簡介

暑假無聊，手頭又有一個閑置的單片機一直放著，就想著做個遙控小車出來，復習一下單片機嵌入式編程。該遙控小車項目參考CSDN博主你就叫我李大帥的文章：STM32智能遙控小車，超詳細-附下載直接可以用，雙電源跑賊快！。自己在原文的基礎上添加了電腦端的控制，然后做了一個安卓定制軟件來控制小車。
注：

1. 本文所有代碼均開源，供學習使用。源碼在此：百度云盤鏈接（提取碼：uh66）
2. 本文是遙控小車的下位機部分，關于PC上位機部分的實現可以參考這里：點擊此處

一、硬件總體介紹

最終實物圖：

硬件方面與李大帥博主的硬件組成差不多：使用兩個L298N電機驅動模塊驅動四個電機，STM32開發板用來控制這兩個電機驅動模塊，并通過JDY-31藍牙透傳模塊與手機或電腦通信。整體采用兩個獨立電源分別為單片機和L298N供電。

1. L298N電機驅動模塊

該模塊用于驅動電機，一個L298N可以驅動兩個電機，有關L298N模塊的講解可以看這個視頻：l298n電機驅動模塊 電機正反轉 電機調速。下圖為L298N與單片機的連接示意圖。

左側L298N：

右側L298N

說明：

1. 電機驅動模塊L298N在遙控小車兩側分別放置，左邊的L298N控制左邊的兩個電機，右邊的L298N控制右邊的兩個電機。
2. 單片機的PD12-PD15以PWM的形式輸出控制電機的轉速，PE7-PE14以兩根為一組分別控制四個電機的轉向。

2. JDY-31藍牙模塊

JDY-31這個藍牙模塊屬于透明傳輸模塊，意思就是在使用時可以不用關心藍牙協議的細節，連接好以后可以直接將其當做串口使用。該模塊的RXD與TXD連接至單片機的UART接口，連接示意圖如下圖所示：

說明：

1. 連接藍牙模塊時，需要將JDY-31上的RX接口與單片機的TX接口相連接（我這款單片機的RX使用P9復用），同時將JDY-31上的TX接口與單片機的RX接口相連接（我這里的RX使用P10復用）。
2. JDY-31上的STATE接口連接到單片機用于檢測藍牙的連接狀態，當JDY-31與主機有藍牙連接時，STATE會置為高電平，否則為低電平。

3. 電源組成

我使用了兩塊獨立電源，4個干電池構成6.5V電壓給單片機供電，我所購買的單片機上有DCDC降壓芯片，能將6.5V降為3.3V供單片機使用。第二塊獨立電源由一個12V鋰電池提供，為L298N供電。

6.5V電源：

12V電源：

4. 單片機

我采用的單片機型號為STM32F407VET6，這個并不是很重要的，使用其他單片機型號找到對應的固件庫也能完成這樣的功能。

二、單片機程序介紹

下面部分為程序中主要程序的介紹，詳細代碼見百度網盤：[下載地址]。

程序結構目錄如下：

1. main.c文件

代碼片段：

int main(void){ 	//設置外部中斷優先組	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);	//各部分的初始化	uart_init(9600);	delay_init(168);	LED_Init();			 	Bluetooth_Init();  	SPEEDER_Init();	MTR_GPIOInit();	LED0 = 1;	//主程序	while(1)	{				if(BLUTOOTH_STATE)		{				LED0 = 0;				delay_ms(100);  					LED0 = 1;				delay_ms(100);     		}		else 		{			LED0 = 0;			MTR_CarBrakeAll();		}	}}

代碼說明：

1. main函數主要執行各個硬件部分的初始化，然后在主程序中判斷JDY-31藍牙與主機的連接的狀態，如果與主機正常連接，則LED0以閃爍的形式不停跳動；如果未連接主機，則LED0保持常亮。

2. bluetooth.c文件

代碼片段：

#include "bluetooth.h"#include "delay.h"  void Bluetooth_Init(void){  GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;  RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOE, ENABLE);//使能GPIOE時鐘   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0; //STATE連接的引腳PE0  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;//普通輸入模式  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;//100M  GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;//down pull  GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOE} 

說明：

1. 該模塊用于檢測藍牙的連接狀態，故Bluetooth_Init函數只需初始化PE0即可。
2. 同時在bluetooth.h頭文件中定義了一個變量BLUTOOTH_STATE，用來查詢藍牙是否連接，如下所示：

