【项目分享】基于STM32超声波避障小车

* X, y' C9 ?/ X7 a; X  V! b
8 ]0 v6 K- ^& x. E% m) N不管是对于初学者还是对于一个玩过单片机的电子爱好者来说，或多或少都接触到过小车项目，今天给大家介绍的的一个项目基于STM32超声波避障小车。这也是我曾经的一个课设，在此开源分享给大家，全文5000多字，干货满满，加油读完，保证你收货多多

# w0 u3 l0 I  `" S- z; V3 x! H/ D
, H% |5 ?2 I8 W+ M' L5 l
. @5 ?: r" I% O+ T& s处理器电路设计
单片机是系统的CPU，是系统稳定、正常运行的重要前提，以下为单片机选型的两种方案：
% c3 ]; J2 e8 Z, [% T8 y6 l（1）传统的8位单片机，是通过超大规模集成电路对其进行集成为一个独立芯片的控制器。内部组件包括CPU、随机存储器、只读存储器、I/O接口、中断系统、计时器、串口通讯、数模转换等。STC89C52单片机是最常见的51单片机，但是资源较少，精确度低，处理速度相比STM32单片机差很多。
（2）使用目前市面上最常见的STM32单片机，STM32系列单片机可分为ARMCortex-M3内核体系结构的不同应用领域。它可分为STM32F1系列和STM32F4系列，STM32F1系列单片机时钟频率最高可达72米，在同一产品中性能最好。单片机的基本处理速度为36米，16位单片机的性能也很好。微晶片的内建快闪记忆体相当大，范围从32kb到512kb，可视需要选择。单个设备的功耗非常低，仅360mA，32位单片机产品的功耗最低，每兆赫只有0.5安培。特别值得一提的是，内接单晶片汇流排是一种Harvard架构，可执行速度高达1.25 DMIPS/MHz的指令。此芯片越来越多地被用作主要控制器。
   通过对单片机的资源和处理时间的速度我们采用选择STM32103C8T6为本系统主控芯片，程序下载是只需要一个JLINK就可以轻松完成。控制器模块电路如下所示：

$ U! @' k1 w$ g' ^电源模块设计
本设计采用锂电池供电, 模块的供电电压一般都为5V，同时超声波模块需要较大的电流才能正常工作，所以在降压的基础上也要保证足够大的输出电流。本设计采用可调输出版本，模块的输入电压范围广，输出电压在1.25V-35V内可调，电压转换效率高，输出纹波小。降压电路如下所示：
/ Z- `8 ~( ]0 V: B  |7 R
! o0 p% l+ d8 d4 ^4 p1 p电机驱动模块设计
8 H2 Z- P6 L) ?2 Z" O要完成转向是能够利用单片机实现的，然而单片机I0的带负载能力弱，因此我们选择了大功率放大器件TB6612FNG。TB6612FNG是采用MOSFET-H桥结构的双通道大电流电路输出，可以控制2个电机的驱动。相比普通的电机驱动，外围电路非常简单，只需要一个芯片和一个钽电容进行PWM输出滤波，系统尺寸小。PWM信号输入频率范围广，轻松满足本设计的需求。   
' V& k! J. V5 L8 ^1 Z: W! U
电机驱动引脚表
9 ~. x" O4 K; B( t8 m

1. 1控制芯片:TB6612
   . H4 W6 T6 q; h
2. 2控制芯片数量:2
   
3. 3    1号TB6612引脚分配：
   , `7 O  ?8 t9 M" {3 {$ B
4. 4     VM         PWMA--------->TIM1_CH1(PA8)
   
5. 5     VCC        AIN2--------->GPIOB_12
   
6. 6     GND        AIN1--------->GPIOB_13
   $ U7 w: i* M- O% m) P/ L
7. 7     AO1        STBY--------->GPIOB_14
   
8. 8     AO2        BIN1--------->GPIOB_15
   7 j% k+ I0 X! U' }5 m) E+ q
9. 9     BO2        BIN2--------->GPIOA_12
   
10. 10     BO1        PWMB--------->TIM1_CH2(PA9)
    " J6 t1 I  |; g; `' k  F$ m% R
11. 11     GND        GND
    
12. 12    2号TB6612引脚分配：
    
13. 13     VM         PWMA--------->TIM1_CH3(PA10)
    
