在gd32f103单片机环境下,无舵机的智能车通过pd算法进行电磁循迹,并使用HC-SR04超声波测距模块进行避障的代码

时间: 2024-04-30 11:19:19 浏览: 14
以下是一份基于GD32F103单片机环境下的无舵机电磁循迹与超声波避障代码,使用PD算法控制电机速度,具体实现细节需要根据具体硬件环境进行适当调整: ```c #include "gd32f10x.h" #include "systick.h" /* 定义电机控制相关的宏 */ #define MOT1_PORT GPIOB #define MOT1_PWM GPIO_PIN_0 #define MOT1_DIR1 GPIO_PIN_1 #define MOT1_DIR2 GPIO_PIN_2 #define MOT2_PORT GPIOB #define MOT2_PWM GPIO_PIN_8 #define MOT2_DIR1 GPIO_PIN_9 #define MOT2_DIR2 GPIO_PIN_10 /* 定义红外循迹传感器引脚相关的宏 */ #define IR_PORT GPIOA #define IR_L1 GPIO_PIN_0 #define IR_L2 GPIO_PIN_1 #define IR_M1 GPIO_PIN_2 #define IR_M2 GPIO_PIN_3 #define IR_R1 GPIO_PIN_4 #define IR_R2 GPIO_PIN_5 /* 定义超声波模块引脚相关的宏 */ #define US_PORT GPIOA #define US_TRIG GPIO_PIN_6 #define US_ECHO GPIO_PIN_7 /* 定义全局变量 */ float error = 0; float last_error = 0; float kp = 0.3; float kd = 0.2; int speed = 0; /* 定义函数原型 */ void motor_control(int left_speed, int right_speed); void ir_track(void); void us_measure(void); int main(void) { /* 初始化SysTick */ delay_init(72); /* 使能GPIOB和GPIOA时钟 */ rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOB); rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOA); /* 配置MOT1_PWM、MOT1_DIR1和MOT1_DIR2引脚为推挽输出 */ gpio_init(MOT1_PORT, GPIO_MODE_AF_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, MOT1_PWM | MOT1_DIR1 | MOT1_DIR2); /* 配置MOT2_PWM、MOT2_DIR1和MOT2_DIR2引脚为推挽输出 */ gpio_init(MOT2_PORT, GPIO_MODE_AF_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, MOT2_PWM | MOT2_DIR1 | MOT2_DIR2); /* 配置IR_L1、IR_L2、IR_M1、IR_M2、IR_R1和IR_R2引脚为浮空输入 */ gpio_init(IR_PORT, GPIO_MODE_IPU, GPIO_OSPEED_50MHZ, IR_L1 | IR_L2 | IR_M1 | IR_M2 | IR_R1 | IR_R2); /* 配置US_TRIG引脚为推挽输出 */ gpio_init(US_PORT, GPIO_MODE_OUT_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, US_TRIG); /* 配置US_ECHO引脚为浮空输入 */ gpio_init(US_PORT, GPIO_MODE_IPU, GPIO_OSPEED_50MHZ, US_ECHO); /* 设置SysTick的中断周期为10ms */ SysTick_Config(SystemCoreClock / 100); while(1) { /* 电磁循迹 */ ir_track(); /* 超声波避障 */ us_measure(); /* 根据PD算法计算电机速度 */ speed = kp * error + kd * (error - last_error); last_error = error; /* 控制电机速度 */ motor_control(speed, speed); } } /* 电机控制函数 */ void motor_control(int left_speed, int right_speed) { /* 控制左电机 */ if(left_speed > 0) { /* 向前 */ gpio_bit_set(MOT1_PORT, MOT1_DIR1); gpio_bit_reset(MOT1_PORT, MOT1_DIR2); pwm_output_state_set(PWM1, ENABLE); timer_channel_output_pulse_value_config(PWM1, TIMER_CH_0, left_speed); } else if(left_speed < 0) { /* 向后 */ gpio_bit_reset(MOT1_PORT, MOT1_DIR1); gpio_bit_set(MOT1_PORT, MOT1_DIR2); pwm_output_state_set(PWM1, ENABLE); timer_channel_output_pulse_value_config(PWM1, TIMER_CH_0, -left_speed); } else { /* 停止 */ gpio_bit_reset(MOT1_PORT, MOT1_DIR1); gpio_bit_reset(MOT1_PORT, MOT1_DIR2); pwm_output_state_set(PWM1, DISABLE); } /* 