圆曾经的小车梦，造一台智能小车(三)之小车前进后退左右转基本框架

时间：2020-09-08 02:12:40

关键字：智能小车

手机看文章

扫描二维码
随时随地手机看文章

[导读]接前面几篇文章：圆曾经的小车梦，造一台智能小车(一) 圆曾经的小车梦，造一台智能小车(二) 基于小熊派WIFI PWM控制小车前进后退这节，终于让我们的小车成功的驱动起来了，能够实现基本功能：前进、后退、左转、右转，完成这一步，剩下的也就不难了，本节采

接前面几篇文章：

圆曾经的小车梦，造一台智能小车(一)

圆曾经的小车梦，造一台智能小车(二)

基于小熊派WIFI PWM控制小车前进后退

这节，终于让我们的小车成功的驱动起来了，能够实现基本功能：前进、后退、左转、右转，完成这一步，剩下的也就不难了，本节采用的是Wifi通信的方式来进行控制。

1、本节实验平台

小熊派开发板(当然如果你手上没有可以用别的stm32板子代替) 用于控制小车

普中STM32F103ZET6开发板(小车上的载板)

2、Wifi小车控制原理

2.1 说说Wifi控制的逻辑

本节采用的是小熊派上的两个按键，分别来控制小车前进、后退、停止，由于只有两个按键，所以后面又把它用来测试小车的左转、右转。

那么要用wifi控制小车动起来，控制板(小熊派)需要有一个wifi，让它处于客户端模式，而小车上的载板(上面连接着WIFI)，让它处于服务器模式，这样，让控制板连接载板成功以后，接下来控制板发送自定义指令给载板，载板收到指令后即响应具体的指令，完成小车的前进、后退、左转、右转、停止的工作。

自定义协议定义：

控制指令	含义
LEFT	让小车左转
RIGHT	让小车左转
GO	让小车前进
BACK	让小车后退
STOP	让小车停止

那么如何让WIFI处于服务器、客户端模式呢？请看以前的文章链接：

基于小熊派WIFI-ESP8266实践(上)

基于小熊派WIFI-ESP8266实践(中)-多功能处理显示等大杂烩

WIFI DTU产品设计与实现(基于STM32F103+QT配置上位机案例设计分享)

我们直接用以前做好的成功来完成我们的功能就好了。

2.2 再说说小车的控制逻辑

在我们前面第一、第二篇文章测试电机转的时候，默认我们使用的是全速转，也就是给;298N电机驱动模块某个管脚一个高电平，电机就全速转起来了，至于让四个轮如何向前转，如何向后转，这得根据你自己的接线方式来定，我是按照下面这个图来接的：(自己画的，还是不懂怎么接的话随时骚扰我)

本人经过接线测试后得出以下结论：

上面所表示的二进制数指的是电机驱动模块的控制端，而我有两个控制端，所以需要两组。

看到这里，那大家可能就会说了，如果我只给某个IO输出一个高电平，这样电机不就一直是全速前进或者全速后退吗？怎么能控制电机的速度呢？怎么能实现左转、右转呢？这里需要用到PWM的知识，什么是PWM呢？

PWM(Pulse Width Modulation)：脉冲宽度调制

我们可以看看上图，上图就是一个典型的PWM的波形图。

T是一个周期，T1就是高电平所占用的时间，T2就是低电平所占用的时间。

如上图所示T1为脉冲宽度（就是导通时间），周期为T，则输出电压的平均值为U=VCC*T1/T=a*VCC，a是占空比，变化范围为0≤a≤1。在电压不变的情况下，改变a的大小就可以改变输出电压的平均值。这就是单片机的PWM调制技术。

如何改变a呢？可以采用定时器，也可以用普通的延时，一般情况下用定时器产生PWM输出信号，误差极小，而且控制也很准，我们平时经常听到的占空比，也就是高电平占整个周期的比例。

