功能介紹放開頭， 使用便捷無需愁

這是全網(wǎng)最詳細、性價比最高的STM32實戰(zhàn)項目入門教程，通過合理的硬件設(shè)計和詳細的視頻筆記介紹，硬件使用STM32F103主控資料多方便學習，通過3萬字筆記、12多個小時視頻、20多章節(jié)代碼手把手教會你如何開發(fā)和調(diào)試。讓你更快掌握嵌入式系統(tǒng)開發(fā)。

**V3.3.0-STM32智能小車 **

**視頻: **[https://www.bilibili.com/video/BV16x4y1M7EN/?spm_id_from=333.337.search-card.all.click]

V3:HAL庫開發(fā)、功能：PID速度控制、PID循跡、PID跟隨、遙控、避障、PID角度控制、視覺控制、電磁循跡、RTOS等功能。

講解一下我們小車里面的循跡部分，包括紅外基礎(chǔ)使用，無PID循跡和有PID循跡。

第13章-循跡功能

13.1-非PID循跡功能完成

先紅外對管調(diào)試

我們這里學習一下，如何實現(xiàn)循跡功能

如何才能讓小車沿著黑線運動、要讓小車感知到黑線的位置，使用這種傳感器就可以反饋黑線是否存在

根據(jù)傳感器特性，我們檢測紅外對管DO引腳的電壓就可以知道，下面有沒有黑線

DO 高電平->有黑線 小燈滅

DO低電平->沒有黑線 小燈亮

這是好多地方對這個產(chǎn)品的說明

然后我們組合上面的紅外對管，安裝到小車上，就可以知道小車是否偏離了黑線，

下面我們通過單片機讀取紅外對管DO口的電壓，就知道黑線在小車下面的位置了
STM32初始化

先看原理圖需要初始化那些引腳

把****OUT_1-PA5、OUT_2-PA7、OUT_3-PB0、OUT_4-PB1初始化為輸入模式**
**
重新生成

然后我們在gpio.h 添加讀取GPIO的宏，使得程序更簡潔

#define READ_HW_OUT_1   HAL_GPIO_ReadPin(HW_OUT_1_GPIO_Port,HW_OUT_1_Pin) //讀取紅外對管連接的GPIO電平
#define READ_HW_OUT_2   HAL_GPIO_ReadPin(HW_OUT_2_GPIO_Port,HW_OUT_2_Pin)
#define READ_HW_OUT_3   HAL_GPIO_ReadPin(HW_OUT_3_GPIO_Port,HW_OUT_3_Pin)
#define READ_HW_OUT_4   HAL_GPIO_ReadPin(HW_OUT_4_GPIO_Port,HW_OUT_4_Pin)

根據(jù)紅外對管狀態(tài)控制電機速度

注意：整個主函數(shù)不要加入延時，這樣實時性更高，可以根據(jù)紅外對管狀態(tài)做出及時控制

if(READ_HW_OUT_1 == 0&&READ_HW_OUT_2 == 0&&READ_HW_OUT_3 == 0&&READ_HW_OUT_4 == 0 )
{
printf("應(yīng)該前進rn");
motorPidSetSpeed(1,1);//前運動
}
if(READ_HW_OUT_1 == 0&&READ_HW_OUT_2 == 1&&READ_HW_OUT_3 == 0&&READ_HW_OUT_4 == 0 )
{
printf("應(yīng)該右轉(zhuǎn)rn");
motorPidSetSpeed(0.5,2);//右邊運動
}
if(READ_HW_OUT_1 == 1&&READ_HW_OUT_2 == 0&&READ_HW_OUT_3 == 0&&READ_HW_OUT_4 == 0 )
{
printf("快速右轉(zhuǎn)rn");
motorPidSetSpeed(0.5,2.5);//快速右轉(zhuǎn)
}
if(READ_HW_OUT_1 == 0&&READ_HW_OUT_2 == 0&&READ_HW_OUT_3 == 1&&READ_HW_OUT_4 == 0 )
{
printf("應(yīng)該左轉(zhuǎn)rn");
motorPidSetSpeed(2,0.5);//左邊運動
}
if(READ_HW_OUT_1 == 0&&READ_HW_OUT_2 == 0&&READ_HW_OUT_3 == 0&&READ_HW_OUT_4 == 1 )
{
printf("快速左轉(zhuǎn)rn");
motorPidSetSpeed(2.5,0.5);//快速左轉(zhuǎn)
}

然后測試

1. 測試紅外對管靈敏度，放在有黑線的地上或者紙上，然后把小車黑線比如放到最右邊 及第一個紅外對管，觀察紅外對管小燈變化情況和串口輸出情況，如果小燈沒有滅，就調(diào)節(jié)紅外對管靈敏度和室內(nèi)燈光，直到每個紅外對管都可以感應(yīng)到小燈。
2. 然后在黑線上讓小車循跡
   

然后循跡功能完成

然后放到地上

13.2-加入循跡PID

前面的代碼我們對循跡是判斷的幾個狀態(tài)，然后PID控制電機不同速度，但是我們可以使用紅外對管狀態(tài)作為PID控制的輸入然后再控制電機。

PID的輸入是紅外對管狀態(tài)，我們設(shè)計 PID輸入是紅外對管的狀態(tài)、然后輸出一個速度值，然后左右電機去加或者減這個值，就可以完成根據(jù)紅外對管輸入對電機的差速控制

