请你在keil中基于C语言写一份stm32避障小车代码，其功能包含：红外避障、自动循迹等。代码部分要完整，包括各部分的头文件及c文件

<think>我们正在为STM32开发一个智能小车项目，包含红外避障和自动循迹功能。我们将使用KeilMDK作为开发环境，编程语言为C语言。以下将提供项目的主要代码框架，包括头文件和C文件。项目结构：1.主程序（main.c）：包含主循环，初始化外设并执行主要逻辑。2.红外避障模块：使用红外传感器检测障碍物，并控制小车转向。3.自动循迹模块：使用红外反射传感器（例如五路灰度传感器）检测地面黑线，实现循迹。4.电机驱动模块：控制小车的电机运动（前进、后退、转向等）。5.其他外设初始化：如定时器、GPIO、ADC等。注意：由于具体硬件连接（如引脚定义、电机驱动电路等）可能不同，以下代码需要根据实际电路进行调整。我们将创建以下文件：-main.c:主程序-motor.c,motor.h:电机驱动-infrared_obstacle.c,infrared_obstacle.h:红外避障-line_follower.c,line_follower.h:自动循迹-delay.c,delay.h:延时函数（如果需要）-sys.c,sys.h:系统初始化（时钟等，可选）-uart.c,uart.h:串口通信（用于调试，可选）由于用户要求提供完整代码示例，我们将尽量提供可编译的框架代码，但具体实现细节（如红外传感器的读取、电机控制逻辑）需要根据硬件调整。首先，我们提供头文件的内容，然后是C文件。注意：以下代码基于STM32F10x系列，使用标准外设库（StandardPeripheralLibrary）。假设：1.电机驱动使用L298N，控制两个直流电机。2.红外避障传感器使用GPIO输入（例如，检测到障碍物时输出高电平）。3.五路灰度循迹传感器使用ADC或GPIO（根据传感器类型，我们这里假设使用GPIO，即数字输出）。由于代码较长，我们将分模块给出。第一步：motor.h和motor.c第二步：infrared_obstacle.h和infrared_obstacle.c第三步：line_follower.h和line_follower.c第四步：main.c同时，我们也会提供uart.h和uart.c（用于调试），以及delay.h和delay.c（如果使用软件延时）。开始编写代码：</think>以下是一个基于Keil和C语言的STM32避障小车完整代码框架，包含红外避障和自动循迹功能。代码采用模块化设计，包含必要的头文件和C文件，可根据实际硬件调整引脚定义。 ### 文件结构 ``` Project/ ├── Core/ │ ├── Src/ │ │ ├── main.c │ │ ├── motor.c │ │ ├── infrared.c │ │ ├── line_tracker.c │ │ └── delay.c │ ├── Inc/ │ │ ├── motor.h │ │ ├── infrared.h │ │ ├── line_tracker.h │ │ └── delay.h │ └── Startup/ ├── Drivers/ └── STM32F10x_StdPeriph_Lib/ ``` ### 1. 主程序 (main.c) ```c #include "stm32f10x.h" #include "motor.h" #include "infrared.h" #include "line_tracker.h" #include "delay.h" int main(void) { // 初始化外设 Motor_Init(); Infrared_Init(); LineTracker_Init(); Delay_Init(); while(1) { // 模式切换：避障优先于循迹 if(Infrared_DetectObstacle()) { Motor_AvoidObstacle(); // 避障模式 } else { Motor_LineTracking(); // 循迹模式 } Delay_ms(10); // 控制循环频率 } } ``` ### 2. 电机驱动模块 #### motor.h ```c #ifndef __MOTOR_H #define __MOTOR_H #include "stm32f10x.h" // 电机引脚定义 (根据实际电路修改) #define MOTOR_LEFT_FORWARD GPIO_Pin_0 #define MOTOR_LEFT_BACKWARD GPIO_Pin_1 #define MOTOR_RIGHT_FORWARD GPIO_Pin_2 #define MOTOR_RIGHT_BACKWARD GPIO_Pin_3 #define MOTOR_PORT GPIOB void Motor_Init(void); void Motor_Forward(void); void Motor_Backward(void); void Motor_TurnLeft(void); void Motor_TurnRight(void); void Motor_Stop(void); void Motor_AvoidObstacle(void); void Motor_LineTracking(void); #endif ``` #### motor.c ```c #include "motor.h" #include "line_tracker.h" #include "delay.h" void Motor_Init(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE); GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = MOTOR_LEFT_FORWARD | MOTOR_LEFT_BACKWARD | MOTOR_RIGHT_FORWARD | MOTOR_RIGHT_BACKWARD; GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(MOTOR_PORT, &GPIO_InitStruct); } void Motor_Forward(void) { GPIO_SetBits(MOTOR_PORT, MOTOR_LEFT_FORWARD); GPIO_ResetBits(MOTOR_PORT, MOTOR_LEFT_BACKWARD); GPIO_SetBits(MOTOR_PORT, MOTOR_RIGHT_FORWARD); GPIO_ResetBits(MOTOR_PORT, MOTOR_RIGHT_BACKWARD); } void Motor_Backward(void) { GPIO_ResetBits(MOTOR_PORT, MOTOR_LEFT_FORWARD); GPIO_SetBits(MOTOR_PORT, MOTOR_LEFT_BACKWARD); GPIO_ResetBits(MOTOR_PORT, MOTOR_RIGHT_FORWARD); GPIO_SetBits(MOTOR_PORT, MOTOR_RIGHT_BACKWARD); } void Motor_TurnLeft(void) { GPIO_ResetBits(MOTOR_PORT, MOTOR_LEFT_FORWARD); GPIO_SetBits(MOTOR_PORT, MOTOR_LEFT_BACKWARD); GPIO_SetBits(MOTOR_PORT, MOTOR_RIGHT_FORWARD); GPIO_ResetBits(MOTOR_PORT, MOTOR_RIGHT_BACKWARD); Delay_ms(300); // 转向时间 } void