当要前进的时候，左右前后电机同时向前转，这时候PWM值可以设大一些。

当要后退的时候，左右前后电机同时向后转，这时候PWM值可以设大一些。

如下演示视频所示：

当要左转的时候，右边前后电机转的快一点(PWM值大一些)，左边前后两个电机转的慢一点(PWM值小一些)。

当要右转的时候，左边前后电机转的快一点(PWM值大一些)，右边前后两个电机转的慢一点(PWM值小一些)。

如下演示视频所示：

2.3 整体控制逻辑

(1)控制板连接小车载板
(2)连接载板成功后，控制板通过按键发送指令给小车载板(前进、后退、左转、右转)
(3)小车载板收到控制指令后即控制电机实现指令要求的逻辑。

这样小车的基本框架就有了。

核心处理逻辑如下：(1)省略，文末自行查看代码，WIFI处理采用串口+DMA的方式

控制端(小熊派)

void button1_down_callback(void *ptr)
{
    printf("按下1键\n");
    //发送指令前进
    wifi_init_printf("GO");
    //发送指令左转
    //wifi_init_printf("LEFT");
}

void button1_up_callback(void *ptr)
{
    printf("释放1键\n");
    //发送指令停止
    wifi_init_printf("STOP");
}

void button2_down_callback(void *ptr)
{
    printf("按下2键\n");
    //发送指令后退
    wifi_init_printf("BACK");
    //发送指令右转
    //wifi_init_printf("RIGHT");
}

void button2_up_callback(void *ptr)
{
    printf("释放2键\n");
    //发送指令停止
    wifi_init_printf("STOP");
}

小车载板端(STM32F103ZET6)

电机的8个控制端采用的是PWM进行驱动：

TIM1:PWM控制左边四路电机

TIM2:PWM控制右边四路电机

改变PWM占空比函数实现：

static void Motor_PWM_SetValue(TIM_HandleTypeDef *htim, uint32_t Channe, unsigned short value)
{
    TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC;

    if(value >= 1000 - 1) value = 999;

    sConfigOC.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1;
    //改变PWM值
    sConfigOC.Pulse = value;
    sConfigOC.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH;
    sConfigOC.OCNPolarity = TIM_OCNPOLARITY_HIGH;
    sConfigOC.OCFastMode = TIM_OCFAST_DISABLE;
    sConfigOC.OCIdleState = TIM_OCIDLESTATE_RESET;
    sConfigOC.OCNIdleState = TIM_OCNIDLESTATE_RESET;

    if (HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(htim, &sConfigOC, Channe) != HAL_OK)
    {
        Error_Handler();
    }

    if (HAL_TIM_PWM_Start(htim, Channe) != HAL_OK)
    {
        Error_Handler();
    }
}

相应的测试PWM值：

//停止
#define CCR0_Val 0
#define CCR1_Val 125
#define CCR2_Val 250
#define CCR3_Val 500
#define CCR4_Val 750
//最快速
#define CCR5_Val 999

WIFI小车控制处理

/*wifi接收指令处理*/
static void Wifi_Recv_Cmd_Process(void)
{
    static int cmd_index = 0 ;
    char *cmd[] = {"LEFT", "RIGHT", "GO", "BACK", "STOP"};

    if(strstr((char *)esp8266_info.rx_buffer, cmd[cmd_index]) != NULL)
    {
        HAL_UART_DMAStop(&huart2);
        HAL_GPIO_TogglePin(LED0_GPIO_Port, LED0_Pin);
        printf("接收到客户端发来的指令:%s\n", esp8266_info.rx_buffer);

        switch(cmd_index)
        {
            //左转
            case 0:
                Motor_PWM_SetValue(&htim1, TIM_CHANNEL_1, CCR0_Val); //0		==> 控制左前轮后
                Motor_PWM_SetValue(&htim1, TIM_CHANNEL_2, CCR2_Val); //1		==> 控制左前轮前	===> 慢
                Motor_PWM_SetValue(&htim1, TIM_CHANNEL_3, CCR5_Val); //1		==> 控制右前轮前	===> 快
                Motor_PWM_SetValue(&htim1, TIM_CHANNEL_4, CCR0_Val); //0		==> 控制右前轮后

