项目技术要求
PWM波形的学习
参考文章stm32 TIM输出比较(PWM驱动LED呼吸灯&&PWM驱动舵机&&PWM驱动直流电机)_ttl pwm 驱动激光头区别-****博客
舵机的学习
参考文章
stm32 TIM输出比较(PWM驱动LED呼吸灯&&PWM驱动舵机&&PWM驱动直流电机)_ttl pwm 驱动激光头区别-****博客
蓝牙的学习
参考文章
stm32 USART串口（串口发送&串口发送+接收）_stm32串口实现接收和发送-****博客
项目材料
降压模块+2节14500 3.7v电池+芯片拓展版+HC-06蓝牙模块+stm32f103c8t6+8个舵机+3D打印机器人骨架
项目结构图
技术问题
PWM初始化
(1)是否可以同时开启多个TIM时钟
1.独立配置：你可以对多个定时器（如 TIM2、TIM3、TIM4 等）分别调用 TIM_InternalClockConfig() 函数，例如：
TIM_InternalClockConfig(TIM2);
TIM_InternalClockConfig(TIM3);2.相互独立：每个定时器都是独立工作的，因此可以同时开启多个定时器的内部时钟配置。每个定时器的状态和配置不会互相干扰。
3.资源限制：需要注意的是，虽然可以同时开启多个定时器，但要确保你的 MCU 有足够的资源（如定时器数量、计数器和中断处理能力等）。
4.使用场景：在某些应用场景中，你可能会用到多个定时器来实现不同的功能，比如定时器1用于PWM输出，定时器2用于延时，定时器3用于事件计数等。
5.总结：可以同时开启多个定时器的内部时钟配置，只需确保每个定时器都被正确初始化和配置即可。
(2)TIM使能问题
使用定时器（TIM）时，确保其正确使能是非常重要的。确保正确配置和使能 TIM 是保证 STM32 定时器正常工作的关键。
(3)捕获通道的正确开启
由于本项目需要开启所有的捕获通道，要保证所有的通道的开启
输入捕获通道CCR的正确的写入
(4)四足机器人步态
代码书写
main.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "Servo.h"
#include "Serial.h"
uint8_t RxData;
uint8_t Middle;
float Angle;
const uint16_t RunAdvance[6][8]={{110,150,100,40,130,40,50,50},{45,100,100,40,130,40,50,50},{130,150,160,40,110,40,70,50},
{60,150,140,40,70,40,100,50},{60,150,140,40,120,80,100,50},{80,150,170,40,80,0,50,50}};
const uint8_t StartStates[]={60,145,140,30,100,40,70,60};
const uint16_t HelloStates[2][8]={{60,60,140,20,130,30,70,40},{60,130,140,20,130,30,70,40}};
const uint16_t HapplyStates[2][8]={{60,90,140,80,100,80,70,10},{110,90,90,80,70,80,100,10}};
int main(void)
{
Servo_Init_Right();
Servo_Init_Left();
Serial_Init();
while (1)
{
if (Serial_GetRxFlag() == 1) //检查串口接收数据的标志位
{
RxData = Serial_GetRxData(); //获取串口接收的数据
Serial_SendByte(RxData);
if(RxData==0x34)
{
for(int i=0;i<6;i++)
{
Servo_SetAngle1_Left(RunAdvance[i][0]);
Servo_SetAngle2_Left(RunAdvance[i][1]);
Servo_SetAngle3_Left(RunAdvance[i][2]);
Servo_SetAngle4_Left(RunAdvance[i][3]);
Servo_SetAngle1_Right(RunAdvance[i][4]);
Servo_SetAngle2_Right(RunAdvance[i][5]);
Servo_SetAngle3_Right(RunAdvance[i][6]);
Servo_SetAngle4_Right(RunAdvance[i][7]);
Delay_ms(250);
}
}
if(RxData==0x35)
{
Servo_SetAngle1_Left(StartStates[0]);
Servo_SetAngle2_Left(StartStates[1]);
Servo_SetAngle3_Left(StartStates[2]);
Servo_SetAngle4_Left(StartStates[3]);
Servo_SetAngle1_Right(StartStates[4]);
Servo_SetAngle2_Right(StartStates[5]);
Servo_SetAngle3_Right(StartStates[6]);
Servo_SetAngle4_Right(StartStates[7]);
}
if(RxData==0x36)
{
for(int i=0;i<2;i++)
{
Servo_SetAngle1_Left(HelloStates[i][0]);
Servo_SetAngle2_Left(HelloStates[i][1]);
Servo_SetAngle3_Left(HelloStates[i][2]);
Servo_SetAngle4_Left(HelloStates[i][3]);
Servo_SetAngle1_Right(HelloStates[i][4]);
Servo_SetAngle2_Right(HelloStates[i][5]);
Servo_SetAngle3_Right(HelloStates[i][6]);
Servo_SetAngle4_Right(HelloStates[i][7]);
Delay_ms(250);
}
}
if(RxData==0x37)
{
for(int i=0;i<2;i++)
{
Servo_SetAngle1_Left(HapplyStates[i][0]);
Servo_SetAngle2_Left(HapplyStates[i][1]);
Servo_SetAngle3_Left(HapplyStates[i][2]);
Servo_SetAngle4_Left(HapplyStates[i][3]);
Servo_SetAngle1_Right(HapplyStates[i][4]);
Servo_SetAngle2_Right(HapplyStates[i][5]);
Servo_SetAngle3_Right(HapplyStates[i][6]);
Servo_SetAngle4_Right(HapplyStates[i][7]);
Delay_ms(250);
}
}
}
}
}PWM
PWM.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
void PWM_Init_Left(void)
{
/*开启时钟*/
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE); //开启TIM2的时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //开启GPIOA的时钟
/*GPIO初始化*/
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1 |GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_2 |GPIO_Pin_3;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //将PA1引脚初始化为复用推挽输出
