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基于Qt的wifi智能小车的制作(一)

IP云
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08/17
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 基于Qt的wifi智能小车的制作（一）

好久不写博客了，真的是有点惭愧了。翻开上一次的博客，到现在已经2个多月了，只能说是自己太懒惰了！忙是另一回事！趁今天晚上有点时间回顾下这一段时间的收获以及做的一些东西，算是一份笔记，一遍以后能回想起。

首先说说开始做的一款wifi小车吧，一方面是因为个人的爱好，一方面算是其他原因。首先上几张小车照片。

                          

由于光线原因，可能不太清楚。一下是我的上位机，基于Qt的，总体感觉还是挺漂亮的，不过最主要的还是有美工的帮助了，在这里多谢这位美工了。(小车控制主界面)

再来一张配置控制协议。其中有视频流地址、控制地址以及端口号，控制动作命令等等……

其实做这个小车根本没有多少难度的，之所以要做也是自己的爱好罢了，今天在这里记录下一些珍贵的东西，希望自己以后看到后能想起其中的过程，最让人享受的还是做某一件东西的过程。希望高手最下留情。

1.下位机

下位机简单来说就是利用stm32控制驱动小车做动作，不外乎前进、后退、左转、右转、停止，在加上云台的上升，下降，左转和右转，实现的基本原理很简单，使用的驱动的L298N，控制起来也最简单；而云台方向的控制就是利用PWM进行控制。
首先说说舵机的控制吧，这个用到了PWM，下车速度也是利用这个控制的。
舵机的相关原理
1)什么是舵机
在机器人机电控制系统中，舵机控制效果是性能的重要影响因素。舵机可以在微机电系统和航模中作为基本的输出执行结构，其简单的控制和输出使得单片 机系统非常容易与之接口。舵机是一种位置（角度）伺服的驱动器，适用于那些需要不断变化并可以保持的控制系统。
2）舵机工作原理
控制信号由接收机的通道进入信号调制芯片，获得直流偏置电压。它内部有一个基准电路，产生周期为 20ms，宽度为 1.5ms 的基准信号，将获得的直流偏置电压与电位器的电压比较，获得电压差输出。最后，电压差的正负输出到电机驱动芯片决定电机的正反转。当电机转速一定时，通过级联减速齿轮带动电位器旋转，使得电压差为
0，电机停止转动。当然我们可以不用去了解它的具体工作原理，知道它的控制原理就够了
3）舵机的控制
舵机的控制一般需要一个 20ms 左右的时机脉冲，该脉冲的高电平部分一般为0.5ms~2.5ms 范围内的角度控制脉冲部分。以 180 度角度伺服为例，那么对应的控制关系为。
0.5ms-------------0 度
1.0ms-------------45 度
1.5ms-------------90 度
2.0ms-------------135 度
2.5ms-------------180 度
具体的描述如下图所示：
4)实现程序代码：

