基于STM32,TB6612,TCRT5000的简易红外循迹小车_stm32小车思维导图

        提醒：本文章只叙述此小车相关大概内容（如模块的设置，C语言基础实现等），单片机详细教学不涉及。

摘要

        循迹小车是学习单片机的“地基”，它能够让初学者认识单片机内部硬件结构及其功能，熟悉单片机的一些基础操作，如I/O的应用，定时中断与外部中断的应用等，同时也能让初学者对于C语言编程有更深的认识。我采用STM32F103C8T6、TB6612、TCRT5000三个主要模块进行小车组装，刚开始确实有很多问题，随着进一步深入，问题也迎刃而解了，所以我们学习这个小车，主要在于思想的转变和善于去研究，我相信很多过程中遇到的难题都会被我们解决的。

目录

摘要

一、材料选择

二、模块思维导图

三、主要材料概述

1、STM32F103C8T6最小系统板

2、TB6612电机驱动

3、LM2596S DC-DC直流可调降压模块

 4、TCRT5000红外循迹模块

5、显示屏模块

三、相关代码

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一、材料选择

        最近也是参加电赛，所以所有的材料都是运用学校实验室提供的。

1. 单片机：STM32F103C8T6；
2. 电机驱动：TB6612或者L298（我选用TB6612）;
3. 降压模块：（可随意）LM2596；
4. 循迹模块：TCRT5000（5个）；
5. 显示屏模块：四针脚I²C版本OLED；
6. 四个电机加轮子；
7. 杜邦线若干；
8. 开关一个；
9. 电池（12V）。

二、模块思维导图

    

         注意：本思维导图只针对于代码中各模块部分。

三、主要材料概述

1、STM32F103C8T6最小系统板

2、TB6612电机驱动

        TB6612电机驱动共有16个个引脚。

        VM最大接15V电源，本博客接12V足以；

        VCC接3.3V或5V；

        GND不用说了吧，接地就行；

        PWMA、PWMB需要PWM波（方波），以控制A电机或B电机的速度，连接单片机时要注意PWM波输出的端口对应好，本文采用的是定时器TIM2的3、4通道，所以PWMA、PWMB分别连接PA2、PA3口，具体要参考你用的哪个定时器，然后根据引脚定义图对应好引脚位置；

        AIN1、AIN2、BIN1、BIN2用来控制电机的正反转，需要连接单片机的I/O口来给予它们高低电平，AIN控制A电机，BIN控制B电机，具体控制如下表（以控制A电机为例）：

        AO1、A02、BO1、BO2可以驱动电机，所以直接连接电机来让它们转起来！（注意别连反了，不然你的电机总是逆天的反转或者转圈~）

        其实对于电机驱动模块最麻烦的就是PWM波的输入以及脉宽调制，具体体现在代码中。

3、LM2596S DC-DC直流可调降压模块

        因为在电路中有许多器件不能承受12V电压，所以我们需要将电源电压降到5V或者3.3V，这时我们就要用到降压模块，具体连接方法很明显，以LM2596为例，IN+连接电源正极，IN-连接电源负极，OUT+输出3.3V或者5V电压，OUT-输出GND。

 4、TCRT5000红外循迹模块

        相较于其它循迹方法，红外循迹较为简单，但也无法做到十分精准，本文以红外循迹为例，讲述循迹方法，希望各位同学能举一反三，继续学习！

        

       它有四个引脚:VCC（接3~5V电压）、GND（接地）、D0（接单片机I/O口）、A0（模拟信号输出，一般不接）

        话不多说，直接讲原理：当检测到黑线时，传感器上的指示灯灭掉，D0输出高电平返回到单片机上；当未检测到黑线时，传感器上的指示灯亮，D0输出低电平返回到单片机上。

5、显示屏模块

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三、相关代码

motor.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "pwm.h"
 
//注意：增加某个函数要在对应.h文件中声明，否则会报错。
 
void Motor_Init(void)
{
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;		//推挽输出
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;	//定义I/O口
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
	
