嵌入式實訓——day5（智能小車循跡避障）

今天是實訓的最後一天，我們在前兩天基礎實驗的基礎上將其擴展，做項目——智能小車的循跡避障
項目要求：
1、小車開機後紅燈閃爍三次，黃燈閃爍兩次，然後亮綠燈，開始循跡行駛
2、小車行駛過程需根據軌道能平緩調整方向
3、小車行駛過程前面20cm範圍內有障礙物，需能停止，並亮紅燈；障礙物移開後，小車亮綠燈並繼續前行
設計思想：模塊化設計
（一）呼吸燈模塊
呼吸燈模塊使用紅、綠、藍三色燈，通過不同組合組成不同的顏色，初始默認三燈都是低電平，呈現白色，而其他兩燈隨機組合則會呈現不同顏色，如：紅燈和綠燈同時亮藍燈滅時呈現黃色；紅和藍組合呈現品紅或紫色等。
（二）循跡模塊
利用紅外光電和電機驅動實現，通過對紅外光電程序的輸入，小車實現直行、左轉和右轉時亮不同的燈，通過改變PA2、PB9、PA1、PC9口上的高低電平變化控制小車前進方向，通過改變PA0、PA3口上的高低電平的佔空比以控制電機的轉速。
（三）避障模塊
通過超聲波模塊實現避障，在一定的距離範圍內，小車通過超聲波接收範圍內就離數據，來判斷該範圍內是否有障礙物，有障礙物時小車就停下，障礙物移開後，小車前行。

核心代碼：（僅供參考）

/*USER CODE BEGIN Includes */
#define full_speed 200

#define null_speed 0

#define correct_speed 100 

#define MOTOR_A_CON1_GPIO GPIOA
#define MOTOR_A_CON1_PIN GPIO_PIN_2

#define MOTOR_A_CON2_GPIO GPIOB
#define MOTOR_A_CON2_PIN GPIO_PIN_9

#define MOTOR_A_EN_GPIO GPIOA
#define MOTOR_A_EN_PIN GPIO_PIN_0

#define MOTOR_B_CON1_GPIO GPIOA
#define MOTOR_B_CON1_PIN GPIO_PIN_1

#define MOTOR_B_CON2_GPIO GPIOC
#define MOTOR_B_CON2_PIN GPIO_PIN_9

#define MOTOR_B_EN_GPIO GPIOA
#define MOTOR_B_EN_PIN GPIO_PIN_3
#define _HAL_TIM_SET_COMPARE(_HANDLE_, _CHANNEL_,COMPARE_) \
(*(_I0 uint32_t *)(&((_HANDLE_)->Instance->CCRl) + ((_CHANNEL_) ? 2))=(_COMPARE_))

#define Left1_GPIO GPIOC  //左側探頭
#define Left1_PIN GPIO_PIN_7

#define Left2_GPIO GPIOC  //左側探頭
#define Left2_PIN GPIO_PIN_6 

#define Middle_GPIO  GPIOB  //距離檢測
#define Middle_PIN  GPIO_PIN_12

#define Right1_GPIO GPIOB  //右側探頭
#define Right1_PIN GPIO_PIN_15

#define Right2_GPIO GPIOB   //右側探頭
#define Right2_PIN GPIO_PIN_14

#define Left1 HAL_GPIO_ReadPin(Left1_GPIO,Left1_PIN)
#define Left2 HAL_GPIO_ReadPin(Left2_GPIO,Left2_PIN)  
#define Middle HAL_GPIO_ReadPin(Middle_GPIO,Middle_PIN)
#define Right1 HAL_GPIO_ReadPin(Right1_GPIO,Right1_PIN)
#define Right2 HAL_GPIO_ReadPin(Right2_GPIO,Right2_PIN) 
/* USER CODE END Includes */


  
   /* USER CODE BEGIN 2 */
      HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_8, GPIO_PIN_SET);//小燈初始化
      HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_7, GPIO_PIN_SET);
      HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_6, GPIO_PIN_SET);
        
      HAL_TIM_PWM_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_1);//打開PWM
      HAL_TIM_PWM_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_4);
  /* USER CODE END 2 */
    
