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基于STM32红外避障小车的设计（有代码）

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我是靠谱客的博主 端庄背包，最近开发中收集的这篇文章主要介绍基于STM32红外避障小车的设计（有代码），觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

什么是避障小车

用红外光电传感器，探测到物体即输出脉冲，输入到单片机中处 理一下，再对电机驱动模块进行控制，实现壁障的功能，这样的避障小车又称为简单的避障机器人。

各种避障方法：
1、红外线避障 2、超声波避障

红外避障原理

基本硬件 红外发射管和接收管：分离式和一体式
在这里插入图片描述
变送电路：模拟量；数字量：将模拟量经过比较器输出开关量

选择模块简介：

在这里插入图片描述
不怕光HJ-IR2传感器 • 1、HJ-IR2相当于一个红外电子开关，检测到障碍输出低电平，平 时高电平。。 • 2、前方有障碍物时，红外管发出的红外信号经红外接收管接收 回来后，经集成的芯片放大，比较后，输出一低电平，点亮模块 上的LED发光管，同时可以输出一个低平信号，信号可以作为单 片机的信号输入检测控制外部各种驱动模块之用。 • 3、模块三线制，VCC为电原+5V，OUT为信号输出端，GND接电源 负极。 • 4、探测距离大概为1~30CM(探测距离的长短和供电电压、电流还 有周围环境有关，这里只作为参考） • 5、工作电压5V 工作电流 18-30ma左右。

2路壁障模块的输出 ：

在一般电子设计比赛等对壁障模块功能要求不高的场合，完全可 以采用比较器输出开关量，这样编程简单，易于实现； 1路壁障模块模块则输出1路开关量，可以接单片机的普通输入IO 口；

2路壁障模块原理 ：

根据小车的运行情况有以下几种运动方式：
若没有被任何一个探头检测到，小车直行； 左边探头检测到物体时小车向右转 ； 右这探头检测到物体时小车向左转 •；上述算法描述是最简单的红外壁障算法，如果有一定的速度需求， 则在以上算法上进行改进。

壁障模块的安装调试步骤 :

将2路探头呈一行布置在智能车前方，探头朝前面， 可以采用铜柱+螺丝方式固定； 将中控板固定在车身上； 正确连接中控板和探头的杜邦线； 正确连接控制主板； 将小车放到地面上，前方10CM处放物体，调节电位器， 保证某探头在经过物体时，LED的状态不同。 若无论怎么调节电位器，LED状态都不变化，则应该 是杜邦线接触不好，要更换。

简单源码分析—IO口定义

在这里插入图片描述

简单源码分析—算法分析

在这里插入图片描述主程序：


#include "stm32f10x.h"
#include "interface.h"
#include "LCD1602.h"
#include "IRCtrol.h"
#include "motor.h"
#include "UltrasonicCtrol.h"
#include "redvoid.h"

//全局变量定义
unsigned int speed_count=0;//占空比计数器 50次一周期
char front_left_speed_duty=SPEED_DUTY;
char front_right_speed_duty=SPEED_DUTY;
char behind_left_speed_duty=SPEED_DUTY;
char behind_right_speed_duty=SPEED_DUTY;

unsigned char tick_5ms = 0;//5ms计数器，作为主函数的基本周期
unsigned char tick_1ms = 0;//1ms计数器，作为电机的基本计数器
unsigned char tick_200ms = 0;//刷新显示

char ctrl_comm = COMM_STOP;//控制指令
char ctrl_comm_last = COMM_STOP;//上一次的指令
unsigned char continue_time=0;

int main(void)
{
	delay_init();
	GPIOCLKInit();
	UserLEDInit();
//	LCD1602Init();
//	IRCtrolInit();
	TIM2_Init();
	MotorInit();
	//UltraSoundInit();
	RedRayInit();
	ServoInit();

 while(1)
 {	 
	 		if(tick_5ms >= 5)
		{
			tick_5ms = 0;
			tick_200ms++;
			if(tick_200ms >= 40)
			{
				tick_200ms = 0;
				LEDToggle(LED_PIN);
			}

			VoidRun();

		}
		
 }
}

串口部分：

#include "uart.h"
#include "interface.h"

//UART function
//UART1 TxD GPIOA9   RxD GPIOA10
void USART1Conf(u32 baudRate)
{
	USART_InitTypeDef USART_InitSturct;//定义串口1的初始化结构体

