大家好，我是小政。本篇文章我将针对蓝牙遥控平衡小车进行详细的讲解，让每位小伙伴能够通过手机APP和蓝牙模块实现对平衡小车的控制。
一、蓝牙初始化
1.串口3初始化函数——usart3.c 这一串代码很容易理解，就是通过串口3与蓝牙连接，手机连接蓝牙将信息发送给蓝牙模块，再传至STM32获取控制信息。
#include "usart3.h"
void uart3_init(u32 bound)
{
//GPIO端口设置
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE); // 时钟GPIOB，USART3
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART3, ENABLE);
//USART3_TX PB.10
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
//USART3_RX PB.11
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
//USART 初始化设置
USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//一般设置为9600;
USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;
USART_Init(USART3, &USART_InitStructure);
USART_ITConfig(USART3, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启中断
USART_Cmd(USART3, ENABLE); //使能串口
}
/*
0x00:刹车
0x01:前进
0x02:后退
0x03:左转
0x07:右转
*/
u8 Fore,Back,Left,Right;
void USART3_IRQHandler(void) // 串口1中断服务程序
{
int Bluetooth_data;
if(USART_GetITStatus(USART3,USART_IT_RXNE)!=0) // 接收中断标志位拉高
{
Bluetooth_data=USART_ReceiveData(USART3); // 保存接收到的指令
if(Bluetooth_data==0x00)Fore=0,Back=0,Left=0,Right=0; // 刹车
else if(Bluetooth_data==0x01)Fore=1,Back=0,Left=0,Right=0; // 前进
else if(Bluetooth_data==0x05)Fore=0,Back=1,Left=0,Right=0; // 后退
else if(Bluetooth_data==0x03)Fore=0,Back=0,Left=1,Right=0; // 左转
else if(Bluetooth_data==0x07)Fore=0,Back=0,Left=0,Right=1; // 右转
else Fore=0,Back=0,Left=0,Right=0;
}
}
// 发送一个
void USART3_Send_Data(char data)
{
USART_SendData(USART3,data);
while(USART_GetFlagStatus(USART3,USART_FLAG_TC)==0); // 除非发送完成
}
// 发送一串
void USART3_Send_String(char *String)
{
u16 len,j;
len=strlen(String);
for(j=0;j { USART3_Send_Data(*String++); } } 2.串口3头文件——usart3.h #ifndef __USART_H #define __USART_H #include "sys.h" void uart3_init(u32 bound); void USART3_IRQHandler(void); void USART_Send_Data(char data); void USART_Send_String(char *String); #endif 二、转向环控制 转向环约束控制，引入RC，不是严格的PD控制器，Kd针对的是转向环的约束，但Kp针对的是遥控的转向。 float Turn_Kd=-0.6, Turn_Kp=-20; /***************** 转向环：系数*Z轴角速度+系数*遥控数据 ******************/ int Turn(int gyro_Z,int RC) { int PWM_out; // 不是严格的PD控制器，Kd针对的是转向环的约束，但Kp针对的是遥控的转向 PWM_out = Turn_Kd*gyro_Z+Turn_Kp*RC; return PWM_out; } 三、修改控制函数 1.二次开发接口引入 float Target_Speed=0; // 期望速度。---二次开发接口，用于控制小车前进后退及其速度。 float Turn_Speed=0; // 左右遥控数据 19行至37行是控制函数编写，这一块应该比较容易理解。当对应标志位置1时，进行对应的操作，同时还需进行限幅，防止超过PWM规定范围。 void EXTI9_5_IRQHandler(void) { int PWM_out; if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line5)!=0) // 一级判定 { if(PBin(5)==0) // 二级判断 { EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line5); // 清除中断标志位 // 1.采集编码器数据&MPU6050角度信息 // 电机是相对安装，刚好相差180度，为了编码器输出极性一致，就需要对其中一个取反 Encoder_Left = -Read_Speed(2); Encoder_Right = Read_Speed(4); mpu_dmp_get_data(&Pitch,&Roll,&Yaw); // 读取角度 MPU_Get_Gyroscope(&gyrox,&gyroy,&gyroz); // 读取角速度 MPU_Get_Accelerometer(&aacx,&aacy,&aacz); // 读取加速度 // 2.将数据压入闭环控制中，计算出控制输出量 /*前后*/ if((Fore==0)&&(Back==0))Target_Speed=0; // 未接收到前进后退指令->速度清零，稳在原地 if(Fore==1)Target_Speed++; // 前进标志位为1->需要前进 if(Back==1)Target_Speed--; // 后退标志位为1->需要后退 Target_Speed=Target_Speed>SPEED_Y?SPEED_Y:(Target_Speed<-SPEED_Y?(-SPEED_Y):Target_Speed); // 限幅 /*左右*/ if((Left==0)&&(Right==0))Turn_Speed=0; if(Left==1)Turn_Speed++; // 左转标志位为1->需要左转 if(Right==1)Turn_Speed--; // 右转标志位为1->需要右转 Turn_Speed=Turn_Speed>SPEED_Z?SPEED_Z:(Turn_Speed<-SPEED_Z?(-SPEED_Z):Turn_Speed); // 限幅 /*转向约束*/ if((Left==0)&&(Right==0))Turn_Kd=-0.6; // 若无左右转向指令，则开启转向约束 else if((Left==1)||(Right==1))Turn_Kd=0; // 若左右转向指令接收到，则去掉转向约束 Velocity_out=Velocity(Target_Speed,Encoder_Left,Encoder_Right); // 速度环 Vertical_out=Vertical(Velocity_out+Med_Angle,Roll,gyrox); // 直立环 Turn_out=Turn(gyroz,Turn_Speed); PWM_out=Vertical_out;//最终输出 // 3.把控制输出量加载到电机上，完成最终控制 MOTO1 = PWM_out-Turn_out; // 左电机 MOTO2 = PWM_out+Turn_out; // 右电机 Limit(&MOTO1,&MOTO2); // PWM限幅 Load(MOTO1,MOTO2); // 加载到电机上 } } } 四、主函数 在主函数中初始化串口3函数。 #include "stm32f10x.h" #include "sys.h" int PWM_MAX=7200,PWM_MIN=-7200; // PWM限幅变量 int MOTO1,MOTO2; float Pitch,Roll,Yaw; // Pitch：俯仰角，Roll：横滚角，Yaw：偏航角 short gyrox,gyroy,gyroz; // 角速度 short aacx,aacy,aacz; // 加速度 int Encoder_Left,Encoder_Right; // 编码器数据（速度） int main(void) { delay_init(); NVIC_Config(); uart1_init(115200); uart3_init(9600); USART3_Send_String("AT+NAME hc_05_sxwl \r\n"); OLED_Init(); OLED_Clear(); MPU_Init(); mpu_dmp_init(); MPU6050_EXTI_Init(); Encoder_TIM2_Init(); Encoder_TIM4_Init(); Motor_Init(); PWM_Init_TIM1(0,7199); while(1) { OLED_Float(0,0,Roll,3); } } 五、展示 蓝牙遥控部分代码完成后实物展示如下： 平衡小车（蓝牙遥控） 六、总结 （1）硬件原理图+程序+蓝牙APP： 网址：https://pan.baidu.com/s/1EVBBazPzmtm6Gd-0m8nLGA 提取码：1234 本篇文章是平衡小车（蓝牙遥控）系列的拓展教学，平衡小车一系列文章到这里也就告一段落了，感谢大家观看与支持，之后小政还会推出一系列嵌入式学习文章，与大家一起讨论学习进步。