Motor_TurnRight(void) { GPIO_SetBits(MOTOR_PORT, MOTOR_LEFT_FORWARD); GPIO_ResetBits(MOTOR_PORT, MOTOR_LEFT_BACKWARD); GPIO_ResetBits(MOTOR_PORT, MOTOR_RIGHT_FORWARD); GPIO_SetBits(MOTOR_PORT, MOTOR_RIGHT_BACKWARD); Delay_ms(300); } void Motor_Stop(void) { GPIO_ResetBits(MOTOR_PORT, MOTOR_LEFT_FORWARD | MOTOR_LEFT_BACKWARD | MOTOR_RIGHT_FORWARD | MOTOR_RIGHT_BACKWARD); } void Motor_AvoidObstacle(void) { Motor_Stop(); Delay_ms(500); Motor_Backward(); Delay_ms(1000); Motor_TurnRight(); } void Motor_LineTracking(void) { uint8_t sensorState = LineTracker_Read(); switch(sensorState) { case 0b00100: // 中间传感器检测到线 Motor_Forward(); break; case 0b00010: // 偏右 Motor_TurnLeft(); break; case 0b01000: // 偏左 Motor_TurnRight(); break; default: Motor_Stop(); } } ``` ### 3. 红外避障模块 #### infrared.h ```c #ifndef __INFRARED_H #define __INFRARED_H #include "stm32f10x.h" // 红外传感器引脚定义 #define IR_LEFT_PIN GPIO_Pin_4 #define IR_RIGHT_PIN GPIO_Pin_5 #define IR_PORT GPIOA void Infrared_Init(void); uint8_t Infrared_DetectObstacle(void); // 返回1检测到障碍物 #endif ``` #### infrared.c ```c #include "infrared.h" void Infrared_Init(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = IR_LEFT_PIN | IR_RIGHT_PIN; GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; // 上拉输入 GPIO_Init(IR_PORT, &GPIO_InitStruct); } uint8_t Infrared_DetectObstacle(void) { // 传感器有障碍物时输出低电平 if(GPIO_ReadInputDataBit(IR_PORT, IR_LEFT_PIN) == Bit_RESET || GPIO_ReadInputDataBit(IR_PORT, IR_RIGHT_PIN) == Bit_RESET) { return 1; } return 0; } ``` ### 4. 循迹模块 #### line_tracker.h ```c #ifndef __LINE_TRACKER_H #define __LINE_TRACKER_H #include "stm32f10x.h" // 五路循迹传感器引脚定义 #define TRACKER_PIN1 GPIO_Pin_6 #define TRACKER_PIN2 GPIO_Pin_7 #define TRACKER_PIN3 GPIO_Pin_8 #define TRACKER_PIN4 GPIO_Pin_9 #define TRACKER_PIN5 GPIO_Pin_10 #define TRACKER_PORT GPIOC void LineTracker_Init(void); uint8_t LineTracker_Read(void); // 返回5位传感器状态 #endif ``` #### line_tracker.c ```c #include "line_tracker.h" void LineTracker_Init(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE); GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = TRACKER_PIN1 | TRACKER_PIN2 | TRACKER_PIN3 | TRACKER_PIN4 | TRACKER_PIN5; GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; // 上拉输入 GPIO_Init(TRACKER_PORT, &GPIO_InitStruct); } uint8_t LineTracker_Read(void) { uint8_t state = 0; state |= (GPIO_ReadInputDataBit(TRACKER_PORT, TRACKER_PIN1) << 4); state |= (GPIO_ReadInputDataBit(TRACKER_PORT, TRACKER_PIN2) << 3); state |= (GPIO_ReadInputDataBit(TRACKER_PORT, TRACKER_PIN3) << 2); state |= (GPIO_ReadInputDataBit(TRACKER_PORT, TRACKER_PIN4) << 1); state |= GPIO_ReadInputDataBit(TRACKER_PORT, TRACKER_PIN5); return state; } ``` ### 5. 延时模块 #### delay.h ```c #ifndef __DELAY_H #define __DELAY_H #include "stm32f10x.h" void Delay_Init(void); void Delay_ms(uint32_t ms); #endif ``` #### delay.c ```c #include "delay.h" static uint32_t fac_us; void Delay_Init(void) { SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8); fac_us = SystemCoreClock / 8000000; } void Delay_ms(uint32_t ms) { while(ms--) { volatile uint32_t count = fac_us * 1000; while(count--); } } ``` ### 使用说明 1. **硬件连接**： - 修改头文件中的引脚定义以匹配实际电路 - 电机驱动推荐使用L298N模块 - 红外避障传感器建议安装在小车前方两侧 - 五路循迹传感器安装在小车底部 2. **功能逻辑**： - 避障优先级高于循迹 - 检测到障碍物时后退并右转 - 循迹采用中间三路传感器决策 - 可根据实际需求修改`Motor_LineTracking()`中的转向逻辑 3. **调试建议**： - 使用Keil的调试模式观察传感器状态[^3] - 通过串口输出传感器数据辅助调试[^1] - 调整`Delay_ms()`参数优化电机转向角度 4. **扩展功能**： - 添加超声波模块提高避障精度 - 增加蓝牙遥控功能 - 实现PID控制优化循迹平滑度 > **注意**：实际使用时需在Keil中配置正确的芯片型号（STM32F103系列），并添加标准外设库[^2]。