小突突的诞生日记-优快云博客

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/prliebtsy/article/details/142728750

小突突的诞生日记

1.需求分析

单纯的想给即将出生的小孩做个遥控小车玩具。

2.材料准备

单纯四驱太简单，就想着做个麦轮带pid控制的小车。

某多多上买了铝合金底盘+电机+麦轮，剩下的硬件和软件就纯靠自己设计。

3.硬件设计

之前从来没有学过pcb知识，但是非常喜欢pcb板拿在手里的那种感觉，也是趁这次制作学习了一下自己画pcb。

涉及到了stm32核心板、小车驱动底板以及rc遥控器。均在嘉立创白嫖pcb打样。具体可以参见stm32f4zet6核心板和遥控器，底板部分后续将会开源。

其实涉及到的硬件知识不复杂，stm32f4核心板原理图网上一大堆，rc遥控器功能也简单，本质是按键信号传输。具体可以参考我的pcb。

4.软件设计

4.0 总体功能

编码电机的PID控制
4个麦轮整体的运动学控制
mpu6050姿态解析
TB6612FNG多路电机驱动
OLED屏幕显示（u8g2库移植）
- https://blog.youkuaiyun.com/m0_74833863/article/details/139724671?fromshare=blogdetail&sharetype=blogdetail&sharerId=139724671&sharerefer=PC&sharesource=prliebtsy&sharefrom=from_link
蓝牙及NRF24L01无线数据传输
- 蓝牙串口模块使用中断或者DMA传输提高效率
- NRF24L01学习资料
  - https://blog.youkuaiyun.com/weixin_43772810/article/details/123811245?spm=1001.2014.3001.5506
  - https://blog.youkuaiyun.com/qq_57709749/article/details/127111169?spm=1001.2014.3001.5506
超声波避障

以上其实都是基本的功能，网上搜搜都能找到一大堆资料，基本的原理和实现就不详解了，这里只做一个记录，遇到的特殊问题文末会总结。

将来还想实现无线图传、手势控制、云台炮塔等功能，等有空了再说吧。。

5.写在最后

5.0 自己的代码链接：

主控程序：https://github.com/CharlesPu/Little_TuTu

rc遥控器：https://github.com/CharlesPu/TuTu_RC

5.1 硬件设计注意点

5.1.1 蜂鸣器使用

pnp和npn三极管的使用恶补了一下知识，两种三极管用反了。。

5.1.2 串口一键下载电路

https://blog.youkuaiyun.com/weixin_70317234/article/details/127224498?spm=1001.2014.3001.5506

https://blog.youkuaiyun.com/weixin_48848862/article/details/136055314?spm=1001.2014.3001.5506

注意要结合boot电路设计，即boot引脚电平要可变。

5.1.3 pcb线宽

简单说就是gnd和vcc尽可能地大。

https://blog.youkuaiyun.com/qq_52940987/article/details/124570167?spm=1001.2014.3001.5506

5.2 软件设计注意点

5.2.1 stm32f1和f4的定时器分频设置

在使用f1和f4时，要注意时钟总线在不同定时器上的区别。可以参考。所以在使用定时器进行精确定时时要注意频率选择。

5.2.2 ADC采集摇杆数据

注意hal配置连续采集时要设置每个采集通道的频率一致。设置字长时要注意halfword的含义（决定了程序中存储采集数据时要使用uint16t类型）

https://blog.youkuaiyun.com/m0_64551204/article/details/135296070?spm=1001.2014.3001.5506

5.2.3 float和char [4]转换

char[4]转float： *(float*)&(buf[0])
float转char[4]：*(float*)&buf[0] = 1.234

上面两个转换函数在stm32上无法运行，可以改成：

char[4]转float：
  float res;
  uint8 *pp = (uint8*)&res;
  pp[0] = buf[0];
  pp[1] = buf[1];  
  pp[2] = buf[2];
  pp[3] = buf[3];
  return res;

float转char[4]：
    buf[0] = *((uint8*)&data);  //获取a的首地址
    buf[1] = *((uint8*)&data + 1);//获取a的首地址的后一个字节地址
    buf[2] = *((uint8*)&data + 2);//获取a的首地址的后两个字节地址
    buf[3] = *((uint8*)&data + 3);//获取a的首地址的后三个字节地址

5.2.4 stm32中断开启

本来以为中断初始化了就行了，但是在实际使用时各种中断、pwm等都要手动开启！！

HAL_TIM_Base_Start_IT(&TIM_HC_SR04);
HAL_TIM_PWM_Start(motor_A1.tim_pwm,motor_A1.tim_pwm_channel);

5.2.5 串口中断中不能有其他串口的发送

5.2.6 串口中断中连续发送问题

如果在某个串口中断中使用HAL_UART_Transmit_IT和HAL_UART_Transmit_DMA连续发送时会阻塞，改为HAL_UART_Transmit发送即可。

5.2.7 mpu6050数据初始化经常失败

发现同样的程序在f1上可以正常运行，但是f4上频繁失败，定位到最后是io口配置问题。SDA要配置成上拉输入，避免不确定的io状态。

void MPU_SDA_IN()
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
  GPIO_InitStruct.Pin = MPU_I2C_SDA_Pin;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP; // note!!!!!
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
  HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
} 
void MPU_SDA_OUT()
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
  GPIO_InitStruct.Pin = MPU_I2C_SDA_Pin;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_OD;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
  HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
}

5.2.8 rc遥控断连保护

nrf接收端要注意编写断连保护代码，防止遥控器关机没电或者超出遥控距离等情况出现，这种时候要及时监测到，并让小车停止运动。

// 接受成功才会使用遥控数据，否则断连保护，速度都是0
      if(NRF24L01_RxPacket(rc.buf)==0)// 成功
      {
        rc_disconnect_cnt = 0;
        motion_control_kinematics(motion_control_rc_to_kinematics(&rc));
      }else { // 说明遥控断了
        if (rc_disconnect_cnt > 12) // 断了(600ms左右)就停止控制
          motion_control_stop();
        else 
          rc_disconnect_cnt++;
      }