	PWM_Init();
}
 
void Motor_LEFT_SetSpeed(int8_t Speed)		//左电机正反转
{
	if (Speed >= 0)
	{
		GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_4);
		GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_5);
		PWM_SetCompare3(Speed);
	}
	else
	{
		GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_4);
		GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_5);
		PWM_SetCompare3(-Speed);
	}
}
void Motor_RIGHT_SetSpeed(int8_t Speed)		//右电机正反转
{
	if (Speed >= 0)
	{
		GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_6);
		GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_7);
		PWM_SetCompare4(Speed);
	}
	else
	{
		GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_6);
		GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_7);
		PWM_SetCompare4(-Speed);
	}
}

pwm.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
 
extern uint16_t Num;			//调用.c文件定义的Num变量
extern uint16_t t;
extern int FLAG;
void PWM_Init(void)
{
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
	TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
	
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 100 - 1;		//ARR
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 36 - 1;		//PSC
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;
	TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure);
	
	
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
	TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
	TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0;		//CCR
	
	
	TIM_OC3Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);
 
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
	TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
	TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0;		//CCR
	
	TIM_OC4Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);
	
	
  
	TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
}
void Timer_Init(void)
{
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);
 
	
	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 10000 - 1;
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 7200 - 1;
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0;
	TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseInitStructure);
	
	TIM_ClearFlag(TIM3, TIM_FLAG_Update);
	TIM_ITConfig(TIM3, TIM_IT_Update, ENABLE);
	
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_3);
	
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
	
	TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);
}
void TIM3_IRQHandler(void)
{
	if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) == SET)
	{
		Num ++;
		if(FLAG == 3)
		{
			t = Num;
		}
		TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update);
	}
}
 
void PWM_SetCompare3(uint16_t Compare)
{
	TIM_SetCompare3(TIM2, Compare);
}
 
void PWM_SetCompare4(uint16_t Compare)
{
	TIM_SetCompare4(TIM2, Compare);
}

main.c

#include "stm32f10x.h"
#include "delay.h"
#include "motor.h"
#include "tcrt5000.h"
#include "OLED.h"
#include "pwm.h"
 
uint16_t t;
uint16_t Num;
uint16_t LEFT1,RIGHT1,LEFT2,RIGHT2,MIDDLE;
int FLAG = 0;
int main(void)
{	
	Timer_Init();	//初始化计时函数
	OLED_Init();	//初始化显示屏函数
	Motor_Init();	//初始化电机驱动函数
	tcrt5000_init();	//初始化红外循迹函数
    while (1)
    {
		OLED_ShowString(2, 1, "TIME:");
		OLED_ShowNum(2, 6, Num, 5);
		RIGHT1 = GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_5);
		LEFT1 = GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_6);
		RIGHT2 = GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_7);
		LEFT2 = GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_8);
		MIDDLE = GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_9);
		if(LEFT1 == 0 && LEFT2 == 0 && MIDDLE == 1 && RIGHT2 == 0 && RIGHT1 == 0)				//直走
		{
			Motor_LEFT_SetSpeed(65);
			Motor_RIGHT_SetSpeed(65);
		}
 
		else if((LEFT1 == 1 || LEFT2 == 1) && MIDDLE == 0 && RIGHT2 == 0 && RIGHT1 == 0)		//左转
		{
			Motor_LEFT_SetSpeed(-50);
			Motor_RIGHT_SetSpeed(65);
		}
 
		else if(LEFT1 == 0 && LEFT2 == 0 && MIDDLE == 0 && (RIGHT1 == 1 || RIGHT2 == 1))		//右转
		{
			Motor_LEFT_SetSpeed(65);
			Motor_RIGHT_SetSpeed(-50);
		}
 
		else if(LEFT1 == 0 && LEFT2 == 1 && MIDDLE == 1 && RIGHT2 == 0 && RIGHT1 == 0)			//左转（增加灵敏度）
		{
			Motor_LEFT_SetSpeed(-50);
			Motor_RIGHT_SetSpeed(65);
		}
		
