基于stm32的巡线（白线）小车（依据光敏板传感器测线）比赛，直角转弯等赛道分析与局部到整体代码实现

前言：我巡线小车代码是分割赛道的思想写的（从标志位上得知已经跑到那里了）

以下是材料选择与代码展示

1：光敏板（协会自己做的），原理是和红外检测差不多，是当其中一个光敏LED灯碰到白线会给GPIO的引脚输出低电平，此处低电平用0表示，高电平用1表示。相信有一定单片机知识的小伙伴会get到我的点。这里传感器可以用红外传感器，这个需要对应场地找对应效果最好的传感器，这里选择如果不好，可以在学校问一问做这方面比赛的学长，这里不做过多解释。 

2：L298N的直流电机驱动

     这里注意需要12V供电，自身在供电可以产生5V电压，用于某一类单片机或一些模块供电。左右分别有OUT1,OUT2,OUT3,OUT4，四路输出，其对应着四路输入，这里这个模块简单来说就是将单片机产生的对应引脚的PWM做放大处理输出在电机上，要不靠单片机GPIO产生的电压怎么驱动小车前进呢。这里是IN1=1,IN2=0,左轮正传，如果颠倒IN1与IN2的值，就会电机反转，如果IN1与IN2都为0或者都为1，电机会瞬间停止。IN3与IN4亦然。这里我们玩过51的固有的思维是用时钟中断来调节PWM（也就是速度），但是STM32却可以硬件产生精准的PWM，但只针对对应自己设定的引脚，这里用STM32就要换一种思维了，要知道PWM=0，其实就是给这个输入引脚置0了，如果PWM为最大值其实就是对应输入引脚置1了。要转变一下思维。

  3.小车的车身和所选用的轮子 

对于车身，由于我比较喜欢合金的觉得更结实，这个就看个人想法了。但是重要的一点是最好买双层的车身，因为可以把驱动等放在最底上一层，把STM32放在最上层，这样显得条理清晰，还可以使小车更稳定。轮子建议选择麦克纳姆轮，这样可以保证小车跑起来不会那么容易失控。这里可以去网上搜巡线小车套件。此处要注意，我是l298n一路控制一边的两个马达，还要注意马达接线，不要误以为是同向的两根线接在一起，不要忘了，轮子安装可是反方向安装的呦，这里很容易出错。

                        

4.电池

电池的话采用18650电池，最好买三节或四节11V到12V左右的电池组，这里我当时就犯了错误，我买的就是单个电池最后充电还要一节一节冲，十分麻烦，而且有很多时候不仅充电效率低而且有很多时候单个充电会充不上，所以这边建议买可充电的电池组。然后别忘了买搭配使用的充电器

 5.以下是自己的代码段

其中使用STM32的定时器3产生PWM的

PA.6和PA.7分别对应l298n的IN1和IN2

PB.0与PB.1分别对应l298n的IN3和IN4

                                                      

                                                                子函数 .h文件

#ifndef   __Timer3_H__
#define   __Timer3_H__

#include <stm32f10x.h>

void TIM3_PWM_Init(u16 arr,u16 psc);
void Led_Init(void);
void up(void);
void  left(void);
void  right(void);
void  surrounding(void);

#endif

                                                                子函数.c文件

#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "Delay.h"

 #define    L1   GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_3)  
 #define    L2   GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_4) 
 #define    L3   GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_5)  
 #define    L4   GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_6)  
 #define    L5   GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_7)   
 #define    L6   GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_8) 
 #define    L7   GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_9) 
 #define    L8   GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_10)
	

extern  int  arr1,arr2,arr3,arr4;
extern  int  flag;
extern  int  flag1;
extern  int  counter;
extern  int  flag2;
extern  int i;

void left(void);


void TIM3_PWM_Init(u16 arr,u16 psc)
{  
	
	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
	TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure;
	
 
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);	//使能定时器3时钟
 	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB |RCC_APB2Periph_GPIOA  |  RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);  //使能GPIO
 	 
   //设置引脚为复用输出功能,输出TIM3 CH的PWM脉冲波形	GPIOA.6  	GPIOA.7  	GPIOB.0  	GPIOB.1
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1; //通道3 TIM_CH3   通道4 TIM_CH4
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;  //复用推挽输出
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOB
 
