代码收藏家技术教程 12天前

STM32智能红外避障小车设计

文章目录

直流电机

` motor.c / motor.h `

红外对管

红外循迹

利用脉冲宽度调制技术（PWM）控制电机转速

避障

`red.c / red.h`

编译环境：

keil5 SourceInsight STM32F103X

原理图：

直流电机

直流电机的原理：
    通电就会转， 反向通电就会反转
    两极的电势差 决定转速

电机驱动模块 以及 接线 
    参考图示

代码实现：

`motor.c / motor.h`


		#ifndef __MOTOR_H__
		#define __MOTOR_H__ 
		
		
		void motor_init(void);    //函数声明 
		
		void set_left_A( int a );
		void set_right_B( int b );
		
		
		void move_front( void );
		void move_back(void);
		void move_left(void);
		void move_right(void);
		void stop(void);
		
		
		#endif

#include "motor.h"			
#include "led.h"
#include "stm32f10x.h"
#include "stm32f10x_gpio.h"
#include "stm32f10x_rcc.h"
#include "SysTick.h"
		
        void motor_init(void)
        {
						
			GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
			led_init();
            //1.使能 GPIO分组 和 AFIO 时钟
            RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);       
					
            //2.禁用Jtag功能， 把PB3， PB4等重新映射为普通IO口 
            GPIO_PinRemapConfig( GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable , ENABLE );
					
            //3.初始化GPIO --> PB0,PB1,PB6,PB7, 输出推挽 
            GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7 ;
            GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
            GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
            GPIO_Init( GPIOB, &GPIO_InitStruct );

            //设置默认状态 --》 高电平 
            //GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7);
        }

        //左轮
        void set_left_A( int a )
        {
          if( a == 0 )//左后退
            {
								led_ctl(6,0);
								led_ctl(7,1);
            }
            else //左前进
            {
                led_ctl(6,1);
								led_ctl(7,0);
            }
            
        }

        void set_right_B( int a )
        {
					if( a == 0 )//右后退
            {
								led_ctl(0,0);
								led_ctl(1,1);
            }
            else //右前进
            {
                led_ctl(0,1);
								led_ctl(1,0);
            }
        
        }



        //前进
        void move_front( void )
        {
            set_left_A(1);
            set_right_B(1);
            
        }

        void move_back(void)
        {
					set_left_A(0);
					set_right_B(0);
        }

        void move_left(void)
        {
				//set_left_A(0);
					set_right_B(1);
        }

        void move_right(void)
        {
					set_left_A(1);
       // set_right_B(0);
        }

        void stop(void)
        {
					led_ctl(0,0);
					led_ctl(1,0);
					led_ctl(6,0);
					led_ctl(7,0);
        }

红外对管

红外发射管
红外接收管 

    工作原理： 
        一通电，红外发射管就会不断地往外发射红外光线 
        红外接收管不断地 接收反射回来的红外光线 


红外主控板 以及 接线 
    参考图示

    灵敏度的调节 
        旋转灵敏度的调节器 至 指示灯灭，然后 反向旋转 至指示灯 刚刚正常亮的位置 
            能够让红外对管处于白色地面时，指示灯能够正常点亮
                        处于黑色轨迹时，指示灯能够熄灭

作用： 
    (1)循迹 
        红外对管要垂直于地面进行安装 

        主要是利用不同颜色的物体对于光线的反射和吸收程度不一样
            白色物体：能够反射大量的光线，吸收的比较少
            黑色物体：能够吸收大量的光线，反射的比较少
        --》 
            地面（白色）：红外接收管能够接收到反射回来的光线
            轨迹（黑色）：红外接收管就收不到红外光线了

红外循迹

原理： 
    当红外对管处于白色地面时，红外接收管能够收到反射光线，
        此时模块OUT引脚为 低电平0， 红外主控板对应的led灯就会点亮，
        连接到32芯片上的对应的GPIO引脚 为低电平0 

    当红外对管处于黑色轨迹时，红外接收管接收不到反射光线，
        此时模块OUT引脚为 高电平1， 红外主控板对应的led灯就会熄灭，
        连接到32芯片上的对应的GPIO引脚 为高电平1

利用脉冲宽度调制技术（PWM）控制电机转速

    				//前进 -- 控速
    				//举例如下
    void move_front_PWM()
    {
        unsigned char i = 2;

        set_left_a( 1 );
        set_right_a( 1 );

        while( i-- )
        {
            set_left_b( 0 );
            set_right_b( 0 );
            delay_ms( 80 );     //前进80ms

            set_left_b( 1 );
            set_right_b( 1 );
            delay_ms( 20 );     //停止20ms（让惯性带动车子转动）
        }
    }

避障

避障原理：
    把红外对管平行于地面进行安装

    主要利用空气对于光线有一定削弱作用 
        当前面有障碍物时，红外接收管能够收到大量的红外光线，红外模块OUT引脚为 低电平0 
        当前面没有障碍物时，红外接收管接收不到红外光线，红外模块OUT引脚为 高电平1

`red.c / red.h`

			#ifndef __RED_H__
			#define __RED_H__
			
			
			void gpio_redINit(void);
			void ourdelay(int time);
			
			void red_init(void);
			void red_ctl_led(void);
			
			void red_control(void);
			void red_ctl_car(void);
			void red_ctl_car_PWM(void);
			void red_avoid_car(void);
			void red_avoid_car1(void);
			
			
			
