简介

暑假无聊，手头又有一个闲置的单片机一直放着，就想着做个遥控小车出来，复习一下单片机嵌入式编程。该遥控小车项目参考CSDN博主你就叫我李大帅的文章：STM32智能遥控小车，超详细-附下载直接可以用，双电源跑贼快！。自己在原文的基础上添加了电脑端的控制，然后做了一个安卓定制软件来控制小车。
注：

1. 本文所有代码均开源，供学习使用。源码在此：百度云盘链接（提取码：uh66）
2. 本文是遥控小车的下位机部分，关于PC上位机部分的实现可以参考这里：点击此处

一、硬件总体介绍

最终实物图：

硬件方面与李大帅博主的硬件组成差不多：使用两个L298N电机驱动模块驱动四个电机，STM32开发板用来控制这两个电机驱动模块，并通过JDY-31蓝牙透传模块与手机或电脑通信。整体采用两个独立电源分别为单片机和L298N供电。

1. L298N电机驱动模块

该模块用于驱动电机，一个L298N可以驱动两个电机，有关L298N模块的讲解可以看这个视频：l298n电机驱动模块 电机正反转 电机调速。下图为L298N与单片机的连接示意图。

左侧L298N：

右侧L298N

说明：

1. 电机驱动模块L298N在遥控小车两侧分别放置，左边的L298N控制左边的两个电机，右边的L298N控制右边的两个电机。
2. 单片机的PD12-PD15以PWM的形式输出控制电机的转速，PE7-PE14以两根为一组分别控制四个电机的转向。

2. JDY-31蓝牙模块

JDY-31这个蓝牙模块属于透明传输模块，意思就是在使用时可以不用关心蓝牙协议的细节，连接好以后可以直接将其当做串口使用。该模块的RXD与TXD连接至单片机的UART接口，连接示意图如下图所示：

说明：

1. 连接蓝牙模块时，需要将JDY-31上的RX接口与单片机的TX接口相连接（我这款单片机的RX使用P9复用），同时将JDY-31上的TX接口与单片机的RX接口相连接（我这里的RX使用P10复用）。
2. JDY-31上的STATE接口连接到单片机用于检测蓝牙的连接状态，当JDY-31与主机有蓝牙连接时，STATE会置为高电平，否则为低电平。

3. 电源组成

我使用了两块独立电源，4个干电池构成6.5V电压给单片机供电，我所购买的单片机上有DCDC降压芯片，能将6.5V降为3.3V供单片机使用。第二块独立电源由一个12V锂电池提供，为L298N供电。

6.5V电源：

12V电源：

4. 单片机

我采用的单片机型号为STM32F407VET6，这个并不是很重要的，使用其他单片机型号找到对应的固件库也能完成这样的功能。

二、单片机程序介绍

下面部分为程序中主要程序的介绍，详细代码见百度网盘：[下载地址]。

程序结构目录如下：

1. main.c文件

代码片段：

int main(void){ 	//设置外部中断优先组	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);	//各部分的初始化	uart_init(9600);	delay_init(168);	LED_Init();			 	Bluetooth_Init();  	SPEEDER_Init();	MTR_GPIOInit();	LED0 = 1;	//主程序	while(1)	{				if(BLUTOOTH_STATE)		{				LED0 = 0;				delay_ms(100);  					LED0 = 1;				delay_ms(100);     		}		else 		{			LED0 = 0;			MTR_CarBrakeAll();		}	}}

代码说明：

1. main函数主要执行各个硬件部分的初始化，然后在主程序中判断JDY-31蓝牙与主机的连接的状态，如果与主机正常连接，则LED0以闪烁的形式不停跳动；如果未连接主机，则LED0保持常亮。

2. bluetooth.c文件

代码片段：

#include "bluetooth.h"#include "delay.h"  void Bluetooth_Init(void){  GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;  RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOE, ENABLE);//使能GPIOE时钟   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0; //STATE连接的引脚PE0  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;//普通输入模式  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;//100M  GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;//down pull  GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOE} 

说明：

1. 该模块用于检测蓝牙的连接状态，故Bluetooth_Init函数只需初始化PE0即可。
2. 同时在bluetooth.h头文件中定义了一个变量BLUTOOTH_STATE，用来查询蓝牙是否连接，如下所示：

