STM32萌新学习笔记

       本次笔记内容为小车避障实验，包含舵机、红外避障、超声波避障三个模块的使用。这次的实验真的把我整吐了，模块原理很简单，但实际的避障效果并未达到令我满意的程度，这几天尝试了数种写法，各种改参数，我的感受就和这张图一样_(:з」∠)_ ：

       最终感觉只能从硬件上改善才有可能达到我理想中的效果，目前由于个人能力不足，只能做到简单的避障。实验效果参考视频《小车避障实验》。

一、舵机使用讲解

180度舵机：

       180度舵机是一种位置伺服驱动器，转动范围不能超过180度，常用于机器人关节等。

舵机图片：

输入线含义：

       棕：负极线

       红：正极线

       橙：信号线

电源说明：

       电源有两种规格，一是4.8V，一是6.0V，分别对应不同的转矩标准，即输出力矩不同，6.0V对应的要大一些。

控制信号：

       舵机的控制信号为周期20ms的PWM信号。脉冲宽度从0.5-2.5ms，对应舵盘位置-90-90度（0-180度），呈线性变化。它的输出轴会保持一定对应角度，直到提供另一个宽度的脉冲信号。

二、超声波模块使用讲解

HC-SR04超声波测距模块：

       可提供2cm-400cm的非接触式距离感测功能，测距精度可达3mm。

产品图片：

工作原理：

       1.给Trig引脚最少10us的高电平脉冲可触发超声波测距。

       2.模块自动发送8个40kHz的方波，自动检测是否有信号返回 。

       3.有信号返回，则Echo引脚输出一个高电平。高电平的持续时长就是超声波从发射到返回的时间，测试距离=高电平时间*声速/2。

使用说明：

       1.建议两次测量的时间间隔在60ms以上，以防止发射信号对回响信号的影响。

       2.此模块不宜带电连接(通电时插拔)，若要带电连接，则先让模块的GND端连接，否则会影响模块的正常工作。

       3.测距时，被测物体面积不少于0.5平方米且平面尽量平整，否则影响测量结果。

三、红外避障模块使用讲解

产品图片：

接口说明：

       VCC：外接3.3V-5V电压

       GND：外接GND

       OUT：数字量输出接口

工作原理：

       当模块检测到前方障碍物信号时，电路板指示灯会亮，同时OUT端口持续输出低电平，未检测到障碍物信号时则相反。

使用说明：

       探测范围2-30cm，检测角度35度，传感器的探测距离可通过电位器调节(蓝色凸起)。

四、实验程序

（一）舵机模块

PA0(TIM5_CH1)

1.舵机控制初始化函数

       利用定时器的PWM输出实现对舵机的控制，关于定时器PWM的详细说明在笔记DAY17中有。

TIM5_Init()：

TIM5_PWM_OC1Init()：

2.舵机角度设置函数

TIM5_PWM_OC1Set()：

（二）超声波模块

1.超声波初始化函数

       利用外部中断和定时器实现对回响信号高电平时间的测量。

2.中断服务函数

3.距离测量函数

 （三）红外避障模块

        红外避障的实现就是检测对应引脚的高低电平即可。

（四）主函数

实物位置：

代码部分：

       小车前进时，超声波测距检测前方距离，两个红外避障检测两侧距离，当前方距离小于一定值或触发红外避障信号，则小车后退一段距离后，用超声波检测左右两边距离，哪边距离远则向哪边转向，当检测到前方无障碍时继续向前行驶。

       电机控制说明参考前面的笔记，此处添加了两个函数：

       关于转向控制函数需要说明的是：

       1.内部必须先设置方向再设置速度

       2.mode用于选择左右电机一起转还是只有一边转（0/1）

       3.当mode为1时，speed的正负表示向前转还是向后转

       另外，此处还对延时函数进行了更改，延时函数的实现参考笔记DAY9。按照之前的实现方式，若在执行延时函数的期间触发中断，而中断中也有延时函数，则中断的延时在执行结束后会关闭SYSTICK定时器，从而导致中断现场的延时失效，所以此处进行了如下更改：

五、存在问题

       1.使用红外避障时有可能出现闪烁，从而导致小车进入避障处理后又立刻退出，最终不断进行避障判断而无法前行，所以在最后do{}while()的判断添加了红外消抖。

       2.使用超声波测距时，有可能出现测量距离与设定的间隔距离差距过小，从而导致小车细微动作便会影响避障处理的判断，最终造成和红外避障闪烁时同样的效果，所以最后do{}while()的判断是以2*min为标准而非min，目的是给小车能够前行的距离。

       3.超声波测距也并非完全准确，当测量的障碍物呈斜线放置，周围还有其他障碍物时有可能出现因反射造成的巨大误差，从而影响避障判断。

       4.该程序下，小车转向时无法进行避障。

       5.该程序没有小车无法前进或不能动时的处理。

       6.避障效果除了受代码影响，还需要调整红外避障位置及检测距离。

       ......