			#endif

		#include "stm32f10x.h"
		#include "SysTick.h"
		#include "system.h"
		#include "wheel.h"
		#include "led.h"
		#include "beep.h"
		#include "red.h"
		
		
		void ourdelay(int time)
		{
		int i;
		
		for( i=1;i<=time;i++)
		{
		delay_ms(1000);
		}
		}
		void gpio_redINit(void)
		{
			GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
			GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4;
			GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
		    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode =  GPIO_Mode_IPU ;
			GPIO_Init( GPIOB, &GPIO_InitStruct );
		
		}
		
		void red_init(void)
		{
			// 1.使能GPIO分组和AFIO时钟
			RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB|RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
			// 2.禁用Jtag功能，把PB3， PB4等重新映射为普通IO口 
			GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable, ENABLE);
			// 3.初始化GPIO -->带上拉的输入
			gpio_redINit();
		
		}
		
		// 
		void red_ctl_led(void)
		{
			
			while(1)
			{
			uint8_t red1 =GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_3) ;
			uint8_t red2 =GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_4) ;
		
				
			if(red1 ==0) lightledon(6); // sw1开关按下
			else  lightledoff(0);
			if(red2 ==0) lightledon(7);
			else  lightledoff(1);
				
			}
		}
		
		void red_ctl_car(void)
		{
			SysTick_Init(72);
			red_init();
			wheel_Init();
			beep_control_on();
			while(1)
			{
				uint8_t red1 =GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_3) ;
				uint8_t red2 =GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_4) ;
		
				// 左轮白地0，右轮白地0 -->正常前进
				if(red1==0 && red2==0)
				{
						// 前进
						move_front();
				}
				// 左轮检测到黑1,右轮白地0 -->需要左转
				if(red1 == 1&& red2 ==0)
				{	
						// 左转
					move_left();
				}
				// 左轮检测到白0,右轮检测到黑1 -->需要右转
				if(red1==0&&red2==1)
				{
						// 右转
					move_right();
				}
				// 左轮检测到黑1,右轮检测到黑1 -->需要停止
				if(red1 == 1&& red2 == 1)
				{
					// 停止
					stop();
				}
			}
		}
		
		void red_ctl_car_PWM(void)
		{
			red_init();
			wheel_Init();
			while(1)
			{
				uint8_t red1 =GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_3) ;
				uint8_t red2 =GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_4) ;
		
				// 左轮白地0，右轮白地0 -->正常前进
				if(red1==0 && red2==0)
				{
						// 前进
						move_front_PWM(80);
				}
				// 左轮检测到黑1,右轮白地0 -->需要左转
				if(red1 == 1&& red2 ==0)
				{	
						// 左转
					move_left_PWM(80);
				}
				// 左轮检测到白0,右轮检测到黑1 -->需要右转
				if(red1==0&&red2==1)
				{
						// 右转
					move_right_PWM(80);
				}
				// 左轮检测到黑1,右轮检测到黑1 -->需要停止
				if(red1 == 1&& red2 == 1)
				{
					// 停止
					stop();
				}
			}
		}
		
		// 避障
		void red_avoid_car(void)
		{
			red_init();
			wheel_Init();
			while(1)
			{
				uint8_t red1 =GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_3) ;
				uint8_t red2 =GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_4) ;
		
				// 左轮1，右轮1 -->无障碍物正常前进
				if(red1==1 && red2==1)
				{
						// 前进
						move_front();
				}
				// 左轮检测到障碍物0,右轮正常1 -->需要右转
				if(red1 == 0&& red2 ==1)
				{	
					//  也可以后退一点点 再右转 90°需要延时
					stop();
					delay_ms(1000);
					move_back();
					delay_ms(200);
					stop();
					delay_ms(500);
					move_right();
					delay_ms(750);
					//move_front_PWM(80);
				}
				// 左轮正常1,右轮检测到障碍物0 -->需要左转
				if(red1==1&&red2==0)
				{
					stop();
					delay_ms(1000);
					// 先后退
					move_back();
					// 延时
					delay_ms(200);
					stop();
					delay_ms(500);
					move_left();
					delay_ms(750);
				//	move_front_PWM(80);
				}
				// 前面都有障碍物 0 0 -->需要停止
				if(red1 == 0&& red2 == 0)
				{
					// 停止
					stop();
					delay_ms(1000);
					// 先后退
					move_back();
					// 延时
					delay_ms(600);
					
					move_left();
					delay_ms(1000);
					delay_ms(500);
					//move_front_PWM(80);
				}
			}
		}
		
		// 避障
		void red_avoid_car1(void)
		{
			red_init();
			wheel_Init();
			while(1)
			{
				uint8_t red1 =GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_3) ;
				uint8_t red2 =GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_4) ;
		
				// 左轮1，右轮1 -->无障碍物正常前进
				if(red1==1 && red2==1)
				{
						// 前进
						move_front_PWM(80);
				}
				// 左轮检测到障碍物0,右轮正常1 -->需要右转
				if(red1 == 0&& red2 ==1)
				{	
					//  也可以后退一点点 再右转 90°需要延时
		
					move_right_PWM(80);
				
				}
				// 左轮正常1,右轮检测到障碍物0 -->需要左转
				if(red1==1&&red2==0)
				{
				
					move_left_PWM(80);
					
				}
				// 前面都有障碍物 0 0 -->需要停止
				if(red1 == 0&& red2 == 0)
				{
					// 先后退
					move_back();
				}
			}
		}
		
		
		
		void red_control(void)
		{
			red_init();
			red_ctl_led();
		}

作者：Alioooooooon