• stm32之智能小车总结

            作为学习stm32f103c8t6阶段的收官项目，这里做下总结，源码放在了最后。

    一、功能描述

    • 1、跟随功能
    • 2、循迹功能
    • 3、避障功能
    • 4、测速功能
    • 5、温湿度常显
    • 6、oled显示
    • 7、语音或蓝牙进行功能切换
    • 8、手势功能

    二、主要代码解析

    2.1、main

    main函数主要展示while里的功能，具体的实现在car_function文件内。

    1. int main(void)
    2. {
    3.   HAL_Init();
    4.   MX_GPIO_Init();
    5.   MX_USART1_UART_Init();
    6. 	
    7.   MX_TIM2_Init();
    8.   MX_TIM4_Init();
    9.   MX_TIM1_Init();
    10.   MX_TIM3_Init();
    11.   MX_I2C1_Init();
    12. 	
    13.   init();
    14.   while (1)
    15.   {
    16. 		get_mode();
    17. 		reset();
    18. 		switch(runMode) {
    19. 			case tracingMode: 
    20. 				traceing();
    21. 				break;
    22. 			case followMode:
    23. 				follow();
    24. 				break;
    25. 			case avoidMode:
    26. 				avoid();
    27. 				break;
    28. 			case stopMode:
    29. 				stop_car();
    30. 				break;
    31. 		}
    32. 		display_temp_humi();
    33.   }
    34. }

    2.2、init

            初始化一个是要开启串口中断，另外要把电机旋转90让超声波正对前方，再者就是显示空数据。

    这里没有开启测速的中断TIM3，因为开启会影响DHT11的时序，导致其卡死到检测温湿度的while循环里。

    1. void init() {
    2. 	//开启串口中断蓝牙在用
    3. 	HAL_UART_Receive_IT(&huart1, &buf, 1);
    4. 	//开启pwm，并旋转至最前方
    5. 	sg90_init();
    6. 	//初始化oled
    7. 	oled_init();
    8. 	oled_clear_all();
    9. 	oled_show_string(1,2,"mode : ready");
    10. 	oled_show_string(2,2, "speed:   0cm/s");
    11. 	oled_show_string(3,2, "Temp :--.--");
    12. 	oled_show_string(4,2, "Temp :--.--");
    13. }

    2.3、display_temp_humi

            停止模式时，温湿度正常在main 函数里正常检测，在小车的其它模式，要限制温湿度检测的频率，否则会影响小车的运行。小车的其它模式要比温湿度优先级高。在非停止模式时，这里会计数，当计数到50w次时才会进行一次检测。

    1. void display_temp_humi() {
    2. 	// 停止模式时正常检测湿度，非停止模式，计数50w检测一次
    3. 	if(runMode != stopMode) {
    4. 		count ++;
    5. 		if(count <= 500000) { return; }
    6. 		count = 0;
    7. 	} 
    8. 	count = 0;
    9. 	//记得关中断，否则会影响DHT11采集数据
    10. 	HAL_TIM_Base_Stop_IT(&htim3);
    11. 	char msg[16];
    12. 	uint8_t result = trig_dht();
    13. 	receive_data();
    14. 	
    15. 	oled_clear(4, 8, 56, 128);
    16. 	sprintf(msg, "Temp : %d.%d C", datas[2], datas[3]);
    17. 	oled_show_string(3,2,msg);
    18. 	sprintf(msg, "Humi : %d.%d %%", datas[0], datas[1]);
    19. 	oled_show_string(4,2,msg);;
    20. 	HAL_Delay(500);
    21. }

     2.4、changeMode

            切换电机的模式，PWM 是变速模式，主要用在寻迹模式，NORMAL是正常模式，用在跟随和避障模式。L0110s 部分引脚要接入到stm32具体pwm功能的引脚上。模式的切换要重新初始化相应的引脚。

    1. void changeMode(uint8_t m) {
    2. 	mode = m;
    3. 	if(mode == NORMAL) {
    4. 		HAL_TIM_PWM_Stop(&htim2,TIM_CHANNEL_1);
    5. 		HAL_TIM_PWM_Stop(&htim2,TIM_CHANNEL_2);
    6. 		init_port();
    7. 	} else {
    8. 		MX_TIM2_Init();
    9. 		HAL_TIM_PWM_Start(&htim2,TIM_CHANNEL_1);
    10. 		HAL_TIM_PWM_Start(&htim2,TIM_CHANNEL_2);
    11. 		HAL_Delay(500);
    12. 	}
    13. }

    2.5、测速

    定时器1s,查看外部中断进入了多少次。即可算出速度（当前测速模块有问题，速度偏大）

    1. void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim) {
    2. 	// 展示速度
    3. 	//oled部分清屏
    4. 	sprintf(speedString, "speed:%4dcm/s", speedCnt);
    5. 	//old__clear_bottom_half();
    6. 	oled_show_string(2,2,speedString);
    7. 	speedCnt = 0;
    8. }
    9.  
    10. void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin) {
    11. 	
    12. 	if(GPIO_Pin != GPIO_PIN_10) {
    13. 		return ;
    14. 	}
    15. 	if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_10) == GPIO_PIN_RESET)
    16. 		speedCnt++;
    17. }