                Motor_PWM_SetValue(&htim2, TIM_CHANNEL_1, CCR2_Val); //1		==> 控制左后轮前	===> 慢
                Motor_PWM_SetValue(&htim2, TIM_CHANNEL_2, CCR0_Val); //0		==> 控制左后轮后
                Motor_PWM_SetValue(&htim2, TIM_CHANNEL_3, CCR0_Val); //0		==> 控制右后轮后
                Motor_PWM_SetValue(&htim2, TIM_CHANNEL_4, CCR5_Val); //1		==> 控制右后轮前  ===> 块

                break ;

            //右转
            case 1:
                Motor_PWM_SetValue(&htim1, TIM_CHANNEL_1, CCR0_Val); //0
                Motor_PWM_SetValue(&htim1, TIM_CHANNEL_2, CCR5_Val); //1 快
                Motor_PWM_SetValue(&htim1, TIM_CHANNEL_3, CCR2_Val); //1 慢
                Motor_PWM_SetValue(&htim1, TIM_CHANNEL_4, CCR0_Val); //0

                Motor_PWM_SetValue(&htim2, TIM_CHANNEL_1, CCR5_Val); //1 快
                Motor_PWM_SetValue(&htim2, TIM_CHANNEL_2, CCR0_Val); //0
                Motor_PWM_SetValue(&htim2, TIM_CHANNEL_3, CCR0_Val); //0
                Motor_PWM_SetValue(&htim2, TIM_CHANNEL_4, CCR2_Val); //1 慢
                break ;

            //前进
            case 2:
                Motor_PWM_SetValue(&htim1, TIM_CHANNEL_1, CCR0_Val); //0
                Motor_PWM_SetValue(&htim1, TIM_CHANNEL_2, CCR5_Val); //1
                Motor_PWM_SetValue(&htim1, TIM_CHANNEL_3, CCR5_Val); //1
                Motor_PWM_SetValue(&htim1, TIM_CHANNEL_4, CCR0_Val); //0

                Motor_PWM_SetValue(&htim2, TIM_CHANNEL_1, CCR5_Val); //1
                Motor_PWM_SetValue(&htim2, TIM_CHANNEL_2, CCR0_Val); //0
                Motor_PWM_SetValue(&htim2, TIM_CHANNEL_3, CCR0_Val); //0
                Motor_PWM_SetValue(&htim2, TIM_CHANNEL_4, CCR5_Val); //1
                break ;

            //后退
            case 3:
                Motor_PWM_SetValue(&htim1, TIM_CHANNEL_1, CCR5_Val); //1
                Motor_PWM_SetValue(&htim1, TIM_CHANNEL_2, CCR0_Val); //0
                Motor_PWM_SetValue(&htim1, TIM_CHANNEL_3, CCR0_Val); //0
                Motor_PWM_SetValue(&htim1, TIM_CHANNEL_4, CCR5_Val); //1

                Motor_PWM_SetValue(&htim2, TIM_CHANNEL_1, CCR0_Val); //0
                Motor_PWM_SetValue(&htim2, TIM_CHANNEL_2, CCR5_Val); //1
                Motor_PWM_SetValue(&htim2, TIM_CHANNEL_3, CCR5_Val); //1
                Motor_PWM_SetValue(&htim2, TIM_CHANNEL_4, CCR0_Val); //0
                break ;

            //停止
            case 4:

                Moto_Stop();
                break ;
        }

        memset(esp8266_info.rx_buffer, 0, RX_BUFF_SIZE);
        HAL_UART_Receive_DMA(&huart2, esp8266_info.rx_buffer, RX_BUFF_SIZE);
    }

    ++cmd_index ;

    if(5 == cmd_index)
        cmd_index = 0 ;
}