第18章-综合以上功能 基于stm32的智能小车(远程控制、避障、循迹) 基于stm32f103c8t6/HAL库/CubeMX/超详细,包含代码讲解和原理图

这个是全网最详细的STM32项目教学视频。
第一篇在这里:
视频在这里

第18章-综合以上功能

18-按键和app按钮切换功能

根据上面介绍，我们的模式可以有：

**OLED显示模式: 速度、里程、电压、超声波数据、MPU6050俯仰角、横滚角、航向角 数据显示在OLED上和通过串口发送蓝牙APP **

PID循迹模式:红外对管PID循迹

手机遥控普通运动模式:遥控前、后、左、右加速运动

超声波避障模式

PID跟随模式:超声波PID定距离跟随

手机遥控角度闭环模式：MPU6050角度PID控制

可以设置标志位通过按键改变标志位，以实现功能切换。

定义一个全局变量，

uint8_t g_ucMode = 0; 
//小车运动模式标志位 0:显示功能、1:PID循迹模式、2:手机遥控普通运动模式、3.超声波避障模式、4:PID跟随模式、5:遥控角度闭环
1
2

uint8_t g_ucMode = 0; //小车运动模式标志位
1

在gpio.h声明一下

extern uint8_t g_ucMode ; //小车运动模式标志位
1

按键中断回调函数里面补充按下按键后的处理

先不进行消抖，如果后面KEY1 KEY2效果不好再消抖

void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
	if(GPIO_Pin == KEY1_Pin) //判断一下那个引脚触发中断
	{
		//这里编写触发中断后要执行的程序
		if(g_ucMode == 5) g_ucMode = 1;//g_ucMode模式是0 1 2 3 4 5 
		else
		{
			g_ucMode+=1;
		}
		HAL_GPIO_TogglePin(LED_GPIO_Port,LED_Pin);
	}
	if(GPIO_Pin == KEY2_Pin) //判断一下那个引脚触发中断
	{
		//这里编写触发中断后要执行的程序
		g_ucMode=0;
		HAL_GPIO_TogglePin(LED_GPIO_Port,LED_Pin);
	}
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19

然后主函数显示当前处于的模式

然后判断当前模式 执行不同代码

方法：一个功能一个功能的添加代码，添加好一个调试测试一下，然后再添加下一个

下面这个就是我们主函数的代码。

	sprintf((char *)OledString," g_ucMode:%d",g_ucMode);//显示g_ucMode 当前模式
	OLED_ShowString(0,6,OledString,12);	//显示在OLED上
	
	sprintf((char *)Usart3String," g_ucMode:%d",g_ucMode);//蓝牙APP显示
	HAL_UART_Transmit(&huart3,( uint8_t *)Usart3String,strlen(( const  char  *)Usart3String),50);//阻塞式发送通过串口三输出字符 strlen:计算字符串大小
	
	if(g_ucMode == 0)
	{
	//0LED显示功能
		sprintf((char*)OledString, "V1:%.2fV2:%.2f", Motor1Speed,Motor2Speed);//显示速度
		OLED_ShowString(0,0,OledString,12);//这个是oled驱动里面的，是显示位置的一个函数，
		
		sprintf((char*)OledString, "Mileage:%.2f", Mileage);//显示里程
		OLED_ShowString(0,1,OledString,12);//这个是oled驱动里面的，是显示位置的一个函数，
		
		sprintf((char*)OledString, "U:%.2fV", adcGetBatteryVoltage());//显示电池电压
		OLED_ShowString(0,2,OledString,12);//这个是oled驱动里面的，是显示位置的一个函数，
		
		sprintf((char *)OledString,"HC_SR04:%.2fcm\r\n",HC_SR04_Read());//显示超声波数据
		OLED_ShowString(0,3,OledString,12);//这个是oled驱动里面的，是显示位置的一个函数，
		
		sprintf((char *)OledString,"p:%.2f r:%.2f \r\n",pitch,roll);//显示6050数据 俯仰角 横滚角
		OLED_ShowString(0,4,OledString,12);//这个是oled驱动里面的，是显示位置的一个函数，
		
		sprintf((char *)OledString,"y:%.2f  \r\n",yaw);//显示6050数据  航向角
		OLED_ShowString(0,5,OledString,12);//这个是oled驱动里面的，是显示位置的一个函数，
		
