2019年电赛电磁炮，冲刺国赛

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分类专栏：电赛文章标签：单片机 c语言

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/worthes/article/details/119301162

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本文介绍了一个电磁炮控制系统的实现过程，作者使用STM32F103C8T6单片机作为主控，通过TOF激光测距模块进行目标距离测量，并以此作为充电时间的判断依据。文中详细记录了串口通讯、PWM信号生成及继电器控制等硬件初始化过程。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

先自报家门吧，本人大二，来自双一流大学，具体那个大学就不介绍了，在大一的时候就进入了专业实验室，本参与实验的培训，学习了很多关于单片机的知识，在今年，学校组织参加电赛，经过两轮的重重筛选，进入了最后的队伍，第二轮电赛我们抽到的题目是电磁炮，我从底层开始写代码，因为之前参加过机甲大师赛，对freerots操作系统情有独钟，所以在刚开始，就准备用这个操作系统写代码，但是很遗憾没有移植成功，所以就用蓝牙串口接收的数据作为任务切换的指令，主控用的stm32f103c8t6最小系统板。经过两天辛苦编写，终于完成了基本框架，然后进入了最终的调试阶段。

我的实现逻辑是用TOF激光测距进行距离的测试，作为充电时间判断依据，本来打算用matlab进行数据拟合，这里为了方便就直接乘以一个系数就作为了判断依据。tof的数据解析代码如下。

unsigned char ucRxFinish=0;
static unsigned char ucCnt=0,ucLen=0;
unsigned char ucRxData[100];
void USART2_IRQHandler(void)                	//串口1中断服务程序
{
	unsigned char temp=0;
  u16 C=0;

	if(USART_GetITStatus(USART2, USART_IT_RXNE) != RESET)  
		{
		  temp=USART_ReceiveData(USART2);
			
			if(ucCnt==0)
					ucRxData[ucCnt++]=temp;
		  else	if((ucCnt==1)&(temp==0x03))
					ucRxData[ucCnt++]=temp;
			else if(ucCnt==2)
					{ucRxData[ucCnt++]=temp; ucLen=ucRxData[2];}
			else if((ucCnt>2)&(ucCnt<=(ucLen+4)))
					ucRxData[ucCnt++]=temp;
			if(ucCnt==(ucLen+5))
			{  C=ModbusCRC(ucRxData,ucLen+3);
				if(C==((ucRxData[ucLen+3]<<8)|ucRxData[ucLen+4]))
					{ucRxFinish=1;	ucCnt=0;ucLen=0;}			
				else 
					{ucCnt=0;ucLen=0;}				
			}
			
		}
	  USART_ClearITPendingBit(USART2, USART_IT_RXNE);
}

tof用的串口2，串口2的初始化代码

void USART2_Config(void)
{
  //GPIO端口设置
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
	 
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);	//使能USART1，GPIOA时钟
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2,ENABLE);
  
	//USART1_TX   GPIOA.2
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2; //PA.2
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;	//复用推挽输出
  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA.10
   
  //USART1_RX	  GPIOA3初始
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3;//PA3
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空输入
  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA.3

  //Usart1 NVIC 配置
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART2_IRQn;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3 ;//抢占优先级3
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2;		//子优先级3
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;			//IRQ通道使能
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);	//根据指定的参数初始化VIC寄存器
  
   //USART 初始化设置

	USART_InitStructure.USART_BaudRate = 115200;//串口波特率
	USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字长为8位数据格式
	USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一个停止位
	USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//无奇偶校验位
	USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件数据流控制
	USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;	//收发模式
	
	USART_Init(USART2, &USART_InitStructure); //初始化串口1
	USART_ITConfig(USART2, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启串口接受中断
	USART_Cmd(USART2, ENABLE);                    //使能串口1

这里是直接复制串口一的初始化修改的，所以有些注释没有改，能用就行！

这是我写的第一篇博客，希望大家见谅，逻辑有些不清晰，我还是重硬件初始化讲起吧！

如上是硬件部分。

ADC本来是打算用来测电压的，但是由于电磁炮电容的电压太大了，而且还是交流电，交流转直流然后降压下来太麻烦了，所以在程序里面并没有用。

delay就不要说了，延时函数，key是按键。

pwm是给舵机配置的，这里用了三个串口，relay是继电器的文件，用继电器控制电磁炮的充电和放电。

PWM初始化代码：

void TIM4_Init(void)
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;   //声明一个结构体变量，用来初始化GPIO

	TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure;//声明一个结构体变量，用来初始化定时器

	TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;//根据TIM_OCInitStruct中指定的参数初始化外设TIMx
	/* 开启时钟 */
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4,ENABLE);
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);

	/*  配置GPIO的模式和IO口 */
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_7|GPIO_Pin_8;// PB7
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;//复用推挽输出
	GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);
	
	//TIM4定时器初始化
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 1999; //PWM 频率=72000/(199+1)=36Khz//设置自动重装载寄存器周期的值
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 71;//设置用来作为TIMx时钟频率预分频值
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = 0;//设置时钟分割:TDTS = Tck_tim
	TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;	//TIM向上计数模式
	TIM_TimeBaseInit(TIM4, & TIM_TimeBaseInitStructure);


	//PWM初始化	  //根据TIM_OCInitStruct中指定的参数初始化外设TIMx
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode=TIM_OCMode_PWM1;
	TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0;
	TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState=TIM_OutputState_Enable;//PWM输出使能
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity=TIM_OCPolarity_Low;

	TIM_OC3Init(TIM4,&TIM_OCInitStructure);
	//注意此处初始化时TIM_OC1Init而不是TIM_OCInit，否则会出错。因为固件库的版本不一样。
	TIM_OC3PreloadConfig(TIM4, TIM_OCPreload_Enable);//使能或者失能TIMx在CCR1上的预装载寄存器

	TIM_OC2Init(TIM4,&TIM_OCInitStructure);
	//注意此处初始化时TIM_OC1Init而不是TIM_OCInit，否则会出错。因为固件库的版本不一样。
	TIM_OC2PreloadConfig(TIM4, TIM_OCPreload_Enable);//使能或者失能TIMx在CCR1上的预装载寄存器
		
	TIM_Cmd(TIM4,ENABLE);//使能或者失能TIMx外设
	TIM_SetCompare3(TIM4,1000);
	TIM_SetCompare2(TIM4,1100);
}

继电器初始化：

#include "relay.h"

void RELAY_Init()
{
	GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure; 	
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //APB2外设时钟使能      
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);//启动AFIO重映射功能时钟    
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = RELAY1 | RELAY2; //选择端口号（0~15或all）                        
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //选择IO接口工作方式       
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //设置IO接口速度（2/10/50MHz）    
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
	//必须将禁用JTAG功能才能做GPIO使用
//	GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_Disable, ENABLE);// 改变指定管脚的映射,完全禁用JTAG+SW-DP
//	GPIO_ResetBits(GPIOA,RELAY1 | RELAY2); //都为低电平（0） 初始为关继电器	
}

void RELAY_1(u8 c) //继电器的控制程序（c=0继电器放开，c=1继电器吸合）
{
	GPIO_WriteBit(GPIOA,RELAY1,(BitAction)(c));//通过参数值写入接口
}
void RELAY_2(u8 c)//继电器的控制程序（c=0继电器放开，c=1继电器吸合）
{ 
	GPIO_WriteBit(GPIOA,RELAY2,(BitAction)(c));//通过参数值写入接口
}

串口那些就不用说了嘛。这是硬件篇，今天就先写到这。明天写逻辑层。