 


  
/*USER CODE BEGIN WHILE */
 for(i=0;i<3;i++)
 {
  HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_8,GPIO_PIN_RESET);
  HAL_Delay(1000);
  HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_8,GPIO_PIN_SET);
  HAL_Delay(1000);
 }
 for(i=0;i<2;i++)
 {
  HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_6,GPIO_PIN_SET);
  HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_7,GPIO_PIN_RESET);
  HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_8,GPIO_PIN_RESET);
  HAL_Delay(1000);
  HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_6,GPIO_PIN_SET);
  HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_7,GPIO_PIN_SET);
  HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_8,GPIO_PIN_SET);
  HAL_Delay(1000);
 }
 HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_7,GPIO_PIN_RESET);
 
 HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim2);
 while (1)
  {
  /* USER CODE END WHILE */
  
  

     /* USER CODE BEGIN 3 */
    if(distance>20){//判斷沒有障礙物
   if(Left1 == GPIO_PIN_SET)
   {
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_6, GPIO_PIN_SET);  
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_7, GPIO_PIN_SET);
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_8, GPIO_PIN_RESET);
    Correct_Left();
   }
   else if(Left2 == GPIO_PIN_SET)
   {
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_6, GPIO_PIN_SET);  
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_7, GPIO_PIN_RESET);
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_8, GPIO_PIN_SET);
    litter_Left();
   }
   else if(Middle == GPIO_PIN_SET)
   {
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_6, GPIO_PIN_SET);  
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_7, GPIO_PIN_SET);
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_8, GPIO_PIN_RESET);
    Straight();
   }
   else if(Right1 == GPIO_PIN_SET)
   {
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_6, GPIO_PIN_SET);  
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_7, GPIO_PIN_RESET);
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_8, GPIO_PIN_SET);
    Correct_Right();
   }
   else if(Right2 == GPIO_PIN_SET)
   {    
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_6, GPIO_PIN_SET);  
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_7, GPIO_PIN_SET);
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_8, GPIO_PIN_RESET);
    litter_Right();
   } 
   else{
    Straight();
   }
   }else{
  Stop();
  HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_6, GPIO_PIN_SET);
  HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_7, GPIO_PIN_SET);
  HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_8, GPIO_PIN_RESET);//ºì
 }
/* USER CODE END 3 */



