动手智能小车记(5)-坦克底盘硬件模块大杂烩
关于小车，之前也写了好几期了，先给大家放一段视频，后面打算将机械臂集成到坦克上，目前还在调试中，夹具已经能够控制夹紧和松开了：
上次那辆小车的底盘实在是脆弱，一不小心就撞碎了，后面直接上了个坦克底盘，在基于坦克底盘的小车上，控制坦克行走和之前小车的方法一致，采用的是PWM直驱，通过改变占空比的形式让坦克前进、后退、左右转。此次加上各种模块，分别如下：
- 激光瞄准头
- 蜂鸣器报警(因为还没买电磁炮，所以暂时用来代替发射)
- 步进电机(用来调节发射瞄准角度)
- MG996R舵机(打算做成360°旋转避障，据说会影响精度，还没试)
- 超声波模块SR04
- 游戏摇杆模块控制
一、激光瞄准头
这个没什么好说的，就跟点灯一样，高电平打开激光射线，低电平关闭激光射线，但我总觉得这个太暗了，改天一定要买一个亮度更大，效果看起来更明显的。
二、蜂鸣器
这里选用的是有源蜂鸣器，也是跟点灯一样，高低电平控制，当小车收到SHOT指令时，发射炮弹，用蜂鸣器高电平的响声暂时代替，后续替换成电磁炮。
三、步进电机的控制
电机控制是一门非常高深的学问，如果想去走工控行业需要玩到电机方面的，那么步进电机一定少不了，不管怎么说，我们还是可以把它驱动起来的，以下是我买的一个步进电机驱动模块:
步进电机选用的型号是：28BYJ48-H12
这里在软件编程上有一个比较重要参数需要了解一下，就是步距角。
那么什么是步距角呢？度娘给你答案，可以详细看看。
https://baike.baidu.com/item/%E6%AD%A5%E8%B7%9D%E8%A7%92/5946465?fr=aladdin
来看看下面这个换算公式，或许你就明白了，如上图所示，步距角=5.625°/64，意思就是每64个脉冲步进电机就会转5.625度，因此我们很容易得出以下计算公式：电机转一圈有360°，那么转一圈的脉冲数 = 360 / 5.625 * 64 = 4096 个脉冲。进而很容易得到以下角度与脉冲的简单算法：
/*
Rotation_Angle:旋转角度
返回：Motor_Pulse 根据公式计算得出的脉冲个数
*/
int Motor_Angle_Cal(int Rotation_Angle)
{
if(Rotation_Angle < 0 || Rotation_Angle > 360)
return -1 ;
Motor_Pulse = (int)((double)(Rotation_Angle / 5.625) * 64) ;
return Motor_Pulse ;
}
关于详细配置和程序编写，之前在CSDN博客上也已经做过类似的笔记，这里就不重复写了：
https://yangyuanxin.blog.csdn.net/article/details/100901635
四、MG996R舵机控制
关于舵机控制，我想世伟之前写的文章介绍就已经非常详细了，链接如下:
STM32Cube-21（补充） | 使用通用定时器产生PWM驱动舵机
这里的舵机我让它以固定频率进行360旋转，这个效果感觉像激光雷达哈哈哈，有时间一定买个来玩玩。
五、超声波模块SR04
主要用来实现测距避障用，引用之前学习32时听了温老师的课，这是他的课堂笔记，我觉得下面这个图理解起来超级通俗易懂了，文末回复关键字获取。
六、游戏摇杆模块控制
根据模块提供的手册，下面来了解下工作原理以及如何来应用
看到这里我们就明白了，x，y是模拟量，而z是一个二值数据，在这里，可以利用STM32的ADC控制器来读取X,Y的输出，Z轴就很简单了，把它当作普通按键就可以了，关于ADC介绍，温老师的笔记值得收藏，通俗易懂。
关于游戏摇杆模块控制小车，其实只要把摇杆方向的AD值测出来，然后写个简单的函数进行区分就可以了，以下是我实测的控制数据，可能并不是特别精准，但个人觉得够用了，后期也可以进行优化:
//通过DMA通道转换得到的值
uint32_t JOY_VALUE[2];
//保存转换计算后的电压值
__IO float ADC_VOL_VALUE[2];
#define UP 0
#define DOWN 1
#define LEFT 2
#define RIGHT 3
#define LEFT_UP 4
#define LEFT_DOWN 5
#define RIGHT_UP 6
#define RIGHT_DONW 7
#define ENTER 8
#define UNKNOW_KEY 99
//获取摇杆键值
uint8_t GET_KEY_VALUE(int x, int y, int z)
{
if((0 == x) && (y > 50 && y < 255))
return UP;
else if((255 == x) && (y > 0 && y < 255))
return DOWN ;
else if((x > 0 && x < 255) && (255 == y))
return LEFT ;
else if((x > 0 && x < 255) && (0 == y))
return RIGHT ;
else if((0 == x) && (255 == y))
return LEFT_UP ;
else if((255 == x) && (255 == y))
return LEFT_DOWN ;
else if((0 == x) && (0 == y))
return RIGHT_UP ;
else if((255 == x) && (0 == y))
return RIGHT_DONW ;
else if(x > 0 && y > 0 && 0 == z)
return ENTER ;
return UNKNOW_KEY ;
}
要控制小车，那么就要把WIFI和摇杆模块的控制绑定起来，首先肯定是要让WIFI进入透传模式，然后通过WIFI发送控制指令给小车，核心代码如下：
int main(void)
{
/* USER CODE BEGIN 1 */
int JOY_X, JOY_Y, JOY_Z ;
uint8_t key_value ;
/* USER CODE END 1 */
/* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/
/* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
HAL_Init();
/* USER CODE BEGIN Init */
/* USER CODE END Init */
/* Configure the system clock */
SystemClock_Config();
/* USER CODE BEGIN SysInit */
/* USER CODE END SysInit */
/* Initialize all configured peripherals */
MX_GPIO_Init();
MX_DMA_Init();
MX_USART1_UART_Init();
MX_USART3_UART_Init();
MX_ADC1_Init();
/* USER CODE BEGIN 2 */
ESP8266_Init();
printf("正在配置 ESP8266 ......\n" );
if(ESP8266_AT_Test())
{
printf("AT test OK\n");
}
printf("\n< 1 >\n");
if(ESP8266_Net_Mode_Choose(STA))
{
printf("ESP8266_Net_Mode_Choose OK\n");
}
printf("\n< 2 >\n");
while(!ESP8266_JoinAP(User_ESP8266_ApSsid, User_ESP8266_ApPwd));
printf("\n< 3 >\n");
ESP8266_Enable_MultipleId(DISABLE);
while(!ESP8266_Link_Server(enumTCP, User_ESP8266_TcpServer_IP, User_ESP8266_TcpServer_Port, Single_ID_0));
printf("\n< 4 >\n");
while(!ESP8266_UnvarnishSend());
printf("配置 ESP8266 完毕\n");
HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1, JOY_VALUE, 2);
/* USER CODE END 2 */
/* Infinite loop */
/* USER CODE BEGIN WHILE */
while (1)
{
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
//3.3V为AD转换的参考电压值，STM32的AD转换为12bit，所以2^12=4096
//故当输入参考电压为3.3V时，AD转换的结果为4096
//取12bit数值
//ADC_VOL_VALUE[0] = (float)(JOY_VALUE[0] & 0xFFF) * 3.3 / 4096 ;
//ADC_VOL_VALUE[1] = (float)(JOY_VALUE[1] & 0xFFF) * 3.3 / 4096 ;
//printf("x:%.2fv y:%.2fv\n", ADC_VOL_VALUE[0], ADC_VOL_VALUE[1]);
//只取8位有效数据
JOY_X = JOY_VALUE[0] & 0xFF;
JOY_Y = JOY_VALUE[1] & 0xFF;
JOY_Z = HAL_GPIO_ReadPin(JOY_Z_GPIO_Port, JOY_Z_Pin);
key_value = GET_KEY_VALUE(JOY_X, JOY_Y, JOY_Z);
//printf("x:%d y:%d z:%d\n", JOY_X, JOY_Y, JOY_Z);
switch(key_value)
{
//小车前进
case UP :
printf("上\n");
ESP8266_SendString(ENABLE,"GO",strlen("GO"),0);
break ;
//小车后退
case DOWN :
printf("下\n");
ESP8266_SendString(ENABLE,"BACK",strlen("BACK"),0);
break ;
//小车左转
case LEFT :
printf("左\n");
ESP8266_SendString(ENABLE,"LEFT",strlen("LEFT"),0);
break ;
//小车右转
case RIGHT :
printf("右\n");
ESP8266_SendString(ENABLE,"RIGHT",strlen("RIGHT"),0);
break ;
//控制步进电机向右旋转45°
case LEFT_UP:
printf("左上\n");
ESP8266_SendString(ENABLE,"MOTOR_RADJ",strlen("MOTOR_RADJ"),0);
break ;
case LEFT_DOWN:
printf("左下\n");
break ;
//控制步进电机向左旋转45°
case RIGHT_UP:
printf("右上\n");
ESP8266_SendString(ENABLE,"MOTOR_LADJ",strlen("MOTOR_LADJ"),0);
break ;
case RIGHT_DONW :
printf("右下\n");
break ;
//控制发射炮弹
case ENTER :
printf("确认\n");
ESP8266_SendString(ENABLE,"SHOT",strlen("SHOT"),0);
break ;
//控制小车停止
default:
ESP8266_SendString(ENABLE,"STOP",strlen("STOP"),0);
break ;
}
HAL_Delay(200);
}
/* USER CODE END 3 */
}