14. 14     VCC        AIN2--------->GPIOB_5
    ' s  M7 [' D4 R  E/ N
15. 15     GND        AIN1--------->GPIOB_6
    
16. 16     AO1        STBY--------->GPIOB_7
    
17. 17     AO2        BIN1--------->GPIOB_8
    1 G: u$ Z/ _$ V- e5 {* f! i/ \
18. 18     BO2        BIN2--------->GPIOA_9
    * n5 Z- ~7 K+ x8 j! N7 }
19. 19     BO1        PWMB--------->TIM1_CH4(PA11)
    : ^! N1 C5 {* e1 H$ x  v
20. 20     GND        GND
    
21. 21真值表
    : F; n' u+ ?1 A* u
22. 22     AIN1   0     1     0     1
    
23. 23     AIN2   0     0     1     1
    
24. 24     BIN1   0     1     0     1
    
25. 25     BIN2   0     0     1     1
    ; d) U" f! |& w* A  |. o
26. 26           停止  正转  反转  刹车

复制代码

电机所用到的定时器配置
( ]: u. `) _8 |+ n  v, X

1. <font size="3">1//初始化TIMX,设置TIMx的ARR,PSC
   - `' }2 u. Z" a4 B
2. 2//arr：自动重装载初值，psc为预分频值，两者配合控制定时器时钟的周期
   
3. 3//定时器选择TIM1
   ! |& v& {% s3 o7 z" {: @5 k+ J
4. 4static void TB6612_ADVANCE_TIM1_Mode_Config(TIM_TypeDef* TIMx,uint16_t arr,uint16_t psc,uint16_t duty)
   
5. 5{
   
6. 6    //-----------------时基结构体初始化-------------------------/
   6 [5 K( ?6 C" e
7. 7    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeStructure;
   
8. 8    /*开启定时器1时钟，即内部时钟CK_INT=72M*/
   8 v1 R# L) t, }% ]4 M
9. 9    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1,ENABLE);
   ' f4 ~( n1 F  o3 Z" V5 [
10. 10    TIM_DeInit(TIMx);
    
11. 11    /*内部时钟作为计数器时钟，72MHZ*/
    ( p# r2 ^9 N7 v8 r
12. 12    TIM_InternalClockConfig(TIMx);
    
13. 13    /*自动重装载寄存器的值，累计TIM_Period+1个频率后产生一个更新或者中断*/
    $ U8 I4 c3 t/ ~/ U8 u
14. 14    TIM_TimeStructure.TIM_Period=arr;
    ' n8 i0 t5 f& k6 j) S" N/ ~! w
15. 15    /*时钟预分频系数为71，则驱动计数器的时钟CK_CNT=CK_INT/(71+1)=1MHZ*/
    8 Z+ F2 O" q( f/ g! j$ _5 Y
16. 16    TIM_TimeStructure.TIM_Prescaler=psc-1;
    
17. 17    /*设置时钟分割，TIM_CKD_DIV1=0，PWM波不延时*/
    
18. 18    TIM_TimeStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;
    
19. 19    /*向上计数模式*/
    
20. 20    TIM_TimeStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;
    
21. 21    /*重复计数器*/
    - g; J( |$ C$ G* y
22. 22    TIM_TimeStructure.TIM_RepetitionCounter=0;
    
23. 23    /*初始化定时器*/
    
24. 24    TIM_TimeBaseInit(TIMx,&TIM_TimeStructure);
    3 M4 c% `* H4 ^" |" V
25. 25    /*使能ARR预装载寄存器(影子寄存器)*/
    
26. 26    TIM_ARRPreloadConfig(TIMx,ENABLE);
    
27. 27    //-----------------输出比较结构体初始化-----------------------/
    8 O2 q" K+ d$ y( B# T
28. 28    TIM_OCInitTypeDef   TIM_OCInitStructure;
    
29. 29    /*PWM模式设置，设置为PWM模式1*/
    6 w: q  t. O8 u
30. 30    TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode=TIM_OCMode_PWM1;
    0 m- h2 K" [+ o3 E
31. 31    /*PWM输出使能相应的IO口输出信号*/
    
32. 32    TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState=TIM_OutputState_Enable;
    
