STM32——智能小车
硬件接线
B-1A – PB0
B-1B – PB1
A-1A – PB2
A-1B – PB10
其余接线参考51单片机小车项目。
1.让小车动起来
motor.c
#include "motor.h"
void goForward(void)
{
// 左轮
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_SET);
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_10, GPIO_PIN_RESET);
// 右轮
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_SET);
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_RESET);
}
void goBack(void)
{
// 左轮
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_RESET);
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_10, GPIO_PIN_SET);
// 右轮
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_RESET);
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_SET);
}
void goLeft(void)
{
// 左轮
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_RESET);
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_10, GPIO_PIN_RESET);
// 右轮
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_SET);
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_RESET);
}
void goRight(void)
{
// 左轮
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_SET);
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_10, GPIO_PIN_RESET);
// 右轮
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_RESET);
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_RESET);
}
void stop(void)
{
// 左轮
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_SET);
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_10, GPIO_PIN_SET);
// 右轮
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_RESET);
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_RESET);
}
motor.h
#ifndef __MOTOR_H__
#define __MOTOR_H__
#include "main.h"
void goForward(void);
void goBack(void);
void goLeft(void);
void goRight(void);
void stop(void);
#endif
main.c
#include "motor.h"
//main函数的while循环部分：
while (1)
{
/* USER CODE END WHILE */
goForward();
HAL_Delay(1000);
goBack();
HAL_Delay(1000);
goLeft();
HAL_Delay(1000);
goRight();
HAL_Delay(1000);
stop();
HAL_Delay(1000);
/* USER CODE BEGIN 3 */
}
2.串口控制小车
uart.c
#include "string.h"
#include "stdio.h"
#include "motor.h"
//串口接收缓存（1字节）
uint8_t buf=0;
//定义最大接收字节数 200，可根据需求调整
#define UART1_REC_LEN 200
// 接收缓冲, 串口接收到的数据放在这个数组里，最大UART1_REC_LEN个字节
uint8_t UART1_RX_Buffer[UART1_REC_LEN];
// 接收状态
// bit15， 接收完成标志
// bit14， 接收到0x0d
// bit13~0， 接收到的有效字节数目
uint16_t UART1_RX_STA=0;
#define SIZE 12
char buffer[SIZE];
// 接收完成回调函数，收到一个数据后，在这里处理
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
// 判断中断是由哪个串口触发的
if(huart->Instance == USART1)
{
// 判断接收是否完成（UART1_RX_STA bit15 位是否为1）
if((UART1_RX_STA & 0x8000) == 0)
{
// 如果已经收到了 0x0d （回车），
if(UART1_RX_STA & 0x4000)
{
// 则接着判断是否收到 0x0a （换行）
if(buf == 0x0a)
{
// 如果 0x0a 和 0x0d 都收到，则将 bit15 位置为1
UART1_RX_STA |= 0x8000;
// 灯控指令
if(!strcmp(UART1_RX_Buffer, "M1"))
goForward();
else if(!strcmp(UART1_RX_Buffer, "M2"))
goBack();
else if(!strcmp(UART1_RX_Buffer, "M3"))
goLeft();
else if(!strcmp(UART1_RX_Buffer, "M4"))
goRight();
else
stop();
memset(UART1_RX_Buffer, 0, UART1_REC_LEN);
UART1_RX_STA = 0;
}
else
// 否则认为接收错误，重新开始
UART1_RX_STA = 0;
}
else // 如果没有收到了 0x0d （回车）
{
服务器托管网 //则先判断收到的这个字符是否是 0x0d （回车）
if(buf == 0x0d)
{
// 是的话则将 bit14 位置为1
UART1_RX_STA |= 0x4000;
}
else
{
// 否则将接收到的数据保存在缓存数组里
UART1_RX_Buffer[UART1_RX_STA & 0X3FFF] = buf;
UART1_RX_STA++;
// 如果接收数据大于UART1_REC_LEN（200字节），则重新开始接收
if(UART1_RX_STA > UART1_REC_LEN - 1)
UART1_RX_STA = 0;
}
}
}
// 重新开启中断
HAL_UART_Receive_IT(&huart1, &buf, 1);
}
}
int fputc(int ch, FILE *f)
{
unsigned char temp[1]={ch};
HAL_UART_Transmit(&huart1,temp,1,0xffff);
return ch;
}
main.c
#include "motor.h"
extern uint8_t buf;
//main函数
HAL_UART_Receive_IT(&huart1, &buf, 1);
3.点动控制小车
uart.c
if (!strcmp(UART1_RX_Buffer, "M1"))
{
goForward();
HAL_Delay(10);
}
else if (!strcmp(UART1_RX_Buffer, "M2"))
{
goBack();
HAL_Delay(10);
}
else if (!strcmp(UART1_RX_Buffer, "M3"))
{
goLeft();
HAL_Delay(10);
}
else if (!strcmp(UART1_RX_Buffer, "M4"))
{
goRight();
HAL_Delay(10);
}
else
stop();
mian.c
// main函数里
HAL_NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn,0,0); //或者通过cubeMX配置
while(1)
{
stop();
}
4.硬件PWM调速
硬件接线
B-1A – PA0
B-1B – PB1
A-1A – PA1
A-1B – PB10
其余接线参考上官一号小车项目。
main.c
// main函数里
HAL_TIM_PWM_Start(&htim2,TIM_CHANNEL_1);
HAL_TIM_PWM_Start(&htim2,TIM_CHANNEL_2);
while (1)
{
__HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_1, 8);
__HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_2, 8);
HAL_Delay(1000);
__HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_1, 10);
__HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_2, 10);
HAL_Delay(1000);
__HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_1, 15);
__HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_2, 15);
HAL_Delay(1000);
}
5.左右轮各自调速
main.c
// main函数里
while (1)
{
__HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_1,8);
__HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_2,15);
HAL_Delay(1000);
__HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_1,15);
__HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_2,8);
HAL_Delay(1000);
}
6.循迹小车
硬件接线
B-1A – PB0
B-1B – PB1
A-1A – PB2
A-1B – PB10
循迹模块（左） – PB3
循迹模块（右） – PB4
#define LeftWheel_Value HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_3)
#define RightWheel_Value HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_4)
// main函数里
while (1)
{
if (LeftWheel_Value == GPIO_PIN_RESET && RightWheel_Value == GPIO_PIN_RESET)
goForward();
if (LeftWheel_Value == GPIO_PIN_SET && RightWheel_Value == GPIO_PIN_RESET)
goLeft();
if (LeftWheel_Value == GPIO_PIN_RESET && RightWheel_Value == GPIO_PIN_SET)
goRight();
if (LeftWheel_Value == GPIO_PIN_SET && RightWheel_Value == GPIO_PIN_SET)
stop();
}
7.循迹小车解决转弯平滑问题
硬件接线
B-1A – PA0
B-1B – PB1
A-1A – PA1
A-1B – PB10
循迹模块（左） – PB3
循迹模块（右） – PB4
#define LeftWheel_Value HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_3)
#define RightWheel_Value HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_4)
// main函数里
while (1)
{
if(LeftWheel_Value == GPIO_PIN_RESET && RightWheel_Value == GPIO_PIN_RESET)
{
__HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_1,19);
__HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_2,19);
}
if(LeftWheel_Value == GPIO_PIN_SET && RightWheel_Value == GPIO_PIN_RESET)
{
__HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_1,15);
__HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_2,8);
}
if(LeftWheel_Value == GPIO_PIN_RESET && RightWheel_Value == GPIO_PIN_SET)
{
__HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_1,8);
__HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_2,15);
}
if(LeftWheel_Value == GPIO_PIN_SET && RightWheel_Value == GPIO_PIN_SET)
{
__HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_1,0);
__HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_2,0);
}