//受外设控制的引脚，均需要配置为复用模式
/*配置时钟源*/
TIM_InternalClockConfig(TIM2); //选择TIM2为内部时钟，若不调用此函数，TIM默认也为内部时钟
/*时基单元初始化*/
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure; //定义结构体变量
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //时钟分频，选择不分频，此参数用于配置滤波器时钟，不影响时基单元功能
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //计数器模式，选择向上计数
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 20000 - 1; //计数周期，即ARR的值
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 72 - 1; //预分频器，即PSC的值
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0; //重复计数器，高级定时器才会用到
TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStructure); //将结构体变量交给TIM_TimeBaseInit，配置TIM2的时基单元
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure; //定义结构体变量
TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStructure); //结构体初始化，若结构体没有完整赋值
//则最好执行此函数，给结构体所有成员都赋一个默认值
//避免结构体初值不确定的问题
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; //输出比较模式，选择PWM模式1
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //输出极性，选择为高，若选择极性为低，则输出高低电平取反
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //输出使能
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0; //初始的CCR值
TIM_OC1Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);
TIM_OC2Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);
TIM_OC3Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);
TIM_OC4Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure);
TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);
}
void PWM_Init_Right(void)
{
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 |GPIO_Pin_7;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 |GPIO_Pin_1;
GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
TIM_InternalClockConfig(TIM3);
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure; //定义结构体变量
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //时钟分频，选择不分频，此参数用于配置滤波器时钟，不影响时基单元功能
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //计数器模式，选择向上计数
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 20000 - 1; //计数周期，即ARR的值
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 72 - 1; //预分频器，即PSC的值
TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_RepetitionCounter = 0; //重复计数器，高级定时器才会用到
TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseInitStructure);
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
TIM_OCStructInit(&TIM_OCInitStructure);
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; //输出比较模式，选择PWM模式1
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; //输出极性，选择为高，若选择极性为低，则输出高低电平取反
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //输出使能
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0; //初始的CCR值
TIM_OC1Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);
TIM_OC2Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);
TIM_OC3Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);
TIM_OC4Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);
TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);
}
void PWM_SetCompare2_Left(uint16_t Compare)
{
TIM_SetCompare2(TIM2, Compare); //设置CCR2的值
}
void PWM_SetCompare1_Left(uint16_t Compare)
{
TIM_SetCompare1(TIM2, Compare); //设置CCR1的值
}
void PWM_SetCompare3_Left(uint16_t Compare)
{
TIM_SetCompare3(TIM2, Compare); //设置CCR1的值
}
void PWM_SetCompare4_Left(uint16_t Compare)
{
TIM_SetCompare4(TIM2, Compare); //设置CCR1的值
}
void PWM_SetCompare2_Right(uint16_t Compare)
{
TIM_SetCompare2(TIM3, Compare); //设置CCR2的值
}
void PWM_SetCompare1_Right(uint16_t Compare)
{
TIM_SetCompare1(TIM3, Compare); //设置CCR1的值