   #define BLUTOOTH_STATE 	GPIO_ReadInputDataBit(GPIOE,GPIO_Pin_0)	//PE0

3. motor.c文件

代碼片段：

#include "motor.h"//剎車void MTR_CarBrakeAll(void){	MTR1_BRAKE;	MTR2_BRAKE;	MTR3_BRAKE;	MTR4_BRAKE;}//前進void MTR_CarGo(void){	MTR1_ROTA_F;	MTR2_ROTA_F;	MTR3_ROTA_F;	MTR4_ROTA_F;}//后退void MTR_CarBack(void){	MTR1_ROTA_B;	MTR2_ROTA_B;	MTR3_ROTA_B;	MTR4_ROTA_B;}//順時針轉void MTR_CarCW(void){	MTR1_ROTA_F;	MTR2_ROTA_F;	MTR3_ROTA_B;	MTR4_ROTA_B;}//逆時針轉void MTR_CarCCW(void){	MTR1_ROTA_B;	MTR2_ROTA_B;	MTR3_ROTA_F;	MTR4_ROTA_F;}//電機驅動控制初始化void MTR_GPIOInit(void){	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;	RCC_AHB1PeriphClockCmd(MTR1_GPIO_CLK|MTR2_GPIO_CLK|MTR3_GPIO_CLK|MTR4_GPIO_CLK,ENABLE);//時鐘	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;	GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;	GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;//推挽輸出	//電機1	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = MTR1_GPIO_PIN;	GPIO_Init(MTR1_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);	//電機2	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = MTR2_GPIO_PIN;	GPIO_Init(MTR2_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);	//電機3	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = MTR3_GPIO_PIN;	GPIO_Init(MTR3_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);	//電機4	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = MTR4_GPIO_PIN;	GPIO_Init(MTR4_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);	//小車剎車	MTR_CarBrakeAll();}

說明：

1. 該模塊主要通過控制PE7-PE14從而實現剎車前進后退以及自轉的功能，例如MTR1_ROTA_F是對第一個電機的兩個引腳分別賦值為1和0，而MTR1_BRAKE則是將這兩個引腳都賦值為0。

4. speeder.c文件

代碼片段：

#include "sys.h"#include "speeder.h"u16 SPEED_LEVEL = SPEED_LEVEL1;u8 CAR_STATE = STRAIGHT_STATE;//GPIO初始化static void SPEEDER_GPIO_Init(void){	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;	RCC_AHB1PeriphClockCmd(SPEEDER_GPIO_CLK,ENABLE);//時鐘	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;	GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;	GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_DOWN;	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;//推挽輸出	//初始化GPIO 將復用的引腳與對應的定時器綁定在一起。	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = SPEEDER_GPIO_PIN;	GPIO_Init(SPEEDER_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);	GPIO_PinAFConfig(SPEEDER_GPIO_PORT,GPIO_PinSource12,GPIO_AF_TIM4);	GPIO_PinAFConfig(SPEEDER_GPIO_PORT,GPIO_PinSource13,GPIO_AF_TIM4);	GPIO_PinAFConfig(SPEEDER_GPIO_PORT,GPIO_PinSource14,GPIO_AF_TIM4);	GPIO_PinAFConfig(SPEEDER_GPIO_PORT,GPIO_PinSource15,GPIO_AF_TIM4);}//定時器初始化static void SPEEDER_TIM_Init(void){	TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;	TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure;	RCC_APB1PeriphClockCmd(GENERAL_TIM_CLK,ENABLE);	/*--------------------TIME BASE 結構體初始化-------------------------*/	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=GENERAL_TIM_Period;	//自動重裝載的值	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler= GENERAL_TIM_Prescaler;	 //預分頻值	TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;					TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;		//向上計數	TIM_TimeBaseStructure.TIM_RepetitionCounter=0;		// 初始化定時器	TIM_TimeBaseInit(GENERAL_TIM, &TIM_TimeBaseStructure);	/*--------------------輸出比較結構體初始化-------------------*/		TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;	// 配置為PWM2模式   計數器值大于occr時輸出有效信號	TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;	// 輸出使能	TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;	// 輸出通道電平極性配置	   有效信號為高電平	TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = SPEED_LEVEL;									//比較的值：0	TIM_OC1Init(GENERAL_TIM, &TIM_OCInitStructure);	// 輸出比較通道 1	TIM_OC1PreloadConfig(GENERAL_TIM, TIM_OCPreload_Enable);	TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = SPEED_LEVEL;	TIM_OC2Init(GENERAL_TIM, &TIM_OCInitStructure);	// 輸出比較通道 2	TIM_OC2PreloadConfig(GENERAL_TIM, TIM_OCPreload_Enable);	TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = SPEED_LEVEL;	TIM_OC3Init(GENERAL_TIM, &TIM_OCInitStructure);	// 輸出比較通道 3	TIM_OC3PreloadConfig(GENERAL_TIM, TIM_OCPreload_Enable);	TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = SPEED_LEVEL;	TIM_OC4Init(GENERAL_TIM, &TIM_OCInitStructure);	// 輸出比較通道 4	TIM_OC4PreloadConfig(GENERAL_TIM, TIM_OCPreload_Enable);		TIM_ARRPreloadConfig(GENERAL_TIM,ENABLE);	TIM_Cmd(GENERAL_TIM, ENABLE);	// 使能定時器}//整體的使能void SPEEDER_Init(void){	SPEEDER_GPIO_Init();	SPEEDER_TIM_Init();	CAR_STATE = STRAIGHT_STATE;}//向右轉void SET_RIGHT_TURN(void){	CAR_STATE = RIGHT_STATE;	TIM_SetCompare1(GENERAL_TIM,SPEED_LEVEL);	TIM_SetCompare2(GENERAL_TIM,SPEED_LEVEL);	TIM_SetCompare3(GENERAL_TIM,0);	TIM_SetCompare4(GENERAL_TIM,0);}//向左轉void SET_LEFT_TURN(void){	CAR_STATE = LEFT_STATE;	TIM_SetCompare1(GENERAL_TIM,0);	TIM_SetCompare2(GENERAL_TIM,0);	TIM_SetCompare3(GENERAL_TIM,SPEED_LEVEL);	TIM_SetCompare4(GENERAL_TIM,SPEED_LEVEL);}//變直道void RESET_DIRECTION(void){	CAR_STATE = STRAIGHT_STATE;	TIM_SetCompare1(GENERAL_TIM,SPEED_LEVEL);	TIM_SetCompare2(GENERAL_TIM,SPEED_LEVEL);	TIM_SetCompare3(GENERAL_TIM,SPEED_LEVEL);	TIM_SetCompare4(GENERAL_TIM,SPEED_LEVEL);}//根據當前的小車狀態將當前的速度等級賦值到對應的定時器中。static void RESET_SPEED_LEVEL(void){	switch(CAR_STATE){		case STRAIGHT_STATE:			RESET_DIRECTION();			break;		case LEFT_STATE:			SET_LEFT_TURN();			break;		case RIGHT_STATE:			SET_RIGHT_TURN();			break;	}}//變速：加速void SPEED_UP(void){	switch(SPEED_LEVEL){		case SPEED_LEVEL0:			SPEED_LEVEL = SPEED_LEVEL1;			break;		case SPEED_LEVEL1:			SPEED_LEVEL = SPEED_LEVEL2;			break;		case SPEED_LEVEL2:			SPEED_LEVEL = SPEED_LEVEL3;			break;		case SPEED_LEVEL3:			SPEED_LEVEL = SPEED_LEVEL3;			break;	}	RESET_SPEED_LEVEL();}//變速：減速void SPEED_DOWN(void){	switch(SPEED_LEVEL){		case SPEED_LEVEL0:			SPEED_LEVEL = SPEED_LEVEL0;			break;		case SPEED_LEVEL1:			SPEED_LEVEL = SPEED_LEVEL0;			break;		case SPEED_LEVEL2:			SPEED_LEVEL = SPEED_LEVEL1;			break;		case SPEED_LEVEL3:			SPEED_LEVEL = SPEED_LEVEL2;			break;	}	RESET_SPEED_LEVEL();}