}
8.跟随小车
硬件接线
B-1A – PB0
B-1B – PB1
A-1A – PB2
A-1B – PB10
跟随模块（左） – PB5
跟随模块（右） – PB6
#define LeftWheel_Value HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_5)
#define RightWheel_Value HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_6)
// main函数里
while (1)
{
if(LeftWheel_Value == GPIO_PIN_RESET && RightWheel_Value == GPIO_PIN_RESET)
goForward();
if(LeftWheel_Value == GPIO_PIN_SET && RightWheel_Value == GPIO_PIN_RESET)
goRight();
if(LeftWheel_Value == GPIO_PIN_RESET && RightWheel_Value == GPIO_PIN_SET)
goLeft();
if(LeftWheel_Value == GPIO_PIN_SET && RightWheel_Value == GPIO_PIN_SET)
stop();
}
9.摇头避障小车
硬件接线
sg90 – PB9
sg90.c
#include "sg90.h"
#include "gpio.h"
#include "tim.h"
void initSG90(void)
{
HAL_TIM_PWM_Start(&htim4,TIM_CHANNEL_4); //启动定时器4
__HAL_TIM_SetCompare(&htim4, TIM_CHANNEL_4, 17); //将舵机置为90度
}
void sgMiddle(void)
{
__HAL_TIM_SetCompare(&htim4, TIM_CHANNEL_4, 17); //将舵机置为90度
}
void sgRight(void)
{
__HAL_TIM_SetCompare(&htim4, TIM_CHANNEL_4, 5); //将舵机置为0度
}
void sgLeft(void)
{
__HAL_TIM_SetCompare(&htim4, TIM_CHANNEL_4, 25); //将舵机置为180度
}
SG90.h
#ifndef __SG90_H__
#define __SG90_H__
void initSG90(void);
void sgMiddle(void);
void sgRight(void);
void sgLeft(void);
#endif
main.c
initSG90();
HAL_Delay(1000);
while (1)
{
sgLeft();
HAL_Delay(1000);
sgMiddle();
HAL_Delay(1000);
sgRight();
HAL_Delay(1000);
sgMiddle();
HAL_Delay(1000);
}
封装超声波传感器
超声波模块：
Trig – PB7
Echo – PB8
#include "sr04.h"
#include "gpio.h"
#include "tim.h"
//使用TIM2来做us级延时函数
void TIM2_Delay_us(uint16_t n_us)
{
/* 使能定时器2计数 */
__HAL_TIM_ENABLE(&htim2);
__HAL_TIM_SetCounter(&htim2, 0);
while(__HAL_TIM_GetCounter(&htim2) ((1 * n_us)-1) );
/* 关闭定时器2计数 */
__HAL_TIM_DISABLE(&htim2);
}
double get_distance(void)
{
int cnt=0;
//1. Trig ，给Trig端口至少10us的高电平
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_7, GPIO_PIN_SET);//拉高
TIM2_Delay_us(20);
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_7, GPIO_PIN_RESET);//拉低
//2. echo由低电平跳转到高电平，表示开始发送波
//波发出去的那一下，开始启动定时器
while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_8) == GPIO_PIN_RESET);//等待输入电平拉高
HAL_TIM_Base_Start(&htim2);
__HAL_TIM_SetCounter(&htim2,0);
//3. 由高电平跳转回低电平，表示波回来了
while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_8) == GPIO_PIN_SET);//等待输入电平变低
//波回来的那一下，我们开始停止定时器
HAL_TIM_Base_Stop(&htim2);
//4. 计算出中间经过多少时间
cnt = __HAL_TIM_GetCounter(&htim2);
//5. 距离 = 速度 （340m/s）* 时间/2（计数1次表示1us）
return (cnt*340/2*0.000001*100); //单位：cm
}
sr04.h
#ifndef __SR04_H__
#define __SR04_H__
double get_distance(void);
#endif
main.c
while (1)
{
if(dir != MIDDLE){
sgMiddle();
dir = MIDDLE;
HAL_Delay(300);
}
disMiddle = get_distance();
if(disMiddle > 35){
//前进
}
else
{
//停止
//测左边距离
sgLeft();
HAL_Delay(300);
disLeft = get_distance();
sgMiddle();
HAL_Delay(300);
sgRight();
dir = RIGHT;
HAL_Delay(300);
disRight = get_distance();
}
}
封装电机驱动
硬件接线
与 “让小车动起来” 完全一样
B-1A – PB0
B-1B – PB1
A-1A – PB2
A-1B – PB10
while (1)
{
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
if(dir != MIDDLE){
sgMiddle();
dir = MIDDLE;
HAL_Delay(300);
}
disMiddle = get_distance();
if(disMiddle > 35){
//前进
goForward();
}else if(disMiddle 10.小车测速
硬件接线
测速模块：
VCC – 3.3V 不能接5V，否则遮挡一次会触发3次中断
OUT – PB14
unsigned int speedCnt;
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
if (GPIO_Pin == GPIO_PIN_14)
if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_14) == GPIO_PIN_RESET)
speedCnt++;
}
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
printf("speed: %drn", speedCnt);
speedCnt = 0;
}
main函数里：
HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim2);
11.串口控制小车并使用Oled显示速度
硬件接线
SCL – PB6
SDA – PB7
封装Oled模块
12.Wi-Fi测速小车并本地Oled显示
硬件接线
把esp8266插进串口1
13.语音控制小车
硬件接线
循迹小车：
循迹模块（左） – PB3
循迹模块（右） – PB4
跟随小车：
跟随模块（左） – PA8
跟随模块（右） – PA9
避障小车：
sg90：PB9
Trig：PA10
Echo：PA11
OLED****模块：
SCL – PB6SDA – PB7
语音模块：
A25 – PA15 （跟随）
A26 – PA13 （避障）
A27 – PA14 （循迹）
上官二号-STM32F1单片机教程_2022版（良许）
此教程以动手为主，解决大伙学了半天单片机不知道干什么的问题。
上官二号（小朋友）涉及的内容和知识以小项目为基本单元（暂规划如下）
小项目做啥就先讲啥，有目标有趣地来一起学习单片机
喜欢不？
课程要求：C语言熟练，如果C语言不好，可以学习上官老师录制的C语言课程。另外，最好提前学完
C51 课程。
课程特点：不会很正经，不会很学术，不会很理论，不喜勿入！
一、开发环境的安装
编程语言：C语言
需要安装的软件有两个：Keil5 和 STM32CubeMX
/* 01. 电动车报警器 ====》 IO控制入门 */
/* 02. 感应开关盖垃圾桶 ====》 定时器，PWM开发，超声波 */
/* 03. 基于wifi的智能控制插座 =====》 串口开发，ESP8266模块AT控制指令学习，中断学习*/
/* 04. 基于蓝牙HC-05的智能控制插座 =====》 串口开发，蓝牙穿透*/
/* 05. 基于4G的智能控制插座 =====》 串口开发，蓝牙穿透*/
/* 06. 温湿度检测系统 ======》 DS18B20单线协议，如何看时序图，IIC协议液晶屏显示,SPI协议液晶显示
*/
/* 07. 语音控制开关灯 ======》 语音模块二次开发 */
/* 08. 智能小车_远程控制/壁障/寻迹/数据采集等 ======》 综合性项目 */
Keil5 的安装
使用 Keil4 写 STM32 代码其实也是可以，但需要很复杂的配置，不建议新手操作。
比较推荐 Keil5 编写 STM32 ，只需要一些简单的设置就可以上手，对新手友好。
安装
安装包（不需要太新，本课程以 MDK324 为例，最新的 MDK327 有问题）
安装过程一路下一步即可（建议不要安装在 C 盘）
安装路径一定不要有中文或空格！！（重要）
Keil5 安装完之后，记得安装 F1 固件包
破姐
使用
编程与编译过程与 Keil4 完全一样
STM32F1 模板工程
如何下载程序到上官二号
烧录工具有很多种，比如：串口、J-Link、ST-Link、U-Link 等等，本教程使用 ST-Link。
安装驱动
官网下载（慢）https://www.st.com/en/development-tools/stsw-link009.html
资料包
接线
配置
STM32CubeMX 的安装
作用
通过界面的方式，快速生成工程文件。
下载
官网（慢）https://www.st.com/zh/development-tools/stm32cubemx.html#overview
资料包
安装
一路下一步，建议不要安装在C盘
配置
更新固件包位置（比较大，默认在C盘，可以更改到其它盘）
help ---> update settings --> Firmware Repository
使用STM32CubeMX生成工程文件
1. 点击「ACCESS TO MCU SELECTOR」；
2. 左上角搜索对应的芯片，并在右侧双击对应的芯片；
3. 点击芯片对应的引脚，并进行配置；
4. 配置工程名称及位置：
1. 按下图配置 Coder Generator ：
6. 点击右上角 generate code :
7. 点击 Open Project 即可调用 Keil5 打开自动生成的工程文件。
二、初识STM32单片机
什么是单片机？
单片机（Single-Chip Microcomputer）是一种集成电路芯片，把具有数据处理能力的中央处理器
CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能（可能还包
括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个
小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。
STM系列单片机命名规则
ST -- 意法半导体
M -- Microelectronics 微电子
32 -- 总线宽度
项目 介绍
内核 Cortex-M3
Flash 64K x 8bit
SRAM 20K x 8bit
GPIO 37个GPIO，分别为PA0-PA15、PBO-PB15、PC13-PC15、PDO-PD1
ADC
2个12bit ADC合计12路通道，外部通道: PAO到PA7+PBO到PB1内部通道: 温度传感器通道
ADC Channel 16和内部参考电压通道ADC Channel 17
定时器/
计数器
4个16bit定时器/计数器，分别为TIM1、TIM2、TIM3、TIM4TM1带死区插入，常用于产生
PWM控制电机
看门狗
定时器 2个看门狗定时器 (独立看门狗IWDG、窗口看门狗WWDG)
滴答定
时器
1个24bit向下计数的滴答定时器systick
工作电
压、温
度
2V~3.6V、-40C~85C
通信串
口
2 *IIC，2*SPI，3 *USART，1 * CAN
STM32F103C8T6单片机简介
项目 介绍
系统时
钟
内部8MHz时钟HSI最高可倍频到64MHZ，外部8MHZ时钟HSE最高可倍频到72MHZ
标准库与HAL库区别
1. 寄存器
寄存器众多，需要经常翻阅芯片手册，费时费力；
更大灵活性，可以随心所欲达到自己的目的；
深入理解单片机的运行原理，知其然更知其所以然。
2. 标准库
将寄存器底层操作都封装起来，提供一整套接口（API）供开发者调用
每款芯片都编写了一份库文件，也就是工程文件里stm32F1xx…之类的；
配置结构体变量成员就可以修改外设的配置寄存器，从而选择不同的功能；
大大降低单片机开发难度，但是在不同芯片间不方便移植。
3. HAL库
ST公司目前主力推的开发方式，新的芯片已经不再提供标准库；
为了实现在不同芯片之间移植代码；
为了兼容所有芯片，导致代码量庞大，执行效率低下。
三、通用输入输出端口GPIO
什么是GPIO？
定义
GPIO是通用输入输出端口的简称，简单来说就是STM32可控制的引脚STM32芯片的GPIO引脚与外部设备连
接起来，从而实现与外部通讯、控制以及数据采集的功能。
简单来说我们可以控制GPIO引脚的电平变化，达到我们的各种目的。
命名规则
组编号+引脚编号
组编号：GPIOA, GPIOB, GPIOC, GPIOD .. GPIOG
引脚编号：0，1，2，3，4...15
组合起来：
PA0, PA1, PA2 .. PA15
PB0, PB1, PB2 .. PB15
PC0, PC1, PC2 .. PC15
...