	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;//定义串口对应管脚的结构体

	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1 | RCC_APB2Periph_GPIOA , ENABLE);//打开串口管脚时钟
	//USART1_Tx_Pin Configure 
	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;//输出引脚
	GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;//设置最高速度50MHz
	GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;//推挽复用输出
	GPIO_Init(GPIOA , &GPIO_InitStruct);//将初始化好的结构体装入寄存器

//USART1_Rx_Pin Configure
  GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//GPIO模式悬浮输入
  GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;//输入引脚
  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);//将初始化好的结构体装入寄存器

//USART1 Configure	
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1 , ENABLE);//时钟使能
	USART_InitSturct.USART_BaudRate = baudRate;//波特率19200
	USART_InitSturct.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//数据宽度8位
	USART_InitSturct.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一个停止位
	USART_InitSturct.USART_Parity = USART_Parity_No;//无奇偶校验
	USART_InitSturct.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
	USART_InitSturct.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;//使能发送与接收
	USART_Init(USART1 , &USART_InitSturct);//将初始化好的结构体装入寄存器	
	//USART1_INT Configure
	USART_ITConfig(USART1 , USART_IT_RXNE , ENABLE);//使能接收中断
//	USART_ITConfig(USART1 , USART_IT_TXE , ENABLE);
	USART_Cmd(USART1 , ENABLE);//打开串口
	USART_ClearFlag(USART1 , USART_FLAG_TC);//解决第一个数据发送失败的问题
}

void PutChar(u8 Data)
{
	USART_SendData(USART1 , Data);
	while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC) == RESET);//等待发送完毕
}
void PutStr(char *str)//发送一个字符串
{
	while(*str != '')
	{
		USART_SendData(USART1 , *str++);
		while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC) == RESET);//等待发送完毕
	}
}

void PutNChar(u8 *buf , u16 size)
{
  u8 i;
	while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC) == RESET); //防止第一字节丢失
	for(i=0;i<size;i++)
	{
		 USART_SendData(USART1 , buf[i]);
		 while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC) == RESET);//等待发送完毕
	}
}

电机模块：

#include "motor.h"
#include "interface.h"
#include "stm32f10x.h"

//GPIO配置函数
void MotorGPIO_Configuration(void)
{		
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = FRONT_LEFT_F_PIN;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; 	
	GPIO_Init(FRONT_LEFT_F_GPIO, &GPIO_InitStructure);    
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = FRONT_LEFT_B_PIN;	
	GPIO_Init(FRONT_LEFT_B_GPIO, &GPIO_InitStructure); 
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = FRONT_RIGHT_F_PIN;	
	GPIO_Init(FRONT_RIGHT_F_GPIO, &GPIO_InitStructure); 
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = FRONT_RIGHT_B_PIN;	
	GPIO_Init(FRONT_RIGHT_B_GPIO, &GPIO_InitStructure); 
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = BEHIND_LEFT_F_PIN;	
	GPIO_Init(BEHIND_LEFT_F_GPIO, &GPIO_InitStructure);  
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = BEHIND_LEFT_B_PIN;	
	GPIO_Init(BEHIND_LEFT_B_GPIO, &GPIO_InitStructure);  
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = BEHIND_RIGHT_F_PIN;	
	GPIO_Init(BEHIND_RIGHT_F_GPIO, &GPIO_InitStructure);  
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = BEHIND_RIGHT_B_PIN;	
	GPIO_Init(BEHIND_RIGHT_B_GPIO, &GPIO_InitStructure);  
	
}

//根据占空比驱动电机转动
void CarMove(void)
{   
	
	 BEHIND_RIGHT_EN;
	
 /* //左前轮
	if(front_left_speed_duty > 0)//向前
	{
		if(speed_count < front_left_speed_duty)
		{
			FRONT_LEFT_GO;
		}else
		{
			FRONT_LEFT_STOP;
		}
	}
	else if(front_left_speed_duty < 0)//向后
	{
		if(speed_count < (-1)*front_left_speed_duty)
		{
			FRONT_LEFT_BACK;
		}else
		{
			FRONT_LEFT_STOP;
		}
	}
	else                //停止
	{
		FRONT_LEFT_STOP;
	}*/
	
		//右前轮
	if(front_right_speed_duty > 0)//向前
	{
		if(speed_count < front_right_speed_duty)
		{
			FRONT_RIGHT_GO;
		}else                //停止
		{
			FRONT_RIGHT_STOP;
		}
	}
	else if(front_right_speed_duty < 0)//向后
	{
		if(speed_count < (-1)*front_right_speed_duty)
		{
			FRONT_RIGHT_BACK;
		}else                //停止
		{
			FRONT_RIGHT_STOP;
		}
	}
	else                //停止
	{
		FRONT_RIGHT_STOP;
	}
	