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7; //通道1 TIM_CH1   通道2 TIM_CH2
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA
	
   //初始化TIM3定时器，我的4个pwm是用的定时器3的四个pwm通道
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值 
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //TIM向上计数模式
	TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); //根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位
	
	//下边是四个通道的初始化，基本都是一样的
		//初始化TIM3 Channel 1 PWM模式	 
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2; //选择定时器模式:TIM脉冲宽度调制模式2
 	TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比较输出使能
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low; //输出极性:TIM输出比较极性高
	TIM_OC1Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);  //根据T指定的参数初始化外设TIM3 OC1
	TIM_OC1PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable);  //使能TIM3在CCR1上的预装载寄存器
	
		//初始化TIM3 Channel 2 PWM模式	 
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2; //选择定时器模式:TIM脉冲宽度调制模式2
 	TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比较输出使能
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low; //输出极性:TIM输出比较极性高	
	TIM_OC2Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);  //根据T指定的参数初始化外设TIM3 OC2
	TIM_OC2PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable);  //使能TIM3在CCR2上的预装载寄存器
	
		//初始化TIM3 Channel 3 PWM模式	 
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2; //选择定时器模式:TIM脉冲宽度调制模式2
 	TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比较输出使能
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low; //输出极性:TIM输出比较极性高
	TIM_OC3Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);  //根据T指定的参数初始化外设TIM3 OC3
	TIM_OC3PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable);  //使能TIM3在CCR3上的预装载寄存器
	
		//初始化TIM3 Channel 4 PWM模式	 
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2; //选择定时器模式:TIM脉冲宽度调制模式2
 	TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比较输出使能
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low; //输出极性:TIM输出比较极性高
	TIM_OC4Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);  //根据T指定的参数初始化外设TIM3 OC4
	TIM_OC4PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable);  //使能TIM3在CCR4上的预装载寄存器
 
	TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);  //使能TIM3
	
 
}



void Led_Init()
{
	
GPIO_InitTypeDef    GPIO_InitStruct1;
	

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);	
	
	
	
GPIO_InitStruct1.GPIO_Mode= GPIO_Mode_IPD;
GPIO_InitStruct1.GPIO_Pin=GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7|GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_10;
GPIO_InitStruct1.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStruct1);

	

}


void up()
{

while(1)
{

	
if(L3==1&&L4==0&&L5==0&&L6==1)//4，5中间两灯遇见白线
{
arr1=800;
arr2=0;
arr3=810;
arr4=0;
flag2=0;	

}


else if((flag1==4&&L3==0&&L4==0&&L5==0&&L6==0)&&flag2==0)//遇见一条横白线，且标志位flag2为0

{

	
counter++;//经过的横白线次数累计
flag2=1;//立即将标志位flag2变为1，防止下回在此进入此判断条件下由于stm32运算速度较快而造成多次counter累加

	
if(counter==3)//经过第三次横白线
{

            TIM_SetCompare1(TIM3,0);	
			TIM_SetCompare2(TIM3,800);	
			TIM_SetCompare3(TIM3,0);;	
			TIM_SetCompare4(TIM3,800);	//运用反冲速度减速1.89秒

	
	Delay(1890);
	
	        TIM_SetCompare1(TIM3,0);	
			TIM_SetCompare2(TIM3,899);	
			TIM_SetCompare3(TIM3,899);;	
			TIM_SetCompare4(TIM3,0);	//辅助左转，此处可将左轮PWM变小，此处由于我硬件问题左轮反转有问题，所以改高PWM
	
	Delay(2000);//左转2秒
	
flag1=5;//改变标志位的值，使主函数完成调用左转子函数操作
break;


}


}

	


else if(((L1==0&&L2==0&&L3==0&&L7==1)||(L1==0&&L3==0&&L7==0))&&flag==1)//遇见需要左转的情况，改为左转标志位
{

            flag1=1;
            break;            


}


else if((L8==0&&L7==0&&L2==1)&&flag1==2)//遇见需要右转的情况，改为右转标志位
{


flag1=3;
	
break;




}

else if(L3==1&&L4==0&&L5==1&&L6==1)//4灯遇白线
{
arr1=770;
arr2=0;
arr3=800;
arr4=0;

flag2=0;

}

else if(L3==1&&L4==1&&L5==0&&L6==1)//5灯遇白线
{

arr1=800;
arr2=0;
arr3=780;
arr4=0;
flag2=0;