}
void PWM_SetCompare3_Right(uint16_t Compare)
{
TIM_SetCompare3(TIM3, Compare); //设置CCR1的值
}
void PWM_SetCompare4_Right(uint16_t Compare)
{
TIM_SetCompare4(TIM3, Compare); //设置CCR1的值
}PWM.h
#ifndef __PWM_H
#define __PWM_H
void PWM_Init_Left(void);
void PWM_Init_Right(void);
void PWM_SetCompare2_Left(uint16_t Compare);
void PWM_SetCompare1_Left(uint16_t Compare);
void PWM_SetCompare3_Left(uint16_t Compare);
void PWM_SetCompare4_Left(uint16_t Compare);
void PWM_SetCompare2_Right(uint16_t Compare);
void PWM_SetCompare1_Right(uint16_t Compare);
void PWM_SetCompare3_Right(uint16_t Compare);
void PWM_SetCompare4_Right(uint16_t Compare);
#endif
Servo
Servo.h
#ifndef __SERVO_H
#define __SERVO_H
void Servo_Init_Left(void);
void Servo_Init_Right(void);
void Servo_SetAngle1_Left(float Angle);
void Servo_SetAngle2_Left(float Angle);
void Servo_SetAngle3_Left(float Angle);
void Servo_SetAngle4_Left(float Angle);
void Servo_SetAngle1_Right(float Angle);
void Servo_SetAngle2_Right(float Angle);
void Servo_SetAngle3_Right(float Angle);
void Servo_SetAngle4_Right(float Angle);
#endifServo.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "PWM.h"
/**
* 函 数：舵机初始化
* 参 数：无
* 返 回 值：无
*/
void Servo_Init_Left(void)
{
PWM_Init_Left(); //初始化舵机的底层PWM
}
void Servo_Init_Right(void)
{
PWM_Init_Right(); //初始化舵机的底层PWM
}
void Servo_SetAngle2_Left(float Angle)
{
PWM_SetCompare2_Left(Angle / 180 * 2000 + 500); //设置占空比
//将角度线性变换，对应到舵机要求的占空比范围上
}
void Servo_SetAngle1_Left(float Angle)
{
PWM_SetCompare1_Left(Angle / 180 * 2000 + 500); //设置占空比
//将角度线性变换，对应到舵机要求的占空比范围上
}
void Servo_SetAngle3_Left(float Angle)
{
PWM_SetCompare3_Left(Angle / 180 * 2000 + 500); //设置占空比
//将角度线性变换，对应到舵机要求的占空比范围上
}
void Servo_SetAngle4_Left(float Angle)
{
PWM_SetCompare4_Left(Angle / 180 * 2000 + 500); //设置占空比
//将角度线性变换，对应到舵机要求的占空比范围上
}
void Servo_SetAngle2_Right(float Angle)
{
PWM_SetCompare2_Right(Angle / 180 * 2000 + 500); //设置占空比
//将角度线性变换，对应到舵机要求的占空比范围上
}
void Servo_SetAngle1_Right(float Angle)
{
PWM_SetCompare1_Right(Angle / 180 * 2000 + 500); //设置占空比
//将角度线性变换，对应到舵机要求的占空比范围上
}
void Servo_SetAngle3_Right(float Angle)
{
PWM_SetCompare3_Right(Angle / 180 * 2000 + 500); //设置占空比
//将角度线性变换，对应到舵机要求的占空比范围上
}
void Servo_SetAngle4_Right(float Angle)
{
PWM_SetCompare4_Right(Angle / 180 * 2000 + 500); //设置占空比
//将角度线性变换，对应到舵机要求的占空比范围上
}Serial
Serial.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>
#include "Timer.h"
uint8_t Serial_RxData; //定义串口接收的数据变量
uint8_t Serial_RxFlag; //定义串口接收的标志位变量
/**
* 函 数：串口初始化
* 参 数：无
* 返 回 值：无
*/
void Serial_Init(void)
{
/*开启时钟*/
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE); //开启USART1的时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //开启GPIOA的时钟
/*GPIO初始化*/
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //将PA9引脚初始化为复用推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //将PA10引脚初始化为上拉输入
/*USART初始化*/
USART_InitTypeDef USART_InitStructure; //定义结构体变量
USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600; //波特率
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None; //硬件流控制，不需要
USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx; //模式，发送模式和接收模式均选择
USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No; //奇偶校验，不需要
USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1; //停止位，选择1位
USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b; //字长，选择8位
USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); //将结构体变量交给USART_Init，配置USART1
/*中断输出配置*/
USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE); //开启串口接收数据的中断
/*NVIC中断分组*/
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //配置NVIC为分组2
