stm32智能小车光电传感器循迹

stm32智能小车光电传感器循迹是一种常见的智能小车应用，利用光电传感器检测地面上的线条，从而实现自动循迹功能。以下是实现该功能的基本原理和步骤：

### 基本原理

1. **光电传感器**：智能小车通常配备多个光电传感器（如红外传感器），这些传感器可以检测地面的反射光线。黑色线条反射的光线较弱，而白色地面反射的光线较强。

2. **信号处理**：传感器检测到的信号通过stm32微控制器进行处理，微控制器根据传感器的输出信号判断小车的位置和方向。

3. **控制算法**：根据传感器的输出，微控制器执行相应的控制算法，调整小车的电机驱动，使小车保持在轨迹上。

### 实现步骤

1. **硬件连接**：
- 将光电传感器连接到stm32的GPIO引脚。
- 将电机驱动模块（如L298N）连接到stm32的PWM引脚和GPIO引脚。

2. **传感器校准**：
- 在不同光照条件下校准光电传感器，确保传感器能够准确检测地面上的线条。

3. **编写控制程序**：
- 初始化GPIO和PWM引脚。
- 读取传感器的输出信号。
- 根据传感器的输出信号，执行相应的控制算法，调整电机的速度，使小车保持在轨迹上。

4. **调试和优化**：
- 在实际环境中测试小车的循迹效果，根据测试结果调整控制算法和传感器位置。

### 示例代码

#include "stm32f4xx_hal.h"

#define SENSOR_LEFT_PIN GPIO_PIN_0
#define SENSOR_CENTER_PIN GPIO_PIN_1
#define SENSOR_RIGHT_PIN GPIO_PIN_2
#define SENSOR_PORT GPIOA

#define MOTOR_LEFT_FORWARD_PIN GPIO_PIN_0
#define MOTOR_LEFT_BACKWARD_PIN GPIO_PIN_1
#define MOTOR_RIGHT_FORWARD_PIN GPIO_PIN_2
#define MOTOR_RIGHT_BACKWARD_PIN GPIO_PIN_3
#define MOTOR_PORT GPIOB

void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);

int main(void)
{
    HAL_Init();
    SystemClock_Config();
    MX_GPIO_Init();

    while (1)
    {
        // 读取传感器状态
        uint8_t left = HAL_GPIO_ReadPin(SENSOR_PORT, SENSOR_LEFT_PIN);
        uint8_t center = HAL_GPIO_ReadPin(SENSOR_PORT, SENSOR_CENTER_PIN);
        uint8_t right = HAL_GPIO_ReadPin(SENSOR_PORT, SENSOR_RIGHT_PIN);

        // 根据传感器状态调整电机
        if (center)
        {
            // 直行
            HAL_GPIO_WritePin(MOTOR_PORT, MOTOR_LEFT_FORWARD_PIN, GPIO_PIN_SET);
            HAL_GPIO_WritePin(MOTOR_PORT, MOTOR_LEFT_BACKWARD_PIN, GPIO_PIN_RESET);
            HAL_GPIO_WritePin(MOTOR_PORT, MOTOR_RIGHT_FORWARD_PIN, GPIO_PIN_SET);
            HAL_GPIO_WritePin(MOTOR_PORT, MOTOR_RIGHT_BACKWARD_PIN, GPIO_PIN_RESET);
        }
        else if (left)
        {
            // 向左转
            HAL_GPIO_WritePin(MOTOR_PORT, MOTOR_LEFT_FORWARD_PIN, GPIO_PIN_RESET);
            HAL_GPIO_WritePin(MOTOR_PORT, MOTOR_LEFT_BACKWARD_PIN, GPIO_PIN_SET);
            HAL_GPIO_WritePin(MOTOR_PORT, MOTOR_RIGHT_FORWARD_PIN, GPIO_PIN_SET);
            HAL_GPIO_WritePin(MOTOR_PORT, MOTOR_RIGHT_BACKWARD_PIN, GPIO_PIN_RESET);
        }
        else if (right)
        {
            // 向右转
            HAL_GPIO_WritePin(MOTOR_PORT, MOTOR_LEFT_FORWARD_PIN, GPIO_PIN_SET);
            HAL_GPIO_WritePin(MOTOR_PORT, MOTOR_LEFT_BACKWARD_PIN, GPIO_PIN_RESET);
            HAL_GPIO_WritePin(MOTOR_PORT, MOTOR_RIGHT_FORWARD_PIN, GPIO_PIN_RESET);
            HAL_GPIO_WritePin(MOTOR_PORT, MOTOR_RIGHT_BACKWARD_PIN, GPIO_PIN_SET);
        }
        else
        {
            // 停止
            HAL_GPIO_WritePin(MOTOR_PORT, MOTOR_LEFT_FORWARD_PIN, GPIO_PIN_RESET);
            HAL_GPIO_WritePin(MOTOR_PORT, MOTOR_LEFT_BACKWARD_PIN, GPIO_PIN_RESET);
            HAL_GPIO_WritePin(MOTOR_PORT, MOTOR_RIGHT_FORWARD_PIN, GPIO_PIN_RESET);
            HAL_GPIO_WritePin(MOTOR_PORT, MOTOR_RIGHT_BACKWARD_PIN, GPIO_PIN_RESET);
        }
    }
}

static void MX_GPIO_Init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

    // GPIO Ports Clock Enable
    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
    __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();

    // Configure GPIO pins : SENSOR_LEFT_PIN SENSOR_CENTER_PIN SENSOR_RIGHT_PIN
    GPIO_InitStruct.Pin = SENSOR_LEFT_PIN | SENSOR_CENTER_PIN | SENSOR_RIGHT_PIN;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    HAL_GPIO_Init(SENSOR_PORT, &GPIO_InitStruct);

    // Configure GPIO pins : MOTOR_LEFT_FORWARD_PIN MOTOR_LEFT_BACKWARD_PIN MOTOR_RIGHT_FORWARD_PIN MOTOR_RIGHT_BACKWARD_PIN
    GPIO_InitStruct.Pin = MOTOR_LEFT_FORWARD_PIN | MOTOR_LEFT_BACKWARD_PIN | MOTOR_RIGHT_FORWARD_PIN | MOTOR_RIGHT_BACKWARD_PIN;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
    HAL_GPIO_Init(MOTOR_PORT, &GPIO_InitStruct);
}

###