（三）stm32巡线小车首尝试测速篇

#采用stm32f103c8t6芯片

这回是测速篇了！越来越难了，呜呜呜。
这里的测速，指的是测量轮子的转速，来确定车子前进的方向，同时方便控制小车的转向。我手上的测速元件是u型的光电传感器，型号是moc70t3。我可以通过传感器被遮挡的时间与次数，来计算小车车轮的速度。
遮挡的元件大概长这样：

与红外线模块一样，这个传感器是三个输出的引脚，控制也差不多，所以我直接把红外线的工程复制，做了模板。不过，需要注意的是，这个模块的输出逻辑和红外线是反的[烦恼]！接收到信号时是高电平，信号被遮挡时是低电平。
有了测速元件，可是怎么测速呢？我的想法是，轮子开始转动，检测到第一个空隙时（第一个下降沿）开始计时，检测到下一个上升沿时停止计时，计时器清零。两者时间差便是通过一片遮挡片时的时间，这样子就可以衡量轮子旋转的速度了。
好的，不多说，开始撸代码！
我在红外线的模板上做了一些稍微的改动。光电传感器的初始化我用了两个而不是一个.c文件，这主要的原因是参数初始化加入了结构体，如果不使用两个c文件进行容纳，会导致主函数的代码量变多，也不利于后期对于参数的调整需求。
测速结构：

SPEED_Set主要是一些光电传感器的基础支持函数，包括使能时钟等，包含在speed.c中，在speed.h中声明。

#speed.c 未完成#include "speed.h"
#include "stm32f10x.h"void SPEED_Set(MySPEED_InitTypedef* input_speed_set)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_init_set;if (input_speed_set->input_GPIOx == GPIOA)RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);else if (input_speed_set->input_GPIOx == GPIOB)RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);else if (input_speed_set->input_GPIOx == GPIOC)RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);else if (input_speed_set->input_GPIOx == GPIOD)RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOD, ENABLE);GPIO_init_set.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;GPIO_init_set.GPIO_Pin = input_speed_set->Pin;GPIO_init_set.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(input_speed_set->input_GPIOx, &GPIO_init_set);
}

而SPEED_Init则是无参数函数，负责真正的初始化。在SPEED_Init中设置好四个光电传感器结构体的参数，然后分别传入SPEED_Set中进行初始化。SPEED_Init函数在SPEED_Init.c中，并由SPEED_init.h声明。其中我还打算将速度获取放置至speed_init.c中。

继续写了！

在SPEED_Set函数中我仅仅配置了中断，接下来还需配置中断设置，紧接着还需要配置中断服务函数，才可以完成整体的框架。加油！

中断的配置比较简单，需要GPIO_EXTILineConfig来设置io与中断线映射，然后通过EXTI_Init配置相应的中断线。其中io映射需要输入对应gpio与pin，配置中断线需要确定配置哪一根中断线，因此，我将这三个参数写进了结构体中。
最终的结构体便是这样的：

typedef struct
{GPIO_TypeDef* input_GPIOx; // 光电传感器传入数据GPIOuint16_t Pin;   // 光电传感器具体引脚uint32_t EXTI_Line_set;     // 中断线设置，与Pin对应uint8_t GPIO_port_source; // 设置中断线对应GPIOx, EXTI_Inituint8_t GPIO_pin_source;  // 设置中断线GPIO_pin, EXTI_Tnit
} MySPEED_InitTypedef;

之后，便是配置nvic了，我出于简单考虑，将中断地抢占与响应优先级均设置为1，并且针对不同不同地EXTI_Line写了不同地nvic配置，用以适应不同地结构体输入。
SPEED_Set中的配置基础函数都已经完成了，接下来便是在speed_init.c中完成具体设置了。
首先，定义结构体变量并填入参数，这个比较简单，就不赘述了。然后开始写中断服务函数（不要忘掉清除中断标志位啊！！！）。
中断函数的具体思路是，到达第一个下降沿获取并记录时间，到达第一个上升沿再获取一个新的时间，两个时间相减便可以获得经过一个遮挡的时间间隔，进而获得旋转速度。其中时间由定时器中断提供，定时器每溢出一次，定义的整型变量就会加1，通过获取变量的值就可以做出一个准确的计时器。这样，通过下降沿和上升沿的时间差，取倒数，便可以获得轮子的速度（注意这里只是衡量表准，单位并不是标准的m/s之类的）。
框架建立完成了，接下来的优化问题，我会在小车整体实验的时候仔细考虑。
好了，就先写到这，附上代码！