33. 33    /*设置占空比大小,CCR1[15:0]: 捕获/比较通道1的值,若CC1通道配置为输出：CCR1包含了装入当前捕获/比较1寄存器的值(预装载值)。*/
    0 T& X0 K6 i. K' r
34. 34    TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse=duty;
    ' `3 X/ X( M7 }. g$ {( ^1 E
35. 35    /*输出通道电平极性设置*/
    % O, f4 R: ], ?; \, ^3 ~9 M* e; I
36. 36    TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity=TIM_OCPolarity_High;
    $ i- m- m6 r& a
37. 37    /*初始化输出比较参数*/
    ( Z$ N# p, I& K* `2 y( M& E# U
38. 38    TIM_OC1Init(TIMx,&TIM_OCInitStructure);//初始化TIM1 通道1
    ' [% W8 m" f. z
39. 39    TIM_OC2Init(TIMx,&TIM_OCInitStructure);//初始化TIM1 通道2
    ' u; C- s3 m( h6 r% [9 y: @
40. 40    TIM_OC3Init(TIMx,&TIM_OCInitStructure);//初始化TIM1 通道3
    
41. 41    TIM_OC4Init(TIMx,&TIM_OCInitStructure);//初始化TIM1 通道4
    ; a' G4 e" G$ L& ?2 W
42. 42    /*自动重装载*/
    
43. 43    TIM_OC1PreloadConfig(TIMx,TIM_OCPreload_Enable);
    ! m- H. X2 L3 p* A
44. 44    TIM_OC2PreloadConfig(TIMx,TIM_OCPreload_Enable);
    . H" |$ e7 N% |7 C
45. 45    TIM_OC3PreloadConfig(TIMx,TIM_OCPreload_Enable);
    
46. 46    TIM_OC4PreloadConfig(TIMx,TIM_OCPreload_Enable);
    
47. 47    /*使能计数器*/
    , W/ S* S, w# d5 Q( Y& n& @3 ^
48. 48    TIM_Cmd(TIMx,ENABLE);
    
49. 49    /*主输出使能,如果设置了相应的使能位(TIMx_CCER寄存器的CCxE、CCxNE位)，则开启OC和OCN输出。*/
    
50. 50    TIM_CtrlPWMOutputs(TIMx,ENABLE);   
    
51. 51}
    
52. 52//高级定时器输出通道初始化函数
    # D2 k$ R# S9 d9 z8 F/ }
53. 53static void TB6612_ADVANCE_TIM_Gpio_Config()
    9 q( F! e' v& E- L
54. 54{
    - u; s0 q( t/ \8 i
55. 55    GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStruct;
    ( i" \) C7 U! Q) b. G- |
56. 56    /*----------通道1配置--------------*/
    
57. 57    /*定时器1输出比较通道*/
    , |; e6 g8 e3 E; b
58. 58    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
    6 y+ c( D, S$ [; q1 ]
59. 59    /*配置为复用推挽输出*/
    , X" C$ j1 f. U
60. 60    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;
    " _* ]2 P; k5 ?- c
61. 61    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_8;
    6 B& n  z2 @  [' g
62. 62    GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
    % U. A. b2 }8 }! s
63. 63    GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);
    ) o4 U' c& u, Q  D- Y5 V
64. 64    /*-----------通道二配置-------------*/
    
65. 65    /*定时器1输出比较通道*/
    
66. 66    /*配置为复用推挽输出*/
    
67. 67    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;
    # M5 I6 B) @; A% Q
68. 68    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_11;
    
69. 69    GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
    
70. 70    GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);
    3 d: O  P3 U* n. ?7 }
71. 71     /*-----------通道三配置-------------*/
    
72. 72    /*定时器1输出比较通道*/
    
73. 73    /*配置为复用推挽输出*/
    3 J6 m3 `( _1 I
74. 74    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;
    
75. 75    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_9;
    
76. 76    GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
    ; z" K/ ]# P8 o% D" d6 \
77. 77    GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);
    
78. 78     /*-----------通道四配置-------------*/
    ! n' u# B- ~' I. S
79. 79    /*定时器1输出比较通道*/
    
