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【嵌入式】手机控制小车行进
一、实验内容：
1.完成智能小车的组装；
2.为组装好的小车进行系统录入，并确认板子焊接完好，无断线；
3.通过小车的电路图，并利用keil uVision5和STM32Cube MX等软件对小车的各个模块进行编写程序；
4.应用微控制器的端口、外部中断、定时器等基本模块对小车实现基本控制；
5.通过控制按键来实现小车上灯光的闪烁控制；
6.结合电源板、电机驱动板来控制电机的转动，实现小车的行进；
7.加上红外线传感器，来实现小车的测距，加上蜂鸣器实现小车的报警；
8.加上摄像头和舵机，来实现摄像头的360度旋转；
9.实现小车与PC机的串口通信；
10. 对小车加上WiFi模块可以连接手机APP，通过控制手机APP来实现小车的基本功能：前进、后退、转弯、红外线测距。
二、实验过程介绍
1.硬件准备：
将小车组装好，检查各模块焊接无误：电源模块、单片机模块、红外线传感器模块、电机模块。
2.系统的总电路图：
（1） 芯片模块：
（2） 电源模块：
（3） 电机模块：
（4） 蜂鸣器模块：
（5） 超声波模块：
3.分模块功能：
（1）小车灯模块：
1>通过按键来控制小车的灯的颜色变换。
·相关实验步骤截图：
2>通过按键来控制小车的灯的闪烁及亮度（即添加中断）。
·原理图：
·相关实验步骤截图：
3>通过按键来控制小车的灯实现呼吸灯效果。
·原理图：
·相关实验步骤截图：
·实验代码思路：
1）启动定时器：HAL_TIM_PWM_Start(&htim4,TIM_CHANNEL_3);
2）设置CMP的值：
for(i=0;i<=100;i++){
__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim4,TIM_CHANNEL_3,i);
HAL_Delay(50);
}
（2）电机模块：
通过控制电机的转动来实现小车的行进。
·原理图：
·相关实验步骤截图：
·实验代码思路：
1）设置制动（即刹车）：
void car_init(void)
{
HAL_TIM_PWM_Start(&htim2,TIM_CHANNEL_1); //left
__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim2,TIM_CHANNEL_1,0);
HAL_TIM_PWM_Start(&htim2,TIM_CHANNEL_4); //right
__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim2,TIM_CHANNEL_4,0);
}
2）设置速度：
void car_front(int speed)
{
__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim2,TIM_CHANNEL_1,speed);
__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim2,TIM_CHANNEL_4,speed);
}
3）设置前进：
void car_front(int speed)
{
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_2,GPIO_PIN_RESET); //input1==1
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_SET); //input2==0
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_1,GPIO_PIN_RESET); //input1==1
HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_SET);
__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim2,TIM_CHANNEL_1,speed);
__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim2,TIM_CHANNEL_4,speed);
}
4）设置后退：
`void car_back(void)
{
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_2,GPIO_PIN_SET); //input1==1
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_RESET); //input2==0
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_1,GPIO_PIN_SET); //input1==1
HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_RESET);
__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim2,TIM_CHANNEL_1,30);
__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim2,TIM_CHANNEL_4,30);
}
5）设置左转：
void car_turn_left(void)
{
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_2,GPIO_PIN_RESET); //input1==1
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_SET); //input2==0
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_1,GPIO_PIN_RESET); //input1==1
HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_SET);
__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim2,TIM_CHANNEL_1,0);
__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim2,TIM_CHANNEL_4,30);
}
6）设置右转：
void car_turn_right(void)
{
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_2,GPIO_PIN_RESET); //input1==1
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_SET); //input2==0
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_1,GPIO_PIN_RESET); //input1==1
HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_SET);
__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim2,TIM_CHANNEL_1,30);
__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim2,TIM_CHANNEL_4,0);
}
7）设置停止：
void car_stop(void)
{
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_2,GPIO_PIN_RESET); //input1==1
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_SET); //input2==0
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_1,GPIO_PIN_RESET); //input1==1
HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_SET);
__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim2,TIM_CHANNEL_1,0);
__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim2,TIM_CHANNEL_4,0);
}
8）调用函数
car_init();
while (1)
{
car_stop(); HAL_Delay(5000);
car_front(30); HAL_Delay(5000);
car_front(90); HAL_Delay(5000);
car_back(); HAL_Delay(5000);
car_turn_left(); HAL_Delay(5000);
car_turn_right(); HAL_Delay(5000);
}
（3）舵机模块：
通过加入摄像头和舵机实现摄像头的360度旋转。
·相关实验步骤截图：
·实验代码思路：
1）启动定时器：
HAL_TIM_PWM_Start(&htim3,TIM_CHANNEL_1);
2）设置CMP：
for(i=5;i<=25;i++)
{
__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim3,TIM_CHANNEL_1,i);
HAL_Delay(1000);
}
for(i=25;i>=5;i–)
{
__HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim3,TIM_CHANNEL_1,i);
HAL_Delay(1000);
}
（4）通信模块：
实现的功能：pc发送消息给STM32,STM32返回数据
·实验原理图：
·相关实验步骤截图：
·实验代码思路：
1）uint8_t rx_data[6];
2）使能接收：HAL_UART_Receive_IT(&huart1,rx_data,6);
//表示每收6个字节才产生中断
3）串口中断函数：
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef huart)
//产生中断后，使数据保存
4）发送函数：
HAL_UART_Transmit_IT(&huart1,(uint8_t)“I love me too!”,strlen(“I love me too!”));
5）重新接收使用：
HAL_UART_Receive_IT(&huart1,rx_data,6);
（5）蜂鸣器模块：
实现的功能：利用红外线传感器实现当出现“悬崖”时实现蜂鸣器响。
·相关实验步骤截图：
·实验代码思路：
1）先启动定时器 HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim2);
2）写中断函数
（6）超声波模块：
实现的功能：连接超声波传感器并且在PC上接收数据。
·实验原理图：
·相关实验步骤截图：
·实验代码思路：
1）拉低PC3,并关灯
HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_3,GPIO_PIN_RESET);
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_7,GPIO_PIN_RESET);
2）拉高PC3，并启动定时器
HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_3,GPIO_PIN_SET);
HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim2);
3）实现定时器中断
void HAL_TIM_PeroidElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim2)
{
}
4）在中断中进行判断：
5）设置标志位
4.整体设计：
（1）手机APP界面：
（2）整体实现的功能、思路及步骤：
·功能：
通过手机APP控制小车，实现小车的前进、后退、左转、右转。并且利用超声波检测到障碍物时小车自动停止。
·思路：
·步骤：
（3）实验主要代码：
5.实验中遇到的问题及解决方法：
实验中小车APP控制时按键不太灵验，而且经常出现按键抖动，而且连接线有时候经常出现问题，影响实验的进度。在控制小车时，手机上的控制位刚开始不太准确，经过调整后确定为第三位为控制位而进行实验成功。