计时器代码：

#timer.h#ifndef __TIMER_H
#define __TIMER_H#include "stm32f10x.h"#define TIMER_base 719, 99  // 分别是arr和psc，即计数器初值和预分频系数，1ms溢出一次
#define TIMER_reset_ENABLE 0    // 定时器重置为0
#define TIMER_reset_DISABLE 1   // 定时器不重置// 向上计数
void TIMER_Init(TIM_TypeDef* input_TIMx);
int TIME_calculate(void);   // 若arr或psc更改，该函数必须更改
void TIMER_Stop(TIM_TypeDef* input_TIMx, int flag);   // 时钟停止,flag决定是否重置
void TIMER_Start(TIM_TypeDef* input_TIMx);#endif

#timer.c#include "timer.h"
#include "stm32f10x.h"
volatile unsigned int timer2_counter = 0;   // 防止编译器优化导致进入中断造成错误void TIME_BaseInit(TIM_TypeDef* base_input_TIMx, u16 arr, u16 psc)
{// arr计时器初值，psc分频系数TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_base_init_set;TIM_base_init_set.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;TIM_base_init_set.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;TIM_base_init_set.TIM_Period = arr;TIM_base_init_set.TIM_Prescaler = psc;TIM_TimeBaseInit(base_input_TIMx, &TIM_base_init_set);
}void TIMER_Init(TIM_TypeDef* input_TIMx)
{NVIC_InitTypeDef NVIC_init_set;if (input_TIMx == TIM2)RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);else if (input_TIMx == TIM3)RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);else if (input_TIMx == TIM4)RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4, ENABLE);TIME_BaseInit(input_TIMx, TIMER_base);  // 基准设置TIM_ITConfig(input_TIMx, TIM_IT_Update, ENABLE);    // 使能计时器中断NVIC_init_set.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;NVIC_init_set.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;NVIC_init_set.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;if (input_TIMx == TIM2)NVIC_init_set.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;else if (input_TIMx == TIM3)NVIC_init_set.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn;else if (input_TIMx == TIM4)NVIC_init_set.NVIC_IRQChannel = TIM4_IRQn;NVIC_Init(&NVIC_init_set);TIM_Cmd(input_TIMx, ENABLE);
}int TIME_calculate(void)
{// 如果大于1ms的溢出时间可能会出错return timer2_counter;
}void TIMER_Stop(TIM_TypeDef* input_TIMx, int flag)
{TIM_Cmd(input_TIMx, DISABLE);if (flag == TIMER_reset_ENABLE)TIM_SetCounter(input_TIMx, 0);
}void TIMER_Start(TIM_TypeDef* input_TIMx)
{TIM_Cmd(input_TIMx, ENABLE);
}void TIM2_IRQHandler(void)
{if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) == SET){// 注意可能会溢出，虽然溢出时间很长，但终归有可能溢出timer2_counter++;TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);}
}

光电传感器：

#speed.h// 速度传感器，接收到信号时高电平，被遮挡时低电平#ifndef __SPEED_H
#define __SPEED_H#include "stm32f10x.h"typedef struct
{GPIO_TypeDef* input_GPIOx; // 光电传感器传入数据GPIOuint16_t Pin;   // 光电传感器具体引脚uint32_t EXTI_Line_set;     // 中断线设置，与Pin对应uint8_t GPIO_port_source; // 设置中断线对应GPIOx, EXTI_Inituint8_t GPIO_pin_source;  // 设置中断线GPIO_pin, EXTI_Tnit
} MySPEED_InitTypeDef;void SPEED_Set(MySPEED_InitTypeDef* input_speed_set);#endif