80. 80    /*配置为复用推挽输出*/
    8 e. N, H9 s/ k2 m# J1 F% C
81. 81    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;
    # D$ S7 W) n+ q+ g
82. 82    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_10;
    
83. 83    GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
    
84. 84    GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);
    8 \# i0 s/ f7 q  J9 @* d9 Q4 S- f
85. 85}</font>

复制代码

+ i) i, {3 x1 q, E  M! K) E

9 |+ P3 s& _8 f. M
( [5 \- b- ^$ H+ y

超声波模块

采用HC-SR04超声波模块，该芯片具有较高的集成度以及良好的稳定性，测度距离十分精确，十分稳定。供电电压为DC5V供电电流小于10mA，探测距离为0.010m-3.5m一共有四个引脚VCC(DC5V)、Triger（发射端）、Echo（接收端）、GND（地）。HC-SR04实物图如下：
" E; K" C  \! G  y
该模块是利用单片机的IO触发电平测距，单片机内部利用普通定时器产生一个高电平信号之后，超声波就可以自主发送频率为40khz的方波，然后等待信号的返回；若有信号返回，单片机IO口就立刻输出一高电平，利用高电平产生的时间可以计算小车与障碍物的距离。最终距离就是高电平持续时间乘以声音在空气中传播的速度再除以2，可以反复测量距离。
  在程序开始首先初始化超声波，利用定时器并设置时基的自动重装载初值1000，psc为预分频值72，这样的话我们产生一次中断的时间是1ms，并设置抢占优先级0，子优先级3。HC_SR04_Echo引脚接收到高电平，打开定时器，且每1ms进入一次中断。在测量时首先让Trig发送一个大于10us的高电平，然后拉高HC_SR04_Trig，当Echo为0时打开定时器计时，当Echo为1时关闭定时器，通过公式计算距离。
+ _2 ^; S$ E% T4 i- D5 V1 X模块工作原理：
/ ?+ U* r$ w9 r4 V4 D9 b, a(1)单片机触发引脚，输出高电平信号；
+ m: A9 E8 @! D(2)模块发送端自动发送特定频率的方波；
(3)如果有信号返回，通过IO输出一高电平，高电平持续的时间就是超声波的发射时长；
+ N6 @+ ]9 x9 Q$ ?' t* b/ \5 ?(4)测试距离=(高电平时间*声速(340M/S))/2。
注意：在硬件操作上需要首先让模块地端先连接，否则会影响模块工作。测距时，被测物体的摆放不能太过于杂乱，否则会影响测试结果。

1 H8 b8 V" F# k5 N1 f( }/ m( }超声波重要代码（可参考）
4 m& p) L! ?) |8 y! V: j, X1 U

1. 1/* 获取接收到的高电平的时间（us*/
   7 @; M5 u; w2 [1 r+ N% P. A
2. 2uint32_t Get_HC_SR04_Time(void)
     l7 P. N& }+ R
3. 3{
   
4. 4    uint32_t t=0;
   " U' T. Z' |  [. o3 F' t; R
5. 5    t=Acoustic_Distance_Count*1000;//us
   
6. 6    t+=TIM_GetCounter(TIM2);//获取us
   
7. 7    TIM2->CNT =0;
     {) s* x9 v9 P
8. 8    Acoustic_Distance_Count=0;
   & t+ ~+ E' I5 V+ [9 [9 c
9. 9    Systic_Delay_us(100);
   
10. 10    return t;
    ; _4 d% T3 _! m" K, B: ~6 U
11. 11}
    ! I4 x) w/ j. ~+ Z4 g
12. 12/*获取距离*/
    ! Z" H$ z0 \+ i/ R0 s- y4 v+ Z
13. 13void Get_HC_SR04_Distance(void)
    
14. 14{
    / \/ j7 K6 D( Z
15. 15    static uint16_t count=0;
    
16. 16    switch(count)
    1 F  z# y% G1 Q4 q' U) C
17. 17    {
    
18. 18        case 1:
      D' p! e. v" Q. ]
19. 19        {
    5 ~8 s+ R6 f0 T
20. 20            GPIO_SetBits(Acoustic_Port,HC_SR04_Trig);//Trig发送一个大于10us的高电平
    ) I" Y- M- _$ Z; U
21. 21        }break;
    2 Q) [) B6 }4 b& X2 N
22. 22
    
