【智能小车】+ 漫游者

只看该作者 · 2015-12-20 12:45

本帖最后由 Luciusyan 于 2015-12-20 12:45 编辑

1、完成情况
1.1 基本功能
1）能通过手机蓝牙4.0遥控；
2）小车具有漫游模式和对战模式；

3）漫游模式下，能实现无人控制，主动避障；

4）对战模式下，人手动控制蓝牙4.0小车，能发射虚拟子弹，被攻击的小车中弹后，掉血。血量掉到0后，小车死亡，游戏结束；
1.2 附加功能

1）通过红外对管，来发射和接收子弹信号；

2）中弹后蜂鸣器发声；

4）手机可以实时显示小车当前血量和中弹情况；

2 方案介绍
2.1 平台介绍
1）小车平台：由于以后想继续做自平衡小车，所以购买的比较好点的电机。
2）开发板：论坛送的STM32F070:lol
3）软件：STM32CubeMX+Keil，蓝牙4.0 IOS软件LightBlue
2.2 实现方式介绍

发射和接收子弹：通过红外对管来实现(对战模式下)；
主动避障：采用与对战模式下相同的红外对管，对战模式下用于发射和接收子弹，漫游模式下用于避障；
手机控制：使用蓝牙4.0，由于手机系统版本较低，买蓝牙模块带的控制程序无法使用，使用的IPad下载的LightBlue来实现的基本控制；
中弹掉血：小车初始血量100，当接收到中单信号后，血量减1，并通过蓝牙发送到手机，手机实时显示当前血量值。由于目前对APP开发不熟悉，所以仅能以数字形式显示当前血量值。并且掉血同时，蜂鸣器发声，蜂鸣器是购买的无源蜂鸣器以及相应的控制板；

接下来就逐个详细说明。
模式切换：通过开发板上的蓝色按钮切换两种不同运行模式。

3、平台搭建
由于一直幻想能够自己做一次自平衡车，因此为了参加完这次活动进一步的学习，便买了比较好的电机，下图是购买的器件清单。以及组装后的截图。

过程就不详细写了，自己画线，自己打孔，有点费劲，最后实在不耐烦，然后把底盘打满了孔

4、功能实现

板子是论坛送的，送了一直也没玩过，所以，开始做小车前，除了学过的课，几乎对控制这部分是小白，要从最基本的学起。那接下来就说说整个的学习和实现的过程。
4.1 串口
由于资源有限，板子上也只有一个灯，在调试阶段为了明确自己代码执行没执行某程序块，最好的办法就是在某时刻能够输出特定字符说明。因此首先实现了printf函数功能。
STM32F070板子和电脑可以使用USART2经过USB数据线通信。

本以为这样设置好了就可以使用Printf了，怎么都不行。折腾了好久，百度，问同学，然后才知道应该将printf重定向，在main函数里加入如下代码：

然后，打开串口调试工具，设置同样的频率等后就能看到printf的输出了。
4.2 蓝牙
蓝牙模块使用的是USART3通过中断方式来接收蓝牙信息的

在Main文件中加入以下代码
首先定义一个变量来存储收到的蓝牙的信息，并采用中断的方式获得该变量的值：

将蓝牙接收的数据通过printf打印到调试端口测试，很容易知道蓝牙是否调好了。
4.3 电机控制
电机驱动采用的L298N模块，使用TIM1产生2路PWM波，分别控制2个电机。STM32CubeMX中设置如下所示

