基于CW32遥控循迹小车 - 嘉立创EDA开源硬件平台

题目要求

1、完成小车组装；

2、小车具有循迹功能；

3、小车具有遥控功能；

4、可显示电池电压及左右轮分别的转速。

题目分析

由题可知小车大致可分为主控、显示、蓝牙、循迹四个部分

主控我选用的是CW32F030C8T6，芯片来源于武汉芯源半导体有限公司，这款芯片基于ARM公司Cortex-M0+内核，最高主频64MHZ，64K字节FLASH,8K字节RAM，采用LQFP48封装，是一款高性价比的国产MCU。现在CW32有开发者扶持计划，有很多福利资助，像做项目之类的都会给现金资助。 微信搜索：“CW32生态社区”公众号可以免费申领武汉芯源半导体的CW32芯片、核心板以及开发板。 搜索“CW32生态社区”公众号，关注后进入。点击左下角“开发扶持”，点击“样品申请”，弹出“开始答题”，点击后填写申请信息即可。

显示部分我选用OLED 0.96OLED，该屏幕尺寸小，分辨率高，低压3.3V就可工作被广泛应用在各种电子产品在中。

蓝牙遥控我选用HC-05主从机一体蓝牙模块

循迹采用zgnb大佬基于74hc165设计的模块

总体设计方案框图

原理图设计说明

首先是电源输入通过DCDC LM1584降至5V，再通过1117将5V降至3.3V，以便给电路中的不同模块供电

电池电压检测电路，同过ADC采集，实时显示电池电压

电机驱动采用TB6612，TB6612双电机驱动板，每通道输出最高1A的连续驱动电流，启动峰值电流达2A/3A;4种电机控制模式:正转/反转/制动/停止;PWM支持频率高达100kHz;

0.96OLED，电机编码，按键电路，蜂鸣器电路、LED灯电路、MPU6050、循迹模块如下：其中MPU6050用来稳定小车的动作姿态

整体原理图

PCB设计说明

电源线、地线及印制导线在PCB上的排列要恰当，尽量做到短而直，以减小信号线与回线之间所形成的环路面积。电源线走大一些。

总体PCB

软件说明

寻迹模块代码

/******************************************************************************
    *函数名称：HC165_Disable()
    *功能：     失能循迹板
    *参数：     无
    *返回:        无
*******************************************************************************/
void HC165_Disable(void)
{
    HC165_PEN_H;
}

int Get_HC165_Data(void)
{
    int HC165_Data = 0;
    int i=0;
    HC165_LD_L;
    HC165_LD_H;
    //while(--i) 
        for(i = 23 ; i >= 0 ; i -- )
    {
        if(HC165_Read_SER == 0 )
     {
            HC165_Data |= 1<<i;
     }
     HC165_CLK_L;
     HC165_CLK_H;
    }
    
    return HC165_Data;
}

初始化系统任务配置程序：

/* USER CODE END GET_IDLE_TASK_MEMORY */
/**
  * @brief  FreeRTOS initialization
  * @param  None
  * @retval None
  */
void MX_FREERTOS_Init(void) {
  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */
  /* Create the mutex(es) */
  /* definition and creation of myMutex01 */
  osMutexDef(myMutex01);
  myMutex01Handle = osMutexCreate(osMutex(myMutex01));

  /* USER CODE BEGIN RTOS_MUTEX */
  /* add mutexes, ... */
  /* USER CODE END RTOS_MUTEX */

  /* USER CODE BEGIN RTOS_SEMAPHORES */
  /* add semaphores, ... */
  /* USER CODE END RTOS_SEMAPHORES */

  /* USER CODE BEGIN RTOS_TIMERS */
  /* start timers, add new ones, ... */
  /* USER CODE END RTOS_TIMERS */

  /* Create the queue(s) */
  /* definition and creation of myQueue01 */
  osMessageQDef(myQueue01, 1, void *);
  myQueue01Handle = osMessageCreate(osMessageQ(myQueue01), NULL);

  /* USER CODE BEGIN RTOS_QUEUES */
  /* add queues, ... */
  /* USER CODE END RTOS_QUEUES */

  /* Create the thread(s) */
  /* definition and creation of task_system */
  osThreadDef(task_system, LS_task_system, osPriorityNormal, 0, 256);
  task_systemHandle = osThreadCreate(osThread(task_system), NULL);

  /* definition and creation of task_usart */
  osThreadDef(task_usart, LS_task_usart, osPriorityRealtime, 0, 128);
  task_usartHandle = osThreadCreate(osThread(task_usart), NULL);

  /* definition and creation of task_user */
  osThreadDef(task_user, LS_task_user, osPriorityIdle, 0, 1024);
  task_userHandle = osThreadCreate(osThread(task_user), NULL);

  /* USER CODE BEGIN RTOS_THREADS */
  /* add threads, ... */
  /* USER CODE END RTOS_THREADS */

}

系统用户任务处理函数：

void LS_task_system(void const * argument)
{

  for(;;)
  {     
    MPU_Get_Gyroscope(&gx,&gy,&gz);
      gz = gz + 148;
      trask = Get_HC165_Data();//二十四位数据
      trask8_data = trask&0xff;//提取八位循迹数据
      trask16_data = (trask >> 8);//提取十六位循迹数据
      trask16_data = trask16_data>>8 |((trask16_data<<8) & 0xff00);
      trask16_data = trask16_data & 0x1ff8;
      position16 = car_Track_Find16_Position_Lift(trask16_data);
      position8 = car_Track_Find_Position_Lift(trask8_data);
     
        if(trask8_data != 0)        //  有黑线
                {
                      old_position8 = position8;  //  保留上次位置值
                }
                else                 //   无黑线
                {                    //   用上次的值，放大2倍
                    position8 = old_position8;
                }

      if(abs(position8)<=1) Espeed = z;
      else Espeed =  -w;

        if(trask16_data != 0)        //  有黑线
                {
                      old_position16 = position16;  //  保留上次位置值
                }
                else                 //   无黑线
                {                    //   用上次的值，放大2倍
                    position16 = old_position16 * 2;
                }

                
                
                err_pwm_Kp = (-trask_Pid.p) * position16 ;  //  计算 p 值
                     err_pwm_Kd = gz/65  * (-trask_Pid.d);  //  计算 D 值
                    
                    
                     lift_PWM_OUT   = base_Speed_PWM + err_pwm_Kp + err_pwm_Kd + Espeed;
                     right_PWM_OUT  = base_Speed_PWM - err_pwm_Kp - err_pwm_Kd + Espeed;
            if(track_Control_EN != 0)
                {
                    HAL_TIM_Base_Start(&htim4);
                   if(htim4.Instance->CNT > 980)
                    {
                        time ++;
                    }
                    sec = time/1000.00;
                    
                    //反转限幅
//                    if(lift_PWM_OUT  < -4000)   lift_PWM_OUT  = -4000;
//                     if(right_PWM_OUT < -4000)   right_PWM_OUT = -4000;
                      Set_Motor_PWM(lift_PWM_OUT,right_PWM_OUT)       ;
                }    
                else 
                {
                    HAL_TIM_Base_Stop(&htim4);
                    
                    time = 0;
                    
                    htim4.Instance->CNT = 0;
                }
    osDelay(1);
    
  }
}

小车图