   #define BLUTOOTH_STATE 	GPIO_ReadInputDataBit(GPIOE,GPIO_Pin_0)	//PE0

3. motor.c文件

代码片段：

#include "motor.h"//刹车void MTR_CarBrakeAll(void){	MTR1_BRAKE;	MTR2_BRAKE;	MTR3_BRAKE;	MTR4_BRAKE;}//前进void MTR_CarGo(void){	MTR1_ROTA_F;	MTR2_ROTA_F;	MTR3_ROTA_F;	MTR4_ROTA_F;}//后退void MTR_CarBack(void){	MTR1_ROTA_B;	MTR2_ROTA_B;	MTR3_ROTA_B;	MTR4_ROTA_B;}//顺时针转void MTR_CarCW(void){	MTR1_ROTA_F;	MTR2_ROTA_F;	MTR3_ROTA_B;	MTR4_ROTA_B;}//逆时针转void MTR_CarCCW(void){	MTR1_ROTA_B;	MTR2_ROTA_B;	MTR3_ROTA_F;	MTR4_ROTA_F;}//电机驱动控制初始化void MTR_GPIOInit(void){	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;	RCC_AHB1PeriphClockCmd(MTR1_GPIO_CLK|MTR2_GPIO_CLK|MTR3_GPIO_CLK|MTR4_GPIO_CLK,ENABLE);//时钟	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;	GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;	GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;//推挽输出	//电机1	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = MTR1_GPIO_PIN;	GPIO_Init(MTR1_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);	//电机2	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = MTR2_GPIO_PIN;	GPIO_Init(MTR2_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);	//电机3	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = MTR3_GPIO_PIN;	GPIO_Init(MTR3_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);	//电机4	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = MTR4_GPIO_PIN;	GPIO_Init(MTR4_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);	//小车刹车	MTR_CarBrakeAll();}

说明：

1. 该模块主要通过控制PE7-PE14从而实现刹车前进后退以及自转的功能，例如MTR1_ROTA_F是对第一个电机的两个引脚分别赋值为1和0，而MTR1_BRAKE则是将这两个引脚都赋值为0。

4. speeder.c文件

代码片段：

#include "sys.h"#include "speeder.h"u16 SPEED_LEVEL = SPEED_LEVEL1;u8 CAR_STATE = STRAIGHT_STATE;//GPIO初始化static void SPEEDER_GPIO_Init(void){	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;	RCC_AHB1PeriphClockCmd(SPEEDER_GPIO_CLK,ENABLE);//时钟	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;	GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;	GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_DOWN;	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;//推挽输出	//初始化GPIO 将复用的引脚与对应的定时器绑定在一起。	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = SPEEDER_GPIO_PIN;	GPIO_Init(SPEEDER_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);	GPIO_PinAFConfig(SPEEDER_GPIO_PORT,GPIO_PinSource12,GPIO_AF_TIM4);	GPIO_PinAFConfig(SPEEDER_GPIO_PORT,GPIO_PinSource13,GPIO_AF_TIM4);	GPIO_PinAFConfig(SPEEDER_GPIO_PORT,GPIO_PinSource14,GPIO_AF_TIM4);	GPIO_PinAFConfig(SPEEDER_GPIO_PORT,GPIO_PinSource15,GPIO_AF_TIM4);}//定时器初始化static void SPEEDER_TIM_Init(void){	TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;	TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure;	RCC_APB1PeriphClockCmd(GENERAL_TIM_CLK,ENABLE);	/*--------------------TIME BASE 结构体初始化-------------------------*/	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=GENERAL_TIM_Period;	//自动重装载的值	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler= GENERAL_TIM_Prescaler;	 //预分频值	TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;					TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;		//向上计数	TIM_TimeBaseStructure.TIM_RepetitionCounter=0;		// 初始化定时器	TIM_TimeBaseInit(GENERAL_TIM, &TIM_TimeBaseStructure);	/*--------------------输出比较结构体初始化-------------------*/		TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;	// 配置为PWM2模式   计数器值大于occr时输出有效信号	TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;	// 输出使能	TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;	// 输出通道电平极性配置	   有效信号为高电平	TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = SPEED_LEVEL;									//比较的值：0	TIM_OC1Init(GENERAL_TIM, &TIM_OCInitStructure);	// 输出比较通道 1	TIM_OC1PreloadConfig(GENERAL_TIM, TIM_OCPreload_Enable);	TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = SPEED_LEVEL;	TIM_OC2Init(GENERAL_TIM, &TIM_OCInitStructure);	// 输出比较通道 2	TIM_OC2PreloadConfig(GENERAL_TIM, TIM_OCPreload_Enable);	TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = SPEED_LEVEL;	TIM_OC3Init(GENERAL_TIM, &TIM_OCInitStructure);	// 输出比较通道 3	TIM_OC3PreloadConfig(GENERAL_TIM, TIM_OCPreload_Enable);	TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = SPEED_LEVEL;	TIM_OC4Init(GENERAL_TIM, &TIM_OCInitStructure);	// 输出比较通道 4	TIM_OC4PreloadConfig(GENERAL_TIM, TIM_OCPreload_Enable);		TIM_ARRPreloadConfig(GENERAL_TIM,ENABLE);	TIM_Cmd(GENERAL_TIM, ENABLE);	// 使能定时器}//整体的使能void SPEEDER_Init(void){	SPEEDER_GPIO_Init();	SPEEDER_TIM_Init();	CAR_STATE = STRAIGHT_STATE;}//向右转void SET_RIGHT_TURN(void){	CAR_STATE = RIGHT_STATE;	TIM_SetCompare1(GENERAL_TIM,SPEED_LEVEL);	TIM_SetCompare2(GENERAL_TIM,SPEED_LEVEL);	TIM_SetCompare3(GENERAL_TIM,0);	TIM_SetCompare4(GENERAL_TIM,0);}//向左转void SET_LEFT_TURN(void){	CAR_STATE = LEFT_STATE;	TIM_SetCompare1(GENERAL_TIM,0);	TIM_SetCompare2(GENERAL_TIM,0);	TIM_SetCompare3(GENERAL_TIM,SPEED_LEVEL);	TIM_SetCompare4(GENERAL_TIM,SPEED_LEVEL);}//变直道void RESET_DIRECTION(void){	CAR_STATE = STRAIGHT_STATE;	TIM_SetCompare1(GENERAL_TIM,SPEED_LEVEL);	TIM_SetCompare2(GENERAL_TIM,SPEED_LEVEL);	TIM_SetCompare3(GENERAL_TIM,SPEED_LEVEL);	TIM_SetCompare4(GENERAL_TIM,SPEED_LEVEL);}//根据当前的小车状态将当前的速度等级赋值到对应的定时器中。static void RESET_SPEED_LEVEL(void){	switch(CAR_STATE){		case STRAIGHT_STATE:			RESET_DIRECTION();			break;		case LEFT_STATE:			SET_LEFT_TURN();			break;		case RIGHT_STATE:			SET_RIGHT_TURN();			break;	}}//变速：加速void SPEED_UP(void){	switch(SPEED_LEVEL){		case SPEED_LEVEL0:			SPEED_LEVEL = SPEED_LEVEL1;			break;		case SPEED_LEVEL1:			SPEED_LEVEL = SPEED_LEVEL2;			break;		case SPEED_LEVEL2:			SPEED_LEVEL = SPEED_LEVEL3;			break;		case SPEED_LEVEL3:			SPEED_LEVEL = SPEED_LEVEL3;			break;	}	RESET_SPEED_LEVEL();}//变速：减速void SPEED_DOWN(void){	switch(SPEED_LEVEL){		case SPEED_LEVEL0:			SPEED_LEVEL = SPEED_LEVEL0;			break;		case SPEED_LEVEL1:			SPEED_LEVEL = SPEED_LEVEL0;			break;		case SPEED_LEVEL2:			SPEED_LEVEL = SPEED_LEVEL1;			break;		case SPEED_LEVEL3:			SPEED_LEVEL = SPEED_LEVEL2;			break;	}	RESET_SPEED_LEVEL();}

