【西电A测：设计和制造一款自动货物分拣系统】

西电A测-自动货物分拣系统

题目介绍：有一个自动货物分拣系统的项目，系统由颜色识别系统，履带传送系统和机械臂分拣系统构成。该项目利用红、绿、蓝三色木块代表不同货物种类，能够通过对货物种类的自动判断，对不同货物进行智能分拣。
测试时，将红、绿、蓝三色木块间隔放在履带上，要求在规定的秒数内将木块输送到颜色识别区进行自动识别。如果当前木块是规定的目标颜色，则启动机械臂进行分拣，将其从履带上取下放在测试前现场指定的位置。其他颜色木块不做分拣，直接传送到履带末端。

前言

此文章针对XDer A测，写在这里，供大家做A测时学习参考，本人代码文件名后缀带有lwy，只在CSDN上发表过，其他平台非本人上传，转载请包含出处。
STM32学习不易，系统学习STM32知识见B站正点/野火视频。第一次写blog，若有bug，请海涵，同时望及时告知更正。

一，软件下载安装

本人使用CUBEMX+KEIL5，所以此教程需要安装：
KEIL5，KEIL5中STM32L4库，CUBEMX，CUBEMX中STM32L4的HAL库包

1. KEIL5下载：下载+破解，安装步骤：自己搜视频 或B站野火/正点 STM32视频
2. KEIL5安装后需要STM32L4系列库，下载地址：请点击STM32
   
   下载到电脑文件为：Keil.STM32L4xx_DFP.2.6.1.pack。双击它，然后Next
   
   
   正确安装，成功后双击KEIL打开 device中显示出STM32L4 Series：
   
3. CUBEMX下载：TI官网+csdn搜下载教程
4. CUBEMX安装后需要STM32L4系列的HAL库包：双击软件 CUBEMX 后点击
   
   找到STM32L4，安装你想要的版本（选择对应版本前面的正方形框选中后，点击下面INSTALL Now）
   
   正确安装后显示为绿色(页面如下)：
   

二，驱动安装

1. 串口驱动
   安装串口驱动是为了使用串口通信模块，使单片机的数据通过串口通信模块，发送到电脑端；或者数据通过电脑发送给单片机。安装老师A测群中文件：
   
   此实验使用软件SSC-32 Servo Sequencer Utility.exe，通过串口通信，将数据发送到绿色开发板用来控制机械臂转动的位置。
2. stlink驱动
   安装步骤见：链接
   安装STLINK驱动是为了可以正常下载程序烧录到开发板，代码通过STCLK 和STDIO引脚下载。
   

正确安装stlink驱动后，插上开发板，设备管理器，显示如下：STM32 STLINK / STM32 Debug

3. Windows上下载串口调试助手：（非必须）

三，软件基础操作：

STLINK 下载程序：选择图示魔术棒Options for target

在下图中点击Debug

点击下图中Settings

选择ST-LINK，SW。前述正确安装STLINK驱动后，在下图SW Device中会显示Device中显示名称(可能和我的信息不一样)

四，STM32L476介绍

这个才是STM32L476的引脚顺序，不是开发板上标的字母，接线一定盯着上面这张图！

上图中，引脚接线整理如下：



开发板实物图：可以参考需要接线的引脚

五，lwy代码重要部分的解释

后缀含lwy为本人自己添加的文件，内部已添加注释。

Main.c文件（不断修改，可能和图中一些细节不一样）：

5.1 颜色识别TCS230

对于TCS230来说，当选定一个颜色滤波器时，它只允许某种特定的原色通过，阻止其它原色的通过。例如：当选择红色滤波器时，入射光中只有红色可以通过，蓝色和绿色都被阻止，这样就可以得到红色光的光强；同理，选择其它的滤波器，就可以得到蓝色光和绿色光的光强。通过这三个光强值，就可以分析出反射到TCS230传感器上的光的颜色。TCS230传感器有红绿蓝和清除4种滤光器，可以通过其引脚 S2 和 S3 的高低电平来选择滤波器模式，如下图。

