1   概述

基于STM32的遙控避障循跡小車，超聲波模塊實現(xiàn)避障功能，總體來說還是比較簡單的，對初學者很友好。

調整舵機方向：通過STM32的GPIO引腳向舵機發(fā)送控制信號，逐步調整其轉動角度，以改變小車頭部的朝向。可以使用簡單的算法（如逐步掃描或根據(jù)超聲波傳感器數(shù)據(jù)直接調整）來確定舵機的最佳轉向角度。

檢測新方向上的障礙物：在舵機調整方向后，再次使用超聲波傳感器測量新方向上的障礙物距離。

選擇行駛路徑：根據(jù)新方向上的障礙物距離，決定小車是繼續(xù)在該方向上行駛、返回原方向、還是嘗試其他方向。

控制驅動電機：根據(jù)避障決策，控制小車的驅動電機以實現(xiàn)前進、后退或原地轉向等操作。

電機驅動模塊

將GPIOA口的二號和三號引腳設置為復用推挽輸出，使其不僅具有高驅動能力還能使用引腳復用的功能，作為PWM輸出口。然后設置4、5、6、7分別為電機的方向控制引腳。

開啟定時器二的時鐘（不開啟的話也是默認開啟的），配置實基單元為不分頻、向上計數(shù)、計數(shù)周期為100、預分頻為36分頻（計數(shù)周期100 是為了計算占空比的時候好計算，36分頻是為了配合計數(shù)周期讓輸出頻率達到20000Hz，從而解決電機受阻時發(fā)出噪聲）、重復計數(shù)器設置為0（只有高級定時器才有）。

輸出比較配置：設置默認配置、比較模式為PWM1、極性選擇無、使能、CCR 值為0。

使能定時器二。

通過控制方向控制引腳高低電平變化來實現(xiàn)控制正轉還是反轉。

當方向控制引腳被設置為高電平時，驅動電路內部的邏輯電路會相應地調整電流的流向，使得電機內部磁場的方向發(fā)生變化，從而驅動電機開始正轉。這一過程中，電能的轉換與傳輸效率至關重要，它決定了電機能否迅速、平穩(wěn)地響應控制指令。

相反地，當方向控制引腳被設置為低電平時，驅動電路會接收到另一個電平信號，并據(jù)此調整電流路徑，改變電機內部磁場的方向，使電機開始反轉。這一切換過程迅速且精確，是實現(xiàn)電機雙向控制的關鍵。

直線行駛：當需要小車直線行駛時，同時給兩側電機發(fā)送相同的控制信號，使它們以相同的速度和方向旋轉。這樣，小車兩側的車輪就會以相同的速度和方向前進，從而保持直線行駛。

轉向行駛：

左轉：為了實現(xiàn)左轉，可以增加左側電機的速度或減小右側電機的速度（或使右側電機反轉，但通常不推薦這種方式，因為它可能導致小車打滑或不穩(wěn)定）。這樣，左側車輪會比右側車輪轉得更快，從而使小車向左偏轉。

右轉：與左轉相反，為了右轉，可以增加右側電機的速度或減小左側電機的速度（或使左側電機反轉）。

這樣，右側車輪會比左側車輪轉得更快，從而使小車向右偏轉。

超聲波測距：

將STM32 的某個GPIO 引腳配置為推挽輸出模式，用于向HC-SR04發(fā)送觸發(fā)信號（Trig）。

將另一個GPIO 引腳配置為浮空輸入模式，用于接收HC-SR04的回波信號（Echo）。

2.發(fā)送超聲波

通過向Trig 引腳發(fā)送一個至少10 微秒的高電平信號來觸發(fā)HC-SR04發(fā)送超聲波。

發(fā)送完觸發(fā)信號后，將Trig引腳拉低，等待Echo引腳接收回波信號。

3.接收回波并計算距離

初始化一個定時器或計數(shù)器，用于測量Echo引腳從低電平變?yōu)楦唠娖剑ǔ暡òl(fā)出）到再次變?yōu)榈碗娖剑ǔ暡ǚ祷夭⒈唤邮眨┑臅r間差（T）。

定時器或計數(shù)器應配置為足夠高的頻率，以便精確測量微秒級的時間差。

使用公式距離=（T*聲速）/2來計算障礙物距離，其中聲速約為340m/s（或轉換為cm單位：距離（cm）=（T*100*聲速（cm/s）/2）。

超聲波避障：

void obstacle_avoidance(void){

uint16_t Dis1 = 0;

uint16_t Dis2 = 0;

uint16_t Dis3 = 0;

uint16_t Dis4 = 0;

uint16_t Dis5 = 0;

Speed1 = Motor_Speed();

Car_ForWard(Speed1);

Dis1 = Test_Distance();

Serial_SnedNumber(Dis1,3);

OLED_ShowNum(4,11,Dis1/100%10,1);

OLED_ShowNum(4,12,Dis1/10%10,1);

OLED_ShowNum(4,13,Dis1%10,1);

if(Dis1 < 15){

Car_Stop();

Servo_SetPwm(20);

Servo_SetPwm4(30);

Delay_ms (1000);

Dis2 = Test_Distance();

Serial_SnedNumber(Dis2,3);

if(Dis2 < 15){

Car_Stop();

Servo_SetPwm(160);

Servo_SetPwm4(30);

Delay_ms (1000);

Dis3 = Test_Distance();

Serial_SnedNumber(Dis3,3);

if(Dis3 < 15){

Car_Stop();

Servo_SetPwm(90);

Servo_SetPwm4(0);

Car_Retret(Speed1);

Servo_SetPwm(160);

Servo_SetPwm4(90);

Delay_ms (1000);

Dis4 = Test_Distance();

Serial_SnedNumber(Dis4,3);

if(Dis4 > 15){

Servo_SetPwm(90);

Servo_SetPwm4(0);

Car_Left(Speed1);

Delay_ms (1000);

}else{

Servo_SetPwm(20);

Servo_SetPwm4(30);

Delay_ms (1000);

Dis5 = Test_Distance();

Serial_SnedNumber(Dis5,3);

if(Dis5 > 15){

Servo_SetPwm(90);

Servo_SetPwm4(0);

Car_Right(Speed1);

Delay_ms (1000);

}else{

Servo_SetPwm(90);

Servo_SetPwm4(0);

Car_Right(Speed1);

Delay_ms (4000);

}

}

}else{

Servo_SetPwm(90);

Servo_SetPwm4(0);

Delay_ms (1000);

Car_Left(Speed1);

Delay_ms (1000);

Car_ForWard(Speed1);

}

}else{

Servo_SetPwm(90);

Servo_SetPwm4(0);

Delay_ms (1000);

Car_Right(Speed1);

Delay_ms (1000);

Car_ForWard(Speed1);

}

}else{

Car_ForWard(Speed1);

}

}

調整舵機方向：通過STM32的GPIO引腳向舵機發(fā)送控制信號，逐步調整其轉動角度，以改變小車頭部的朝向。可以使用簡單的算法（如逐步掃描或根據(jù)超聲波傳感器數(shù)據(jù)直接調整）來確定舵機的最佳轉向角度。

檢測新方向上的障礙物：在舵機調整方向后，再次使用超聲波傳感器測量新方向上的障礙物距離。

選擇行駛路徑：根據(jù)新方向上的障礙物距離，決定小車是繼續(xù)在該方向上行駛、返回原方向、還是嘗試其他方向。

控制驅動電機：根據(jù)避障決策，控制小車的驅動電機以實現(xiàn)前進、后退或原地轉向等操作。

（本文來源于《EEPW》20504）