有一些特殊功能的引脚是不能用作IO的。
内部框架图
下图来源于官方参考手册，了解即可。
推挽输出与开漏输出
内部结构图
推挽输出： 可以真正能真正的输出高电平和低电平
开漏输出： 开漏输出无法真正输出高电平，即高电平时没有驱动能力，需要借助外部上拉电阻完成对外驱动
如何点亮一颗LED灯
标号一样的导线在物理上是连接在一起的。
将PB8或PB9拉低，就可以实现将对应的LED灯点亮。
编程实现点灯
常用的GPIO HAL库函数：
结构体 GPIO_InitTypeDef 定义：
按键点亮LED灯（轮询法）
输入（按键）：
KEY1：PA0
KEY2：PA1
输出（LED灯）：
LED1：PB8
LED2：PB9
void HAL_GPIO_Init(GPIO_TypeDef *GPIOx, GPIO_InitTypeDef *GPIO_Init);
void HAL_GPIO_WritePin(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, GPIO_PinState
PinState);
void HAL_GPIO_TogglePin(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);
typedef struct
{
uint32_t Pin;
uint32_t Mode;
uint32_t Pull;
uint32_t Speed;
} GPIO_InitTypeDef;
#define KEY_ON 0
#define KEY_OFF 1
uint8_t Key_Scan(GPIO_TypeDef* GPIOx,uint16_t GPIO_Pin)
{
if( HAL_GPIO_ReadPin(GPIOx,GPIO_Pin) == GPIO_PIN_RESET)
{
/* 按键按下 */
return KEY_ON;
}
else
{
/* 按键松开 */
while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOx, GPIO_Pin) == GPIO_PIN_RESET);
return KEY_OFF;
}
}
四、复位和时钟控制（RCC）
复位
系统复位
当发生以下任一事件时，产生一个系统复位：
1. NRST引脚上的低电平(外部复位)
2. 窗口看门狗计数终止(WWDG复位)
3. 独立看门狗计数终止(IWDG复位)
4. 软件复位(SW复位)
5. 低功耗管理复位
电源复位
当以下事件中之一发生时，产生电源复位：
1. 上电/掉电复位(POR/PDR复位)
2. 从待机模式中返回
备份区复位
备份区域拥有两个专门的复位，它们只影响备份区域。
当以下事件中之一发生时，产生备份区域复位。
1. 软件复位，备份区域复位可由设置备份域控制寄存器 (RCC_BDCR)(见6.3.9节)中的BDRST位
产生。
2. 在VDD和VBAT两者掉电的前提下，VDD或VBAT上电将引发备份区域复位。
时钟控制
什么是时钟？
时钟打开，对应的设备才会工作。
时钟来源
三种不同的时钟源可被用来驱动系统时钟(SYSCLK)
HSI振荡器时钟（高速内部时钟）
HSE振荡器时钟（高速外部时钟）
while (1)
{
/* USER CODE END WHILE */
if(Key_Scan(GPIOA,GPIO_PIN_0) == KEY_ON)
HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB,GPIO_PIN_8);
if(Key_Scan(GPIOA,GPIO_PIN_1) == KEY_ON)
HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB,GPIO_PIN_9);
/* USER CODE BEGIN 3 */
}
PLL时钟（锁相环倍频时钟）
二级时钟源:
40kHz低速内部RC（LSIRC）振荡器
32.768kHz低速外部晶体（LSE晶体）
如何使用CubeMX配置时钟
五、中断和事件
中断概述
什么是中断？
中断是指计算机运行过程中，出现某些意外情况需主机干预时，机器能自动停止正在运行的程序并转入
处理新情况的程序，处理完毕后又返回原被暂停的程序继续运行。
什么是EXTI？
外部中断/事件控制器(EXTI)管理了控制器的23个中断/事件线。每个中断/事件线都对应有一个边沿检测
器，可以实现输入信号的上升沿检测和下降沿的检测。EXTI可以实现对每个中断/事件线进行单独配置，可
以单独配置为中断或者事件，以及触发事件的属性。
EXTI可分为两大部分功能，一个是产生中断，另一个是产生事件，这两个功能从硬件上就有所不同。
产生中断线路目的是把输入信号输入到NVIC，进一步会运行中断服务函数，实现功能，这样是软件级的。而
产生事件线路目的就是传输一个脉冲信号给其他外设使用，并且是电路级别的信号传输，属于硬件级的。
EXTI初始化结构体：
typedef struct
{
//中断/事件线
uint32_t EXTI_Line; /*!Instance == TIM2)
HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB,GPIO_PIN_8);
}
HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim2);
PWM模式1：在向上计数时，一旦 CNT CCRx 时输出为无效电平，否则为有效电平。
PWM模式2：在向上计数时，一旦 CNT CCRx 时输出为有效电平，否则为无效电平。
PWM周期与频率：
PWM占空比：
由TIMx_CCRx寄存器决定。
PWM实验
需求：使用PWM点亮LED1实现呼吸灯效果。
LED灯为什么可以越来越亮，越来越暗？
这是由不同的占空比决定的。
如何计算周期/频率？
假如频率为 2kHz ，则：PSC=71，ARR=499
LED1连接到哪个定时器的哪一路？
学会看产品手册：
开始实战！
1. 设置时钟
2. 设置定时器
记得把极性设置为Low，因为LED灯是低电平才亮。
3. 配置工程
4. 业务代码
项目二：感应开关盖垃圾桶
项目需求
检测靠近时，垃圾桶自动开盖并伴随滴一声，2秒后关盖
发生震动时，垃圾桶自动开盖并伴随滴一声，2秒后关盖
按下按键时，垃圾桶自动开盖并伴随滴一声，2秒后关盖
项目框图
// 定义变量
uint16_t pwmVal=0; //调整PWM占空比
uint8_t dir=1; //设置改变方向。1：占空比越来越大；0：占空比越来越小
// 使能 Timer4 第3通道 PWM 输出
HAL_TIM_PWM_Start(&htim4,TIM_CHANNEL_3);
// while循环实现呼吸灯效果
while (1)
{
HAL_Delay(1);
if (dir)
pwmVal++;
else
pwmVal--;
if (pwmVal > 500)
dir = 0;
if (pwmVal == 0)
dir =1;
//修改比较值，修改占空比
__HAL_TIM_SetCompare(&htim4, TIM_CHANNEL_3, pwmVal);
}
硬件清单
SG90舵机，超声波模块，震动传感器，蜂鸣器
a. sg90舵机介绍及实战
sg90舵机介绍
PWM波的频率不能太高，大约50HZ，即周期=1/频率=1/50=0.02s，20ms左右。
确定周期/频率
如果周期为20ms，则 PSC=7199，ARR=199
角度控制
0.5ms-------------0度； 2.5% 对应函数中CCRx为5
1.0ms------------45度； 5.0% 对应函数中CCRx为10
1.5ms------------90度； 7.5% 对应函数中CCRx为15
2.0ms-----------135度； 10.0% 对应函数中CCRx为20
2.5ms-----------180度； 12.5% 对应函数中CCRx为25
编程实现
需求：
每隔1s，转动一个角度：0度 --> 45度 --> 90度 --> 135度 --> 180度 --> 0度
接线：
代码：
b. 超声波传感器介绍及实战
超声波传感器介绍
怎么让它发送波
Trig ，给Trig端口至少10us的高电平
HAL_TIM_PWM_Start(&htim4,TIM_CHANNEL_3);
while (1)
{
HAL_Delay(1000);
__HAL_TIM_SetCompare(&htim4, TIM_CHANNEL_3, 5);
HAL_Delay(1000);
__HAL_TIM_SetCompare(&htim4, TIM_CHANNEL_3, 10);
HAL_Delay(1000);
__HAL_TIM_SetCompare(&htim4, TIM_CHANNEL_3, 15);
HAL_Delay(1000);
__HAL_TIM_SetCompare(&htim4, TIM_CHANNEL_3, 20);
HAL_Delay(1000);
__HAL_TIM_SetCompare(&htim4, TIM_CHANNEL_3, 25);
}
怎么知道它开始发了
Echo信号，由低电平跳转到高电平，表示开始发送波
怎么知道接收了返回波
Echo，由高电平跳转回低电平，表示波回来了
怎么算时间
Echo引脚维持高电平的时间！
波发出去的那一下，开始启动定时器
波回来的拿一下，我们开始停止定时器，计算出中间经过多少时间
怎么算距离
距离 = 速度 （340m/s）* 时间/2
编程实战
需求：
使用超声波测距，当手离传感器距离小于5cm时，LED1点亮，否则保持不亮状态。
接线：
Trig --- PB6
Echo --- PB7
LED1 --- PB8
定时器配置：
使用 TIM2 ，只用作计数功能，不用作定时。
将 PSC 配置为71，则计数 1 次代表 1us 。
编写微秒级函数：
//使用TIM2来做us级延时函数
void TIM2_Delay_us(uint16_t n_us)
{
/* 使能定时器2计数 */
__HAL_TIM_ENABLE(&htim2);
__HAL_TIM_SetCounter(&htim2, 0);
while(__HAL_TIM_GetCounter(&htim2)
#include
unsigned char ch[20] = {0};
int fputc(int ch, FILE *f)
{
unsigned char temp[1]={ch};
HAL_UART_Transmit(&huart1,temp,1,0xffff);
return ch;
}
main函数里：
unsigned char ch[20] = {0};
HAL_UART_Transmit(&huart1, "hello worldn", strlen("hello worldn"), 100);
while(1)
{
HAL_UART_Receive(&huart1, ch, 19, 100);
//HAL_UART_Transmit(&huart1, ch, strlen(ch), 100);
printf(ch);
memset(ch, 0, strlen(ch));
}
硬件接线：
同上
串口配置：
前4步同上
5. 打开中断
编程实现：
#include
//串口接收缓存（1字节）
uint8_t buf=0;
//定义最大接收字节数 200，可根据需求调整
#define UART1_REC_LEN 200
// 接收缓冲, 串口接收到的数据放在这个数组里，最大UART1_REC_LEN个字节
uint8_t UART1_RX_Buffer[UART1_REC_LEN];
// 接收状态
// bit15， 接收完成标志
// bit14， 接收到0x0d
// bit13~0， 接收到的有效字节数目
uint16_t UART1_RX_STA=0;
// 接收完成回调函数，收到一个数据后，在这里处理
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
// 判断中断是由哪个串口触发的
if(huart->Instance == USART1)
{
// 判断接收是否完成（UART1_RX_STA bit15 位是否为1）
if((UART1_RX_STA & 0x8000) == 0)
{
// 如果已经收到了 0x0d （回车），
if(UART1_RX_STA & 0x4000)
{
// 则接着判断是否收到 0x0a （换行）
if(buf == 0x0a)
// 如果 0x0a 和 0x0d 都收到，则将 bit15 位置为1
UART1_RX_STA |= 0x8000;
else
// 否则认为接收错误，重新开始
UART1_RX_STA = 0;
}
else // 如果没有收到了 0x0d （回车）
{
//则先判断收到的这个字符是否是 0x0d （回车）
if(buf == 0x0d)
{
// 是的话则将 bit14 位置为1
UART1_RX_STA |= 0x4000;
}
else
{
// 否则将接收到的数据保存在缓存数组里
UART1_RX_Buffer[UART1_RX_STA & 0X3FFF] = buf;
UART1_RX_STA++;
// 如果接收数据大于UART1_REC_LEN（200字节），则重新开始接收
if(UART1_RX_STA > UART1_REC_LEN - 1)
UART1_RX_STA = 0;
}
}
}
// 重新开启中断
HAL_UART_Receive_IT(&huart1, &buf, 1);
}
}
int fputc(int ch, FILE *f)
{
unsigned char temp[1]={ch};
HAL_UART_Transmit(&huart1,temp,1,0xffff);
return ch;
}
main函数部分
