單片機(jī)控制的遙控避障小車系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)案例目錄TOC\o"1-3"\h\u12324單片機(jī)控制的遙控避障小車系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)案例 1148051.1STM32F103C8T6單片機(jī) 2321221.2避障模塊的設(shè)計(jì) 240471.3藍(lán)牙模塊、紅外模塊的設(shè)計(jì) 56911.4電機(jī)模塊的設(shè)計(jì) 6接收到紅外遙控器的信號(hào)接收到藍(lán)牙信號(hào)否否避障完成進(jìn)行避障是否檢測(cè)到障礙物發(fā)送超聲波執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作進(jìn)行避障是否檢測(cè)到障礙物發(fā)送超聲波執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作等待接受遙控器指令上電首先，可以來通過程序的流程圖了解一下程序的運(yùn)行過程，程序流程圖如下圖所示：接收到紅外遙控器的信號(hào)接收到藍(lán)牙信號(hào)否否避障完成進(jìn)行避障是否檢測(cè)到障礙物發(fā)送超聲波執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作進(jìn)行避障是否檢測(cè)到障礙物發(fā)送超聲波執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作等待接受遙控器指令上電避障完成避障完成圖1.1程序流程圖如流程圖1.1所示，首先按下小車中間的紅色按鈕對(duì)小車進(jìn)行上電操作，小車的紅燈進(jìn)行閃爍，進(jìn)入等待命令的狀態(tài)。當(dāng)收到藍(lán)牙手機(jī)的信號(hào)時(shí)，執(zhí)行相對(duì)應(yīng)的動(dòng)作；當(dāng)收到紅外遙控器的信號(hào)時(shí)，執(zhí)行相對(duì)應(yīng)的動(dòng)作。紅外遙控和藍(lán)牙遙控的中斷優(yōu)先級(jí)等同，例如你用藍(lán)牙遙控發(fā)出前進(jìn)的指令，小車收到命令后前進(jìn)，隨后用紅外遙控器發(fā)出左轉(zhuǎn)的指令，小車收到命令后立即左轉(zhuǎn)。另外，小車在行駛過程中，若正前方遇到障礙物，小車會(huì)立即停下，隨后左轉(zhuǎn)。1.1STM32F103C8T6單片機(jī)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)要進(jìn)行所用到的模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要提前去學(xué)習(xí)到stm32的編程思想。無論是什么處理器，stm32的也不例外，都需要讓處理器通過一定的操作，使得其可以實(shí)現(xiàn)一些相應(yīng)的動(dòng)作。在本方案中，stm32的中斷是本設(shè)計(jì)將會(huì)用到的，也是本設(shè)計(jì)開發(fā)時(shí)經(jīng)常遇見的，在程序設(shè)計(jì)里面，中斷的作用是不可或缺的，下面來講述一下stm32的中斷機(jī)制：在中斷發(fā)生的時(shí)候，系統(tǒng)會(huì)保存正在運(yùn)行的狀態(tài)，隨后會(huì)去執(zhí)行中斷向量處的程序，在中斷結(jié)束后又會(huì)跳轉(zhuǎn)到之前保存的地方繼續(xù)執(zhí)。開發(fā)人員不能去調(diào)用中斷服務(wù)函數(shù)，要通過提前設(shè)置好中斷向量，即是相應(yīng)中斷執(zhí)行的第一個(gè)地址。在中斷發(fā)生之后會(huì)自動(dòng)的執(zhí)行，因此不需要在main中調(diào)用，而是在源代碼中去定義。1.2避障模塊的設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)避障模塊的應(yīng)用程序代碼時(shí),本設(shè)計(jì)主要需要做的一件事情就是去正確控制超聲波掃描的周期,隨后去采集一個(gè)超聲波從前方發(fā)射至接受過程中高電平持續(xù)的時(shí)間t,緊接著就去采集一個(gè)超聲波的高電平持續(xù)時(shí)間t,進(jìn)行一定的分析和處理,借此小車就可以準(zhǔn)確地判斷出前方或后方是否存在障礙物。下面是避障模塊初始化的代碼：voidHcsr04Init(){ TIM_TimeBaseInitTypeDefTIM_TimeBaseStructure;GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure; NVIC_InitTypeDefNVIC_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_12;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_12);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_13;//GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IN_FLOATING;GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);//GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_6);RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);TIM_DeInit(TIM3);TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=(1000-1);//TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler=(72-1);//TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;//TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_TimeBaseStructure);TIM_ClearFlag(TIM3,TIM_FLAG_Update);TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update,ENABLE); NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=TIM3_IRQn;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=0;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);TIM_Cmd(TIM3,DISABLE);}首先把TIM3的定時(shí)器的模式設(shè)置成中斷，代碼為TIM_DeInit(TIM3)，通過TIM3來控制超聲波的掃描周期。