	//蓝牙APP显示
		sprintf((char*)Usart3String, "V1:%.2fV2:%.2f", Motor1Speed,Motor2Speed);//显示速度
		HAL_UART_Transmit(&huart3,( uint8_t *)Usart3String,strlen(( const  char  *)Usart3String),50);//阻塞式发送通过串口三输出字符 strlen:计算字符串大小
		//阻塞方式发送可以保证数据发送完毕，中断发送不一定可以保证数据已经发送完毕才启动下一次发送
		sprintf((char*)Usart3String, "Mileage:%.2f", Mileage);//显示里程
		HAL_UART_Transmit(&huart3,( uint8_t *)Usart3String,strlen(( const  char  *)Usart3String),50);//阻塞式发送通过串口三输出字符 strlen:计算字符串大小
		
		sprintf((char*)Usart3String, "U:%.2fV", adcGetBatteryVoltage());//显示电池电压
		HAL_UART_Transmit(&huart3,( uint8_t *)Usart3String,strlen(( const  char  *)Usart3String),50);//阻塞式发送通过串口三输出字符 strlen:计算字符串大小
		
		sprintf((char *)Usart3String,"HC_SR04:%.2fcm\r\n",HC_SR04_Read());//显示超声波数据
		HAL_UART_Transmit(&huart3,( uint8_t *)Usart3String,strlen(( const  char  *)Usart3String),50);//阻塞式发送通过串口三输出字符 strlen:计算字符串大小
		
		sprintf((char *)Usart3String,"p:%.2f r:%.2f \r\n",pitch,roll);//显示6050数据 俯仰角 横滚角
		HAL_UART_Transmit(&huart3,( uint8_t *)Usart3String,strlen(( const  char  *)Usart3String),50);//阻塞式发送通过串口三输出字符 strlen:计算字符串大小
		
		sprintf((char *)Usart3String,"y:%.2f  \r\n",yaw);//显示6050数据  航向角
		HAL_UART_Transmit(&huart3,( uint8_t *)Usart3String,strlen(( const  char  *)Usart3String),50);//阻塞式发送通过串口三输出字符 strlen:计算字符串大小
	
		//获得6050数据
		while(mpu_dmp_get_data(&pitch,&roll,&yaw)!=0){}  //这个可以解决经常读不出数据的问题
		
		//显示模式电机停转
		motorPidSetSpeed(0,0);
	}
	if(g_ucMode == 1)
	{
	///****    红外PID循迹功能******************/
	g_ucaHW_Read[0] = READ_HW_OUT_1;//读取红外对管状态、这样相比于写在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("应该前进\r\n");//注释掉更加高效，减少无必要程序执行
		g_cThisState = 0;//前进
	}
	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("应该右转\r\n");
		g_cThisState = -1;//应该右转
	}
	else if(g_ucaHW_Read[0] == 1&&g_ucaHW_Read[1] == 0&&g_ucaHW_Read[2] == 0&&g_ucaHW_Read[3] == 0 )
	{
//		printf("快速右转\r\n");
		g_cThisState = -2;//快速右转
	}
	else if(g_ucaHW_Read[0] == 1&&g_ucaHW_Read[1] == 1&&g_ucaHW_Read[2] == 0&&g_ucaHW_Read[3] == 0)
	{
//		printf("快速右转\r\n");
		g_cThisState = -3;//快速右转
	}
	else if(g_ucaHW_Read[0] == 0&&g_ucaHW_Read[1] == 0&&g_ucaHW_Read[2] == 1&&g_ucaHW_Read[3] == 0 )
	{
//		printf("应该左转\r\n");
		g_cThisState = 1;//应该左转	
	}
	else if(g_ucaHW_Read[0] == 0&&g_ucaHW_Read[1] == 0&&g_ucaHW_Read[2] == 0&&g_ucaHW_Read[3] == 1 )
	{
//		printf("快速左转\r\n");
		g_cThisState = 2;//快速左转
	}
	else if(g_ucaHW_Read[0] == 0&&g_ucaHW_Read[1] == 0&&g_ucaHW_Read[2] == 1&&g_ucaHW_Read[3] == 1)
	{
//	    printf("快速左转\r\n");
		g_cThisState = 3;//快速左转
	}
	g_fHW_PID_Out = PID_realize(&pidHW_Tracking,g_cThisState);//PID计算输出目标速度 这个速度，会和基础速度加减