/* USER CODE BEGIN 4 */
    void Change_Pulse(u

int16_t left,uint16_t right) 
{
 __HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_1, left);
  __HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_4, right);
}
void Correct_Left(void)
 {
 Change_Pulse(150,150);
  HAL_GPIO_WritePin(MOTOR_A_CON1_GPIO, MOTOR_A_CON1_PIN, GPIO_PIN_SET);
 HAL_GPIO_WritePin(MOTOR_A_CON2_GPIO, MOTOR_A_CON2_PIN, GPIO_PIN_RESET);
 HAL_GPIO_WritePin(MOTOR_B_CON1_GPIO, MOTOR_B_CON1_PIN, GPIO_PIN_RESET);
 HAL_GPIO_WritePin(MOTOR_B_CON2_GPIO, MOTOR_B_CON2_PIN, GPIO_PIN_SET);
 }
 void litter_Left(void)
 {
 Change_Pulse(0,150);
  HAL_GPIO_WritePin(MOTOR_A_CON1_GPIO, MOTOR_A_CON1_PIN, GPIO_PIN_SET);
 HAL_GPIO_WritePin(MOTOR_A_CON2_GPIO, MOTOR_A_CON2_PIN, GPIO_PIN_RESET);
 HAL_GPIO_WritePin(MOTOR_B_CON1_GPIO, MOTOR_B_CON1_PIN, GPIO_PIN_RESET);
 HAL_GPIO_WritePin(MOTOR_B_CON2_GPIO, MOTOR_B_CON2_PIN, GPIO_PIN_SET);
 }
//------------------------------------------------
 void Correct_Right(void)
 {
 Change_Pulse(150,150);
  HAL_GPIO_WritePin(MOTOR_A_CON1_GPIO, MOTOR_A_CON1_PIN, GPIO_PIN_RESET);
 HAL_GPIO_WritePin(MOTOR_A_CON2_GPIO, MOTOR_A_CON2_PIN, GPIO_PIN_SET);
 HAL_GPIO_WritePin(MOTOR_B_CON1_GPIO, MOTOR_B_CON1_PIN, GPIO_PIN_SET);
 HAL_GPIO_WritePin(MOTOR_B_CON2_GPIO, MOTOR_B_CON2_PIN, GPIO_PIN_RESET);
 }
 void litter_Right(void)
 {
 Change_Pulse(150,0);
  HAL_GPIO_WritePin(MOTOR_A_CON1_GPIO, MOTOR_A_CON1_PIN, GPIO_PIN_RESET);
 HAL_GPIO_WritePin(MOTOR_A_CON2_GPIO, MOTOR_A_CON2_PIN, GPIO_PIN_SET);
 HAL_GPIO_WritePin(MOTOR_B_CON1_GPIO, MOTOR_B_CON1_PIN, GPIO_PIN_SET);
 HAL_GPIO_WritePin(MOTOR_B_CON2_GPIO, MOTOR_B_CON2_PIN, GPIO_PIN_RESET);
 }
//-----------------------------------------------------
void Straight(void) 
{
 Change_Pulse(150,150);
 HAL_GPIO_WritePin(MOTOR_A_CON1_GPIO, MOTOR_A_CON1_PIN, GPIO_PIN_RESET);
 HAL_GPIO_WritePin(MOTOR_A_CON2_GPIO, MOTOR_A_CON2_PIN, GPIO_PIN_SET);
 HAL_GPIO_WritePin(MOTOR_B_CON1_GPIO, MOTOR_B_CON1_PIN, GPIO_PIN_RESET);
 HAL_GPIO_WritePin(MOTOR_B_CON2_GPIO, MOTOR_B_CON2_PIN, GPIO_PIN_SET); 
}
void Stop(void) 
{
 Change_Pulse(0,0);
 HAL_GPIO_WritePin(MOTOR_A_CON1_GPIO, MOTOR_A_CON1_PIN, GPIO_PIN_RESET);
 HAL_GPIO_WritePin(MOTOR_A_CON2_GPIO, MOTOR_A_CON2_PIN, GPIO_PIN_RESET);
 HAL_GPIO_WritePin(MOTOR_B_CON1_GPIO, MOTOR_B_CON1_PIN, GPIO_PIN_RESET);
 HAL_GPIO_WritePin(MOTOR_B_CON2_GPIO, MOTOR_B_CON2_PIN, GPIO_PIN_RESET);
}

void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
if(htim==&htim2)
    {
        HAL_TIM_Base_Stop_IT(&htim2);
        ultrasonic=0;  
        HAL_GPIO_WritePin(Trig_GPIO, Trig_PIN, GPIO_PIN_SET);
    HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim3);
    }
    else if(htim==&htim3)
   {
        HAL_GPIO_WritePin(Trig_GPIO,Trig_PIN, GPIO_PIN_RESET);
        ultrasonic=1;
        HAL_TIM_Base_Stop_IT(&htim3);
        HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim2);
      }
}

void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
if(GPIO_Pin==GPIO_PIN_2)
{
if(HAL_GPIO_ReadPin(Echo_GPIO, Echo_PIN))
        {
            ultrasonic_time=__HAL_TIM_GET_COUNTER(&htim2);
        }
        else if(ultrasonic==1)
        {
            ultrasonic=0;
            ultrasonic_time=__HAL_TIM_GET_COUNTER(&htim2)-ultrasonic_time;
            ultrasonic_time=ultrasonic_time*170/100;
            distance = ultrasonic_time;
            ultrasonic_time=ultrasonic_time%1000;
            b[0]=ultrasonic_time/100+'0';
            ultrasonic_time=ultrasonic_time%100;
            b[1]=ultrasonic_time/10+'0';
            b[2]=ultrasonic_time%10+'0';
            ultrasonic_time=0;
            HAL_GPIO_WritePin(Trig_GPIO,Trig_PIN, GPIO_PIN_RESET);
          }
       }
 }
 /* USER CODE END 4 */      



  
```