如何去制作一种基于STM32F103C8T6的循迹避障小车呢

　　上篇主要是讲一些基础的东西，中篇讲了如何制作循迹，本篇讲一下制作避障小车。
　　七，如何用使用pwm让舵机旋转到相应的角度
　　我对他其中的一些关键信息再说明一下：
　　1，接线
　　橙色信号线
　　红色正极
　　棕褐色负极
　　2，舵机控制对pwm的要求
　　舵机的控制需要一个20ms的时基脉冲，该脉冲的高电平部分一般为0.5ms~2.5ms范围内的角度控制脉冲部分：
　　t = 0.5ms——————-舵机会转动 0 °
　　t = 1.0ms——————-舵机会转动 45°
　　t = 1.5ms——————-舵机会转动 90°
　　t = 2.0ms——————-舵机会转动 135°
　　t = 2.5ms——————-舵机会转动180°
　　我设置的是在转90度的时候为舵机的正前方，这样就能让舵机左右转了。
　　好了，经过上面的分析我们可以开始写程序了，思路如下：
　　利用定时器输出一个占空比可调的pwm，且这个pwm的周期为20ms。
　　下面看一下我的sg90.c文件：
　　#include “sg90.h”
　　void SG90_pwm_init（void）
　　{
　　GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
　　TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
　　TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
　　/* 开启时钟 */
　　RCC_APB2PeriphClockCmd（RCC_APB2Periph_GPIOA，ENABLE）;
　　RCC_APB1PeriphClockCmd（RCC_APB1Periph_TIM2，ENABLE）;
　　RCC_APB2PeriphClockCmd（RCC_APB2Periph_AFIO，ENABLE）;
　　/* 配置GPIO的模式和IO口 */
　　GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_1;// PA1
　　GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
　　GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;//复用推挽输出
　　GPIO_Init（GPIOA，&GPIO_InitStructure）;
　　//TIM3定时器初始化
　　TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 199; //PWM 频率=72000/（199+1）=36Khz//设置自动重装载寄存器周期的值
　　TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 7199;//设置用来做为TIMx时钟频率预分频值
　　TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = 0;//设置时钟分割：TDTS = Tck_tim
　　TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //TIM向上计数模式
　　TIM_TimeBaseInit（TIM2， & TIM_TimeBaseInitStructure）;
　　//PWM初始化 //根据TIM_OCInitStruct中指定的参数初始化外设TIMx
　　TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode=TIM_OCMode_PWM1;
　　TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState=TIM_OutputState_Enable;//PWM输出使能
　　TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity=TIM_OCPolarity_Low;
　　TIM_OC2Init（TIM2，&TIM_OCInitStructure）;
　　//注意此处初始化时TIM_OC1Init而不是TIM_OCInit，不然会出错。由于固件库的版本不同。
　　TIM_OC2PreloadConfig（TIM2， TIM_OCPreload_Enable）;//使能或者失能TIMx在CCR1上的预装载寄存器
　　TIM_Cmd（TIM2，ENABLE）;//使能或者失能TIMx外设
　　}
　　下面是sg90.h文件内容：
　　#ifndef __SG90_H
　　#define __SG90_H
　　#include “stm32f10x.h”
　　#include “delay.h”
　　#define SG90_Right_90 TIM_SetCompare2（TIM2， 195） //右转90度
　　#define SG90_Right_45 TIM_SetCompare2（TIM2， 190）
　　#define SG90_Front TIM_SetCompare2（TIM2， 185） //舵机摆正
　　#define SG90_Left_45 TIM_SetCompare2（TIM2， 180） //左转45度