HAL_UART_Receive_IT(&huart1, &buf, 1);
while (1)
{
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
//判断判断串口是否接收完成
if(UART1_RX_STA & 0x8000)
{
printf("收到数据：");
// 将收到的数据发送到串口
HAL_UART_Transmit(&huart1, UART1_RX_Buffer, UART1_RX_STA & 0x3fff, 0xffff);
// 等待发送完成
项目三：蓝牙插座风扇灯
项目需求
通过蓝牙模块，实现手机控制蓝牙插座/风扇/灯。
本质：
1. 采用蓝牙的透传功能；
2. 控制 IO 口的输出。
项目框图
硬件清单
HC01蓝牙模块
CH340
杜邦线
项目设计及实现
while(huart1.gState != HAL_UART_STATE_READY);
printf("rn");
// 重新开始下一次接收
UART1_RX_STA = 0;
}
printf("hello liangxurn");
HAL_Delay(1000);
}
项目设计
HC01_TX -- RX1
HC01_RX -- TX1
项目实现
1. 串口非中断法
2. 串口中断法
项目四：Wi-Fi插座风扇灯
项目需求
通过ESP8266模块，实现手机控制wifi插座/风扇/灯。
项目框图
HAL_UART_Receive(&huart1, ch, 19, 100);
//HAL_UART_Transmit(&huart1, ch, strlen(ch), 100);
//printf((char *)ch);
printf("%s", ch);
if (!strcmp((const char *)ch, "open")) {
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_8, GPIO_PIN_RESET);
if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_8) == GPIO_PIN_RESET)
printf("LED1已打开n");
}else if(!strcmp((const char *)ch, "close")) {
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_8, GPIO_PIN_SET);
if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_8) == GPIO_PIN_SET)
printf("LED1已关闭n");
} else {
if(ch[0] != '')
printf("指令发送错误：%s", ch);
}
printf("收到数据：");
if (!strcmp((const char *)UART1_RX_Buffer, "open")) {
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_8, GPIO_PIN_RESET);
if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_8) == GPIO_PIN_RESET)
printf("LED1已打开n");
}else if(!strcmp((const char *)UART1_RX_Buffer, "close")) {
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_8, GPIO_PIN_SET);
if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_8) == GPIO_PIN_SET)
printf("LED1已关闭n");
} else {
if(UART1_RX_Buffer[0] != '')
printf("指令发送错误：%s", UART1_RX_Buffer);
}
硬件清单
ESP8266模块
CH340
杜邦线
项目设计及实现
项目设计
串口1用于与ESP8266通讯，串口2连接PC，用于打印log，查看系统状态。
项目实现
注意：
1. 工作中一般不直接在中断服务函数里处理数据，而是在收到数据后直接丢给队列，再处理数据；
2. 在中断服务函数里尽量减少使用延时函数及打印函数。
AP模式：
#define SIZE 12
char buffer[SIZE];
char LJWL[] = "AT+CWJAP="TP-LINK_3E30","18650711783"rn"; //入网指令
char LJFWQ[] = "AT+CIPSTART="TCP","192.168.0.130",8880rn"; //连接服务器指令
char TCMS[] = "AT+CIPMODE=1rn"; //透传指令
char SJCS[] = "AT+CIPSENDrn"; //数据传输开始指令
char CQMK[] = "AT+RSTrn"; //重启模块指令
char AT_OK_Flag = 0; //OK返回值的标志位
char AT_Connect_Net_Flag = 0; //WIFI GOT IP返回值的标志位
// 接收完成回调函数，收到一个数据后，在这里处理
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
// 判断中断是由哪个串口触发的
if(huart->Instance == USART1)
{
// 判断接收是否完成（UART1_RX_STA bit15 位是否为1）
if((UART1_RX_STA & 0x8000) == 0)
{
// 如果已经收到了 0x0d （回车），
if(UART1_RX_STA & 0x4000)
{
// 则接着判断是否收到 0x0a （换行）
if(buf == 0x0a)
{
// 如果 0x0a 和 0x0d 都收到，则将 bit15 位置为1
UART1_RX_STA |= 0x8000;
// 查看是否收到 WIFI GOT IP
if(!strcmp((uint8_t *)UART1_RX_Buffer, "WIFI GOT IP"))
AT_Connect_Net_Flag = 1;
// 查看是否收到 OK
if(!strcmp((uint8_t *)UART1_RX_Buffer, "OK"))
AT_OK_Flag = 1;
// 查看是否收到 FAIL
if(!strcmp((uint8_t *)UART1_RX_Buffer, "FAIL"))
{
int i = 0;
for(i = 0; i UART1_REC_LEN - 1)
UART1_RX_STA = 0;
}
}
}
// 重新开启中断
HAL_UART_Receive_IT(&huart1, &buf, 1);
}
}
int main(void)
{
/* USER CODE BEGIN 1 */
/* 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_USART1_UART_Init();
MX_USART2_UART_Init();
/* USER CODE BEGIN 2 */
HAL_NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn,0,0);
// 开启接收中断
HAL_UART_Receive_IT(&huart1, &buf, 1);
HAL_UART_Transmit(&huart2, "let's go!!rn", strlen("let's go!!rn"), 100);
//发送联网AT指令并等待成功
printf(LJWL);
//while(!AT_Connect_Net_Flag);
while(!AT_OK_Flag) HAL_Delay(50);
AT_OK_Flag = 0;
//发送连服务器指令并等待成功
printf(LJFWQ);
while(!AT_OK_Flag) HAL_Delay(50);
AT_OK_Flag = 0;
//发送透传模式指令并等待成功
printf(TCMS);
while(!AT_OK_Flag) HAL_Delay(50);
AT_OK_Flag = 0;
//发送数据传输指令并等待成功
printf(SJCS);
while(!AT_OK_Flag) HAL_Delay(50);
/* USER CODE END 2 */
/* Infinite loop */
/* USER CODE BEGIN WHILE */
while (1)
{
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
printf("liangxu shuairn");
HAL_UART_Transmit(&huart2, "hello liangxurn", strlen("hello liangxurn"),
100);
HAL_Delay(3000);
}
/* USER CODE END 3 */
}
STA模式：
#include
#include
char buffer[SIZE];
//1 工作在路由模式
char LYMO[] = "AT+CWMODE=2rn";
//2 使能多链接
char DLJ[] = "AT+CIPMUX=1rn";
//3 建立TCPServer
char JLFW[] = "AT+CIPSERVER=1rn"; // default port = 333
//发送数据
char FSSJ[] = "AT+CIPSEND=0,5rn";
char AT_OK_Flag = 0; //OK返回值的标志位
char AT_Connect_Net_Flag = 0; //WIFI GOT IP返回值的标志位
char Client_Connect_Flag = 0;
// 接收完成回调函数，收到一个数据后，在这里处理
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
// 判断中断是由哪个串口触发的
if(huart->Instance == USART1)
{
// 判断接收是否完成（UART1_RX_STA bit15 位是否为1）
if((UART1_RX_STA & 0x8000) == 0)
{
// 如果已经收到了 0x0d （回车），
if(UART1_RX_STA & 0x4000)
{
// 则接着判断是否收到 0x0a （换行）
if(buf == 0x0a)
{
// 如果 0x0a 和 0x0d 都收到，则将 bit15 位置为1
UART1_RX_STA |= 0x8000;
// 查看是否收到 WIFI GOT IP
if(!strcmp(UART1_RX_Buffer, "WIFI GOT IP"))
AT_Connect_Net_Flag = 1;
// 查看是否收到 OK
if(!strcmp(UART1_RX_Buffer, "OK"))
AT_OK_Flag = 1;
// 查看是否收到 FAIL
if(!strcmp(UART1_RX_Buffer, "0,CONNECT"))
Client_Connect_Flag = 1;
// 灯控指令
if(!strcmp(UART1_RX_Buffer, "L-1"))
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_8, GPIO_PIN_RESET);
if(!strcmp(UART1_RX_Buffer, "L-0"))
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_8, GPIO_PIN_SET);
memset(UART1_RX_Buffer, 0, UART1_REC_LEN);
UART1_RX_STA = 0;
}
else
// 否则认为接收错误，重新开始
UART1_RX_STA = 0;
}
else // 如果没有收到了 0x0d （回车）
{
//则先判断收到的这个字符是否是 0x0d （回车）
if(buf == 0x0d)
{
// 是的话则将 bit14 位置为1
UART1_RX_STA |= 0x4000;
}
else
{
// 否则将接收到的数据保存在缓存数组里
UART1_RX_Buffer[UART1_RX_STA & 0X3FFF] = buf;
UART1_RX_STA++;
// 如果接收数据大于UART1_REC_LEN（200字节），则重新开始接收
if(UART1_RX_STA > UART1_REC_LEN - 1)
UART1_RX_STA = 0;
}
}
}
// 重新开启中断
HAL_UART_Receive_IT(&huart1, &buf, 1);
}
}
int main(void)
{
/* USER CODE BEGIN 1 */
/* 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();
项目五：4G遥控插座风扇灯
/* USER CODE BEGIN SysInit */
/* USER CODE END SysInit */
/* Initialize all configured peripherals */
MX_GPIO_Init();
MX_USART1_UART_Init();
MX_USART2_UART_Init();
/* USER CODE BEGIN 2 */
HAL_NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn,0,0);
// 开启接收中断
HAL_UART_Receive_IT(&huart1, &buf, 1);
