基于STM32F103C8T6的三路PID算法红外循迹超声波避障代码实现

这是一个比较复杂的项目，需要涉及到STM32的硬件控制和PID算法的理解。以下是一个简单的代码框架，可以作为参考：

#include "stm32f10x.h"
#include <stdbool.h>

// 定义红外循迹所使用的引脚
#define LEFT_TRACK_PIN GPIO_Pin_0
#define MIDDLE_TRACK_PIN GPIO_Pin_1
#define RIGHT_TRACK_PIN GPIO_Pin_2

// 定义超声波模块所使用的引脚
#define ECHO_PIN GPIO_Pin_3
#define TRIG_PIN GPIO_Pin_4

// 定义舵机所使用的引脚
#define SERVO_PIN GPIO_Pin_5

// 定义PWM输出口
#define PWM_PIN GPIO_Pin_6

// 定义PID参数
#define KP 1.0
#define KI 0.0
#define KD 0.0

// 定义PID结构体
typedef struct {
    float setpoint; // 目标值
    float last_error; // 上一次误差
    float error_sum; // 误差累积
    float kp, ki, kd; // PID参数
} pid_t;

// 初始化PID结构体
void pid_init(pid_t *pid, float kp, float ki, float kd) {
    pid->last_error = 0.0;
    pid->error_sum = 0.0;
    pid->kp = kp;
    pid->ki = ki;
    pid->kd = kd;
}

// 计算PID输出
float pid_compute(pid_t *pid, float input) {
    float error = pid->setpoint - input;
    float output = pid->kp * error + pid->ki * pid->error_sum + pid->kd * (error - pid->last_error);
    pid->last_error = error;
    pid->error_sum += error;
    return output;
}

// 初始化GPIO
void gpio_init() {
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);

    // 红外循迹引脚配置
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = LEFT_TRACK_PIN | MIDDLE_TRACK_PIN | RIGHT_TRACK_PIN;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    // 超声波模块引脚配置
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = ECHO_PIN;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD;
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = TRIG_PIN;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

    // 舵机引脚配置
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = SERVO_PIN;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    // PWM输出口配置
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = PWM_PIN;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
}

// 初始化定时器
void timer_init() {
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
    TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;

    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);

    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 20000 - 1;
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 72 - 1;
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
    TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure);

    TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;
    TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
    TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0;
    TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
    TIM_OC1Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);

    TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);
    TIM_OC1PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable);
}

// 获取红外循迹传感器的状态
void get_track_status(bool *left, bool *middle, bool *right) {
    *left = !GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, LEFT_TRACK_PIN);
    *middle = !GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, MIDDLE_TRACK_PIN);
    *right = !GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, RIGHT_TRACK_PIN);
}

// 发送超声波信号
void send_ultrasonic() {
    GPIO_SetBits(GPIOB, TRIG_PIN);
    Delay_us(10);
    GPIO_ResetBits(GPIOB, TRIG_PIN);
}

// 获取超声波模块的距离
float get_ultrasonic_distance() {
    uint32_t start_time, end_time;
    float distance;

    // 发送超声波信号
    send_ultrasonic();

    // 等待超声波返回信号
    while(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, ECHO_PIN));
    start_time = TIM_GetCounter(TIM2);
    while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, ECHO_PIN));
    end_time = TIM_GetCounter(TIM2);

    // 计算距离
    distance = (float)(end_time - start_time) * 0.017;
    return distance;
}

int main(void) {
    bool left, middle, right;
    float distance;
    pid_t pid;
    float pid_output;

    gpio_init();
    timer_init();
    pid_init(&pid, KP, KI, KD);

    while(1) {
        // 获取红外循迹传感器状态
        get_track_status(&left, &middle, &right);

        // 获取超声波模块距离
        distance = get_ultrasonic_distance();

        // 根据红外循迹和超声波模块的状态计算PID输出
        // ...

        // 根据PID输出控制机器人移动
        // ...
    }
}

需要注意的是，这只是一个简单的代码框架，具体的实现还需要根据实际情况进行调整和完善。同时，也需要了解STM32的硬件控制和PID算法的原理，才能更好地理解和实现这个项目。