　　#define SG90_Left_90 TIM_SetCompare2（TIM2， 175）
　　void SG90_pwm_init（void）; //舵机pwm初始化
　　#endif
　　我来解释一下舵机代码比较关键的几个参数设置：
　　1，引脚怎么接？
　　PA1接舵机橙色线。
　　2，设置周期为20ms
　　TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 199;
　　TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 7199;
　　通过这两句话，根据周期计算公式：
　　PWM周期为 （7200*200）/72000000=0.02=20ms
　　3，设置pwm模式和初始极性
　　TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode=TIM_OCMode_PWM1;
　　TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity=TIM_OCPolarity_Low;//初始极性为低
　　PWM1模式的意思如下：
　　当计时器值小于比较器设定值时则TIMX输出脚此时输出有效低电位。
　　当计时器值大于或等于比较器设定值时则TIMX输出脚此时输出高电位。
　　4，通过TIM_SetCompare2设置占空比
　　前面已经说了，我所设置的正前方是舵机转90度的时候，下面解释一下怎么通过设置占空比来设置方向吧。比如下面这句函数：
　　#define SG90_Front TIM_SetCompare2（TIM2， 185） //舵机摆正
　　由于高电平t = 1.5ms舵机会转动 90°，计数值TIM_Period设置的为200，比较值为185，所以高电平占比为（15/200）x20ms=1.5ms。
　　类似的要设置其它的高电平占比也是这样设置了。
　　八，如何配置定时器使用超声波模块测距
　　1，先来看看舵机和云台是怎么接在一起的？
　　
　　类似这种，把超声波模块插在云台上，云台的作用其实就是把超声波模块固定在舵机上，再把模块的线引出来而已，舵机的线单独接或者接在云台上都是可以的。
　　2，超声波模块怎么用？
　　HC-SR04基本工作原理：
　　（1）采用IO口TRIG触发测距，给最少10us的高电平信呈。
　　（2）模块自动发送8个40khz的方波，自动检测是否有信号返回；
　　（3）有信号返回， 通过IO口ECHO输出一个高电平， 高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。 测试距离=（高电平时间*声速（340M/S））/2。
　　3，程序怎么写？
　　如果要写测距的话要观察测的是否准确，因为我手里正好有一块OLED屏，我就讲测得的距离放到了屏幕上，就可以直接观察测的距离了，你如果手里没有屏幕也可以用个串口程序讲数值传到电脑上去，只是这个我还没尝试过，这里就不介绍了。
　　下面贴一下测距文件cs.c里的内容：
　　#include “cs.h”
　　#include “stm32f10x.h”
　　#include “delay.h”
　　#include “usart.h”
　　/*记录定时器溢出次数*/
　　uint overcount=0;
　　/*设置中断优先级*/
　　void NVIC_Config（void）
　　{
　　NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructer;
　　NVIC_PriorityGroupConfig（NVIC_PriorityGroup_2）;
　　NVIC_InitStructer.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0;
　　NVIC_InitStructer.NVIC_IRQChannelSubPriority=0;
　　NVIC_InitStructer.NVIC_IRQChannel=TIM4_IRQn;
　　NVIC_InitStructer.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;
　　NVIC_Init（&NVIC_InitStructer）;
　　}
　　/*初始化模块的GPIO以及初始化定时器TIM2*/
　　void CH_SR04_Init（void）
　　{
　　GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructer;
　　TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructer;
　　RCC_APB2PeriphClockCmd（ RCC_APB2Periph_GPIOB， ENABLE）;
　　RCC_APB1PeriphClockCmd（RCC_APB1Periph_TIM4， ENABLE）;
　　/*TRIG触发信号*/
　　GPIO_InitStructer.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
　　GPIO_InitStructer.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;
　　GPIO_InitStructer.GPIO_Pin=GPIO_Pin_8;