說明：

1. 該模塊主要對PD12-PD15實現PWM輸出，從而達到控制小車速度的功能。同時，該模塊中包括小車的加減速以及小車的轉向功能。
2. 在加速函數（減速函數）中，先用switch語句判斷小車當前的速度狀態，之后將SPEED_LEVEL更改為對應的更大（更小）的速度檔位，然后使用RESET_SPEED_LEVEL()函數將更改后的速度檔位值賦值到對應的定時器比較值中。

5. uart.c文件

代碼部分：

void USART1_IRQHandler(void)                	//串口1中斷服務程序{	uint8_t CMD = 0;//接收的命令	if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET){		USART_ClearFlag(USART1,USART_FLAG_RXNE);		USART_ClearITPendingBit(USART1,USART_IT_RXNE);		CMD = USART_ReceiveData(USART1);//讀取一個字節		switch(CMD){			case 0x00:				RESET_DIRECTION();				MTR_CarGo();				printf("forward/r/n");				break;			case 0x01:				RESET_DIRECTION();				MTR_CarBack();				printf("back/r/n");				break;			case 0x02:				SET_RIGHT_TURN();				printf("right turn/r/n");				break;			case 0x03:				SET_LEFT_TURN();				printf("left turn/r/n");				break;			case 0x04:				MTR_CarCW();				printf("right CW/r/n");				break;			case 0x05:				MTR_CarCCW();				printf("left CW/r/n");				break;			case 0x06://==================加速				SPEED_UP();				printf("speed up/r/n");				break;			case 0x07://===================減速				SPEED_DOWN();				printf("speed down/r/n");				break;			case 0x0a:				RESET_DIRECTION();				printf("reset straight/r/n");				break;			case 0xff:				MTR_CarBrakeAll();				printf("stop/r/n");				break;			case 0x1f:	//================ 測試連接				printf("connect successfully");				break;		}	}} 

說明：

1. 在該文件中主要包含uart串口模塊的初始化部分以及串口的中斷處理程序編寫部分。
2. 在串口初始化部分中，為了方便，我使用了商家提供的ucos初始化代碼，具體可見源代碼，本人沒能將其搞清楚。
3. 在串口中斷處理程序中，由于我設定的主機指令以一個字節為單位，故串口檢測到一個字節的接收時就立即判斷當前指令對應的動作，指令與小車動作的映射見上位機編寫部分。

三、總結

1. 本文代碼可以移植到其他單片機上，源代碼在百度云盤中自行領取：點擊此處 （提取碼：uh66）
2. 本文是遙控小車的下位機部分，關于PC上位機部分的實現可以參考這里：點擊此處
3. 文中解釋如有問題可評論留言，我會不定時查看