		else if(LEFT1 == 1 && LEFT2 == 1 && MIDDLE == 1 && RIGHT2 == 0 && RIGHT1 == 0)			//左转（增加灵敏度）
		{
			Motor_LEFT_SetSpeed(-50);
			Motor_RIGHT_SetSpeed(65);
		}
		else if(LEFT1 == 0 && LEFT2 == 0 && MIDDLE == 1 && RIGHT2 == 1 && RIGHT1 == 0)			//右转（增加灵敏度）
		{
			Motor_LEFT_SetSpeed(65);
			Motor_RIGHT_SetSpeed(-50);
		}
		else if(LEFT1 == 0 && LEFT2 == 0 && MIDDLE == 1 && RIGHT2 == 1 && RIGHT1 == 1)			//右转（增加灵敏度）
		{
			Motor_LEFT_SetSpeed(65);
			Motor_RIGHT_SetSpeed(-50);
		}
		
		else if(LEFT1 == 0 && LEFT2 == 0 && MIDDLE == 0 && RIGHT2 == 0 && RIGHT1 == 0)			//未探测到黑线的时候直走（防止未检测到黑线时不动）
		{	
			Motor_LEFT_SetSpeed(65);
			Motor_RIGHT_SetSpeed(65);
		}
 
		else if(LEFT1 == 1 && LEFT2 == 1 && MIDDLE == 1 && RIGHT2 == 1 && RIGHT1 == 1)			//检测到横线
		{	
			if(FLAG == 0)							//标志位1（停止5秒后前进）
			{
				Motor_LEFT_SetSpeed(0);
				Motor_RIGHT_SetSpeed(0);
				delay_init();
				OLED_Clear();
				OLED_ShowString(1,7,"READY");
				OLED_ShowNum(3,1,5,1);
				delay_ms(1000);
				OLED_ShowNum(3,3,4,1);
				delay_ms(1000);
				OLED_ShowNum(3,5,3,1);
				delay_ms(1000);
				OLED_ShowNum(3,7,2,1);
				delay_ms(1000);
				OLED_Clear();
				OLED_ShowString(3,8,"GO!");
				delay_ms(1000);
				OLED_Clear();
				Motor_LEFT_SetSpeed(30);
				delay_ms(100);
				Motor_RIGHT_SetSpeed(30);
				delay_ms(100);
				FLAG ++;
			}
			else if(FLAG == 1)					//标志位2（停止5秒后前进）
			{
				Motor_LEFT_SetSpeed(0);
				Motor_RIGHT_SetSpeed(0);
				delay_init();
				OLED_Clear();
				OLED_ShowString(1,7,"READY");
				OLED_ShowNum(3,1,5,1);
				delay_ms(1000);
				OLED_ShowNum(3,3,4,1);
				delay_ms(1000);
				OLED_ShowNum(3,5,3,1);
				delay_ms(1000);
				OLED_ShowNum(3,7,2,1);
				delay_ms(1000);
				OLED_Clear();
				OLED_ShowString(3,8,"GO!");
				delay_ms(1000);
				OLED_Clear();
				Motor_LEFT_SetSpeed(80);
				delay_ms(500);
				Motor_RIGHT_SetSpeed(80);
				delay_ms(500);
				FLAG ++;
			}
			else if(FLAG == 2)					//标志位3（直走）
			{
				delay_init();
				OLED_ShowString(1,5,"STRINGHT");
				OLED_ShowString(2, 1, "TIME:");
				OLED_ShowNum(2, 6, Num, 5);
				Motor_LEFT_SetSpeed(85);
				Motor_RIGHT_SetSpeed(85);
				delay_ms(500);
				OLED_Clear();
				FLAG ++;
			}
			else if(FLAG == 3)					//标志位4（比赛结束，停止）
			{	
				FLAG = 0;
				int i;
				for(i = 0;i >= 0;i++)
				{
					OLED_ShowString(1,5,"STOP");
					OLED_ShowString(2, 1, "TIME:");
					OLED_ShowNum(2, 6, t, 5);
					Motor_LEFT_SetSpeed(0);
					Motor_RIGHT_SetSpeed(0);
				}
			}
		}	
    }
}
 

        代码中有很多冗余，由于时间紧张所以就没有仔细去改写，各位同学可以根据实际情况去修改内容。

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        本次分享就到这里了，博主其实也是初学者，所以也非常希望各路大佬来批评指正，当然，如果我的文章能帮到您，请在评论区积极发言（手动狗头），这也是对我最大的鼓舞，谢谢！

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