23. 23        case 15:
    / ^' _% \7 T0 ~$ Z2 c
24. 24        {
    5 h/ V7 X5 K& f& G# p1 p0 n
25. 25            count=0;
    
26. 26            GPIO_ResetBits(Acoustic_Port,HC_SR04_Trig);
    4 T( `+ n$ C, E0 L" K6 `3 l
27. 27            while(GPIO_ReadInputDataBit(Acoustic_Port,HC_SR04_Echo)==0);//当Echo为0时打开定时器 计时
    
28. 28            Open_Tim2();
    + ^9 n, t/ G! d: y. x+ b
29. 29            while(GPIO_ReadInputDataBit(Acoustic_Port,HC_SR04_Echo)==1);//当Echo为0时打开定时器 计时
    
30. 30            Close_Tim2();
    
31. 31            HC_SR04_Distance=(float)(Get_HC_SR04_Time()/5.78);
    5 X# Y* g6 d( O
32. 32
    
33. 33        }break;
    
34. 34        default:break;
    
35. 35    }
    6 Z! t$ q2 B3 N/ k3 R/ H
36. 36    count++;
    
37. 37}

复制代码

6 [  d( z/ M) z& m- Z! v
- Z7 a6 F# k# r& O6 K3 G" ~0 Z/ @
/ G. B4 {+ u$ n+ H# \2 J" ^
% f1 P$ t" H. l# ?' A5 s* r

) F4 o4 N5 `8 [1 ^3 W7 g6 G

舵机模块
- p, V$ I- ^- o$ j8 M   

本系统使用的是SG90型号的舵机，舵机是一种常见的角度驱动器，本系统需要判断不同位置的障碍物可以且对转向的力度小。舵机可以理解为方向盘称，方向盘是一个常见的名字。它实际上是一个伺服马达。舵机实物图如下：
, y1 _2 l) ]" e
舵机模块接口简单，舵机模块只有三个引脚。分别引引出了三根线左右两边是电源正负接口线，中间一根是PWM信号线直接连接单片机的控制引脚。通过控制单片机的引脚输出的脉冲宽度进而控制舵机旋转的角度。舵机每增加0.1ms 舵机对应增加9度。
0.5ms---------0
1.0ms---------45  
$ L& Q: Y' L( E1.5ms---------90
. q# y+ G/ f4 m# z2.0ms---------135
+ E; R; ]- d3 S, C  |0 t* T. ?2.5ms-----------180
! o1 y1 i7 w2 V/ {. ]   20ms的时基脉冲，如果想让舵机转90度，就应该发生一个高电平持续时间为1.5ms，周期为20ms的方波，duty=1.5/20=7.5%。在这里设置定时器自动重装载寄存器arr的值为1000，所以当占空比为百分之75是，在程序中就要设置占空比为75/1000=7.5%， 这就是具体的算法。
舵机重要代码（可参考）
; {/ O) N/ {+ B1 x) D) U! ?

1. 1/**PWM引脚初始化*/
   
2. 2static void SERVO_Gpio_Init(void)
   
3. 3{
   9 P( J1 x6 L9 u, @6 @
4. 4    GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStruct;
   
5. 5    /*----------通道2配置--------------*/
   ; h; f2 Z: B. @- F4 x; L+ C% e
6. 6    /*定时器3输出比较通道*/
   2 k" G4 |* ~# y( y/ g# ^
7. 7    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
   
8. 8    /*配置为复用推挽输出*/
   2 e, k8 G( B1 N" G, g
9. 9    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;
   
10. 10    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_7;
    / x2 f1 B# ^# b  P) R- ]
11. 11    GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
    
12. 12    GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);
    2 b' v/ U! j' F: E+ d  d
13. 13}
    
14. 14//定时器3初始化，设置TIMx的ARR,PSC
    % J7 S: _  c: z& P: N) @
15. 15//arr：自动重装载初值，psc为预分频值，两者配合控制定时器时钟的周期
    ) D8 L, q" c! K; R- }- R
16. 16static void SERVO_TIM_Config(TIM_TypeDef* TIMx,uint16_t arr,uint16_t psc,uint16_t duty)
    
