hal库巡线避障小车

<think>好的，用户想基于STM32 HAL库实现巡线避障小车，需要方法和代码示例。首先我得回忆相关的资料，之前看到的引用提到使用STM32的I/O口控制L298N驱动电机，还有蓝牙或Wi-Fi模块的应用。用户可能已经了解一些基础，但需要具体的HAL库实现步骤。 首先，硬件部分需要确认：主控是STM32F1系列，比如F103C8T6，常用在小型项目里。巡线模块通常用红外对管，避障可能用超声波或红外传感器。电机驱动用L298N模块，通过PWM控制速度，GPIO控制方向。 软件方面，HAL库的配置可以用CubeMX生成初始化代码，这样节省时间。需要配置GPIO、PWM、定时器，可能还有ADC如果传感器是模拟输出的。比如巡线模块如果是数字输出，直接读取GPIO电平；避障的超声波可能需要定时器和输入捕获。 代码结构方面，主循环里可能需要轮询传感器状态，根据巡线逻辑调整电机PWM占空比，实现转向。避障部分可能需要中断或定时扫描，当检测到障碍物时改变方向。蓝牙控制部分可以用UART接收指令，切换手动和自动模式。 用户提到的引用[2]提到用HAL库控制L298N，所以需要配置对应的GPIO为输出模式，PWM输出到使能引脚。引用[3]提到自动避障模式切换，可能需要状态机来管理不同模式。 可能的问题点：PWM频率设置是否正确，传感器响应时间是否足够快，代码的实时性如何保证。需要确保中断优先级合理，避免传感器数据处理延迟导致小车反应迟钝。 然后，代码示例部分应该展示基本的初始化函数和主循环逻辑。比如初始化电机控制的GPIO和PWM，配置巡线传感器的输入，超声波模块的定时器设置。主循环中读取传感器数据，根据巡线算法调整左右轮速度，遇到障碍时触发避障动作，比如停止、转向。 测试时可能需要逐步验证每个模块，比如单独测试电机驱动、巡线传感器、避障功能，再整合起来。引用[1]中提到的电机驱动测试，用户可能需要类似的步骤，确保各个部分正常工作后再进行综合调试。 最后，用户可能需要相关的优化建议，比如加入PID控制提高巡线精度，或者使用蓝牙指令切换模式。这些进阶内容可以作为扩展建议提供，帮助用户进一步完善项目。</think>基于STM32 HAL库的巡线避障小车实现需要结合传感器数据采集、电机控制和算法逻辑。以下是具体实现方案及代码示例： ### 一、硬件架构 1. **主控芯片**：STM32F103C8T6（最小系统板） 2. **驱动模块**：L298N电机驱动模块，通过PWM控制电机转速[^2] 3. **传感器**： - 巡线：4路红外传感器（TCRT5000） - 避障：HC-SR04超声波模块+红外避障传感器 4. **通信模块**：HC-05蓝牙模块（UART通信） ### 二、软件实现 #### 1. CubeMX配置 ```c // GPIO配置： // L298N控制引脚：PA0-PA3（方向控制） // 红外传感器：PB0-PB3（数字输入） // 超声波Trig：PC6，Echo：PC7（输入捕获） // PWM输出：TIM2_CH1/CH2（PA0/PA1，10kHz频率） ``` #### 2. 电机驱动代码 ```c // motor.h typedef enum {FORWARD, BACKWARD, STOP} MotorState; void Motor_Control(MotorState left, MotorState right, uint8_t speed) { // 设置方向 HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, LEFT_MOTOR_PIN1, (left == FORWARD) ? GPIO_PIN_SET : GPIO_PIN_RESET); HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, LEFT_MOTOR_PIN2, (left == BACKWARD) ? GPIO_PIN_SET : GPIO_PIN_RESET); // 设置PWM占空比 __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim2, TIM_CHANNEL_1, speed); __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim2, TIM_CHANNEL_2, speed); } ``` #### 3. 巡线算法实现 ```c // line_follower.c #define LINE_DETECTED 0 // TCRT5000输出低电平表示检测到黑线 void Follow_Line(void) { uint8_t sensor_state = (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, SENSOR1_Pin) << 3) | (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, SENSOR2_Pin) << 2) | (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, SENSOR3_Pin) << 1) | HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, SENSOR4_Pin); switch(sensor_state) { case 0b1110: // 左偏 Motor_Control(FORWARD, STOP, 70); break; case 0b1101: // 右偏 Motor_Control(STOP, FORWARD, 70); break; default: // 直行 Motor_Control(FORWARD, FORWARD, 60); } } ``` #### 4. 避障逻辑 ```c // avoidance.c void Obstacle_Avoidance(void) { float distance = Get_Ultrasonic_Distance(); // 超声波测距函数 if(distance < 15.0) { // 检测到障碍物 Motor_Control(BACKWARD, BACKWARD, 70); HAL_Delay(300); Motor_Control(FORWARD, STOP, 80); // 右转避障 HAL_Delay(500); } } ``` ### 三、系统整合 ```c // main.c int main(void) { HAL_Init(); SystemClock_Config(); MX_GPIO_Init(); MX_TIM2_Init(); MX_USART1_UART_Init(); while(1) { if(operation_mode == AUTO_MODE) { Follow_Line(); Obstacle_Avoidance(); } else { Handle_Bluetooth_Command(); // 处理蓝牙控制指令 } } } ```