HAL_UART_Transmit(&huart2, "let's gorn", strlen("let's gorn"), 100);
printf(LYMO);
while(!AT_OK_Flag) HAL_Delay(50);
AT_OK_Flag = 0;
printf(DLJ);
while(!AT_OK_Flag) HAL_Delay(50);
AT_OK_Flag = 0;
printf(JLFW);
while(!Client_Connect_Flag) HAL_Delay(50);
AT_OK_Flag = 0;
if(Client_Connect_Flag){
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_8, GPIO_PIN_RESET);
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_9, GPIO_PIN_RESET);
}
/* USER CODE END 2 */
/* Infinite loop */
/* USER CODE BEGIN WHILE */
while (1)
{
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
//4 发送数据
printf(FSSJ);
HAL_Delay(2000);
printf("Hello");
HAL_Delay(2000);
}
/* USER CODE END 3 */
}
项目需求
通过4G模块，实现电脑控制插座/风扇/灯。
项目框图
注意：
由于硬件的限制，上官二号无法直接带动 4G 模块，可以将 4G 模块的 VCC 和 GND 插到 CH340 的 5V 和
GND 里。
硬件清单
4G模块
CH340
杜邦线
项目设计及实现
项目设计
1. 服务器搭建
参照C51课程；
2. 代码修改
其实可以直接复用上节课的代码，把不相关的代码删除即可
项目实现
八、独立看门狗 IWDG
// 按视频删除不相关代码即可
独立看门狗介绍
什么是看门狗？
在由单片机构成的微型计算机系统中，由于单片机的工作常常会受到来自外界电磁场的干扰，造成程序的跑
飞，而陷入死循环，程序的正常运行被打断，由单片机控制的系统无法继续工作，会造成整个系统的陷入停
滞状态，发生不可预料的后果，所以出于对单片机运行状态进行实时监测的考虑，便产生了一种专门用于监
测单片机程序运行状态的模块或者芯片，俗称“看门狗”(watchdog) 。
独立看门狗工作在主程序之外，能够完全独立工作，它的时钟是专用的低速时钟（LSI），由 VDD 电压供
电， 在停止模式和待机模式下仍能工作。
独立看门狗本质
本质是一个 12 位的递减计数器，当计数器的值从某个值一直减到0的时候，系统就会产生一个复位信号，即
IWDG_RESET 。
如果在计数没减到0之前，刷新了计数器的值的话，那么就不会产生复位信号，这个动作就是我们经常说的
喂狗。
独立看门狗框图
独立看门狗时钟
独立看门狗的时钟由独立的RC振荡器LSI提供，即使主时钟发生故障它仍然有效，非常独立。启用IWDG后，
LSI时钟会自动开启。LSI时钟频率并不精确，F1用40kHz。
LSI经过一个8位的预分频器得到计数器时钟。
分频系数算法：
prer是IWDG_PR 的值。
重装载寄存器
重装载寄存器是一个12位的寄存器，用于存放重装载值，低12位有效，即最大值为4096，这个值的大小决
定着独立看门狗的溢出时间。
键寄存器
键寄存器IWDG_KR可以说是独立看门狗的一个控制寄存器，主要有三种控制方式，往这个寄存器写入下面三
个不同的值有不同的效果。
溢出时间计算公式
独立看门狗实验
需求：
开启独立看门狗，溢出时间为1秒，使用按键1进行喂狗。
硬件接线：
KEY1 -- PA0
UART1 -- PA9/PA10
溢出时间计算：
PSC=64，RLR=625
编程实现：
九、窗口看门狗 WWDG
窗口看门狗介绍
什么是窗口看门狗？
窗口看门狗用于监测单片机程序运行时效是否精准，主要检测软件异常，一般用于需要精准检测程序运行时
间的场合。
窗口看门狗的本质是一个能产生系统复位信号和提前唤醒中断的6位计数器。
产生复位条件：
当递减计数器值从 0x40 减到 0x3F 时复位（即T6位跳变到0）
计数器的值大于 W[6:0] 值时喂狗会复位。
产生中断条件：
当递减计数器等于 0x40 时可产生提前唤醒中断 (EWI)。
在窗口期内重装载计数器的值，防止复位，也就是所谓的喂狗。
#include
main函数：
HAL_UART_Transmit(&huart1, "程序启动。。n", strlen("程序启动。。n"), 100);
while (1)
{
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_0) == GPIO_PIN_RESET)
HAL_IWDG_Refresh(&hiwdg);
HAL_Delay(50);
}
窗口看门狗工作原理
WWDG框图
控制寄存器
配置寄存器
状态寄存器
超时时间计算
Tout是WWDG超时时间（没喂狗）
Fwwdg是WWDG的时钟源频率（最大36M）
4096是WWDG固定的预分频系数
2^WDGTB是WWDG_CFR寄存器设置的预分频系数值
T[5:0]是WWDG计数器低6位，最多63
窗口看门狗实验
需求：
开启窗口看门狗，计数器值设置为 0X7F ，窗口值设置为 0X5F ，预分频系数为 8 。程序启动时点亮 LED1 ，
300ms 后熄灭。在提前唤醒中断服务函数进行喂狗，同时翻转 LED2 状态。
硬件接线：
LED1 -- PB8
LED2 -- PB9
WWDG配置：
编程实现：
void HAL_WWDG_EarlyWakeupCallback(WWDG_HandleTypeDef *hwwdg)
{
HAL_WWDG_Refresh(hwwdg);
HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB, GPIO_PIN_9);
}
main函数
MX_GPIO_Init();
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_8, GPIO_PIN_RESET);
HAL_Delay(300);
MX_WWDG_Init();
while (1)
{
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_8, GPIO_PIN_SET);
HAL_Delay(40);
对比点 独立看门狗 窗口看门狗
时钟源 独立时钟，LSI (40KHz) ，不精确 PCLK1或PCLK3，精确
复位条件 递减计数到0 窗口期外喂狗或减到0x3F
中断 没有中断 计数值减到0x40可产生中断
递减计数器位数 12位（最大计数范围：4096~0） 7位（最大计数范围：127~63）
应用场合 防止程序跑飞，死循环，死机 检测程序时效，防止软件异常
独立看门狗和窗口看门狗的异同点
十、DMA
DMA介绍
什么是DMA？
令人头秃的描述：
DMA(Direct Memory Access，直接存储器访问) 提供在外设与内存、存储器和存储器、外设与外设之
间的高速数据传输使用。它允许不同速度的硬件装置来沟通，而不需要依赖于CPU，在这个时间中，
CPU对于内存的工作来说就无法使用。
简单描述：
就是一个数据搬运工！！
服务器托管网 DMA的意义
代替 CPU 搬运数据，为 CPU 减负。
1. 数据搬运的工作比较耗时间；
2. 数据搬运工作时效要求高（有数据来就要搬走）；
3. 没啥技术含量（CPU 节约出来的时间可以处理更重要的事）。
}
搬运什么数据？
存储器、外设
这里的外设指的是spi、usart、iic、adc 等基于APB1 、APB2或AHB时钟的外设，而这里的存储器包括
自身的闪存(flash)或者内存(SRAM)以及外设的存储设备都可以作为访问地源或者目的。
三种搬运方式：
存储器→存储器（例如：复制某特别大的数据buf）
存储器→外设 （例如：将某数据buf写入串口TDR寄存器）
外设→存储器 （例如：将串口RDR寄存器写入某数据buf）
存储器→存储器
存储器→外设
外设→存储器
DMA 控制器
STM32F103有2个 DMA 控制器，DMA1有7个通道，DMA2有5个通道。
一个通道每次只能搬运一个外设的数据！！ 如果同时有多个外设的 DMA 请求，则按照优先级进行响应。
DMA1有7个通道：
DMA2有5个通道
DMA及通道的优先级
优先级管理采用软件+硬件：
软件： 每个通道的优先级可以在DMA_CCRx寄存器中设置，有4个等级
最高级>高级>中级>低级
硬件： 如果2个请求，它们的软件优先级相同，则较低编号的通道比较高编号的通道有较高的优先权。
比如：如果软件优先级相同，通道2优先于通道4
DMA传输方式
DMA_Mode_Normal（正常模式）
一次DMA数据传输完后，停止DMA传送 ，也就是只传输一次
DMA_Mode_Circular（循环传输模式）
当传输结束时，硬件自动会将传输数据量寄存器进行重装，进行下一轮的数据传输。 也就是多次传输
模式
指针递增模式
外设和存储器指针在每次传输后可以自动向后递增或保持常量。当设置为增量模式时，下一个要传输的地址
将是前一个地址加上增量值。
实验一、内存到内存搬运
实验要求
使用DMA的方式将数组A的内容复制到数组B中，搬运完之后将数组B的内容打印到屏幕。
CubeMX配置
DMA 配置：
重定向 printf 的话记得将下面这个勾打开：
用到的库函数
1. HAL_DMA_Start
参数一：DMA_HandleTypeDef *hdma，DMA通道句柄
参数二：uint32_t SrcAddress，源内存地址
参数三：uint32_t DstAddress，目标内存地址
参数四：uint32_t DataLength，传输数据长度。注意：需要乘以sizeof(uint32_t)
返回值：HAL_StatusTypeDef，HAL状态（OK，busy，ERROR，TIMEOUT）
HAL_StatusTypeDef HAL_DMA_Start(DMA_HandleTypeDef *hdma, uint32_t SrcAddress,
uint32_t DstAddress, uint32_t DataLength)
2. __HAL_DMA_GET_FLAG
参数一：HANDLE，DMA通道句柄
参数二：FLAG，数据传输标志。DMA_FLAG_TCx表示数据传输完成标志
返回值：FLAG的值（SET/RESET）
代码实现
1. 开启数据传输
2. 等待数据传输完成
3. 打印数组内容
实验二、内存到外设搬运
#define __HAL_DMA_GET_FLAG(__HANDLE__, __FLAG__) (DMA1->ISR & (__FLAG__))
#define BUF_SIZE 16
// 源数组
uint32_t srcBuf[BUF_SIZE] = {
0x00000000,0x11111111,0x22222222,0x33333333,
0x44444444,0x55555555,0x66666666,0x77777777,
0x88888888,0x99999999,0xAAAAAAAA,0xBBBBBBBB,
0xCCCCCCCC,0xDDDDDDDD,0xEEEEEEEE,0xFFFFFFFF
};
// 目标数组
uint32_t desBuf[BUF_SIZE];
int fputc(int ch, FILE *f)
{
unsigned char temp[1]={ch};
HAL_UART_Transmit(&huart1,temp,1,0xffff);
return ch;
}
main函数里：
// 开启数据传输
HAL_DMA_Start(&hdma_memtomem_dma1_channel1,
(uint32_t)srcBuf, (uint32_t)desBuf, sizeof(uint32_t) * BUF_SIZE);
// 等待数据传输完成
while(__HAL_DMA_GET_FLAG(&hdma_memtomem_dma1_channel1, DMA_FLAG_TC1) == RESET);
// 打印数组内容
for (i = 0; i > 28U)
== UART_CR1_REG_INDEX)? ((__HANDLE__)->Instance->CR1 |= ((__INTERRUPT__) &
UART_IT_MASK)):
(((__INTERRUPT__) >> 28U)
== UART_CR2_REG_INDEX)? ((__HANDLE__)->Instance->CR2 |= ((__INTERRUPT__) &
UART_IT_MASK)):
((__HANDLE__)->Instance-
>CR3 |= ((__INTERRUPT__) & UART_IT_MASK)))
参数一：HANDLE，串口句柄
参数二：INTERRUPT，需要使能的中断
返回值：无
2. HAL_UART_Receive_DMA
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Receive_DMA(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData,
uint16_t Size)
参数一：UART_HandleTypeDef *huart，串口句柄
参数二：uint8_t *pData，接收缓存首地址
参数三：uint16_t Size，接收缓存长度
返回值：HAL_StatusTypeDef，HAL状态（OK，busy，ERROR，TIMEOUT）
3. __HAL_UART_GET_FLAG
#define __HAL_UART_GET_FLAG(__HANDLE__, __FLAG__) (((__HANDLE__)->Instance->SR &