　　GPIO_Init（GPIOB， &GPIO_InitStructer）;
　　/*ECOH回响信号*/
　　GPIO_InitStructer.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IN_FLOATING;
　　GPIO_InitStructer.GPIO_Pin=GPIO_Pin_9;
　　GPIO_Init（GPIOB， & GPIO_InitStructer）;
　　/*定时器TIM2初始化*/
　　TIM_DeInit（TIM4）;
　　TIM_TimeBaseInitStructer.TIM_Period=999;//定时周期为1000
　　TIM_TimeBaseInitStructer.TIM_Prescaler=71; //分频系数72
　　TIM_TimeBaseInitStructer.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;//不分频
　　TIM_TimeBaseInitStructer.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;
　　TIM_TimeBaseInit（TIM4，&TIM_TimeBaseInitStructer）;
　　TIM_ITConfig（TIM4，TIM_IT_Update，ENABLE）;//开启更新中断
　　NVIC_Config（）;
　　TIM_Cmd（TIM4，DISABLE）;//关闭定时器使能
　　}
　　float Senor_Using（void）
　　{
　　float length=0，sum=0;
　　u16 tim;
　　uint i=0;
　　/*测5次数据计算一次平均值*/
　　while（i！=5）
　　{
　　PBout（8）=1; //拉高信号，做为触发信号
　　delay_us（20）; //高电平信号超过10us
　　PBout（8）=0;
　　/*等待回响信号*/
　　while（GPIO_ReadInputDataBit（GPIOB，GPIO_Pin_9）==RESET）;
　　TIM_Cmd（TIM4，ENABLE）;//回响信号到来，开启定时器计数
　　i+=1; //每收到一次回响信号+1，收到5次就计算均值
　　while（GPIO_ReadInputDataBit（GPIOB，GPIO_Pin_9）==SET）;//回响信号消失
　　TIM_Cmd（TIM4，DISABLE）;//关闭定时器
　　tim=TIM_GetCounter（TIM4）;//获取计TIM4数寄存器中的计数值，一边计算回响信号时间
　　length=（tim+overcount*1000）/58.0;//经过回响信号计算距离
　　sum=length+sum;
　　TIM4-》CNT=0; //将TIM4计数寄存器的计数值清零
　　overcount=0; //中断溢出次数清零
　　delay_ms（10）;
　　}
　　length=sum/5;
　　return length;//距离做为函数返回值
　　}
　　void TIM4_IRQHandler（void） //中断，当回响信号很长是，计数值溢出后重复计数，用中断来保存溢出次数
　　{
　　if（TIM_GetITStatus（TIM4，TIM_IT_Update）！=RESET）
　　{
　　TIM_ClearITPendingBit（TIM4，TIM_IT_Update）;//清除中断标志
　　overcount++;
　　}
　　}
　　然后下面是cs.h文件：
　　#ifndef __CS_H
　　#define __CS_H
　　#include “stm32f10x.h”
　　#include “delay.h”
　　#include “sys.h”
　　#define uint unsigned int
　　#define TRIG_Send PBout（8）
　　#define ECHO_Reci PBin（9）
　　void CH_SR04_Init（void）; //超声波模块相关配置初始化
　　float Senor_Using（void）; //测距函数，返回值即为距离
　　void NVIC_Config（void）; //中断配置
　　#endif
　　下面简单介绍怎么使用：
　　（1）：引脚怎么接？
　　PB8接Trig口，PB9接Echo口。
　　（2）：怎么用？
　　主函数中调用CH_SR04_Init（）这一个函数即可初始化测距的相关配置，
　　测距直接用调用Senor_Using（）这个函数，函数的返回值即为距离。
　　其它关于代码的设置我就不讲了，注释里已经很详细了
　　（3）：使用例子
　　我用了oled屏幕显示，这段程序在我上传的代码里没有，仅仅用来测试的而已，但是我上传的代码已经将oled初始化的代码在主函数里调用了，所以在主函数也可以直接用oled屏幕。
　　下面是我的测试程序：
　　//头文件
　　#include “stm32f10x.h”
　　#include “led.h”
　　#include “moter.h”
　　#include “xunji.h”
　　#include “sg90.h”
　　#include “delay.h”
　　#include “sys.h”
　　#include “oled.h”
　　#include “bmp.h”
