STM32循迹小车
第一天：硬件平台介绍
硬件平台：
控制模块：正点原子STM32精英开发板
驱动模块：L298N两路电机驱动模块，两路pwm控制，正反转控制
转向控制：S3010舵机，由20ms脉宽pwm信号控制转向
循迹模块：5路光电对管循迹模块RS016
蓝牙模块：HC-05双工蓝牙模块
小车平台：10年前飞思卡尔比赛车模
软件设计平台：
STM32程序开发：MDK5 Keil uVision5
Android APP开发：AndroidStudio2.2.2
预计实现功能：
1、遥控模式，通过红外遥控控制前进后退停止转向，连续调速
2、自动模式，通过循迹模块自动检测黑线并跟踪行驶
3、手机控制，通过Android定制APP控制小车前进后退停止转向，连续调速
已经实现功能：遥控模式，下附主要源代码：
#define MIN_zou 1000 //向左
#define Z_qian 1200 //向前
#define MAX_you 1400 //向右
/*
循迹车引脚接线：
PG13/PG14引脚控制车前进(1,0)/倒退(0,1),接L298控制引脚IN4/IN3
定时器3通道2对应引脚PB5控制舵机转向，由20ms脉宽920-2120高电平控制。黑线(接地)，红线(电源线)，白色（控制线）
定时器3通道4对应引脚PB1控制车驱动电机转速
*/
//pwm波输出 开发板验证
void TIM3_PWM_Init(u16 arr,u16 psc)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStrcut;
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStrcut;
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStrcut;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE); //复用端口需要使能AFIO时钟
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE); //使能TIM3时钟
GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap_TIM3,ENABLE); //端口部分重映射
//设置该引脚为复用输出功能,输出 TIM3 CH2 的 PWM 脉冲波形 GPIOB.5
GPIO_InitStrcut.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //复用推挽输出
GPIO_InitStrcut.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_1; //
GPIO_InitStrcut.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStrcut);
//定时器初始化
TIM_TimeBaseInitStrcut.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;//计数模式
TIM_TimeBaseInitStrcut.TIM_Period=arr; //重装值
TIM_TimeBaseInitStrcut.TIM_Prescaler=psc; //分频值
TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_TimeBaseInitStrcut);
//PWM相关寄存器初始化
TIM_OCInitStrcut.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2; //选择 PWM 模式 2
TIM_OCInitStrcut.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比较输出使能
TIM_OCInitStrcut.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low; //输出极性高
TIM_OC2Init(TIM3, &TIM_OCInitStrcut); //初始化外设 TIM3 OC2通道2
TIM_OC4Init(TIM3, &TIM_OCInitStrcut); //初始化外设 TIM3 OC2通道4
TIM_OC2PreloadConfig(TIM3,TIM_OCPreload_Enable); //装载预装值
TIM_Cmd(TIM3,ENABLE); //使能定时器3
}
void Init_GPIO1(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOG, ENABLE); //使能PB,PE端口时钟
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13 | GPIO_Pin_14; //LED0-->PB.5 端口配置
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //IO口速度为50MHz
GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStructure); //根据设定参数初始化GPIOB.5
}
int main(void)
{
u8 key; //键值
u16 led0pwmval=Z_qian,pwm_sudu=0;
u8 *str=0;
delay_init(); //延时函数初始化
Init_GPIO1();
LCD_Init(); //初始化LCD
W25QXX_Init(); //初始化W25Q128
Remote_Init();
TIM3_PWM_Init(14399,99);
TIM_SetCompare2(TIM3,led0pwmval);
TIM_SetCompare4(TIM3,pwm_sudu);
POINT_COLOR=RED;
while(font_init()) //检查字库
{
LCD_ShowString(30,50,16,"Font Error!",0);
delay_ms(200);