	g_fHW_PID_Out1 = 3 + g_fHW_PID_Out;//电机1速度=基础速度+循迹PID输出速度
	g_fHW_PID_Out2 = 3 - g_fHW_PID_Out;//电机1速度=基础速度-循迹PID输出速度
	if(g_fHW_PID_Out1 >5) g_fHW_PID_Out1 =5;//进行限幅 限幅速度在0-5之间
	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)//如何这次状态不等于上次状态、就进行改变目标速度和控制电机、在定时器中依旧定时控制电机
	{
		motorPidSetSpeed(g_fHW_PID_Out1,g_fHW_PID_Out2);//通过计算的速度控制电机
	}
	
	g_cLastState = g_cThisState;//保存上次红外对管状态	

	}
	if(g_ucMode == 2)
	{
		//***************遥控模式***********************//
		//遥控模式的控制在串口三的中断里面
	}
	if(g_ucMode == 3)
	{
		//******超声波避障模式*********************//
避障逻辑
		if(HC_SR04_Read() > 25)//前方无障碍物
		{
			motorPidSetSpeed(1,1);//前运动
			HAL_Delay(100);
		}
		else{	//前方有障碍物
			motorPidSetSpeed(-1,1);//右边运动 原地	
			HAL_Delay(500);
			if(HC_SR04_Read() > 25)//右边无障碍物
			{
				motorPidSetSpeed(1,1);//前运动
				HAL_Delay(100);
			}
			else{//右边有障碍物
				motorPidSetSpeed(1,-1);//左边运动 原地
				HAL_Delay(1000);
				if(HC_SR04_Read() >25)//左边无障碍物
				{
					 motorPidSetSpeed(1,1);//前运动
					HAL_Delay(100);
				}
				else{
					motorPidSetSpeed(-1,-1);//后运动
					HAL_Delay(1000);
					motorPidSetSpeed(-1,1);//右边运动
					HAL_Delay(50);
				}
			}
		}
	}
	if(g_ucMode == 4)
	{
	//**********PID跟随功能***********//
		g_fHC_SR04_Read=HC_SR04_Read();//读取前方障碍物距离
		if(g_fHC_SR04_Read < 60){  //如果前60cm 有东西就启动跟随
			g_fFollow_PID_Out = PID_realize(&pidFollow,g_fHC_SR04_Read);//PID计算输出目标速度 这个速度，会和基础速度加减
			if(g_fFollow_PID_Out > 6) g_fFollow_PID_Out = 6;//对输出速度限幅
			if(g_fFollow_PID_Out < -6) g_fFollow_PID_Out = -6;
			motorPidSetSpeed(g_fFollow_PID_Out,g_fFollow_PID_Out);//速度作用与电机上
		}
		else motorPidSetSpeed(0,0);//如果前面60cm 没有东西就停止
		HAL_Delay(10);//读取超声波传感器不能过快
	}
	if(g_ucMode == 5)
	{
	//*************MPU6050航向角 PID转向控制*****************//

		sprintf((char *)Usart3String,"pitch:%.2f roll:%.2f yaw:%.2f\r\n",pitch,roll,yaw);//显示6050数据 俯仰角 横滚角 航向角
		HAL_UART_Transmit(&huart3,( uint8_t *)Usart3String,strlen(( const  char  *)Usart3String),0xFFFF);//通过串口三输出字符 strlen:计算字符串大小	
	   