    2.6、循迹

    循迹用的是pwm模式，原理是利用红外发射的光线有没有反射回来。

    1. void traceing() {
    2. 	if(runMode != lastMode) {
    3. 		lastMode = runMode;
    4. 		changeMode(PWM);
    5. 		HAL_Delay(500);
    6. 		// 处理oled
    7. 		oled_clear_1_line();
    8. 		oled_show_string(1,2,"mode : trace");
    9. 	}
    10.  
    11. 	if(leftTraceValue() == GPIO_PIN_RESET && rightTraceValue() == GPIO_PIN_RESET) {
    12. 		forward();
    13. 	}
    14. 	if(leftTraceValue() == GPIO_PIN_RESET && rightTraceValue() == GPIO_PIN_SET) {
    15. 		leftward();
    16. 	}
    17. 	if(leftTraceValue() == GPIO_PIN_SET && rightTraceValue() == GPIO_PIN_RESET) {
    18. 		rightward();
    19. 	}
    20. 	if(leftTraceValue() == GPIO_PIN_SET && rightTraceValue() == GPIO_PIN_SET) {
    21. 		stop();
    22. 	}
    23. }

    2.7、避障

    主要是利用超声波检测左前右的障碍物的距离来决定如何前进。

    1. void avoid() {
    2. 		if(runMode != lastMode) {
    3. 			lastMode = runMode;
    4. 			changeMode(NORMAL);
    5. 			// 处理oled
    6. 			oled_clear_1_line();
    7. 			oled_show_string(1,2,"mode : avoid");
    8. 			HAL_Delay(500);
    9. 		}
    10.  
    11. 		if(dir != MIDDLE) {
    12. 			dir = MIDDLE;
    13. 			turn_90_degree();
    14. 			HAL_Delay(300);
    15. 		}
    16. 		disMiddle = get_distance();
    17. 		
    18. 		if(disMiddle > 35) {
    19. 			forward();
    20. 		} else if(disMiddle < 10) {
    21. 			backward();
    22. 		} else {
    23. 			stop();
    24. 			turn_180_degree();
    25. 			HAL_Delay(300);
    26. 			disLeft = get_distance();
    27. 			
    28. 			turn_90_degree();
    29. 			HAL_Delay(300);
    30. 			
    31. 			turn_0_degree();
    32. 			dir = RIGHT;
    33. 			HAL_Delay(300);
    34. 			disRight = get_distance();
    35. 			
    36. 			if(disLeft < disRight) {
    37. 				rightward();
    38. 				HAL_Delay(150);
    39. 				stop();
    40. 			} 
    41. 			if(disLeft > disRight){
    42. 				leftward();
    43. 				HAL_Delay(150);
    44. 				stop();
    45. 			}
    46. 		}
    47.  
    48. }

    2023-10-2 13点 超声波中断

    1.  
    2. void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin) {
    3. 	//脉冲测速
    4. 	if(GPIO_Pin == GPIO_PIN_10) {
    5. 		if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_10) == GPIO_PIN_RESET)
    6. 			speedCnt++;
    7. 	}
    8. 	//超声波echo
    9. 	if(GPIO_Pin == GPIO_PIN_12) {
    10. 		//while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_12) == GPIO_PIN_RESET);
    11. 		HAL_TIM_Base_Start(&htim1);
    12. 		__HAL_TIM_SetCounter(&htim1, 0);
    13. 		
    14. 		while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_12) == GPIO_PIN_SET);
    15. 		HAL_TIM_Base_Stop(&htim1);
    16. 		
    17. 		int cnt = __HAL_TIM_GetCounter(&htim1);
    18. 		distance = 340 * 0.000001 * cnt * 100 / 2;
    19. 	}
    20. 	
    21. }

    2.8、跟随

    原理同循迹，so esay。

    1. void follow() {
    2. 	if(runMode != lastMode) {
    3. 		lastMode = runMode;
    4. 		changeMode(NORMAL);
    5. 		
    6. 		// 处理oled
    7. 		oled_clear_1_line();
    8. 		oled_show_string(1,2,"mode : follow");
    9. 		HAL_Delay(100);
    10. 	}
    11.  
    12. 	if(leftFollowValue() == GPIO_PIN_RESET && rightFollowValue() == GPIO_PIN_RESET) {
    13. 		forward();
    14. 	}
    15. 	if(leftFollowValue() == GPIO_PIN_RESET && rightFollowValue() == GPIO_PIN_SET) {
    16. 		leftward();
    17. 	}
    18. 	if(leftFollowValue() == GPIO_PIN_SET && rightFollowValue() == GPIO_PIN_RESET) {
    19. 		rightward();
    20. 	}
    21. 	if(leftFollowValue() == GPIO_PIN_SET && rightFollowValue() == GPIO_PIN_SET) {
    22. 		stop();
    23. 	}
    24. }

