STM32循迹小车

### STM32循迹小车开发教程 #### 1. 系统概述 基于STM32的循迹小车是一种常见的嵌入式系统应用案例，其核心在于利用微控制器完成路径识别、电机控制以及实时反馈调整。该类项目通常涉及硬件电路设计、软件编程和调试过程[^2]。 #### 2. 主要组件与功能模块 - **主控芯片**: 使用STM32F103C8T6作为核心处理器，因其性能稳定且资源丰富而被广泛采用。 - **传感器阵列**: 利用红外反射传感器检测地面颜色差异来判断轨迹位置。 - **电机驱动**: 配合L298N或其他H桥驱动IC实现直流电机的速度调节。 - **编码器反馈**: 提供精确的位置信息用于闭环PID控制算法优化行驶稳定性[^4]。 #### 3. 软件架构分析 整个程序可以分为以下几个部分： - 初始化外设配置（定时器PWM输出初始化等） - 中断服务处理逻辑编写(如外部中断触发信号捕获) - 数据滤波运算及速度计算函数定义 - PID参数调优环节设置 下面给出一段简化版代码框架： ```c #include "stm32f1xx_hal.h" // 定义全局变量 float kp = 1, ki = 0, kd = 0; // PID 参数 int error_prev = 0; uint16_t pwm_left = 75, pwm_right = 75; void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim){ static uint32_t count=0; if(count++ >=10){ // 模拟每秒采样一次数据 int sensor_val=get_sensor_value(); // 获取当前传感器读数 int target_pos=128;//假设目标中心点为128 int err=target_pos-sensor_val; float u=kp*err+ki*(error_prev)+kd*(err-error_prev); error_prev=err; pwm_left +=u; pwm_right -=u; set_motor_speed(pwm_left,pwm_right); // 设置左右轮转速 count=0; } } int main(void){ /* MCU Configuration */ SystemClock_Config(); MX_GPIO_Init(); MX_TIMx_PWM_Init(); while (1){ __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htimX,TIM_CHANNEL_1,pwm_left ); __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htimX,TIM_CHANNEL_2,pwm_right); } } ``` 上述代码片段展示了如何通过TIM定时器产生周期性的回调事件，在其中执行PID控制律更新操作并同步修改两路PWM占空比从而达到转向修正的目的。 #### 4. 实验验证与结果评估 为了确保最终作品具备良好的跟踪精度和平稳性表现，建议从以下几个方面入手进行测试与改进工作： - 不同光照条件下校准传感器阈值范围； - 动态调整KP/KI/KD系数直至满足预期响应特性为止； - 加强异常情况下的保护机制建设比如防倾覆措施等等[^1]。 ---