
route_follow.c:
#include "route_follow.h"
#include "motor.h"
#include "gpio.h"
void route_follow_mode()
{
if((HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_5) == GPIO_PIN_RESET) && (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_6) == GPIO_PIN_RESET)){ //此时左右都没有检测到黑线，说明在轨迹上，直走, 两个灯都亮
move_forward();
}
if((HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_5) == GPIO_PIN_SET) && (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_6) == GPIO_PIN_RESET)){ //此时左模块检测到黑线，说明车身偏右即将离开轨道，此时需要左转修正，只有右灯亮
move_rightturn();
}
if((HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_5) == GPIO_PIN_RESET) && (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_6) == GPIO_PIN_SET)){ //此时右模块检测到黑线，说明车身偏左即将离开轨道，此时需要右转修正，只有左灯亮
move_leftturn();
}
if((HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_5) == GPIO_PIN_SET) && (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_6) == GPIO_PIN_SET)){ //此时左右都检测到黑线，说明不在轨迹上了，停止，两个灯都灭
move_stop();
}
}
route_follow.h:
#ifndef __route_follow_H__ // "XXXX"就是h文件的名字
#define __route_follow_H__
void route_follow_mode(void);
#endif
main.c:
#include "motor.h"
#include "route_follow.h"
int main(void)
{
//HAL_TIM_PWM_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_1); //打开Timer2的1号Channel, 1号通道对应 左轮
//HAL_TIM_PWM_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_2); //打开Timer2的2号Channel, 2号通道对应 右轮
while (1)
{
route_follow_mode();
}
}实现效果
实现效果和89C52时一样，所以不重复展示了。
摇头避障小车
硬件介绍和接线
SG90舵机（实现摇头）
HC-SR04超声波测距模块（实现避障）
由于驱动舵机使用的PWM也是周期为20ms的，所以可以直接用TIM1的CH3，对应PA2
HC-SR04的Trig接PA5；Echo接PA4
CubeMX
1. 在上节的基础上进行修改 + 配置Trig和Echo的GPIO:
2. 打开TIM2的CH3的PWM，由于PSC和ARR已经设置过了所以不用设置，有效电平为HIGH也不用设置：
3. 打开TIM3，用作HC-SR04的计时器，并且只用来作为计数功能，并软件控制何时停止计数，因此只需要设置TIM2的PSC而不需要设置ARR。
神奇的事情又发生了...在前几个项目里，同样是HC-SR04的初始化，使用的是微秒级的延时，但是在这个项目里，又变回了毫秒级的延时？？？唯一的区别是，上个项目使用的是TIM2，此处是TIM3...
4. 惯例配置更新代码
Keil
按照代码封装的方法，封装SG90.c, SG90.h, HC_SR04.c, HC_SR04.h:
SG90.c:
#include "SG90.h"
#include "tim.h"
int angle;
void head_right()
{
angle = 0;
__HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_3, 5); //0度
}
void head_middle()
{
angle = 1;
__HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_3, 15); //90度
}
void head_left()
{
angle = 2;
__HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_3, 25); //180度
}
SG90.h:
#ifndef __SG90_H__ // "XXXX"就是h文件的名字
#define __SG90_H__
void head_right(void);
void head_middle(void);
void head_left(void);
#endif HC_SR04.c:
#include "HC_SR04.h"
#include "SG90.h"
#include "gpio.h"
#include "tim.h"
#include "motor.h"
double dist_middle;
double dist_left;
double dist_right;
void StartHC()
{
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_RESET); //Trig写0
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_SET); //Trig写1
HAL_Delay(10);
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_RESET); //Trig写0
}
double get_dist()
{
int cnt;
double dist;
StartHC();
while((HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_4)) == GPIO_PIN_RESET); //等待Echo变高的一瞬间
HAL_TIM_Base_Start(&htim3); //TIM3开始计时
__HAL_TIM_SetCounter(&htim3,0); //将TIM3的计数器置0
while((HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_4)) == GPIO_PIN_SET); //等待Echo变低的一瞬间
HAL_TIM_Base_Stop(&htim3); //TIM3停止计时
cnt = __HAL_TIM_GetCounter(&htim3);//求出计了多少次，由于计数一次经过的时间是1us
dist = cnt*340/2*0.000001*100; //求出距离
return dist;
}
void deal_dist()
{
dist_middle = get_dist();
if(dist_middle > 35){ //如果距离大于35cm就可以前进
move_forward();//前进
}else if((dist_middle > 10) && (dist_middle < 35)){ //距离小于35cm但大于10cm时
move_stop();//先停下
head_left();//将测距传感器通过SG90转到左边
dist_left = get_dist();
HAL_Delay(300);//根据实际情况
head_right();//将测距传感器通过SG90转到右边
dist_right = get_dist();
HAL_Delay(300);//根据实际情况
if(dist_right > dist_left){ //哪边距离大往哪边转
move_rightturn();
HAL_Delay(300);//根据实际情况
move_stop();
}else{
move_leftturn();
HAL_Delay(300);//根据实际情况
move_stop();
}
}else{ //当距离已经小于10cm时
move_backward();//此时距离已经危险了，需要后退一下
HAL_Delay(300);//根据实际情况
move_stop();
}
}
HC_SR04.h:
#ifndef __HC_SR04_H__ // "XXXX"就是h文件的名字
#define __HC_SR04_H__
void deal_dist(void);
#endif
main.c:
#include "SG90.h"
#include "HC_SR04.h"
extern int angle;
int main(void)
{
//HAL_TIM_PWM_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_1); //打开Timer2的1号Channel, 1号通道对应 左轮
//HAL_TIM_PWM_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_2); //打开Timer2的2号Channel, 2号通道对应 右轮
HAL_TIM_PWM_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_3); //打开Timer2的3号Channel, 控制SG90
head_middle();
while (1)
{
if(angle != 1){ //如果不在中间的话，回到中间
head_middle();
HAL_Delay(300);
}
deal_dist();
HAL_Delay(50); //重要
}
}
实现效果
实现效果和89C52时一样，所以不重复展示了。