/*NVIC配置*/
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; //定义结构体变量
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn; //选择配置NVIC的USART1线
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //指定NVIC线路使能
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2; //指定NVIC线路的抢占优先级为1
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2; //指定NVIC线路的响应优先级为1
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //将结构体变量交给NVIC_Init，配置NVIC外设
/*USART使能*/
USART_Cmd(USART1, ENABLE); //使能USART1，串口开始运行
}
/**
* 函 数：串口发送一个字节
* 参 数：Byte 要发送的一个字节
* 返 回 值：无
*/
void Serial_SendByte(uint8_t Byte)
{
USART_SendData(USART1, Byte); //将字节数据写入数据寄存器，写入后USART自动生成时序波形
while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET); //等待发送完成
/*下次写入数据寄存器会自动清除发送完成标志位，故此循环后，无需清除标志位*/
}
/**
* 函 数：串口发送一个数组
* 参 数：Array 要发送数组的首地址
* 参 数：Length 要发送数组的长度
* 返 回 值：无
*/
void Serial_SendArray(uint8_t *Array, uint16_t Length)
{
uint16_t i;
for (i = 0; i < Length; i ++) //遍历数组
{
Serial_SendByte(Array[i]); //依次调用Serial_SendByte发送每个字节数据
}
}
/**
* 函 数：串口发送一个字符串
* 参 数：String 要发送字符串的首地址
* 返 回 值：无
*/
void Serial_SendString(char *String)
{
uint8_t i;
for (i = 0; String[i] != '\0'; i ++)//遍历字符数组（字符串），遇到字符串结束标志位后停止
{
Serial_SendByte(String[i]); //依次调用Serial_SendByte发送每个字节数据
}
}
/**
* 函 数：次方函数（内部使用）
* 返 回 值：返回值等于X的Y次方
*/
uint32_t Serial_Pow(uint32_t X, uint32_t Y)
{
uint32_t Result = 1; //设置结果初值为1
while (Y --) //执行Y次
{
Result *= X; //将X累乘到结果
}
return Result;
}
/**
* 函 数：串口发送数字
* 参 数：Number 要发送的数字，范围：0~4294967295
* 参 数：Length 要发送数字的长度，范围：0~10
* 返 回 值：无
*/
void Serial_SendNumber(uint32_t Number, uint8_t Length)
{
uint8_t i;
for (i = 0; i < Length; i ++) //根据数字长度遍历数字的每一位
{
Serial_SendByte(Number / Serial_Pow(10, Length - i - 1) % 10 + '0'); //依次调用Serial_SendByte发送每位数字
}
}
/**
* 函 数：使用printf需要重定向的底层函数
* 参 数：保持原始格式即可，无需变动
* 返 回 值：保持原始格式即可，无需变动
*/
int fputc(int ch, FILE *f)
{
Serial_SendByte(ch); //将printf的底层重定向到自己的发送字节函数
return ch;
}
/**
* 函 数：自己封装的prinf函数
* 参 数：format 格式化字符串
* 参 数：... 可变的参数列表
* 返 回 值：无
*/
void Serial_Printf(char *format, ...)
{
char String[100]; //定义字符数组
va_list arg; //定义可变参数列表数据类型的变量arg
va_start(arg, format); //从format开始，接收参数列表到arg变量
vsprintf(String, format, arg); //使用vsprintf打印格式化字符串和参数列表到字符数组中
va_end(arg); //结束变量arg
Serial_SendString(String); //串口发送字符数组（字符串）
}
/**
* 函 数：获取串口接收标志位
* 参 数：无
* 返 回 值：串口接收标志位，范围：0~1，接收到数据后，标志位置1，读取后标志位自动清零
*/
uint8_t Serial_GetRxFlag(void)
{
if (Serial_RxFlag == 1) //如果标志位为1
{
Serial_RxFlag = 0;
return 1; //则返回1，并自动清零标志位
}
return 0; //如果标志位为0，则返回0
}
/**
* 函 数：获取串口接收的数据
* 参 数：无
* 返 回 值：接收的数据，范围：0~255
*/
uint8_t Serial_GetRxData(void)
{
return Serial_RxData; //返回接收的数据变量
}
/**
* 函 数：USART1中断函数
* 参 数：无
* 返 回 值：无
* 注意事项：此函数为中断函数，无需调用，中断触发后自动执行
* 函数名为预留的指定名称，可以从启动文件复制
* 请确保函数名正确，不能有任何差异，否则中断函数将不能进入
*/
void USART1_IRQHandler(void)
{
if (USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) == SET) //判断是否是USART1的接收事件触发的中断
{
Serial_RxData = USART_ReceiveData(USART1); //读取数据寄存器，存放在接收的数据变量
Serial_RxFlag = 1; //置接收标志位变量为1
USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_RXNE); //清除USART1的RXNE标志位
//读取数据寄存器会自动清除此标志位
//如果已经读取了数据寄存器，也可以不执行此代码
}
}Serial.h
#ifndef __SERIAL_H
#define __SERIAL_H
#include <stdio.h>
void Serial_Init(void);
void Serial_SendByte(uint8_t Byte);
void Serial_SendArray(uint8_t *Array, uint16_t Length);
void Serial_SendString(char *String);
void Serial_SendNumber(uint32_t Number, uint8_t Length);
void Serial_Printf(char *format, ...);
uint8_t Serial_GetRxFlag(void);
uint8_t Serial_GetRxData(void);
#endif项目不足
没有写掉头逻辑，四足机器人走路存在一点问题,有时间就改进。