L表示低电平，H表示高电平
当被测物体反射光的红、绿、蓝三色光线分别透过相应滤波器到达TAOS TCS230RGB感应芯片时，其内置的振荡器会输出方波，方波频率与所感应的光强成比例关系，光线越强，内置的振荡器方波频率越高。TCS23传感器有一个OUT引脚，它输出信号的频率与内置振荡器的频率也成比例关系，它们的比率因子可以靠其引脚S0和S1的高低电平来选择，如下图。

在CUBEMX中配置时钟树，定时器TIM4 如下：

$$f_0=\frac{TIM4时钟}{Prescaler\ast CounterPeriod}=\frac{80MHz}{2000\ast 4000}=10Hz$$
解释：上图中配置TIM4时钟=80MHz，开一个定时器TIM4，分频后为10Hz，即间隔1/10Hz =0.1s触发一次中断，在中断服务函数中改变颜色滤波器并进行计算处理。
同时需要开启一个定时器TIM3，采集颜色传感器TCS230引脚OUT信号，捕获方波脉冲个数：

HAL配置的参数在下图代码中可以体现：

需要自己写的TCS230颜色识别代码如下(colorHALbylwy.c)：

上述芯片原理介绍参考原文链接为：链接1
链接2

5.2 电机控制MX1616

电机通过PWM控制即改变方波占空比，占空比越大，速度越快。使用TIM2配置引脚PA0输出PWM方波。

通过CUBEMX配置产生方波，方波频率：
$$f_1=\frac{TIM2时钟}{Prescaler\ast CounterPeriod}=\frac{80MHz}{2000\ast 4000}=10Hz$$
需要自己写的电机控制代码如下：


其中函数HAL_TIM_SET_COMPARE用来设置传送带运动速度。

5.3 机械臂舵机控制SSC32

绿色开发板如下：


USB SSC32路舵机控制是专为人形机器人、蜘蛛机器人、机械手等多舵机使用而量身定做的多路舵机控制器。该控制器不但保留了原版的所有功能，还在原版的基础上作了升级，将原来的RS232串口改成了USB接口，方便电脑没有串口的用户使用。控制器还增加蓝牙接口，可实现无线远程控制。USBSSC32路舵机控制控制方式包括实时、定时、定速控制等。
单个舵机和舵机群运动命令：
# P S … # P S T
：舵机通道号，值为0 – 31。
：脉冲宽度，单位微秒（us），值为500 – 2500。
：单通道的运动速度，单位us/秒。(可选)
：所有通道的速度，单位毫秒（ms），最大65535。(可选)
：结束回车符，ASCII码中的13。(必选)
：取消当前的命令，ASCI码中的27。


舵机0，1，2，3，4,5移动到1500位置，同时在1000ms内完成，这个命令能协调多个舵机的速度，即使多个舵机的初始位置相差很远，都可以使他们同时开始转动并同时停止到指定位置上。P后面的数字代表舵机的绝对角度，每组设备参数不同，需要借助软件SSC-32 Servo Sequencer Utility调整，需要自己写的机械臂抓取代码如下(ssc32hal.c)：

软件SSC-32 Servo Sequencer Utility页面：

SSC32舵机详细介绍见：链接

六，步骤

1. 正确并且成功安装软件及驱动
2. 对应引脚正确接线
3. 测试代码能否编译下载
4. 调节传送带速度参数，观察传送带速度变化是否与预期相符，若是传送带不动或速度不变，重新检查步骤1-3
5. 改代码，在while循环内识别的颜色应与测试要求一致
6. 借助软件SSC-32 Servo Sequencer Utility调节机械臂参数，并将参数更新到ssc32hal.c文件中。

七，注意事项

（对于新手，注意事项挺多的，累了，有机会就添加）