说明：

1. 该模块主要对PD12-PD15实现PWM输出，从而达到控制小车速度的功能。同时，该模块中包括小车的加减速以及小车的转向功能。
2. 在加速函数（减速函数）中，先用switch语句判断小车当前的速度状态，之后将SPEED_LEVEL更改为对应的更大（更小）的速度档位，然后使用RESET_SPEED_LEVEL()函数将更改后的速度档位值赋值到对应的定时器比较值中。

5. uart.c文件

代码部分：

void USART1_IRQHandler(void)                	//串口1中断服务程序{	uint8_t CMD = 0;//接收的命令	if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET){		USART_ClearFlag(USART1,USART_FLAG_RXNE);		USART_ClearITPendingBit(USART1,USART_IT_RXNE);		CMD = USART_ReceiveData(USART1);//读取一个字节		switch(CMD){			case 0x00:				RESET_DIRECTION();				MTR_CarGo();				printf("forward/r/n");				break;			case 0x01:				RESET_DIRECTION();				MTR_CarBack();				printf("back/r/n");				break;			case 0x02:				SET_RIGHT_TURN();				printf("right turn/r/n");				break;			case 0x03:				SET_LEFT_TURN();				printf("left turn/r/n");				break;			case 0x04:				MTR_CarCW();				printf("right CW/r/n");				break;			case 0x05:				MTR_CarCCW();				printf("left CW/r/n");				break;			case 0x06://==================加速				SPEED_UP();				printf("speed up/r/n");				break;			case 0x07://===================减速				SPEED_DOWN();				printf("speed down/r/n");				break;			case 0x0a:				RESET_DIRECTION();				printf("reset straight/r/n");				break;			case 0xff:				MTR_CarBrakeAll();				printf("stop/r/n");				break;			case 0x1f:	//================ 测试连接				printf("connect successfully");				break;		}	}} 

说明：

1. 在该文件中主要包含uart串口模块的初始化部分以及串口的中断处理程序编写部分。
2. 在串口初始化部分中，为了方便，我使用了商家提供的ucos初始化代码，具体可见源代码，本人没能将其搞清楚。
3. 在串口中断处理程序中，由于我设定的主机指令以一个字节为单位，故串口检测到一个字节的接收时就立即判断当前指令对应的动作，指令与小车动作的映射见上位机编写部分。

三、总结

1. 本文代码可以移植到其他单片机上，源代码在百度云盘中自行领取：点击此处 （提取码：uh66）
2. 本文是遥控小车的下位机部分，关于PC上位机部分的实现可以参考这里：点击此处
3. 文中解释如有问题可评论留言，我会不定时查看