}



else if(L3==0&&L4==0&&L5==1&&L6==1)//3，4灯遇白线
{

arr1=760;
arr2=0;
arr3=800;
arr4=0;





}

else if(L3==1&&L4==1&&L5==0&&L6==0)//5，6灯遇白线
{

arr1=800;
arr2=0;
arr3=770;
arr4=0;

flag2=0;



}


else if(L3==0&&L4==1&&L5==1&&L6==1)//3灯遇白线
{

arr1=750;
arr2=0;
arr3=800;
arr4=0;

flag2=0;



}




else if(L3==1&&L4==1&&L5==1&&L6==0)//6灯遇白线
{

arr1=800;
arr2=0;
arr3=760;
arr4=0;





}


else if(L2==0&&L5==1)//2灯遇白线，加5灯为了增加判断准确性
{

arr1=740;
arr2=0;
arr3=800;
arr4=0;
flag2=0;


}


else if(L7==0&&L3==1)//7灯遇白线，加3灯为了增加判断准确性
{

arr1=800;
arr2=0;
arr3=750;
arr4=0;
flag2=0;

}




            TIM_SetCompare1(TIM3,arr1);	
			TIM_SetCompare2(TIM3,arr2);	
			TIM_SetCompare3(TIM3,arr3);	
			TIM_SetCompare4(TIM3,arr4);	//赋pwm值的，以下同理






}


}





void  left()
{
	
	        TIM_SetCompare1(TIM3,0);	
			TIM_SetCompare2(TIM3,0);	
			TIM_SetCompare3(TIM3,0);	
			TIM_SetCompare4(TIM3,0);	             

	Delay(1500);
	              
	                
	
	

	
while(1)
{
         
            TIM_SetCompare1(TIM3,0);	
			TIM_SetCompare2(TIM3,750);	
			TIM_SetCompare3(TIM3,490);	//左转
			TIM_SetCompare4(TIM3,0);	             


                        
if(flag1==1)
{
if(L2==0||L3==0||(L4==0&&L5==1)||(L4==0&&L5==0)||(L4==1&&L5==0))//左转停止的判断
{
	        TIM_SetCompare1(TIM3,0);	
			TIM_SetCompare2(TIM3,0);	
			TIM_SetCompare3(TIM3,0);	
			TIM_SetCompare4(TIM3,0); 	 
Delay(500);	
	flag1=2;
	break;

}
}




else if(flag1==5)//为了增加执行准确性
{

if(L5==0||(L5==0&&L6==1))//s弯左转准备开始标志
{
	flag1=6;
	break;

}




}



}

}




void  right()//右转
{

	        TIM_SetCompare1(TIM3,0);	
			TIM_SetCompare2(TIM3,0);	
			TIM_SetCompare3(TIM3,0);	
			TIM_SetCompare4(TIM3,0);	             

	
	
Delay(1500);
	
	
	
	               
while(1)
{
                        
	        TIM_SetCompare1(TIM3,520);	
			TIM_SetCompare2(TIM3,0);	
			TIM_SetCompare3(TIM3,0);	
			TIM_SetCompare4(TIM3,500);	
if(flag1==3)
{

if(L6==0||L5==0||(L4==0&&L5==1)||L4==0)//右转结束标志
{  
	        TIM_SetCompare1(TIM3,0);	
			TIM_SetCompare2(TIM3,0);	
			TIM_SetCompare3(TIM3,0);	
			TIM_SetCompare4(TIM3,0);	     
	                 
	Delay(500);
	flag1=4;
	break;

}




}
}

	
                        

}



void  surrounding()//转S弯的函数
{

while(1)
{

if(L3==1&&L4==0&&L5==0&&L6==1)
{

arr1=720;
arr2=0;
arr3=750;
arr4=0;



}



else   if(L2==0&&L3==0&&L4==0&&L5==0)//最后遇见横白线，意味着跑到终点，直行7秒左右停止
{

	
	
while(1)
{
	if(i==0)
	{
	
	        TIM_SetCompare1(TIM3,500);	
			TIM_SetCompare2(TIM3,0);	
			TIM_SetCompare3(TIM3,500);;	
			TIM_SetCompare4(TIM3,0);		
	Delay(7000);
		i=1;
	