隨后通過避障模塊1，獲取前方障礙物的距離，代碼如下所示：floatHcsr04GetLength(void){u32t=0;inti=0;floatlengthTemp=0;floatsum=0;while(i!=1){GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_12);Delay_Us(20);GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_12);while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_13)==0);OpenTimerForHc();i=i+1;while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_13)==1);CloseTimerForHc();t=GetEchoTimer();lengthTemp=((float)t/58.0);sum=lengthTemp+sum;msHcCount=0; Delay_Ms(100);}lengthTemp=sum/1.0; returnlengthTemp;}獲取到距離之后，通過判斷，當(dāng)距離小于一定的值后，向電機(jī)發(fā)出停止轉(zhuǎn)到的命令，使其停下來，代碼如下所示： if(mov_sta==1||mov_sta==3||mov_sta==4) { aa=Hcsr04GetLength(); if(aa<40) {PC13=0;tz(); ht();dde(300); PA4=0; PA5=1; PA6=1; PA7=0; TIM_SetCompare3(TIM2,21000); TIM_SetCompare4(TIM2,21000); dde(300); PC13=1; qianjin(); }1.3藍(lán)牙模塊、紅外模塊的設(shè)計(jì)該模塊主要是對(duì)小車進(jìn)行控制和發(fā)送命令的模塊。通過對(duì)小車發(fā)送命令，改變電機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)小車的遙控。如下是部分控制的代碼：while(1) { switch(ly_da) {case'A':ly_da=0;if(mov_sta!=1){qianjin();mov_sta=1;}break; case'B':ly_da=0;if(mov_sta!=2){ht();mov_sta=2;}break; case'C':ly_da=0;if(mov_sta!=3){zz();mov_sta=3;}break; case'D':ly_da=0;if(mov_sta!=4){yz();mov_sta=4;}break; case'E':ly_da=0;if(mov_sta!=5){tz();mov_sta=5;}break; } switch(tqe[2]) { case0x18: if(mov_sta==2){tz();dde(500);} qianjin();tqe[2]=0;mov_sta=1;break; case0x52：if(mov_sta==1||mov_sta==3||mov_sta==4){tz();dde(500);} ht();tqe[2]=0;mov_sta=2;break; case0x08:if(mov_sta==2){tz();dde(500);} zz();tqe[2]=0;mov_sta=3;break; case0x5a:if(mov_sta==2){tz();dde(500);} yz();tqe[2]=0;mov_sta=4;break; case0x1c: tz();tqe[2]=0;mov_sta=0;break; } }由代碼可見，通過從藍(lán)牙還有紅外遙控器接收到的命令，改變了兩個(gè)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，在兩個(gè)電機(jī)不同轉(zhuǎn)向的搭配下，使得小車按照本設(shè)計(jì)指定的方向前進(jìn)。1.4電機(jī)模塊的設(shè)計(jì)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)用的是L298N，這是通過單片機(jī)的I/O輸入，從而調(diào)整芯片控制端的電平，最后便可以使得電機(jī)完成本設(shè)計(jì)想要的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，具體關(guān)系如表1.1所示：表1.1引腳邏輯關(guān)系表EIn1In2運(yùn)動(dòng)狀態(tài)0xx停止110正轉(zhuǎn)101反轉(zhuǎn)111剎停100停止首先是使能I/O口時(shí)鐘：RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA，ENABLE);然后初始化I/O參數(shù)，其中設(shè)置為推挽輸出，I/O口速度為50MHz：GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure); 然后對(duì)I/0口進(jìn)行操作并且定義：#definePA4PAout(4)//PC13 #definePA5PAout(5)//#definePA6PAout(6)#definePA7PAout(7)最后對(duì)各個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行封裝設(shè)計(jì)：voidqianjin(){PA4=1; PA5=0; PA6=1; PA7=0; TIM_SetCompare3(TIM2,21500); TIM_SetCompare4(TIM2,20000);}voidht({PA4=0; PA5=1; PA6=0;PA7=1;TIM_SetCompare3(TIM2,21000); TIM_SetCompare4(TIM2,21000);}voidzz(){PA4=1; PA5=0; PA6=1; PA7=0; TIM_SetCompare3(TIM2,16000); TIM_SetCompare4(TIM2,28000);}voidzz1(){PA4=1; PA5=0; PA6=1; PA7=0; TIM_SetCompare3(TIM2,19000); TIM_SetCompare4(TIM2,19000);}voidzz2(){PA4=1; PA5=0; PA6=1; PA7=0; TIM_SetCompare3(TIM2,0);