(__FLAG__)) == (__FLAG__))
参数一：HANDLE，串口句柄
参数二：FLAG，需要查看的FLAG
返回值：FLAG的值
4. __HAL_UART_CLEAR_IDLEFLAG
#define __HAL_UART_CLEAR_IDLEFLAG(__HANDLE__) __HAL_UART_CLEAR_PEFLAG(__HANDLE__)
参数一：HANDLE，串口句柄
返回值：无
5. HAL_UART_DMAStop
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_DMAStop(UART_HandleTypeDef *huart)
参数一：UART_HandleTypeDef *huart，串口句柄
返回值：HAL_StatusTypeDef，HAL状态（OK，busy，ERROR，TIMEOUT）
6. __HAL_DMA_GET_COUNTER
#define __HAL_DMA_GET_COUNTER(__HANDLE__) ((__HANDLE__)->Instance->CNDTR)
参数一：HANDLE，串口句柄
返回值：未传输数据大小
代码实现
如何判断串口接收是否完成？如何知道串口收到数据的长度？
使用串口空闲中断（IDLE）！
串口空闲时，触发空闲中断；
空闲中断标志位由硬件置1，软件清零
利用串口空闲中断，可以用如下流程实现DMA控制的任意长数据接收：
1. 使能IDLE空闲中断；
2. 使能DMA接收中断；
3. 收到串口接收中断，DMA不断传输数据到缓冲区；
4. 一帧数据接收完毕，串口暂时空闲，触发串口空闲中断；
5. 在中断服务函数中，清除中断标志位，关闭DMA传输（防止干扰）；
6. 计算刚才收到了多少个字节的数据。
7. 处理缓冲区数据，开启DMA传输，开始下一帧接收。
有三个文件需要修改：
main.c
main.h
stm32f1xx_it.c
uint8_t rcvBuf[BUF_SIZE]; // 接收数据缓存数组
uint8_t rcvLen = 0; // 接收一帧数据的长度
__HAL_UART_ENABLE_IT(&huart1, UART_IT_IDLE); // 使能IDLE空闲中断
HAL_UART_Receive_DMA(&huart1,rcvBuf,100); // 使能DMA接收中断
while (1)
{
HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB, GPIO_PIN_8);
HAL_Delay(300);
}
#define BUF_SIZE 100
extern uint8_t rcvBuf[BUF_SIZE];
extern uint8_t rcvLen;
void USART1_IRQHandler(void)
{
/* USER CODE BEGIN USART1_IRQn 0 */
/* USER CODE END USART1_IRQn 0 */
十一、ADC
ADC介绍
ADC是什么？
全称：Analog-to-Digital Converter，指模拟/数字转换器
ADC的性能指标
量程：能测量的电压范围
分辨率：ADC能辨别的最小模拟量，通常以输出二进制数的位数表示，比如：8、10、12、16位等；位
数越多，分辨率越高，一般来说分辨率越高，转化时间越长
转化时间：从转换开始到获得稳定的数字量输出所需要的时间称为转换时间
ADC特性
12位精度下转换速度可高达1MHZ
供电电压：V SSA ：0V，V DDA ：2.4V~3.6V
ADC输入范围：VREF- ≤ VIN ≤ VREF+
采样时间可配置，采样时间越长, 转换结果相对越准确, 但是转换速度就越慢
ADC 的结果可以左对齐或右对齐方式存储在 16 位数据寄存器中
HAL_UART_IRQHandler(&huart1);
/* USER CODE BEGIN USART1_IRQn 1 */
if((__HAL_UART_GET_FLAG(&huart1,UART_FLAG_IDLE) == SET)) // 判断IDLE标志位是否被置位
{
__HAL_UART_CLEAR_IDLEFLAG(&huart1);// 清除标志位
HAL_UART_DMAStop(&huart1); // 停止DMA传输，防止干扰
uint8_t temp=__HAL_DMA_GET_COUNTER(&hdma_usart1_rx);
rcvLen = BUF_SIZE - temp; //计算数据长度
HAL_UART_Transmit_DMA(&huart1, rcvBuf, rcvLen);//发送数据
HAL_UART_Receive_DMA(&huart1, rcvBuf, BUF_SIZE);//开启DMA
}
/* USER CODE END USART1_IRQn 1 */
}
ADC通道
总共2个ADC（ADC1，ADC2），每个ADC有18个转换通道: 16个外部通道、 2个内部通道（温度传感器、内
部参考电压）。
外部的16个通道在转换时又分为规则通道和注入通道，其中规则通道最多有16路，注入通道最多有4路。
规则组：正常排队的人；
注入组：有特权的人（军人、孕妇）
ADC转换顺序
每个ADC只有一个数据寄存器，16个通道一起共用这个寄存器，所以需要指定规则转换通道的转换顺序。
规则通道中的转换顺序由三个寄存器控制：SQR1、SQR2、SQR3，它们都是32位寄存器。SQR寄存器控制
着转换通道的数目和转换顺序，只要在对应的寄存器位SQx中写入相应的通道，这个通道就是第x个转换。
和规则通道转换顺序的控制一样，注入通道的转换也是通过注入寄存器来控制，只不过只有一个JSQR寄存器
来控制，控制关系如下：
注入序列的转换顺序是从JSQx[ 4 : 0 ]（x=4-JL[1:0]）开始。只有当JL=4的时候，注入通道的转换顺序才会按
照JSQ1、JSQ2、JSQ3、JSQ4的顺序执行。
ADC触发方式
1. 通过向控制寄存器ADC-CR2的ADON位写1来开启转换，写0停止转换。
2. 也可以通过外部事件（如定时器）进行转换。
ADC转化时间
ADC是挂载在APB2总线（PCLK2）上的，经过分频器得到ADC时钟（ADCCLK），最高 14 MHz。
12.5个周期是固定的，一般我们设置 PCLK2=72M，经过 ADC 预分频器能分频到最大的时钟只能是 12M，
采样周期设置为 1.5 个周期，算出最短的转换时间为 1.17us。
转换时间=采样时间+12.5个周期
ADC转化模式
扫描模式
关闭扫描模式：只转换ADC_SQRx或ADC_JSQR选中的第一个通道
打开扫描模式：扫描所有被ADC_SQRx或ADC_JSQR选中的所有通道
单次转换/连续转换
单次转换：只转换一次
连续转换：转换一次之后，立马进行下一次转换
实验：使用ADC读取烟雾传感器的值
CubeMX配置
代码实现
十二、IIC
IIC介绍
笔记参照：上官一号笔记第5章节；
视频参照：上官一号92~103节
函数封装
用到的库函数：
参数一：I2C_HandleTypeDef *hi2c，I2C设备句柄
参数二：uint16_t DevAddress，目标器件的地址，七位地址必须左对齐
参数三：uint16_t MemAddress，目标器件的目标寄存器地址
参数四：uint16_t MemAddSize，目标器件内部寄存器地址数据长度
while (1)
{
HAL_ADC_Start(&hadc1); //启动ADC单次转换
HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 50); //等待ADC转换完成
smoke_value = HAL_ADC_GetValue(&hadc1); //读取ADC转换数据
printf("smoke_value = %frn", 3.3/4096 * smoke_value);
//printf("smoke_value = %d rn", smoke_value);
HAL_Delay(500);
}
HAL_StatusTypeDef HAL_I2C_Mem_Write(I2C_HandleTypeDef *hi2c,
uint16_t DevAddress,
uint16_t MemAddress,
uint16_t MemAddSize,
uint8_t *pData,
uint16_t Size,
uint32_t Timeout)
参数五：uint8_t *pData，待写的数据首地址
参数六：uint16_t Size，待写的数据长度
参数七：uint32_t Timeout，超时时间
返回值：HAL_StatusTypeDef，HAL状态（OK，busy，ERROR，TIMEOUT）
向OLED写命令的封装：
向OLED写数据的封装：
重做上官一号的IIC实验
接线：
SCL -- PB6
SDA -- PB7
void Oled_Write_Cmd(uint8_t dataCmd)
{
HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c1, 0x78, 0x00, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT,
&dataCmd, 1, 0xff);
}
void Oled_Write_Data(uint8_t dataData)
{
HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c1, 0x78, 0x40, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT,
&dataData, 1, 0xff);
}
void Oled_Write_Cmd(uint8_t dataCmd)
{
HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c1, 0x78, 0x00, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT,
&dataCmd, 1, 0xff);
}
void Oled_Write_Data(uint8_t dataData)
{
HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c1, 0x78, 0x40, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT,
&dataData, 1, 0xff);
}
void Oled_Init(void){
Oled_Write_Cmd(0xAE);//--display off
Oled_Write_Cmd(0x00);//---set low column address
Oled_Write_Cmd(0x10);//---set high column address
Oled_Write_Cmd(0x40);//--set start line address
Oled_Write_Cmd(0xB0);//--set page address
Oled_Write_Cmd(0x81); // contract control
Oled_Write_Cmd(0xFF);//--128
Oled_Write_Cmd(0xA1);//set segment remap
Oled_Write_Cmd(0xA6);//--normal / reverse
Oled_Write_Cmd(0xA8);//--set multiplex ratio(1 to 64)
Oled_Write_Cmd(0x3F);//--1/32 duty
Oled_Write_Cmd(0xC8);//Com scan direction
Oled_Write_Cmd(0xD3);//-set display offset
Oled_Write_Cmd(0x00);//
Oled_Write_Cmd(0xD5);//set osc division
Oled_Write_Cmd(0x80);//
Oled_Write_Cmd(0xD8);//set area color mode off
Oled_Write_Cmd(0x05);//
Oled_Write_Cmd(0xD9);//Set Pre-Charge Period
Oled_Write_Cmd(0xF1);//
Oled_Write_Cmd(0xDA);//set com pin configuartion
Oled_Write_Cmd(0x12);//
Oled_Write_Cmd(0xDB);//set Vcomh
Oled_Write_Cmd(0x30);//
Oled_Write_Cmd(0x8D);//set charge pump enable
Oled_Write_Cmd(0x14);//
Oled_Write_Cmd(0xAF);//--turn on oled panel
}
void Oled_Screen_Clear(void){
int i,n;
Oled_Write_Cmd (0x20); //set memory addressing mode
Oled_Write_Cmd (0x02); //page addressing mode
for(i=0;iODR = cmd;
代码实现
#define RS_GPIO_Port GPIOB
#define RW_GPIO_Port GPIOB
#define EN_GPIO_Port GPIOB
#define RS_Pin GPIO_PIN_1
#define RW_Pin GPIO_PIN_2
#define EN_Pin GPIO_PIN_10