	}
	
            TIM_SetCompare1(TIM3,0);	
			TIM_SetCompare2(TIM3,0);	
			TIM_SetCompare3(TIM3,0);;	
			TIM_SetCompare4(TIM3,0);		
	
	
	
	

}

}

else if(L4==0)
{
arr1=510;
arr2=0;
arr3=780;
arr4=0;
	


}


else if(L5==0)
{
arr1=899;
arr2=0;
arr3=0;
arr4=450;



}


else if(L3==0)
{

arr1=440;
arr2=0;
arr3=780;
arr4=0;



}


else if(L6==0)
{

arr1=800;
arr2=0;
arr3=0;
arr4=430;



}


else if(L2==0)
{

arr1=430;
arr2=0;
arr3=780;
arr4=0;




}

else if(L7==0)
{
arr1=840;
arr2=0;
arr3=380;
arr4=0;




}

else if(L1==0)
{

arr1=420;
arr2=0;
arr3=780;
arr4=0;



}


else if(L8==0)
{

arr1=840;
arr2=0;
arr3=380;
arr4=0;



}



            TIM_SetCompare1(TIM3,arr1);	
			TIM_SetCompare2(TIM3,arr2);	
			TIM_SetCompare3(TIM3,arr3);	
			TIM_SetCompare4(TIM3,arr4);	



}







}

                                                                     主函数

#include "stm32f10x.h"  // Device header
#include "Timer3.h"
#include "Delay.h"

 #define    L1   GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_3)  
 #define    L2   GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_4) 
 #define    L3   GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_5)  
 #define    L4   GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_6)  
 #define    L5   GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_7)   
 #define    L6   GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_8) 
 #define    L7   GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_9) 
 #define    L8   GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_10)
	


int arr1,arr2,arr3,arr4;//对左右两轮输出占空比，我是左两轮共接一路输出
int counter;//记横白线数量
int flag;
int flag1;//记转弯等的标志位
int flag2;//十字路口标志位，将要过S弯之前的横白线与直线当作十字路口
int i;//最后停止时用的变量



int  main()
{

TIM3_PWM_Init(899,0);	
Led_Init();	
	
	if(L1==0&&L2==0&&L3==0&&L4==0&&L5==0&&L6==0&&L7==0&&L8==0)//开始小车在起跑线准备开跑
{


            TIM_SetCompare1(TIM3,899);	
			TIM_SetCompare2(TIM3,0);	
			TIM_SetCompare3(TIM3,899);	
			TIM_SetCompare4(TIM3,0);	

Delay(2500);
	
	flag=1;
}

while(1)
{

	              
	
	              
if(flag==1)//开始直行遇左转停止
{
up();
flag=0;//标志位为0，下次不进此if判断

}


else if(flag1==1)//遇见第一个需要左转的标志位
{

	
            TIM_SetCompare1(TIM3,0);	
			TIM_SetCompare2(TIM3,0);	
			TIM_SetCompare3(TIM3,0);	
			TIM_SetCompare4(TIM3,0);//由于速度过快此处相当于减速	
	Delay(600);
	
left();//调用左转子函数



}

else if(flag1==2)//遇见直走标志位
{

up();//调用直走子函数


}


else if(flag1==3)//遇见右转标志位
{

            TIM_SetCompare1(TIM3,0);	
			TIM_SetCompare2(TIM3,0);	
			TIM_SetCompare3(TIM3,0);	
			TIM_SetCompare4(TIM3,0);//此处各轮停止转动相当于减速	

	Delay(800);
right();//调用右转子函数



}

else if(flag1==4)//遇到第二个直行标志位
{


	
up();//调用直行子函数


}

else if(flag1==5)//遇到预备过S弯的标志位
{

	
left();//调用特定左转子函数




}


else if(flag1==6)//遇到开始过S弯的标志位
{





	
surrounding();	//调用过S弯的子函数
	
}


                      
}




}

                                                             延迟函数.h文件 

#ifndef __DELAY_H__
#define __DELAY_H__

void Delay(unsigned int xms);

#endif

                                                              延迟函数.c文件

void Delay(unsigned int xms)
{
	unsigned char i, j;
	while(xms--)
	{
		i = 2;
		j = 239;
		do
		{
			while (--j);
		} while (--i);
	}
}

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