	//左后轮
	if(behind_left_speed_duty > 0)//向前
	{
		if(speed_count < behind_left_speed_duty)
		{
			BEHIND_LEFT_GO;
		}	else                //停止
		{
			BEHIND_LEFT_STOP;
		}
	}
	else if(behind_left_speed_duty < 0)//向后
	{
		if(speed_count < (-1)*behind_left_speed_duty)
		{
			BEHIND_LEFT_BACK;
		}	else                //停止
		{
			BEHIND_LEFT_STOP;
		}
	}
	else                //停止
	{
		BEHIND_LEFT_STOP;
	}
	
/*		//右后轮
	if(behind_right_speed_duty > 0)//向前
	{
		if(speed_count < behind_right_speed_duty)
		{
			BEHIND_RIGHT_GO;
		}	else                //停止
		{
			BEHIND_RIGHT_STOP;
		}
	}
	else if(behind_right_speed_duty < 0)//向后
	{
		if(speed_count < (-1)*behind_right_speed_duty)
		{
			BEHIND_RIGHT_BACK;
		}	else                //停止
		{
			BEHIND_RIGHT_STOP;
		}
	}
	else                //停止
	{
		BEHIND_RIGHT_STOP;
	}*/
}

//向前
void CarGo(void)
{
	front_left_speed_duty=SPEED_DUTY;
	front_right_speed_duty=SPEED_DUTY;
	behind_left_speed_duty=SPEED_DUTY;
	behind_right_speed_duty=SPEED_DUTY;
}

//后退
void CarBack(void)
{
	front_left_speed_duty=-SPEED_DUTY;
	front_right_speed_duty=-SPEED_DUTY;
	behind_left_speed_duty=-SPEED_DUTY;
	behind_right_speed_duty=-SPEED_DUTY;
}

//向左
void CarLeft(void)
{
	front_left_speed_duty=-20;
	front_right_speed_duty=SPEED_DUTY;
	behind_left_speed_duty=-20;
	behind_right_speed_duty=SPEED_DUTY+10;//增加后轮驱动力
}

//向右
void CarRight(void)
{
	front_left_speed_duty=SPEED_DUTY;
	front_right_speed_duty=-20;
	behind_left_speed_duty=SPEED_DUTY+10;//增加后轮驱动力
	behind_right_speed_duty=-20;
}

//停止
void CarStop(void)
{
	front_left_speed_duty=0;
	front_right_speed_duty=0;
	behind_left_speed_duty=0;
	behind_right_speed_duty=0;
}

void MotorInit(void)
{
	MotorGPIO_Configuration();
	CarStop();
}

红外遥控配置：

#include "IRCtrol.h"
#include "interface.h"

unsigned char ir_rec_flag=0;//接收数据标志位 1 有新数据 0 没有
unsigned char IRCOM[4];

//use time3 realize delay systick已经在main函数中使用了，在中断中不能重复使用
void Time3Init(void)
{
    TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 1;
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = (72 - 1);//72M / 72 = 1us
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Down;
    TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure);
}

//1us 延时
void DelayUs(vu32 nCount)
{
  u16 TIMCounter = nCount;
  TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);
  TIM_SetCounter(TIM3, TIMCounter);
  while (TIMCounter>1)
  {
    TIMCounter = TIM_GetCounter(TIM3);
  }
  TIM_Cmd(TIM3, DISABLE);
}

//外部中断配置 红外遥控配置
void IRCtrolInit(void)
{
	GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
	EXTI_InitTypeDef 	EXTI_InitStructure;//定义一个外部中断相关的结构体
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; //定义一个中断的结构体
	
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO , ENABLE);
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = IRIN_PIN;//配置使能GPIO管脚
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;//配置GPIO模式,输入上拉
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;//配置GPIO端口速度
	GPIO_Init(IRIN_GPIO , &GPIO_InitStructure);
		
	GPIO_EXTILineConfig(IRIN_PORTSOURCE , IRIN_PINSOURCE);
	EXTI_InitStructure.EXTI_Line = IRIN_EXITLINE;//将对应的GPIO口连接到中断线上
	EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;//中断事件类型，下降沿
	EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;//选择模式，中断型
	EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;//使能该中断
	EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);//将配置好的参数写入寄存器
			
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_0);	 //阶级为0，不可嵌套
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = 	IRIN_IRQCH;//打开PINA_8的外部中断
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;//主优先级0，最高
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;	//子优先级，最低
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;	//使能该模块中断
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);	//中断初始化，将结构体定义的数据执行
	
