STM32单片机小车教程进阶版：提升你的技能到新高度，成为小车大师

# 1. STM32单片机基础**

STM32单片机是意法半导体（STMicroelectronics）公司推出的32位微控制器系列，基于ARM Cortex-M内核。STM32单片机以其高性能、低功耗、丰富的外设和广泛的应用领域而闻名。

本教程将从基础知识开始，逐步深入讲解STM32单片机的架构、外设、编程和应用。通过循序渐进的学习，读者将掌握STM32单片机的核心技术，为后续的深入学习和项目开发奠定坚实的基础。

# 2. STM32单片机小车硬件架构

### 2.1 小车硬件组成及原理

STM32单片机小车由以下主要硬件组成：

| 硬件组件 | 功能 |
|---|---|
| STM32单片机 | 控制小车的核心部件，负责处理数据、控制电机和传感器 |
| 电机驱动器 | 驱动电机，控制小车的运动 |
| 电机 | 提供动力，驱动小车前进或后退 |
| 传感器 | 感知小车周围环境，如超声波传感器、红外传感器等 |
| 电池 | 为小车供电 |

小车的硬件原理如下图所示：

graph TD
    STM32单片机 --> 电机驱动器
    电机驱动器 --> 电机
    STM32单片机 --> 传感器
    传感器 --> STM32单片机
    电池 --> STM32单片机

### 2.2 电机驱动原理及控制方式

**电机驱动原理**

电机驱动器通过控制电机两端的电压和电流来控制电机的运动。常见的电机驱动方式有：

- **H桥驱动：**使用四个开关管组成H桥电路，通过改变开关管的导通状态来控制电机正反转和制动。
- **全桥驱动：**使用八个开关管组成全桥电路，可以实现电机的四象限运行，即正转、反转、正制动和反制动。

**电机控制方式**

STM32单片机通过PWM（脉宽调制）信号控制电机驱动器，从而控制电机的转速和方向。PWM信号的占空比决定了电机转速，而PWM信号的极性决定了电机方向。

// 电机正转
HAL_TIM_PWM_Start(&htim, TIM_CHANNEL_1);

// 电机反转
HAL_TIM_PWM_Start(&htim, TIM_CHANNEL_2);

// 电机制动
HAL_TIM_PWM_Stop(&htim, TIM_CHANNEL_1);
HAL_TIM_PWM_Stop(&htim, TIM_CHANNEL_2);

**参数说明：**

- `htim`：定时器句柄
- `TIM_CHANNEL_1`：定时器通道1
- `TIM_CHANNEL_2`：定时器通道2

# 3. STM32单片机小车软件开发

### 3.1 STM32单片机开发环境搭建

#### 3.1.1 开发工具选择

STM32单片机开发主要使用集成开发环境（IDE），常用的IDE包括：

- Keil MDK
- IAR Embedded Workbench
- STM32CubeIDE

本教程使用STM32CubeIDE，它是一款免费且功能强大的IDE，由STMicroelectronics官方提供。

#### 3.1.2 开发环境安装

1. 下载STM32CubeIDE：https://www.st.com/en/development-tools/stm32cubeide.html
2. 安装STM32CubeIDE。
3. 安装STM32CubeMX：https://www.st.com/en/development-tools/stm32cubemx.html
4. 安装STM32Cube库：https://www.st.com/en/development-tools/stm32cube-fw-l4.html

### 3.2 小车控制算法设计与实现

#### 3.2.1 运动控制算法

小车运动控制算法主要包括：

- **PID控制算法：**用于控制小车的速度和方向，使小车能够平稳地行驶。
- **轨迹规划算法：**用于规划小车的行驶轨迹，使小车能够沿着预定的路径行驶。

#### 3.2.2 代码实现

// PID控制算法
float pid_control(float er