#define RS_HIGH HAL_GPIO_WritePin(RS_GPIO_Port, RS_Pin, GPIO_PIN_SET)
#define RS_LOW HAL_GPIO_WritePin(RS_GPIO_Port, RS_Pin, GPIO_PIN_RESET)
#define RW_HIGH HAL_GPIO_WritePin(RW_GPIO_Port, RW_Pin, GPIO_PIN_SET)
#define RW_LOW HAL_GPIO_WritePin(RW_GPIO_Port, RW_Pin, GPIO_PIN_RESET)
#define EN_HIGH HAL_GPIO_WritePin(EN_GPIO_Port, EN_Pin, GPIO_PIN_SET)
#define EN_LOW HAL_GPIO_WritePin(EN_GPIO_Port, EN_Pin, GPIO_PIN_RESET)
void Write_Cmd_Func(uint8_t cmd)
{
RS_LOW;
RW_LOW;
EN_LOW;
GPIOA->ODR = cmd;
HAL_Delay(5);
EN_HIGH;
HAL_Delay(5);
EN_LOW;
}
void Write_Data_Func(uint8_t dataShow)
{
RS_HIGH;
RW_LOW;
EN_LOW;
GPIOA->ODR = dataShow;
HAL_Delay(5);
EN_HIGH;
HAL_Delay(5);
EN_LOW;
}
void LCD1602_INIT(void)
{
//（1）延时 15ms
HAL_Delay(15);
//（2）写指令 38H(不检测忙信号)
Write_Cmd_Func(0x38);
//（3）延时 5ms
HAL_Delay(5);
//（4）以后每次写指令，读/写数据操作均需要检测忙信号
//（5）写指令 38H：显示模式设置
Write_Cmd_Func(0x38);
b. DHT11介绍及实战
//（6）写指令 08H：显示关闭
Write_Cmd_Func(0x08);
//（7）写指令 01H：显示清屏
Write_Cmd_Func(0x01);
//（8）写指令 06H：显示光标移动设置
Write_Cmd_Func(0x06);
//（9）写指令 0CH：显示开及光标设置}
Write_Cmd_Func(0x0c);
}
void LCD1602_showLine(char row, char col, char *string)
{
switch(row){
case 1:
Write_Cmd_Func(0x80+col);
while(*string){
Write_Data_Func(*string);
string++;
}
break;
case 2:
Write_Cmd_Func(0x80+0x40+col);
while(*string){
Write_Data_Func(*string);
string++;
}
break;
}
}
main函数里：
//char position = 0x80 + 0x05;
//char dataShow = 'C';
LCD1602_INIT();
//Write_Cmd_Func(position);//选择要显示的地址
//Write_Data_Func(dataShow);//发送要显示的字符
LCD1602_showLine(1,5,"NO.2");
LCD1602_showLine(2,0,"LX handsome");
硬件接线
DAT -- PB7
注意：PB7既作为输入，也作为输出，则不能直接在CubeMX里配置，需要自己写代码
引脚封装
代码实现
#define DHT_HIGHT HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_7, GPIO_PIN_SET)
#define DHT_LOW HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_7, GPIO_PIN_RESET)
#define DHT_VALUE HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_7)
#define DHT_HIGHT HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_7, GPIO_PIN_SET)
#define DHT_LOW HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_7, GPIO_PIN_RESET)
#define DHT_VALUE HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_7)
uint8_t datas[5];
void delay_us(uint16_t cnt)
{
uint8_t i;
while(cnt)
{
for (i = 0; i = 25)
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_6, GPIO_PIN_RESET);
else
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_6, GPIO_PIN_SET);
memset(message, 0, sizeof(message));
sprintf(message, "Temp: %d.%d", datas[2], datas[3]);
LCD1602_showLine(1,0,message);
memset(message, 0, sizeof(message));
sprintf(message, "Humi: %d.%d", datas[0], datas[1]);
LCD1602_showLine(2,0,message);
HAL_Delay(1000);
}
#include "motor.h"
void goForward(void)
{
// 左轮
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_SET);
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_10, GPIO_PIN_RESET);
// 右轮
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_SET);
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_RESET);
}
void goBack(void)
{
// 左轮
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_RESET);
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_10, GPIO_PIN_SET);
// 右轮
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_RESET);
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_SET);
}
void goLeft(void)
{
// 左轮
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_RESET);
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_10, GPIO_PIN_RESET);
// 右轮
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_SET);
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_RESET);
}
void goRight(void)
{
// 左轮
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_SET);
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_10, GPIO_PIN_RESET);
// 右轮
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_RESET);
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_RESET);
}
void stop(void)
{
// 左轮
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_SET);
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_10, GPIO_PIN_SET);
// 右轮
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_RESET);
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_RESET);
}
motor.h
main.c
2. 串口控制小车
对应源代码：smartCar_project2
代码实现
usart.c
#ifndef __MOTOR_H__
#define __MOTOR_H__
#include "main.h"
void goForward(void);
void goBack(void);
void goLeft(void);
void goRight(void);
void stop(void);
#endif
#include "motor.h"
//main函数的while循环部分：
while (1)
{
/* USER CODE END WHILE */
goForward();
HAL_Delay(1000);
goBack();
HAL_Delay(1000);
goLeft();
HAL_Delay(1000);
goRight();
HAL_Delay(1000);
stop();
HAL_Delay(1000);
/* USER CODE BEGIN 3 */
}
#include "string.h"
#include "stdio.h"
#include "motor.h"
//串口接收缓存（1字节）
uint8_t buf=0;
//定义最大接收字节数 200，可根据需求调整
#define UART1_REC_LEN 200
// 接收缓冲, 串口接收到的数据放在这个数组里，最大UART1_REC_LEN个字节
uint8_t UART1_RX_Buffer[UART1_REC_LEN];
// 接收状态
// bit15， 接收完成标志
// bit14， 接收到0x0d
// bit13~0， 接收到的有效字节数目
uint16_t UART1_RX_STA=0;
#define SIZE 12
char buffer[SIZE];
// 接收完成回调函数，收到一个数据后，在这里处理
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
// 判断中断是由哪个串口触发的
if(huart->Instance == USART1)
{
// 判断接收是否完成（UART1_RX_STA bit15 位是否为1）
if((UART1_RX_STA & 0x8000) == 0)
{
// 如果已经收到了 0x0d （回车），
if(UART1_RX_STA & 0x4000)
{
// 则接着判断是否收到 0x0a （换行）
if(buf == 0x0a)
{
// 如果 0x0a 和 0x0d 都收到，则将 bit15 位置为1
UART1_RX_STA |= 0x8000;
// 灯控指令
if(!strcmp(UART1_RX_Buffer, "M1"))
goForward();
else if(!strcmp(UART1_RX_Buffer, "M2"))
goBack();
else if(!strcmp(UART1_RX_Buffer, "M3"))
goLeft();
else if(!strcmp(UART1_RX_Buffer, "M4"))
goRight();
else
stop();
memset(UART1_RX_Buffer, 0, UART1_REC_LEN);
UART1_RX_STA = 0;
}
else
// 否则认为接收错误，重新开始
UART1_RX_STA = 0;
main.c
3. 点动控制小车
对应源代码：smartCar_project3
}
else // 如果没有收到了 0x0d （回车）
{
//则先判断收到的这个字符是否是 0x0d （回车）
if(buf == 0x0d)
{
// 是的话则将 bit14 位置为1
UART1_RX_STA |= 0x4000;
}
else
{
// 否则将接收到的数据保存在缓存数组里
UART1_RX_Buffer[UART1_RX_STA & 0X3FFF] = buf;
UART1_RX_STA++;
// 如果接收数据大于UART1_REC_LEN（200字节），则重新开始接收
if(UART1_RX_STA > UART1_REC_LEN - 1)
UART1_RX_STA = 0;
}
}
}
// 重新开启中断
HAL_UART_Receive_IT(&huart1, &buf, 1);
}
}
int fputc(int ch, FILE *f)
{
unsigned char temp[1]={ch};
