【平衡小车制作】（八）蓝牙遥控及平衡成果展示（超详解）

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大家好，我是小政。本篇文章我将针对蓝牙遥控平衡小车进行详细的讲解，让每位小伙伴能够通过手机APP和蓝牙模块实现对平衡小车的控制。

一、蓝牙初始化

1.串口3初始化函数——usart3.c
这一串代码很容易理解，就是通过串口3与蓝牙连接，手机连接蓝牙将信息发送给蓝牙模块，再传至STM32获取控制信息。

#include "usart3.h"	 void uart3_init(u32 bound)
{//GPIO端口设置GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;USART_InitTypeDef USART_InitStructure;RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);   // 时钟GPIOB，USART3RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART3, ENABLE);//USART3_TX   PB.10GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);//USART3_RX	  PB.11GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);  //USART 初始化设置USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//一般设置为9600;USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;USART_Init(USART3, &USART_InitStructure);USART_ITConfig(USART3, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启中断USART_Cmd(USART3, ENABLE);                    //使能串口 
}/*
0x00:刹车
0x01:前进
0x02:后退
0x03:左转
0x07:右转
*/
u8 Fore,Back,Left,Right;
void USART3_IRQHandler(void)                	    // 串口1中断服务程序
{int Bluetooth_data;if(USART_GetITStatus(USART3,USART_IT_RXNE)!=0)  // 接收中断标志位拉高{Bluetooth_data=USART_ReceiveData(USART3);     // 保存接收到的指令if(Bluetooth_data==0x00)Fore=0,Back=0,Left=0,Right=0; // 刹车else if(Bluetooth_data==0x01)Fore=1,Back=0,Left=0,Right=0; // 前进else if(Bluetooth_data==0x05)Fore=0,Back=1,Left=0,Right=0; // 后退else if(Bluetooth_data==0x03)Fore=0,Back=0,Left=1,Right=0; // 左转else if(Bluetooth_data==0x07)Fore=0,Back=0,Left=0,Right=1; // 右转else                    Fore=0,Back=0,Left=0,Right=0;}
}// 发送一个
void USART3_Send_Data(char data)
{USART_SendData(USART3,data);while(USART_GetFlagStatus(USART3,USART_FLAG_TC)==0);  // 除非发送完成  
}// 发送一串
void USART3_Send_String(char *String)
{u16 len,j;len=strlen(String);for(j=0;j<len;j++){USART3_Send_Data(*String++);}
}

2.串口3头文件——usart3.h

#ifndef __USART_H
#define __USART_H
#include "sys.h" void uart3_init(u32 bound);
void USART3_IRQHandler(void);  
void USART_Send_Data(char data);
void USART_Send_String(char *String);
#endif

二、转向环控制

转向环约束控制，引入RC，不是严格的PD控制器，Kd针对的是转向环的约束，但Kp针对的是遥控的转向。

float Turn_Kd=-0.6,Turn_Kp=-20;/*****************  
转向环：系数*Z轴角速度+系数*遥控数据
******************/
int Turn(int gyro_Z,int RC)
{int PWM_out;// 不是严格的PD控制器，Kd针对的是转向环的约束，但Kp针对的是遥控的转向PWM_out = Turn_Kd*gyro_Z+Turn_Kp*RC;return PWM_out;
}

三、修改控制函数

1.二次开发接口引入

float Target_Speed=0;     // 期望速度。---二次开发接口，用于控制小车前进后退及其速度。
float Turn_Speed=0;       // 左右遥控数据

19行至37行是控制函数编写，这一块应该比较容易理解。当对应标志位置1时，进行对应的操作，同时还需进行限幅，防止超过PWM规定范围。

void EXTI9_5_IRQHandler(void)
{int PWM_out;if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line5)!=0) // 一级判定{if(PBin(5)==0)    // 二级判断{ EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line5); // 清除中断标志位// 1.采集编码器数据&MPU6050角度信息// 电机是相对安装，刚好相差180度，为了编码器输出极性一致，就需要对其中一个取反Encoder_Left  = -Read_Speed(2); Encoder_Right = Read_Speed(4);mpu_dmp_get_data(&Pitch,&Roll,&Yaw);	    // 读取角度MPU_Get_Gyroscope(&gyrox,&gyroy,&gyroz);  // 读取角速度MPU_Get_Accelerometer(&aacx,&aacy,&aacz); // 读取加速度// 2.将数据压入闭环控制中，计算出控制输出量/*前后*/if((Fore==0)&&(Back==0))Target_Speed=0;   // 未接收到前进后退指令->速度清零，稳在原地if(Fore==1)Target_Speed++;  // 前进标志位为1->需要前进if(Back==1)Target_Speed--;  // 后退标志位为1->需要后退 Target_Speed=Target_Speed>SPEED_Y?SPEED_Y:(Target_Speed<-SPEED_Y?(-SPEED_Y):Target_Speed);  // 限幅/*左右*/if((Left==0)&&(Right==0))Turn_Speed=0;if(Left==1)Turn_Speed++;   // 左转标志位为1->需要左转if(Right==1)Turn_Speed--;  // 右转标志位为1->需要右转Turn_Speed=Turn_Speed>SPEED_Z?SPEED_Z:(Turn_Speed<-SPEED_Z?(-SPEED_Z):Turn_Speed);          // 限幅/*转向约束*/if((Left==0)&&(Right==0))Turn_Kd=-0.6;    // 若无左右转向指令，则开启转向约束else if((Left==1)||(Right==1))Turn_Kd=0;  // 若左右转向指令接收到，则去掉转向约束Velocity_out=Velocity(Target_Speed,Encoder_Left,Encoder_Right); // 速度环Vertical_out=Vertical(Velocity_out+Med_Angle,Roll,gyrox);			  // 直立环Turn_out=Turn(gyroz,Turn_Speed);	PWM_out=Vertical_out;//最终输出// 3.把控制输出量加载到电机上，完成最终控制MOTO1 = PWM_out-Turn_out; // 左电机MOTO2 = PWM_out+Turn_out; // 右电机Limit(&MOTO1,&MOTO2);     // PWM限幅Load(MOTO1,MOTO2);        // 加载到电机上}}
}

四、主函数

在主函数中初始化串口3函数。

#include "stm32f10x.h"
#include "sys.h" int PWM_MAX=7200,PWM_MIN=-7200;	// PWM限幅变量
int MOTO1,MOTO2;float Pitch,Roll,Yaw;	          // Pitch：俯仰角，Roll：横滚角，Yaw：偏航角
short gyrox,gyroy,gyroz;        // 角速度
short aacx,aacy,aacz;           // 加速度
int Encoder_Left,Encoder_Right; // 编码器数据（速度）int main(void)	
{delay_init();NVIC_Config();uart1_init(115200);uart3_init(9600);USART3_Send_String("AT+NAME hc_05_sxwl rn");OLED_Init();OLED_Clear();MPU_Init();mpu_dmp_init();MPU6050_EXTI_Init();Encoder_TIM2_Init();Encoder_TIM4_Init();Motor_Init();PWM_Init_TIM1(0,7199);while(1)	{OLED_Float(0,0,Roll,3);} 	
}