控制右电机 */ if(right_speed > 0) { /* 向前 */ gpio_bit_set(MOT2_PORT, MOT2_DIR1); gpio_bit_reset(MOT2_PORT, MOT2_DIR2); pwm_output_state_set(PWM0, ENABLE); timer_channel_output_pulse_value_config(PWM0, TIMER_CH_2, right_speed); } else if(right_speed < 0) { /* 向后 */ gpio_bit_reset(MOT2_PORT, MOT2_DIR1); gpio_bit_set(MOT2_PORT, MOT2_DIR2); pwm_output_state_set(PWM0, ENABLE); timer_channel_output_pulse_value_config(PWM0, TIMER_CH_2, -right_speed); } else { /* 停止 */ gpio_bit_reset(MOT2_PORT, MOT2_DIR1); gpio_bit_reset(MOT2_PORT, MOT2_DIR2); pwm_output_state_set(PWM0, DISABLE); } } /* 电磁循迹函数 */ void ir_track(void) { uint16_t ir_l1 = gpio_input_bit_get(IR_PORT, IR_L1); uint16_t ir_l2 = gpio_input_bit_get(IR_PORT, IR_L2); uint16_t ir_m1 = gpio_input_bit_get(IR_PORT, IR_M1); uint16_t ir_m2 = gpio_input_bit_get(IR_PORT, IR_M2); uint16_t ir_r1 = gpio_input_bit_get(IR_PORT, IR_R1); uint16_t ir_r2 = gpio_input_bit_get(IR_PORT, IR_R2); if(ir_l1 == 0 && ir_l2 == 0 && ir_m1 == 0 && ir_m2 == 0 && ir_r1 == 0 && ir_r2 == 0) { error = 0; } else if(ir_l1 == 1 && ir_l2 == 0 && ir_m1 == 0 && ir_m2 == 0 && ir_r1 == 0 && ir_r2 == 0) { error = -3; } else if(ir_l1 == 1 && ir_l2 == 1 && ir_m1 == 0 && ir_m2 == 0 && ir_r1 == 0 && ir_r2 == 0) { error = -2; } else if(ir_l1 == 0 && ir_l2 == 1 && ir_m1 == 0 && ir_m2 == 0 && ir_r1 == 0 && ir_r2 == 0) { error = -1; } else if(ir_l1 == 0 && ir_l2 == 1 && ir_m1 == 1 && ir_m2 == 0 && ir_r1 == 0 && ir_r2 == 0) { error = -0.5; } else if(ir_l1 == 0 && ir_l2 == 0 && ir_m1 == 1 && ir_m2 == 0 && ir_r1 == 0 && ir_r2 == 0) { error = 0; } else if(ir_l1 == 0 && ir_l2 == 0 && ir_m1 == 1 && ir_m2 == 1 && ir_r1 == 0 && ir_r2 == 0) { error = 0.5; } else if(ir_l1 == 0 && ir_l2 == 0 && ir_m1 == 0 && ir_m2 == 1 && ir_r1 == 0 && ir_r2 == 0) { error = 1; } else if(ir_l1 == 0 && ir_l2 == 0 && ir_m1 == 0 && ir_m2 == 1 && ir_r1 == 1 && ir_r2 == 0) { error = 2; } else if(ir_l1 == 0 && ir_l2 == 0 && ir_m1 == 0 && ir_m2 == 0 && ir_r1 == 1 && ir_r2 == 0) { error = 3; } else if(ir_l1 == 0 && ir_l2 == 0 && ir_m1 == 0 && ir_m2 == 0 && ir_r1 == 1 && ir_r2 == 1) { error = 4; } } /* 超声波测距函数 */ void us_measure(void) { uint32_t start_time = 0; uint32_t end_time = 0; uint32_t distance = 0; /* 发送超声波信号 */ gpio_bit_set(US_PORT, US_TRIG); delay_us(10); gpio_bit_reset(US_PORT, US_TRIG); /* 等待收到回波信号 */ while(!gpio_input_bit_get(US_PORT, US_ECHO)); start_time = systick_get_value(); while(gpio_input_bit_get(US_PORT, US_ECHO)); end_time = systick_get_value(); /* 计算距离 */ distance = (end_time - start_time) / 58; /* 超声波避障 */ if(distance < 10) { /* 靠近障碍物,需要向右转 */ error += 2; } } ``` 需要注意的是,以上代码中只是一个简单的示例,实际的应用场景中需要根据具体情况进行调整和优化,例如增加PID算法等更高级的控制算法,以达到更好的效果。

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