HAL_UART_Transmit(&huart1,temp,1,0xffff);
return ch;
}
#include "motor.h"
extern uint8_t buf;
//main函数
HAL_UART_Receive_IT(&huart1, &buf, 1);
代码实现
usart.c
main.c
4. 硬件PWM调速
对应源代码：smartCar_project4
硬件接线
B-1A -- PA0
B-1B -- PB1
A-1A -- PA1
A-1B -- PB10
其余接线参考上官一号小车项目。
if (!strcmp(UART1_RX_Buffer, "M1"))
{
goForward();
HAL_Delay(10);
}
else if (!strcmp(UART1_RX_Buffer, "M2"))
{
goBack();
HAL_Delay(10);
}
else if (!strcmp(UART1_RX_Buffer, "M3"))
{
goLeft();
HAL_Delay(10);
}
else if (!strcmp(UART1_RX_Buffer, "M4"))
{
goRight();
HAL_Delay(10);
}
else
stop();
// main函数里
HAL_NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn,0,0); //或者通过cubeMX配置
while(1)
{
stop();
}
cubeMX配置
TIM2配置如下图。
这两节里配置有误，正确的应该是PSC=7199，ARR=199，大家注意修正！！
设置 PSC=71 ，ARR=19，PWM 周期则为 20ms 。
将控制车轮的4个 GPIO 口配置修改如下，否则小车动不起来。
原因：L9110每个控制口需要一高一低才可以动起来，如果PWM有效电平为高电平，则另一个GPIO口则需
要输出低电平才可以驱动轮子。
代码实现
main.c
5. 左右轮各自调速
对应源代码：smartCar_project5
代码实现
main.c
6. 循迹小车
对应源代码：smartCar_project6
硬件接线
B-1A -- PB0
B-1B -- PB1
A-1A -- PB2
// main函数里
HAL_TIM_PWM_Start(&htim2,TIM_CHANNEL_1);
HAL_TIM_PWM_Start(&htim2,TIM_CHANNEL_2);
while (1)
{
__HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_1, 8);
__HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_2, 8);
HAL_Delay(1000);
__HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_1, 10);
__HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_2, 10);
HAL_Delay(1000);
__HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_1, 15);
__HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_2, 15);
HAL_Delay(1000);
}
// main函数里
while (1)
{
__HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_1,8);
__HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_2,15);
HAL_Delay(1000);
__HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_1,15);
__HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_2,8);
HAL_Delay(1000);
}
A-1B -- PB10
循迹模块（左） -- PB3
循迹模块（右） -- PB4
其余接线参考上官一号小车项目。
代码实现
7. 循迹小车解决转弯平滑问题
对应源代码：smartCar_project7
硬件接线
B-1A -- PA0
B-1B -- PB1
A-1A -- PA1
A-1B -- PB10
循迹模块（左） -- PB3
循迹模块（右） -- PB4
其余接线参考上官一号小车项目。
代码实现
#define LeftWheel_Value HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_3)
#define RightWheel_Value HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_4)
// main函数里
while (1)
{
if (LeftWheel_Value == GPIO_PIN_RESET && RightWheel_Value == GPIO_PIN_RESET)
goForward();
if (LeftWheel_Value == GPIO_PIN_SET && RightWheel_Value == GPIO_PIN_RESET)
goLeft();
if (LeftWheel_Value == GPIO_PIN_RESET && RightWheel_Value == GPIO_PIN_SET)
goRight();
if (LeftWheel_Value == GPIO_PIN_SET && RightWheel_Value == GPIO_PIN_SET)
stop();
}
#define LeftWheel_Value HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_3)
#define RightWheel_Value HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_4)
// main函数里
while (1)
8. 跟随小车
对应源代码：smartCar_project8
硬件接线
B-1A -- PB0
B-1B -- PB1
A-1A -- PB2
A-1B -- PB10
跟随模块（左） -- PB5
跟随模块（右） -- PB6
其余接线参考上官一号小车项目。
代码实现
{
if(LeftWheel_Value == GPIO_PIN_RESET && RightWheel_Value == GPIO_PIN_RESET)
{
__HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_1,19);
__HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_2,19);
}
if(LeftWheel_Value == GPIO_PIN_SET && RightWheel_Value == GPIO_PIN_RESET)
{
__HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_1,15);
__HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_2,8);
}
if(LeftWheel_Value == GPIO_PIN_RESET && RightWheel_Value == GPIO_PIN_SET)
{
__HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_1,8);
__HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_2,15);
}
if(LeftWheel_Value == GPIO_PIN_SET && RightWheel_Value == GPIO_PIN_SET)
{
__HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_1,0);
__HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_2,0);
}
}
#define LeftWheel_Value HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_5)
#define RightWheel_Value HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_6)
// main函数里
while (1)
9. 摇头避障小车
对应源代码：smartCar_project9
9.1 封装摇头功能
对应源代码：smartCar_project9_1
硬件接线
sg90 -- PB9
cubeMX配置
{
if(LeftWheel_Value == GPIO_PIN_RESET && RightWheel_Value == GPIO_PIN_RESET)
goForward();
if(LeftWheel_Value == GPIO_PIN_SET && RightWheel_Value == GPIO_PIN_RESET)
goRight();
if(LeftWheel_Value == GPIO_PIN_RESET && RightWheel_Value == GPIO_PIN_SET)
goLeft();
if(LeftWheel_Value == GPIO_PIN_SET && RightWheel_Value == GPIO_PIN_SET)
stop();
}
代码实现
sg90.c
#include "sg90.h"
#include "gpio.h"
#include "tim.h"
void initSG90(void)
{
HAL_TIM_PWM_Start(&htim4,TIM_CHANNEL_4); //启动定时器4
__HAL_TIM_SetCompare(&htim4, TIM_CHANNEL_4, 17); //将舵机置为90度
}
void sgMiddle(void)
{
__HAL_TIM_SetCompare(&htim4, TIM_CHANNEL_4, 17); //将舵机置为90度
}
void sgRight(void)
sg90.h
main.c
9.2 封装超声波传感器
对应源代码：smartCar_project9_2
硬件接线
请注意，超声波模块的接线与垃圾桶项目有所不同！
超声波模块：
Trig--PB7
Echo -- PB8
{
__HAL_TIM_SetCompare(&htim4, TIM_CHANNEL_4, 5); //将舵机置为0度
}
void sgLeft(void)
{
__HAL_TIM_SetCompare(&htim4, TIM_CHANNEL_4, 25); //将舵机置为180度
}
#ifndef __SG90_H__
#define __SG90_H__
void initSG90(void);
void sgMiddle(void);
void sgRight(void);
void sgLeft(void);
#endif
initSG90();
HAL_Delay(1000);
while (1)
{
sgLeft();
HAL_Delay(1000);
sgMiddle();
HAL_Delay(1000);
sgRight();
HAL_Delay(1000);
sgMiddle();
HAL_Delay(1000);
}
cubeMX配置
代码实现
sr04.c
#include "sr04.h"
#include "gpio.h"
#include "tim.h"
//使用TIM2来做us级延时函数
void TIM2_Delay_us(uint16_t n_us)
{
/* 使能定时器2计数 */
__HAL_TIM_ENABLE(&htim2);
__HAL_TIM_SetCounter(&htim2, 0);
while(__HAL_TIM_GetCounter(&htim2) 35){
//前进
}
else
{
//停止
//测左边距离
sgLeft();
HAL_Delay(300);
disLeft = get_distance();
sgMiddle();
HAL_Delay(300);
sgRight();
dir = RIGHT;
HAL_Delay(300);
disRight = get_distance();
}
}
while (1)
{
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
if(dir != MIDDLE){
sgMiddle();
dir = MIDDLE;
HAL_Delay(300);
10. 小车测速
对应源代码：smartCar_project10
硬件接线
测速模块：
VCC -- 3.3V 不能接5V，否则遮挡一次会触发3次中断
OUT -- PB14
}
disMiddle = get_distance();
if(disMiddle > 35){
//前进
goForward();
}else if(disMiddle 35){
//前进
goForward();
}else if(disMiddle 服务器托管，北京服务器托管，服务器租用 http://www.fwqtg.net
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