出电磁寻迹小车代码 主控stm32c8t6 提供原理图 pcb

一、引言

电磁寻迹小车在智能车竞赛等场景中有着广泛应用。以STM32C8T6为主控芯片来打造这样一辆小车，我们需要从硬件原理图、PCB设计以及代码实现等多个方面入手。今天就来和大家详细唠唠这其中的门道，并分享相关代码。

二、硬件部分：原理图与PCB设计

2.1 原理图

首先，我们来看原理图。STM32C8T6作为核心，它要与电磁传感器、电机驱动等模块连接。

• 电磁传感器部分：电磁传感器用于检测赛道上的电磁信号。一般会有多个传感器分布在小车前端，比如三个传感器呈线性排列。传感器将感应到的电磁信号转化为电压信号，这些模拟信号需要输入到STM32C8T6的ADC（模拟数字转换器）引脚。例如，PA0 - PA2引脚可作为ADC输入引脚连接传感器输出端。
• 电机驱动部分：常见的电机驱动芯片如L298N，它负责为直流电机提供足够的驱动电流。STM32C8T6通过GPIO（通用输入输出）引脚输出PWM（脉冲宽度调制）信号来控制电机的转速和转向。比如，PB0、PB1引脚可以分别连接到L298N的使能端，通过输出不同占空比的PWM信号来控制左右电机的转速。

2.2 PCB设计

在PCB设计时，要注意布局和布线。

• 布局：将STM32C8T6芯片放置在板子中央位置，方便与周围模块连接。电磁传感器尽量靠近小车前端，减少信号传输干扰。电机驱动芯片靠近电机放置，缩短大电流传输路径。
• 布线：对于电源布线，要加粗电源线，确保为各个模块提供稳定的电源。模拟信号布线要尽量短且远离数字信号布线，防止数字信号对模拟信号产生干扰。特别是电磁传感器的信号线，要用屏蔽线或者在PCB上包地处理。

三、代码实现

3.1 初始化部分

#include "stm32f10x.h"

void ADC_Init(void) {
    ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;
    ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;
    ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;
    ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;
    ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;
    ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 3;
    ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);

    ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);
}

void TIM3_PWM_Init(void) {
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
    TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 999;
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 71;
    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_OC2Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);

    TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);
}

代码分析：

• ADC_Init函数用于初始化ADC。首先使能GPIOA和ADC1的时钟，然后将PA0 - PA2配置为模拟输入模式。接着对ADC1进行模式、扫描模式、转换模式等参数设置，最后使能ADC1。
• TIM3PWMInit函数初始化TIM3用于产生PWM信号。使能TIM3和GPIOB时钟，将PB0和PB1配置为复用推挽输出模式。设置TIM3的周期、预分频器等参数，配置OC1和OC2为PWM1模式并使能输出。

3.2 主函数部分

int main(void) {
    uint16_t adc_value[3];
    ADC_Init();
    TIM3_PWM_Init();

    while (1) {
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_0 + i, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5);
            ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);
            while (ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC) == RESET);
            adc_value[i] = ADC_GetConversionValue(ADC1);
        }

        if (adc_value[0] > adc_value[1] && adc_value[0] > adc_value[2]) {
            TIM_SetCompare1(TIM3, 500);
            TIM_SetCompare2(TIM3, 300);
        } else if (adc_value[2] > adc_value[1] && adc_value[2] > adc_value[0]) {
            TIM_SetCompare1(TIM3, 300);
            TIM_SetCompare2(TIM3, 500);
        } else {
            TIM_SetCompare1(TIM3, 500);
            TIM_SetCompare2(TIM3, 500);
        }
    }
}

代码分析：

• 在主函数中，先定义了一个数组adcvalue用于存储ADC转换后的值。调用ADCInit和TIM3PWMInit进行初始化。
• 在循环中，通过ADC_RegularChannelConfig配置ADC通道，启动软件转换并等待转换完成，获取转换值存入数组。
• 根据三个传感器的值判断小车的偏向。如果左边传感器值最大，说明小车偏右，通过TIMSetCompare1和TIMSetCompare2设置左右电机PWM占空比，使小车向左调整；同理右边传感器值最大时，小车向左偏，进行相应调整；当中间传感器值最大，说明小车在赛道中间，设置左右电机相同的PWM占空比，使小车直线行驶。

四、总结

通过上述的原理图、PCB设计以及代码实现，我们就可以打造出一辆基于STM32C8T6的电磁寻迹小车。当然，实际应用中还可以进一步优化代码和硬件设计，比如采用更复杂的算法提高寻迹精度，优化PCB布局减少干扰等。希望这篇博文能给对电磁寻迹小车感兴趣的朋友一些帮助。