SLAM+語音機器人DIY系列：（四）差分底盤設計——2.stm32主控軟件設計

時間 2019-11-10

標籤 slam 語音機器人 diy 系列差分底盤設計 2.stm32 stm 主控軟件简体版

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摘要

運動底盤是移動機器人的重要組成部分，不像激光雷達、IMU、麥克風、音響、攝像頭這些通用部件能夠直接買到，很難買到通用的底盤。一方面是由於底盤的尺寸結構和參數是要與具體機器人匹配的；另外一方面是由於底盤包含軟硬件整套解決方案，是不少機器人公司的核心技術，通常不會隨便公開。出於強烈的求知慾與學習熱情，我想本身DIY一整套兩輪差分底盤，而且將完整的設計過程公開出去供你們學習。說幹就幹，本章節主要內容：html

1.stm32主控硬件設計python

2.stm32主控軟件設計nginx

3.底盤通訊協議算法

4.底盤ROS驅動開發django

5.底盤PID控制參數整定編程

6.底盤裏程計標ubuntu

2.stm32主控軟件設計

上一節搭建好了底盤的stm32主控硬件，如今就來講說怎麼開發配套的stm32軟件。關於創建stm32工程、使用stm32開發庫、stm32軟件調試方法等基礎知識就很少說了，有須要的能夠查閱相關資料學習，我以爲http://www.openedv.com《正點原子》的開發資料寫的還能夠。我就直接從底盤控制的項目入手，直接進行項目中各個功能需求開始分析講解，如圖11，是個人底盤控制stm32工程項目。centos

（圖11）底盤控制stm32工程項目網絡

2.1.電機控制

電機控制分爲兩個部分（電機轉向控制、電機轉速控制），這些都集成在了電機驅動芯片TB6612FNG裏面，因此只須要用單片機的IO口產生控制轉向的高低電平和控制轉速的PWM波就能實現。架構

首先，初始化IO口做爲輸出腳，用於產生高低電平輸出來控制轉向，實例代碼如圖12。

（圖12）電機轉向控制IO口初始化

而後，用通用定時器TIM4的通道CH1和CH2分別產生兩路PWM輸出用於兩個電機的轉速控制，定時器默認引腳分配如圖13。

（圖13）stm32定時器通道默認引腳分配

初始化通用定時器TIM4的通道CH1和CH2爲PWM輸出，實例代碼如14。

（圖14）電機轉速控制IO口初始化

最後，將電機轉向和速度控制的操做封裝在一個函數中，便於其它地方調用，實例代碼如圖15。

（圖15）電機轉向和速度控制封裝

2.2.編碼器數據讀取

編碼器對底盤來講相當重要，一方面底盤經過編碼器的反饋進行PID閉環速度控制，另外一方面底盤經過編碼器進行航跡推演獲得里程計用於後續的定位與導航等高級算法中。這裏用到的編碼器是正交編碼器，因此直接使用通用定時器的輸入捕獲中的編碼器模式來讀取編碼器。採用通用定時器TIM2的通道CH1和CH2捕獲encoder1的A相和B相脈衝，採用通用定時器TIM3的通道CH1和CH2捕獲encoder2的A相和B相脈衝。

先初始化TIM2做爲編碼器encoder1的捕獲，實例代碼如圖16。

（圖16）初始化TIM2做爲編碼器encoder1的捕獲

而後，將讀取編碼器計數值的操做封裝在一個函數中，便於其它地方調用，實例代碼如圖17。

（圖17）讀取編碼器encoder1計數值封裝

最後，編寫TIM2計數溢出時的中斷處理函數，實例代碼如圖18。

（圖18）TIM2計數溢出中斷處理函數

同理可得TIM3捕獲encoder2的代碼實現，這裏就不在贅述了。

2.3.串口數據收發

串口2是數據接口，負責接收上位機發送過來的控制指令，同時將編碼器值返回給上位機；串口1是debug接口，負責接收上位機發送過來的版本信息請求、PIDm默認值恢復、PID值設定等調試指令，同時將程序中的debug打印信息返回給上位機。可是在底盤正常工做時，只須要鏈接串口2；串口1是預留出來給有須要本身動手修改PID參數使用的。