主函數(shù)添加的

extern tPid pidHW_Tracking;//紅外循跡的PID
uint8_t g_ucaHW_Read[4] = {0};//保存紅外對管電平的數(shù)組
int8_t g_cThisState = 0;//這次狀態(tài)
int8_t g_cLastState = 0; //上次狀態(tài)
float g_fHW_PID_Out;//紅外對管PID計算輸出速度
float g_fHW_PID_Out1;//電機1的最后循跡PID控制速度
float g_fHW_PID_Out2;//電機2的最后循跡PID控制速度

然后實現(xiàn)PID循跡控制、注意為了更加快，要減少沒有必要的程序和優(yōu)化判斷、將沒有必要的輸出都注釋掉

g_ucaHW_Read[0] = READ_HW_OUT_1;//讀取紅外對管狀態(tài)、這樣相比于寫在if里面更高效
g_ucaHW_Read[1] = READ_HW_OUT_2;
g_ucaHW_Read[2] = READ_HW_OUT_3;
g_ucaHW_Read[3] = READ_HW_OUT_4;
?
if(g_ucaHW_Read[0] == 0&&g_ucaHW_Read[1] == 0&&g_ucaHW_Read[2] == 0&&g_ucaHW_Read[3] == 0 )
{
//printf("應(yīng)該前進rn");//注釋掉更加高效，減少無必要程序執(zhí)行
g_cThisState = 0;//前進
}
else if(g_ucaHW_Read[0] == 0&&g_ucaHW_Read[1] == 1&&g_ucaHW_Read[2] == 0&&g_ucaHW_Read[3] == 0 )//使用else if更加合理高效
{
//printf("應(yīng)該右轉(zhuǎn)rn");
g_cThisState = -1;//應(yīng)該右轉(zhuǎn)
}
else if(g_ucaHW_Read[0] == 1&&g_ucaHW_Read[1] == 0&&g_ucaHW_Read[2] == 0&&g_ucaHW_Read[3] == 0 )
{
//printf("快速右轉(zhuǎn)rn");
g_cThisState = -2;//快速右轉(zhuǎn)
}
else if(g_ucaHW_Read[0] == 1&&g_ucaHW_Read[1] == 1&&g_ucaHW_Read[2] == 0&&g_ucaHW_Read[3] == 0)
{
//printf("快速右轉(zhuǎn)rn");
g_cThisState = -3;//快速右轉(zhuǎn)
}
else if(g_ucaHW_Read[0] == 0&&g_ucaHW_Read[1] == 0&&g_ucaHW_Read[2] == 1&&g_ucaHW_Read[3] == 0 )
{
//printf("應(yīng)該左轉(zhuǎn)rn");
g_cThisState = 1;//應(yīng)該左轉(zhuǎn)
}
else if(g_ucaHW_Read[0] == 0&&g_ucaHW_Read[1] == 0&&g_ucaHW_Read[2] == 0&&g_ucaHW_Read[3] == 1 )
{
//printf("快速左轉(zhuǎn)rn");
g_cThisState = 2;//快速左轉(zhuǎn)
}
else if(g_ucaHW_Read[0] == 0&&g_ucaHW_Read[1] == 0&&g_ucaHW_Read[2] == 1&&g_ucaHW_Read[3] == 1)
{
//    printf("快速左轉(zhuǎn)rn");
g_cThisState = 3;//快速左轉(zhuǎn)
}
g_fHW_PID_Out = PID_realize(&pidHW_Tracking,g_cThisState);//PID計算輸出目標速度 這個速度，會和基礎(chǔ)速度加減
?
g_fHW_PID_Out1 = 3 + g_fHW_PID_Out;//電機1速度=基礎(chǔ)速度+循跡PID輸出速度
g_fHW_PID_Out2 = 3 - g_fHW_PID_Out;//電機1速度=基礎(chǔ)速度-循跡PID輸出速度
if(g_fHW_PID_Out1 >5) g_fHW_PID_Out1 =5;//進行限幅 限幅速度在0-5之間
if(g_fHW_PID_Out1 < 0) g_fHW_PID_Out1 =0;
if(g_fHW_PID_Out2 >5) g_fHW_PID_Out2 =5;
if(g_fHW_PID_Out2 < 0) g_fHW_PID_Out2 =0;
if(g_cThisState != g_cLastState)//如何這次狀態(tài)不等于上次狀態(tài)、就進行改變目標速度和控制電機、在定時器中依舊定時控制電機
{
motorPidSetSpeed(g_fHW_PID_Out1,g_fHW_PID_Out2);//通過計算的速度控制電機
}

g_cLastState = g_cThisState;//保存上次紅外對管狀態(tài)

在pid.中

tPid pidHW_Tracking;//紅外循跡的PID

?
pidHW_Tracking.actual_val=0.0;
pidHW_Tracking.target_val=0.00;//紅外循跡PID 的目標值為0
pidHW_Tracking.err=0.0;
pidHW_Tracking.err_last=0.0;
pidHW_Tracking.err_sum=0.0;
pidHW_Tracking.Kp=-1.50;
pidHW_Tracking.Ki=0;
pidHW_Tracking.Kd=0.80;

然后就可以跑一下試試了。

可以改進的地方

2. 紅外對管影響差速轉(zhuǎn)向，也影響基礎(chǔ)直行的速度 ，會有更好控制效果，所以可以加入每種紅外對管狀態(tài)下對基礎(chǔ)速度的影響。
3. 紅外對管的數(shù)量越多，效果會越好。

第15章我們會講解手機遙控的功能

審核編輯 黃宇