原工作频率是48MHz，经23分频后是2MHz，向上计数，当记到999时，每个周期是是2KHz，用于控制电机。
PC9和PA10 引脚用于控制电机的正反转。由于采用的PWM的高电平有效，因此，可以使用 HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_10,GPIO_PIN_RESET);
HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_RESET);
实现电机正转。
使用
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_10,GPIO_PIN_SET);
HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_SET);
实现电机反转。
其中PB13，PB14用于相应电机控制器上引脚的使能，控制电机的起转与停止。
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_13,GPIO_PIN_SET);
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_14,GPIO_PIN_SET);
用于启动电机，使其运转，
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_13,GPIO_PIN_RESET);
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_14,GPIO_PIN_RESET);
用于是电机停止运转。
附件中Car.m是控制电机的基本函数。
4.4 避障
买了2个红外模块，在漫游模式下用于避障。
哪边的红外先检测到障碍，就向相反方向转动，都有障碍的话左转，知道没有障碍，前进。代码如下(详细代码参见附件)：

if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_15)==RESET && HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC,GPIO_PIN_10)==SET)
      {
         Car_TurnL();
         osDelay(500);
      }
      else if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC,GPIO_PIN_10)==RESET && HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_15)==SET)
      {

         Car_TurnR();
         osDelay(500);
      }
      else if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC,GPIO_PIN_10)==RESET && HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_15)==RESET)
      {

         Car_TurnL();
         osDelay(500);
      }
      else if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC,GPIO_PIN_10)==SET && HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_15)==SET)
      {

         MyCar_Init();
         Car_Start();
      }
4.5 对战模式
对战模式下实现了蓝牙对小车的控制，这个在调好了蓝牙后见4.2，通过if判断接收的指令，很容易实现。代码如下：
if (Bluetooth_code==0xE && Bluetooth_Receved==0x01)//The car start when the bluetooth received 0xE;
      {
         Car_Start();
         Bluetooth_Receved=0x0;
      }
      else if (Bluetooth_code==0xB && Bluetooth_Receved==0x01)//The car stop when the bluetooth received 0xB;
      {
         Car_Stop();
         Bluetooth_Receved=0x0;
      }
      else if (Bluetooth_code==0xA && Bluetooth_Receved==0x01)//The car speedup when the bluetooth received 0xA;
      {
         Car_SpeedUp();
         Bluetooth_Receved=0x0;
      }
      else if (Bluetooth_code==0xD && Bluetooth_Receved==0x01)//The car stop when the bluetooth received 0xD;
      {
         Car_SpeedDown();
         Bluetooth_Receved=0x0;
      }
      else if (Bluetooth_code==0xC && Bluetooth_Receved==0x01)//Initiallize
      {
         MyCar_Init();
         Car_Start();
         Blood=99;
         Bluetooth_Receved=0x0;
      }
      else if (Bluetooth_code==0xF && Bluetooth_Receved==0x01)//Turn right
      {
         Car_TurnR();
         Bluetooth_Receved=0x0;
      }
      else if (Bluetooth_code==0xFF && Bluetooth_Receved==0x01)//Turn light
      {
         Car_TurnL();
         Bluetooth_Receved=0x0;
      }
      else if (Bluetooth_code==0xDD && Bluetooth_Receved==0x01)//Backward
      {
         BackWard();
         Bluetooth_Receved=0x0;
      }
      else if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_15)==RESET && carstarting==1)
      {
         Blood--;
         HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_8,GPIO_PIN_RESET);
         osDelay(500);
         HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_8,GPIO_PIN_SET);
         printf("Blood:0x%X\r\n",Blood);
         if (Blood <=1)
            Car_Stop();
      }

5、下一步计划

接下来想开发一个APP，可以利用手机的重力感应通过蓝牙发送相应数据来控制小车。程序安装中，希望能尽快完成:lol
6、总结
通过这个活动，学到不少东西，距离一直以来要实现两轮自平衡车的想法近了很大一步，由于初学加上时间有限，没能按照活动规则完成全部要求，接下来有时间继续进行。最近一段时间，先看一下Android的APP开发，完善手机重力感应的控制。

本人新手，疏漏之处，恳请各位指正。:lol

附件是程序源码，请配合《程序说明.txt》进行相应引脚配置。

特别感谢@逍遥李耐心的指导。