LCD_Fill(30,50,240,66,WHITE);//清除显示
delay_ms(200);
}
Show_Str(30,30,200,16,"循迹小车调试界面",16,0);
Show_Str(30,70,200,16,"PWM捕获寄存器值：",16,0);
Show_Str(30,100,200,16,"遥控接收值：",16,0);
Show_Str(30,130,200,16,"按键连按次数：",16,0);
Show_Str(30,160,200,16,"按键键值：",16,0);
Show_Str(30,190,200,16,"速度PWM值：",16,0);
POINT_COLOR=BLUE;
Show_Str(30,210,200,64,"|<< ：向左 2 ：前进",16,0);
Show_Str(30,230,200,64,">>| ：向右 8 ：倒退",16,0);
Show_Str(30,250,200,64,">|| ：向前 5 ：停止",16,0);
Show_Str(30,270,200,64,"VOL+/- ：快/慢",16,0);
Show_Str(30,300,200,64,"上/下 ：左/右",16,0);
// Show_Str(30,350,200,64,"2 ：前进",16,0);
// Show_Str(30,370,200,64,"8 ：倒退",16,0);
// Show_Str(30,390,200,64,"5 ：停止",16,0);
while(1)
{
key=Remote_Scan();
if(key)
{
switch(key)
{
case 98:
{
str="UP";
led0pwmval += 20;
if(led0pwmval >= MAX_you)led0pwmval=MAX_you;
TIM_SetCompare2(TIM3,led0pwmval);
}break;
case 194:
{
str="RIGHT";
led0pwmval = MIN_zou;
TIM_SetCompare2(TIM3,led0pwmval);
}break;
case 34:
{
str="LEFT";
led0pwmval = MAX_you;
TIM_SetCompare2(TIM3,led0pwmval);
}break;
case 168:
{
str="DOWN";
if(led0pwmval >= (MIN_zou+20))led0pwmval -= 20;
else led0pwmval = MIN_zou;
TIM_SetCompare2(TIM3,led0pwmval);
}break;
case 2:
{
str="PLAY";
led0pwmval=Z_qian;
TIM_SetCompare2(TIM3,led0pwmval);
}break;
case 224:
{
str="VOL-";
if(pwm_sudu >=100)pwm_sudu-=100;
else pwm_sudu=0;
TIM_SetCompare4(TIM3,pwm_sudu);
}break;
case 144:
{
str="VOL+";
if(pwm_sudu <= 8000)pwm_sudu+=100;
else pwm_sudu=8000;
TIM_SetCompare4(TIM3,pwm_sudu);
}break;
case 56:
{
str="8";
TIM_SetCompare4(TIM3,pwm_sudu);
delay_ms(100);
PGout(13) = 0;
PGout(14) = 1;
}break;
case 152:
{
str="2";
TIM_SetCompare4(TIM3,pwm_sudu);
delay_ms(100);
PGout(13) = 1;
PGout(14) = 0;
}break;
case 24:
{
str="5";
if(pwm_sudu>=3000){
TIM_SetCompare4(TIM3,pwm_sudu/2);
delay_ms(200);
}
PGout(13) = 0;
PGout(14) = 0;
delay_ms(20);
}break;
}
LCD_ShowNum(30+8*16,70,led0pwmval,5,16);
LCD_ShowNum(30+8*10,100,key,4,16);
LCD_ShowNum(30+8*14,130,RmtCnt,3,16);
LCD_ShowString(30+8*10,160,16," ",0);
LCD_ShowString(30+8*10,160,16,str,0);
LCD_ShowNum(30+8*14,190,pwm_sudu,5,16);
}
delay_ms(150);
}
}
红外接收解码：
void Remote_Init(void){
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStruct;
TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStruct;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4,ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPD;
GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_9;
GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStruct);
GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_9);//设置上拉
TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;//多少次有效数据计数一次
TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;//向上计数
TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period=10000;//计数器自动重装载值
TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler=72-1;//预分频值,1Hz频率计数，每个时钟周期1us
TIM_TimeBaseInit(TIM4,&TIM_TimeBaseInitStruct); //定时器初始化
TIM_ICInitStruct.TIM_Channel=TIM_Channel_4;//选择红外接收端口对应的通道
TIM_ICInitStruct.TIM_ICFilter=0x03;//滤波器参数选择
TIM_ICInitStruct.TIM_ICPolarity=TIM_ICPolarity_Rising;//先设置上升沿捕获
TIM_ICInitStruct.TIM_ICPrescaler=TIM_ICPSC_DIV1;//每次上升沿都捕获一次
TIM_ICInitStruct.TIM_ICSelection=TIM_ICSelection_DirectTI;//匹配对应通道
TIM_ICInit(TIM4,&TIM_ICInitStruct);
TIM_Cmd(TIM4,ENABLE);//使能定时器4
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = TIM4_IRQn; //TIM4中断
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1; //先占优先级0级
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3; //从优先级3级
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道被使能
NVIC_Init(&NVIC_InitStruct); //根据NVIC_InitStruct中指定的参数初始化外设NVIC寄存器
TIM_ITConfig( TIM4,TIM_IT_Update|TIM_IT_CC4,ENABLE);//允许更新中断 ,允许CC4IE捕获中断
}
//[7]:收到了引导码标志
//[6]:得到了一个按键的所有信息
//[5]:保留
//[4]:标记上升沿是否已经被捕获
//[3:0]:溢出计时器
u8 RmtSta=0;
u16 Dval; //下降沿时计数器的值
u32 RmtRec=0; //红外接收到的数据
u8 RmtCnt=0; //按键按下的次数
//定时器4中断服务程序
void TIM4_IRQHandler(void){
if(TIM_GetITStatus(TIM4,TIM_IT_Update) != RESET){
if(RmtSta&0x80){ //收到了引导码
RmtSta &= ~(1<<4);
if((RmtSta&0X0F)==0X00)RmtSta|=1<<6; //第一次溢出中断，标记已经完成一次按键的键值信息采集
if((RmtSta&0X0F)<14)RmtSta++;
else
{
RmtSta&=~(1<<7); //清空引导标识
RmtSta&=0XF0; //清空计数器
}
}
}
if(TIM_GetITStatus(TIM4,TIM_IT_CC4) != RESET){
if(RDATA){ //捕获中断产生的时候红外输入引脚为高电平，表示捕获到上升沿
TIM_OC4PolarityConfig(TIM4,TIM_ICPolarity_Falling); //CC4P=1 设置为下降沿捕获
TIM_SetCounter(TIM4,0); //清空定时器值
RmtSta|=0X10; //标记上升沿已经被捕获
}else{
Dval = TIM_GetCapture4(TIM4);//保存捕获值
TIM_OC4PolarityConfig(TIM4,TIM_ICPolarity_Rising);//切换到上升沿捕获
if(RmtSta & 0x10){ //上一次已经捕获到上升沿，说明此次捕获下降沿有效
if(RmtSta&0X80)//接收到了引导码
{
if(Dval>300&&Dval<800) //560为标准值,560us
{
RmtRec<<=1; //左移一位.
RmtRec|=0; //接收到0
}else if(Dval>1400&&Dval<1800) //1680为标准值,1680us
{
RmtRec<<=1; //左移一位.
RmtRec|=1; //接收到1
}else if(Dval>2200&&Dval<2600) //得到按键键值增加的信息 2500为标准值2.5ms
{
RmtCnt++; //按键次数增加1次
RmtSta&=0XF0; //清空计时器
}
}else if(Dval>4200&&Dval<4700) //4500为标准值4.5ms
{
RmtSta|=1<<7; //标记成功接收到了引导码
RmtCnt=0; //清除按键次数计数器
}
}
RmtSta &= ~(1<<4);
}
}
TIM_ClearITPendingBit(TIM4,TIM_IT_Update|TIM_IT_CC4);
}
//处理红外键盘
//返回值:
//0,没有任何按键按下
//其他,按下的按键键值.
u8 Remote_Scan(void)
{
u8 sta=0;
u8 t1,t2;
if(RmtSta&(1<<6))//得到一个按键的所有信息了
{
t1=RmtRec>>24; //得到地址码
t2=(RmtRec>>16)&0xff; //得到地址反码
if((t1==(u8)~t2)&&t1==REMOTE_ID)//检验遥控识别码(ID)及地址
{
t1=RmtRec>>8;
t2=RmtRec;
if(t1==(u8)~t2)sta=t1;//键值正确
}
if((sta==0)||((RmtSta&0X80)==0))//按键数据错误/遥控已经没有按下了
{
RmtSta&=~(1<<6);//清除接收到有效按键标识
RmtCnt=0; //清除按键次数计数器
}
}
return sta;
}
后续功能开发待续，不定时更新，业余作品，预计一个月左右更新完成。
源码开发过程中随时会修正更改，暂时不提供完整代码。
下面附完整源码
STM32循迹小车/Android蓝牙控制小车（一）
STM32循迹小车/Android蓝牙控制小车（二）
STM32循迹小车/Android蓝牙控制小车（三）