网络知识 娱乐 【 STM32实例 】 智能小车的红外循迹

【 STM32实例 】 智能小车的红外循迹

发布: 2023年2月14日 10:17:50

文章目录

  • 前言
  • 一、硬件选择与连接
    • 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
    • 1. Device
    • 2. Output
    • 3. C/C++
    • 4. Debug
  • 三、项目管理与代码实现
    • 1. 项目结构
    • 2. 工程管理
    • 3. 具体文件
      • 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

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
配套资源：

  1. STM32F103C8主芯片一片
  2. 贴片8M晶振（通过芯片内部PLL最高达72M）ST官方标准参数
  3. 3.3V稳压芯片，最大提供800mA电流
  4. 一路miniUSB接口，可以给系统版供电，预留USB通讯功能
  5. 复位按键
  6. 标准SWD口一个，支持JLink，STLink，JLINK OB
  7. BOOT选择端口
  8. IO扩展排针 20pin x 2
  9. 电源指示灯1个
  10. 功能指示灯一个，用于验证IO口基本功能
  11. 预留串口接口，方便和5V开发板连接，用串口即可程序
  12. 高性能爱普生32768Hz晶振，价格是直插晶振的10倍价格，易起振
  13. 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。
在这里插入图片描述

3. 红外循迹模块

在这里插入图片描述

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
在这里插入图片描述

2. Output

Output中应创建HEX可执行文件
在这里插入图片描述

3. C/C++

C/C++中应定义宏和包含文件路径
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

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
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

三、项目管理与代码实现

1. 项目结构

在这里插入图片描述

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
在这里插入图片描述

3. 具体文件

以下我主要说明几个比较重要的文件

在这里插入图片描述

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_6|GPIO_Pin_7|GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_9; 		
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; 	  //复用输出 
  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;
	
	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(6)
#define      IN2         PBout(7)

#define      IN3         PBout(8)
#define      IN4         PBout(9)


#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_SetCompare2(TIM4,0);
	TIM_SetCompare3(TIM4,25);
	TIM_SetCompare4(TIM4,0);
	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。

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