	   //mpu_dmp_get_data(&pitch,&roll,&yaw);//返回值:0,DMP成功解出欧拉角
		while(mpu_dmp_get_data(&pitch,&roll,&yaw)!=0){}  //这个可以解决经常读不出数据的问题
		
		
		g_fMPU6050YawMovePidOut = PID_realize(&pidMPU6050YawMovement,yaw);//PID计算输出目标速度 这个速度，会和基础速度加减

		g_fMPU6050YawMovePidOut1 = 1.5 + g_fMPU6050YawMovePidOut;//基础速度加减PID输出速度
		g_fMPU6050YawMovePidOut2 = 1.5 - g_fMPU6050YawMovePidOut;
		if(g_fMPU6050YawMovePidOut1 >3.5) g_fMPU6050YawMovePidOut1 =3.5;//进行限幅
		if(g_fMPU6050YawMovePidOut1 <0) g_fMPU6050YawMovePidOut1 =0;
		if(g_fMPU6050YawMovePidOut2 >3.5) g_fMPU6050YawMovePidOut2 =3.5;
		if(g_fMPU6050YawMovePidOut2 <0) g_fMPU6050YawMovePidOut2 =0;
		motorPidSetSpeed(g_fMPU6050YawMovePidOut1,g_fMPU6050YawMovePidOut2);
	
	}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185

可以测试上面的代码 然后没有问题后，我们添加一个通过蓝牙APP按钮切换模式代码

		if(g_ucUsart3ReceiveData == 'J') //改变模式
		{
			if(g_ucMode == 5) g_ucMode = 1;//g_ucMode模式是0 1 2 3 4 5 
			else
			{
				g_ucMode+=1;
			}
		}
		if(g_ucUsart3ReceiveData == 'K') g_ucMode=0;//设置为显示模式
1
2
3
4
5
6
7
8
9

然后对应APP也要添加 按钮设置

我们
按键没有消抖效果不好，我们消抖一下

我们增加了 HAL延时和再次判断电平

void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
	if(GPIO_Pin == KEY1_Pin) //判断一下那个引脚触发中断
	{
		HAL_Delay(10);//延时消抖 主要
		if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY1_GPIO_Port, KEY1_Pin) == GPIO_PIN_SET)//判断KEY1引脚仍为高电平
		{
			//这里编写触发中断后要执行的程序
			if(g_ucMode == 5) g_ucMode = 1;//g_ucMode模式是0 1 2 3 4 5 
			else
			{
				g_ucMode+=1;
			}
			HAL_GPIO_TogglePin(LED_GPIO_Port,LED_Pin);
		}
	}
	if(GPIO_Pin == KEY2_Pin) //判断一下那个引脚触发中断
	{
		HAL_Delay(10);//延时消抖
		if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY2_GPIO_Port, KEY2_Pin) == GPIO_PIN_RESET)//判断KEY2引脚仍为低电平
		{
			//这里编写触发中断后要执行的程序
			g_ucMode=0;
			HAL_GPIO_TogglePin(LED_GPIO_Port,LED_Pin);
		}
	}
}

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28

但是测试不能执行中断，程序异常卡死了

原因是HAL_Delay使用的是sysTick 中断优先级在软件初始化是默认最低的，比外部中断优先级低，所以HAL_Delay不能在外部中断服务函数中调用。

所以我们可以通过提高sysTick 中断的优先级，提高的比HAL_Delay高。

然后我们提高至 如下图

然后编译烧录测试按键是否更加稳定。
下面的章节我们讲解视觉，RTOS系统，电磁循迹等功能