硬件连接：云台上下转动舵机连接 VCC、 GND、 PB6；云台左右转动舵机连接 VCC、GND、 PB8

  1. <span style="font-size:18px;font-weight: normal;">#define ANGLE_000   2         //0 度
  2. #define ANGLE_045   10        //45 度
  3. #define ANGLE_090   15        //90 度
  4. #define ANGLE_135   20        //135 度
  5. #define ANGLE_180   28        //180 度
  6. /* 全局变量 */
  7. static u8 CloudStand_Horizontal_Line = 15; //云台水平移动
  8. static u8 CloudStand_Vertical_Line = 15; //云台垂直移动
  9. </span>
  1. <span style="font-size:18px;font-weight: normal;">/* TIM4 PWM 部分初始化， PWM 输出初始化， arr 为自动重装值； psc 为时钟
  2. 预分频数 */</span>
  1. <span style="font-size:18px;font-weight: normal;">
  2. static void TIM4_PWM_Init(u16 arr,u16 psc)
  3. {
  4. GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
  5. TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
  6. TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;</span>
  1. <span style="font-size:18px;"><span style="font-weight: normal;">
  2. </span>下面切记两个 APB 时钟初始化，调用不同的初始化函数，有同学不注意，经常
  3. 在这里出问题</span><span style="font-size:18px;font-weight: normal;">。
  4. RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_AFIO,
  5. ENABLE);
  1. RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4,ENABLE);
  2. //设置该引脚为复用输出功能,输出 TIM4 的 PWM 脉冲波形
  3. GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_8;
  4. //TIM_CH1 TIM_CH3
  5. GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
  6. //复用推挽输出
  7. GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  8. GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
  9. //初始化 GPIO
  10. //初始化 TIM4
  11. TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr;
  12. //设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值
  13. TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = psc;
  14. //设置用来作为 TIMx 时钟频率除数的预分频值
  15. TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;
  16. //设置时钟分割
  17. TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
  18. //TIM 向上计数模式
  19. TIM_TimeBaseInit(TIM4, &TIM_TimeBaseStructure);
  20. //根据 TIM_TimeBaseInitStruct 中指定的参数初始化 TIMx 的时间基数单位
  21. //初始化 TIM4 通道 1 PWM 模式
  22. TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM2;
  23. //选择定时器模式:TIM 脉冲宽度调制模式 2
  24. TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
  25. //正向通道有效
  26. TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 300;
  27. //占空时间 总的周期为 20ms 占空时间为约为 1ms
  28. TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low;
  29. //输出极性:TIM 输出比较极性高
  30. 这 里 的 TIM_OC1Init 、 TIM_OC1PreloadConfig 、 TIM_OC3Init 、
  31. TIM_OC3PreloadConfig 的调用，库函数已经将管脚和 TIM 的通道进行匹配，读者一
  32. 定要与自己的配置符合。
  33. TIM_OC1Init(TIM4, &TIM_OCInitStructure);
  34. TIM_OC1PreloadConfig(TIM4, TIM_OCPreload_Enable);
  35. //使能预装载寄存器
  36. //初始化 TIM4 通道 3 PWM 模式
  37. TIM_OC3Init(TIM4, &TIM_OCInitStructure);
  38. TIM_OC3PreloadConfig(TIM4, TIM_OCPreload_Enable);
  39. //使能预装载寄存器
  40. TIM_ARRPreloadConfig(TIM4, ENABLE);
  41. TIM_Cmd(TIM4, ENABLE);
  42. //使能 TIM4
  43. CloudStand_Middle();
  44. }
  45. void CloudStand_Up(void)
  46. {
  47. if(CloudStand_Vertical_Line > ANGLE_000 +1 )
  48. {
  49. CloudStand_Vertical_Line--;
  50. TIM_SetCompare1(TIM4,CloudStand_Vertical_Line);
  1. 注意：这里的 TIM_SetCompare1、 TIM_SetCompare3 函数的调用，要与前面的
  2. 硬件连接管脚、 TIM 通道一致，因为本人此处为 TIM1 通道和 TIM3 通道，所以这里调用 TIM_SetCompare1、 TIM_SetCompare3 函数。 <span style="font-weight: normal;">
  3. //将上下转动值与寄存器 1 中的值进行比较，左右转动值和寄存器 3 中的值进
  4. 行比较
  5. }
  6. if(CloudStand_Vertical_Line == ANGLE_000 +1 )
  7. {
  8. CloudStand_Vertical_Line++;
  9. }
  10. }
  11. void CloudStand_Down(void)
  12. {
  13. if(CloudStand_Vertical_Line < ANGLE_180 -1 )
  14. {
  15. CloudStand_Vertical_Line++;
  16. TIM_SetCompare1(TIM4,CloudStand_Vertical_Line);
  17. }
  18. if(CloudStand_Vertical_Line == ANGLE_180 -1 )
  19. {
  20. CloudStand_Vertical_Line--;
  21. }
  22. }
  1. void CloudStand_Left(void)
  2. {
  3. if(CloudStand_Horizontal_Line > ANGLE_000 +1 )
  4. {
  5. CloudStand_Horizontal_Line--;
  6. TIM_SetCompare3(TIM4,CloudStand_Horizontal_Line);
  7. }
  8. if(CloudStand_Horizontal_Line == ANGLE_000 +1 )
  9. {
  10. CloudStand_Horizontal_Line++;
  11. }
  12. }
  1. void CloudStand_Right(void)
  2. {
  1. if(CloudStand_Horizontal_Line < ANGLE_180 -1 )
  2. CloudStand_Horizontal_Line++;
  3. TIM_SetCompare3(TIM4,CloudStand_Horizontal_Line);
  4. }
  1. if(CloudStand_Horizontal_Line == ANGLE_180 -1 )
  2. {
  3. CloudStand_Horizontal_Line--;
  4. }
  5. }
  1. void CloudStand_Middle(void)
  2. {
  3. CloudStand_Horizontal_Line = 15;
  4. CloudStand_Vertical_Line = 15;
  5. TIM_SetCompare1(TIM4,ANGLE_000);
  6. TIM_SetCompare3(TIM4,ANGLE_090);
  7. }
  1. void CloudStand_Init(void)
  2. {
  3. TIM4_PWM_Init(199,7199); //PWM 频率 = 50Hz
  4. }

小车方向控制相关原理

小车的方向就是通过控制stm32管脚的电平的高低来驱动LM298N实现所要的功能。详情看附件中的代码。在这里就不做过多的介绍，介绍多了会被人说成……………………。

2.上位机
在下一篇中将重点记录上位机功能的实现。