    2.9、手势

    添加手势模块paj7620, 手势不可与DHT11共存，会影响手势的获取。

    1. void gesture() {
    2. 	if(runMode != lastMode) {
    3. 		lastMode = runMode;
    4. 		changeMode(NORMAL);
    5. 		// 处理oled
    6. 		oled_clear_1_line();
    7. 		oled_show_string(1,2,"mode : gesture");
    8. 		HAL_Delay(500);
    9. 	}
    10. 	paj7620_action();
    11. }
    1. void paj7620_action(void) {
    2. 	 switch (status) {
    3. 		case 0x01: // up
    4. 			paj7620_up();
    5. 			break;
    6. 		case 0x02: // down
    7. 			paj7620_down();
    8. 			break;
    9. 		case 0x04: // left
    10. 			paj7620_left();
    11. 			break;
    12. 		case 0x08: // right
    13. 			paj7620_right();
    14. 			break;
    15. 		case 0x10: // push
    16. 			paj7620_push();
    17. 			break;
    18. 		case 0x20: // pop
    19. 			paj7620_pop();
    20. 			break;
    21. 		case 0x40: // rotate right
    22. 			paj7620_rotate_right();
    23. 			break;
    24. 		case 0x80: // rotate left
    25. 			paj7620_rotate_left();
    26. 			break;
    27. 		case 0x100:// wave
    28. 			paj7620_wave();
    29. 			break;
    30. 		case 0x00: // nothing
    31. 			paj7620_nothing();
    32. 		 	break;
    33. 		default:
    34. 			paj7620_error();
    35. 	}
    36. }

    三、效果

    stm32小车

       

    四、问题记录

    1、计数定时器（TIM3）中断影响DHT11单总线的时序，导致会卡死到检测温度的while里，导致执行不了main函数里while的其它功能（小车模式切换），但是定时器中断还是可以运行的。

    2、同理也会卡超声波while，所以开启避障模式时也要把TIM3关了。（利用外部中断，不用再关TIM）

    3、PWM模式和GPIO的功能切换，起初以为只能在初始化里使用一种模式，但在调试之后发现是可以进行转换的。

    4、oled是可以进行局部清屏的，oled清屏函数记录-CSDN博客。

    5、修改蓝牙波特率，用错了指令，导致一直未成功。HC08 AT指令

    6、触发DHT11和获取数据之间不能插入printf函数，否则会卡死到 while 循环里，效果同1

    7、小车变速PWM模式时，在使用CubeMx配置引脚时，要把所有引脚输出低电平，否则PWM会不起作用。

    8、面板包接线容易松动，导致语音模式引脚输出的电平乱跳。

    9、单片机和直流电机单独供电，防止因为电机电流的问题导致单片机复位。

    10、paj7620刚开始上电之后需要复位才能正常运行，经调试在初始化的时，write时添加了300us的延时上电即可正常运行

    五、配置

    跟随功能：

    PB5 : 左红外传感器，输入模式

    PA15: 右红外传感器，输入模式

    循迹功能（原理和跟随一样）：

    PB3 : 左红外传感器，输入模式

    PB4: 左红外传感器，输入模式

    避障功能：

            超声波

       PA11 : sr04中的trig引脚，输出模式

       PA12: sr04中的echo引脚，输入模式（外部中断模式）

       TIM1: 用来超声波的计时

            舵机

       TIM4（PB9）: channel 4用来控制舵机的旋转角度

    温湿度功能（DHT11）：

    PA8 : dht11中的Data引脚,(初始化时先配置成输入模式！！！，在需要的时候再切换成输出模式)

    Oled

    PB6(SCL) : 使用stm32 IIC1接口中的SCL

    PB7(SDA): 使用stm32 IIC1接口中的SDA

    蓝牙（hc04）

    PA9(USART1_TX) : 使用stm32 串口1中的输出

    PA10(USART1_RX): 使用stm32 串口1中的输入

    语音(su03)

    PB11: 对应su03的a25引脚，输入模式

    PB12: 对应su03的a26引脚，输入模式

    PB13: 对应su03的a27引脚，输入模式

    直流电机 和 L9110S模块

    PA0: 对应L9110s的B-1B引脚，TIM2中channle 1 的PWM模式

    PA1: 对应L9110s的A-1B引脚，TIM2中channle 2 的PWM模式

    PB0: 对应L9110s的B-1A引脚

    PB2: 对应L9110s的A-1A引脚

    l9110s中接线会影响电机的前进和后退，根据实际情况来处理引脚的配置，这里PA0 和 PA1 是控制前面的速度，PB0和PB2没有进行控制 

    测速

    PB10: 对应模块的out引脚，外部中断

    手势(paj7620)

    PA5: 对应paj7620的scl引脚，输出模式

    PA6: 对应paj7620的sda引脚，输出模式

    PA7: 对应paj7620的int引脚，外部下降沿中断

    无手势小车完整工程

    六、修订

    2023-10-2 13点：将超声波回应利用外部中断方式，这样在避障模式下，也可以进行测速

    2023-10-4 ：添加手势模块

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  • 原文地址：https://blog.csdn.net/TSC1235/article/details/133420696