stm32 智能小车 超声波避障

<think>好的，用户想要基于STM32实现智能小车的超声波避障功能，需要教程和示例代码。首先，我需要回顾相关的硬件组件，比如STM32型号、超声波传感器（如HC-SR04）、电机驱动模块（比如L298N）以及舵机控制。接着，用户可能需要了解如何连接这些硬件，特别是超声波传感器与STM32的引脚连接，比如Trig和Echo引脚应该连接到哪个GPIO口，是否需要外部中断或者定时器来测量回波时间。 然后，软件部分需要考虑超声波测距的实现。通常，这涉及到发送触发信号，然后通过输入捕获或外部中断来测量回波高电平的持续时间，再根据声速计算距离。需要注意的是，代码中要处理可能的超时情况，避免进入死循环。比如，用户提供的引用[2]中提到，如果超声波没有接5V电源，可能导致测距函数中的while循环死锁，所以代码中需要添加超时机制。 接下来是避障逻辑的设计。常见的策略是当检测到障碍物距离小于安全阈值时，小车停止，舵机转动到不同角度（比如左90度、中间、右90度）进行多方向测距，然后选择距离最大的方向转向。这里舵机的控制需要用到PWM信号，STM32的定时器功能可以生成所需的PWM波形。 用户可能还需要示例代码的结构，比如初始化函数、测距函数、舵机控制函数和主循环中的逻辑。在代码中，需要配置GPIO、定时器、中断等模块，确保各部分协同工作。同时，代码的注释和可读性也很重要，方便用户理解和修改。 此外，用户的问题可能涉及到硬件连接的具体细节，例如电源问题。引用[2]提到超声波传感器需要5V供电，而STM32的IO通常是3.3V，需要注意电平兼容性，Echo信号是否可以通过分压电路连接到STM32的输入引脚，避免损坏单片机。 最后，应该考虑提供优化建议和常见问题解决方法，比如滤波算法减少测距误差，或者调试技巧。可能还需要提醒用户在实际测试中调整安全距离和舵机转动角度，以适应不同的环境和车速。</think>### 基于STM32的智能小车超声波避障实现步骤 #### 1. 硬件准备 - **STM32开发板**（如STM32F103C8T6） - **超声波传感器**（HC-SR04，需接5V电源[^2]） - **电机驱动模块**（如L298N） - **舵机**（用于调整超声波探测方向） - **电源模块**（需稳定供电） #### 2. 硬件连接 | 模块 | STM32引脚 | 说明 | |---------------|----------------|---------------------| | 超声波Trig | PA0（GPIO输出） | 触发测距信号 | | 超声波Echo | PA1（外部中断） | 接收回波信号[^2] | | 舵机信号线 | PA6（PWM输出） | 控制舵机角度 | | 电机驱动IN1/2 | PB6/PB7 | 控制左电机正反转 | | 电机驱动IN3/4 | PB8/PB9 | 控制右电机正反转 | #### 3. 软件实现（关键代码） ```c // 超声波测距函数（带超时保护） float Get_Distance(void) { HAL_GPIO_WritePin(TRIG_GPIO_Port, TRIG_Pin, GPIO_PIN_SET); delay_us(12); HAL_GPIO_WritePin(TRIG_GPIO_Port, TRIG_Pin, GPIO_PIN_RESET); uint32_t timeout = 0; while(!HAL_GPIO_ReadPin(ECHO_GPIO_Port, ECHO_Pin)) { // 等待回波信号 if(++timeout > 10000) return -1; // 超时处理 } uint32_t start = TIM2->CNT; timeout = 0; while(HAL_GPIO_ReadPin(ECHO_GPIO_Port, ECHO_Pin)) { if(++timeout > 24000) return -1; // 超时约4米 } uint32_t duration = TIM2->CNT - start; return duration * 0.034 / 2; // 计算距离(cm) } // 舵机角度控制（0-180度） void Set_Servo_Angle(uint8_t angle) { TIM3->CCR1 = 500 + angle * 2000 / 180; // 生成PWM信号 HAL_Delay(500); // 等待舵机转动 } // 主控制逻辑 void main() { while(1) { float distance = Get_Distance(); if(distance < 20) { // 安全距离20cm Stop_Motor(); Set_Servo_Angle(90); // 右侧探测 float right_dist = Get_Distance(); Set_Servo_Angle(0); // 左侧探测 float left_dist = Get_Distance(); Set_Servo_Angle(90); // 复位到正前方 if(left_dist > right_dist) Turn_Left(); else Turn_Right(); HAL_Delay(1000); } else { Move_Forward(); } } } ``` #### 4. 关键参数优化 - **安全距离**：建议初始值20cm，根据车速调整 - **PWM频率**：舵机控制通常需要50Hz信号 - **滤波算法**：添加中值滤波提升测距稳定性 ```c // 中值滤波示例 #define FILTER_SIZE 5 float MedianFilter(float new_val) { static float buffer[FILTER_SIZE]; static uint8_t index = 0; buffer[index++] = new_val; if(index >= FILTER_SIZE) index = 0; // 排序实现略... return sorted_value[FILTER_SIZE/2]; } ``` #### 5. 调试建议 1. 先单独测试超声波测距功能 2. 使用逻辑分析仪验证PWM波形 3. 通过串口输出实时距离数据 4. 在不同光照/材质表面测试测距精度