　　#include “cs.h”
　　int main（void）
　　{
　　char str［20］; //用来存放浮点数字符
　　float length_res［5］; //用来存放测距结果
　　SystemInit（）; // 配置系统时钟为72M
　　delay_init（）; //延时初始化
　　xunji_config（）; //循迹初始化
　　TIM3_PWM_Init（）; //电机pwm TIM3
　　SG90_pwm_init（）; //舵机pwm TIM2
　　CH_SR04_Init（）; //超声波定时器 TIM4
　　OLED_Init（）; //oled显示初始化
　　while（1）
　　{
　　SG90_Front; //舵机摆正
　　length_res［0］ =Senor_Using（）; //测前方距离放在数组里
　　num2char（str，length_res［0］，3，3）; //将浮点数转为字符
　　OLED_ShowString（44，24，str，16）;
　　OLED_ShowString（0，2，“distance is”，16）;
　　OLED_Refresh（）;
　　}
　　}
　　效果是这样的
　　好了，测距已经准备就绪了，下面就可以开始写避障函数啦。
　　九，完成避障小车的制作
　　这里的任务主要就是编写主函数里的循环了。
　　设计思路如下：
　　1，舵机向前摆正，测量正前方的距离，如果距离小于30cm就停下来。
　　2，停下后，舵机检测左边45度和右边45度的距离，比较这两个距离。
　　3，假如左边的距离比右边大，就用一个do-while循环，使舵机摆正不断测量前方距离，同时小车缓慢左转，一直转到前方距离大于30cm，小车继续向前，循环继续。
　　下面是主函数：
　　int main（void）
　　{
　　char str［20］; //用来存放浮点数字符
　　float length_res［5］; //用来存放测距结果
　　SystemInit（）; // 配置系统时钟为72M
　　delay_init（）; //延时初始化
　　xunji_config（）; //循迹初始化
　　TIM3_PWM_Init（）; //电机pwm TIM3
　　SG90_pwm_init（）; //舵机pwm TIM2
　　CH_SR04_Init（）; //超声波定时器 TIM4
　　OLED_Init（）; //oled显示初始化
　　while（1）
　　{
　　SG90_Front; //舵机摆正
　　delay_ms（100）;
　　length_res［0］ =Senor_Using（）; //测前方距离放在数组里
　　delay_ms（100）;
　　if（length_res［0］》30.00） //若是前方距离大于30cm 前进
　　{
　　CarGo（）;
　　}
　　if（length_res［0］《30.00） //若是前方距离小于30厘米 停车测左右距离
　　{
　　CarStop（）;
　　SG90_Left_45; //舵机左转45度测距
　　delay_ms（700）;
　　length_res［1］ =Senor_Using（）; //把测量结果放进数组
　　SG90_Right_45; //舵机右转45度测距
　　delay_ms（700）;
　　length_res［4］ =Senor_Using（）; //把测量结果放进数组
　　SG90_Front; //舵机摆正
　　delay_ms（100）;
　　if（length_res［1］》length_res［4］） //若是左边的距离大于右边的距离
　　{
　　do //舵机摆正
　　{
　　SG90_Front;
　　delay_ms（10）;
　　length_res［0］ =Senor_Using（）; //重复测前方的距离同时左转
　　delay_ms（10）;
　　CarLeft（）;
　　}
　　while（length_res［0］《30.00）; //一直转到前方距离大于30cm
　　}
　　if（length_res［1］《length_res［4］） //若是右边的距离大于左边的距离
　　{
　　do
　　{
　　SG90_Front;
　　delay_ms（10）;
　　length_res［0］ =Senor_Using（）; //重复测前方的距离同时右转
　　delay_ms（10）;
　　CarRight（）;
　　}
　　while（length_res［0］《30.00）; //一直转到前方距离大于30cm
　　}
　　}
　　}
　　}
　　好了，到此为止，循迹避障小车已经设计完成了。
　　下面总结一下如何接线的：
　　电机驱动：
　　A6----IN1
　　A7----IN2
　　B0----IN3
　　B1----IN4
　　循迹模块：（从左到右为1234）
　　B4----第1个循迹模块的D0
　　B5----第2个循迹模块的D0
　　B6----第3个循迹模块的D0
　　B7----第4个循迹模块的D0
　　舵机：
　　A1----舵机橙色线
　　超声波模块：
　　PB8----Trig
　　PB9----Echo
　　oled（iic协议）：
　　A8----SCL
　　A9----SDA
　　当然循迹和避障的策略都是我自己为了完成任务写的，比较简单，能够实现循迹避障功能，到后面你已经会操作各个模块后，自己写个更好的循迹避障策略是完全没有问题的，或者是用我的工程，里面的各模块函数也都写好了，直接调用就行。