17. 17{
    
18. 18    //-----------------时基结构体初始化-------------------------/
    5 T; o/ M0 }1 `8 {! ]+ ?# q& b
19. 19    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeStructure;
    % M5 J- s( p0 S4 C
20. 20    /*开启定时器3时钟，即内部时钟CK_INT=72M*/
    
21. 21    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);
    ! H. t6 b: I4 O( c$ z3 E0 b
22. 22    TIM_DeInit(TIMx);
    ; }2 ~6 P+ X7 p! J
23. 23    /*内部时钟作为计数器时钟，72MHZ*/
    
24. 24    TIM_InternalClockConfig(TIMx);
    
25. 25    /*自动重装载寄存器的值，累计TIM_Period+1个频率后产生一个更新或者中断*/
    
26. 26    TIM_TimeStructure.TIM_Period=arr;//1000 当定时器从0计数到999，即1000次，为一个定时周期
    $ R; c6 b5 _6 S+ Q
27. 27    /*时钟预分频系数为71，则驱动计数器的时钟CK_CNT=CK_INT/(1440-1+1)=0.05MHZ*/
    
28. 28    TIM_TimeStructure.TIM_Prescaler=psc-1;;//1400  //即定时器的频率为5KHZ   
    6 i2 i& R2 P/ M) w4 ?" z
29. 29    /*设置时钟分割，TIM_CKD_DIV1=0，PWM波不延时*/
    % d8 U( Z  T4 ]
30. 30    TIM_TimeStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;
    
31. 31    /*向上计数模式*/
    , ?- W) _! M7 |& L# J: ?4 \: F3 b
32. 32    TIM_TimeStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;
    * c  m3 N7 Z' q6 ?( Z  L
33. 33    /*重复计数器*/
    # N0 \' [, e1 m6 a( |* L5 K& F
34. 34    TIM_TimeStructure.TIM_RepetitionCounter=0;
    
35. 35        /*初始化定时器*/
    # O1 v. i4 y3 n9 c% X9 k
36. 36    TIM_TimeBaseInit(TIMx,&TIM_TimeStructure);
    5 Y. i6 X9 K% ]1 E7 A
37. 37    /*使能ARR预装载寄存器(影子寄存器)*/
    
38. 38    TIM_ARRPreloadConfig(TIMx,ENABLE);
      E- i! M9 R0 s: c6 w
39. 39    //-----------------输出比较结构体初始化 开始-----------------------/
    
40. 40    TIM_OCInitTypeDef   TIM_OCInitStructure;
      L: X* d* ?/ G7 F; G
41. 41    /*PWM模式设置，设置为PWM模式1*/
    6 Q1 V( ]! X  S
42. 42    TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode=TIM_OCMode_PWM1;
    
43. 43    /*PWM输出使能相应的IO口输出信号*/
    $ X5 Q- O3 w6 u1 D+ ~6 C
44. 44    TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState=TIM_OutputState_Enable;
    
45. 45    /*设置占空比大小,CCR1[15:0]: 捕获/比较通道1的值,若CC1通道配置为输出：CCR1包含了装入当前捕获/比较1寄存器的值(预装载值)。*/
    9 f" v. |, D# _8 P: a# G5 o' }
46. 46    TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse=duty;   //占空比大小
    
47. 47    /*输出通道电平极性设置*/
    & P) Y' G" _( U3 X8 D
48. 48    TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity=TIM_OCPolarity_High;
    
49. 49    /*初始化输出比较参数*/
    
50. 50    TIM_OC2Init(TIMx,&TIM_OCInitStructure);
    
51. 51    //-----------------输出比较结构体初始化 结束-----------------------/   
    
52. 52    /*自动重装载*/
    
53. 53    TIM_OC2PreloadConfig(TIMx,TIM_OCPreload_Enable);
    4 L% @6 M/ o2 n& H4 b) |
54. 54    /*使能计数器*/
    