	Time3Init();
}

/*******************************************************************************
* 函 数 名 ：DelayIr
* 函数功能 ：0.14MS 延时
* 输    入 ：无
* 输    出 ：无
*******************************************************************************/
void DelayIr(unsigned char x)  
{
  while(x--)
 {
  DelayUs(140);
 }
}

void IRIntIsr(void)
{
  unsigned char j,k,N=0;
	 DelayIr(15);
	 if (IRIN==1) 
     { 
	   return;
	  } 
		 continue_time = 40;//连发信号，表示指令持续 40*5 = 200ms 无指令停车
                           //确认IR信号出现
  while (!IRIN)            //等IR变为高电平，跳过9ms的前导低电平信号。
    {DelayIr(1);}

 for (j=0;j<4;j++)         //收集四组数据
 { 
  for (k=0;k<8;k++)        //每组数据有8位
  {
   while (IRIN)            //等 IR 变为低电平，跳过4.5ms的前导高电平信号。
     {DelayIr(1);}
    while (!IRIN)          //等 IR 变为高电平
     {DelayIr(1);}
     while (IRIN)           //计算IR高电平时长
      {
    DelayIr(1);
    N++;           
    if (N>=30)
	 { 
	 return;}                  //0.14ms计数过长自动离开。
      }                        //高电平计数完毕                
     IRCOM[j]=IRCOM[j] >> 1;                  //数据最高位补“0”
     if (N>=8) {IRCOM[j] = IRCOM[j] | 0x80;}  //数据最高位补“1”
     N=0;
  }//end for k
 }//end for j
   
	k = ~IRCOM[3];
   if (IRCOM[2] != k)
   { 
     return; }
	 
		 //指令转换
		 
		 switch(IRCOM[2])
		 {
			 case 0x46: ctrl_comm = COMM_UP;break;
			 case 0x15: ctrl_comm = COMM_DOWN;break;
			 case 0x44: ctrl_comm = COMM_LEFT;break;
			 case 0x43: ctrl_comm = COMM_RIGHT;break;
			 case 0x40: ctrl_comm = COMM_STOP;break;
			 default :  return;
		 }
		 ir_rec_flag = 1;
	
}

红外避障模块：

#include "redvoid.h"
#include "interface.h"
#include "motor.h"

extern char ctrl_comm;

//获取红外避障模块状态
char GetVoidStatus(void)
{
	char left=0,right=0;
	char count;
	if(VOID_L_IO == BARRIER_Y)
	{
		count = 2;
		while(--count)//10ms 采集2次均要采集到前面障碍物信息，滤波
		{
			if(VOID_L_IO == BARRIER_N)
				break;
			Delayms(1);
		}
		if(count == 0) left = 1;
	}
	
	if(VOID_R_IO == BARRIER_Y)
	{
		count = 2;
		while(--count)//10ms 采集2次均要采集到前面障碍物信息，滤波
		{
			if(VOID_R_IO == BARRIER_N)
				break;
			Delayms(1);
		}
		if(count == 0) right = 2;
	}
	
	return left + right;
}

//延时的同时检测红外，一旦发生障碍物，就停止并跳出延时
void DelayCheck(int ms)
{
	while(ms--)
	{
		Delayms(1);
		if(VOID_NONE != GetVoidStatus())
		{
			CarStop();
			return;
		}
	}
}

//红外避障处理
//处理方式：左边检测到  后退500ms 右转500ms
//			右边检测到  后退500ms 左转500ms
//			两边检测到  后退700ms 右转500ms
//          没检测到    直行
void VoidRun(void)
{
	char status;
	status = GetVoidStatus();
	
	switch(status)
	{
		case VOID_LEFT: 
			ctrl_comm = COMM_RIGHT;CarBack(); Delayms(500); CarRight(); DelayCheck(500);
			break;
		case VOID_RIGHT:
			ctrl_comm = COMM_LEFT;CarBack(); Delayms(500); CarLeft(); DelayCheck(500);	
			break;
		case VOID_BOTH:
			ctrl_comm = COMM_RIGHT;CarBack(); Delayms(700); CarRight(); DelayCheck(500);
			break;
		case VOID_NONE:
			ctrl_comm = COMM_UP;CarGo();
			break;
		default: break;
	}
}

最后

以上就是端庄背包为你收集整理的基于STM32红外避障小车的设计（有代码）的全部内容，希望文章能够帮你解决基于STM32红外避障小车的设计（有代码）所遇到的程序开发问题。

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