55. 55    TIM_Cmd(TIMx,ENABLE);
    ' X4 @  k0 N; p: r
56. 56    /*主输出使能,如果设置了相应的使能位(TIMx_CCER寄存器的CCxE、CCxNE位)，则开启OC和OCN输出。*/
    ) U" I: }0 r" a% }# f
57. 57    TIM_CtrlPWMOutputs(TIMx,ENABLE);   
    + i& l& h/ @0 z7 t* D* o
58. 58}
    9 \6 h$ `; p4 |: q! K0 R
59. 59/*舵机PWM初始化
    ; h, h% L& U- ~: v+ W/ N$ u: M* z
60. 60   每增加0.1ms 舵机对应增加9度
    . b7 o# O# e2 }# X
61. 610.5ms---------0
    0 r8 ^) G' x' c  K* Z/ J- s' c, q- _
62. 621.0ms---------45   
    0 A4 R3 _0 \7 C3 w- C3 G$ C: _* `
63. 631.5ms---------90
    : u- s) r* i' p- i% |
64. 642.0ms---------135
    1 L; u( @/ H0 U& Q5 C" b6 _
65. 652.5ms-----------180
    
66. 662.1ms    turn_left=150
    
67. 670.8ms    turn_right=25
    
68. 681.3ms    turn_front=75
    
69. 6920ms的时基脉冲，如果想让舵机转90度，就应该发生一个高电平为1.5ms，周期为20ms的方波，duty=1.5/20=7.5% ,而定时器自动重装载寄存器arr的值为 1000 ，所以duty=75，时占空比为75/1000=7.5%.
    
70. 70*/
    
71. 71void SERVO_Init(void)
    $ m- D9 s" m5 I: c! l: V) e$ W" a
72. 72{
    
73. 73    SERVO_Gpio_Init();
    
74. 74    SERVO_TIM_Config(TIM3,1000,1440,turn_front);
    
75. 75/** 我们把定时器设置自动重装载寄存器 arr 的值为 1000，设置时钟预分频器为 1440，则
    " U5 D" o- |9 [1 f0 F2 A7 x
76. 76驱动计数器的时钟：CK_CNT = CK_INT / (1440-1+1)=0.05M，则计数器计数一次的时间等于：
    " x5 B$ V2 v# I; x0 t' C% \
77. 771/CK_CNT=20us，当计数器计数到 ARR 的值 1000 时，产生一次中断，则中断一次的时间
    
78. 78为：1/CK_CNT*ARR=20ms。
    7 Z. o* {& n, }: E
79. 79PWM 信号的频率 f = TIM_CLK/{(ARR+1)*(PSC+1)}  TIM_CLK=72MHZ
    3 `. M5 L' ]3 ~: L4 C* f. j
80. 80               = 72 000 000/(1000*1440)=5KHZ   
    
81. 81*/   
    
82. 82}
    9 W' r8 \8 [5 d- j, W) {. R0 ?. B
83. 83/*舵机角度控制*/
    
84. 84void SERVO_Angle_Control(uint16_t Compare2)
    
85. 85{
    
86. 86    TIM_SetCompare2(TIM3,Compare2);
    
87. 87}

复制代码

  I" L# H% f+ _' p) Q% U  E2 b- |

编码器模块
3 C9 T4 f) t1 q! b3 x) `4 u1 R# M

调节小车前进的速度和避障快慢我们采用EC11旋转式编码器，可以用于光度、湿度、音量调节等参数的调节。EC11编码器的形状类似于电位器，中心有一个旋钮可以调节PWM信号，光电码盘利用光电转换原理输出三组方波脉冲。EC11编码器的实物图如下：

6 P7 K' i3 I/ ]( |0 g; h0 x  {

OLED显示模块

  ^* x0 ~- e" [1 A5 w8 K! w  [用来显示小车转速，以及左右编码器数值和电池电压等参数所用的是OLED显示模块，分辨率较高，而且功耗低，正常显示时仅0.06W，供电电压范围在3.3V-5V，有IIC和SPI两种通信协议可供选择。显示模块的亮度和对比度可以通过程序设置。由于它使用寿命长以及其他的优点，OLED更加适合小系统，本系统由于单片机引脚有限，不适合利用简单的LCD1602或者12864来显示，在多方对比之下OLED效果更好。OLED显示部分相对比较简单，大家参考中景园的例程就可以实现。

& |% w( P2 Q' x6 E- d6 Z' O
) w/ N0 n* ^$ ?/ U
2 x$ f, K5 Z& B  \+ [+ L. L
4 j  q2 D9 S2 u$ X文章出处：程序员小哈

不错的资料，期待后续。