#speed.c// 光电传感器基础配置服务
#include "speed.h"
#include "stm32f10x.h"void SPEED_Set(MySPEED_InitTypeDef* input_speed_set)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_init_set;EXTI_InitTypeDef EXTI_init_set;NVIC_InitTypeDef NVIC_init_set;if (input_speed_set->input_GPIOx == GPIOA)RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);else if (input_speed_set->input_GPIOx == GPIOB)RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);else if (input_speed_set->input_GPIOx == GPIOC)RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);else if (input_speed_set->input_GPIOx == GPIOD)RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOD, ENABLE);// 光电传感器所需gpio配置GPIO_init_set.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;GPIO_init_set.GPIO_Pin = input_speed_set->Pin;GPIO_init_set.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(input_speed_set->input_GPIOx, &GPIO_init_set);GPIO_EXTILineConfig(input_speed_set->GPIO_port_source, input_speed_set->GPIO_pin_source);  // io与中断线映射// 初始化，设置触发方式等EXTI_init_set.EXTI_Line = input_speed_set->EXTI_Line_set; // 中断线设置EXTI_init_set.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;EXTI_init_set.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising_Falling;EXTI_init_set.EXTI_LineCmd = ENABLE;// 中断使能NVIC_init_set.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;NVIC_init_set.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;NVIC_init_set.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;if (input_speed_set->EXTI_Line_set == EXTI_Line0)NVIC_init_set.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn;else if (input_speed_set->EXTI_Line_set == EXTI_Line1)NVIC_init_set.NVIC_IRQChannel = EXTI1_IRQn;else if (input_speed_set->EXTI_Line_set == EXTI_Line2)NVIC_init_set.NVIC_IRQChannel = EXTI2_IRQn;else if (input_speed_set->EXTI_Line_set == EXTI_Line3)NVIC_init_set.NVIC_IRQChannel = EXTI3_IRQn;else if (input_speed_set->EXTI_Line_set == EXTI_Line4)NVIC_init_set.NVIC_IRQChannel = EXTI4_IRQn;NVIC_Init(&NVIC_init_set);EXTI_Init(&EXTI_init_set);
}

#speed_init.h#ifndef __SPEED_INIT_H
#define __SPEED_INIT_H#include "speed.h"void SPEED_Init(void);  // 初始化四个光电传感器（虽然目前只写了一个）
float speed_calculate1(void);   // 第一个光电传感器测量
void SPEED_Stop(void);  // 停止四个速度测量
void SPEED_Start(void); // 开始四个速度测量// 配置光电传感器定时时钟
#define SPEED_TIMER TIM2// SPEED1 设置
#define SPEED1_GPIO GPIOA
#define SPEED1_Pin GPIO_Pin_1
#define SPEED1_GPIO_port_source GPIO_PortSourceGPIOA
#define SPEED1_GPIO_pin_source GPIO_PinSource1
#define SPEED1_EXTI_Line EXTI_Line1
#define SPEED1_input GPIO_ReadInputDataBit(SPEED1_GPIO, SPEED1_Pin)#endif

#speed_init.c#include "speed_init.h"
#include "stm32f10x.h"
#include "timer.h"float car_speed_calculate1;void SPEED_Init(void)
{MySPEED_InitTypeDef speed_init_set1, speed_init_set2, speed_init_set3, speed_init_set4;// 第一个设置speed_init_set1.input_GPIOx = SPEED1_GPIO;speed_init_set1.Pin = SPEED1_Pin;speed_init_set1.GPIO_port_source = SPEED1_GPIO_port_source;speed_init_set1.GPIO_pin_source = SPEED1_GPIO_pin_source;speed_init_set1.EXTI_Line_set = SPEED1_EXTI_Line;SPEED_Set(&speed_init_set1);
}void SPEED_Stop(void)
{TIMER_Stop(SPEED_TIMER, TIMER_reset_ENABLE);
}void SPEED_Start(void)
{TIMER_Start(SPEED_TIMER);
}void EXTI1_IRQHandler(void)
{static int odd_even = 0;static int time1 = 0;static int time_difference = 0;if (odd_even == 0 && SPEED1_input == 0){time1 = TIME_calculate();odd_even = 1;}else if (odd_even == 1 && SPEED1_input == 1){time_difference = TIME_calculate() - time1;// 判断合理性if (time_difference >= 0){// 速度计算，乘系数car_speed_calculate1 = 10000.0/(TIME_calculate() - time1);}odd_even = 0;}EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line1);
}float speed_calculate1(void)
{return car_speed_calculate1;
}

主程序：

#include "stm32f10x.h"
#include "led.h"
#include "speed_init.h"
#include "timer.h"void initSet(void)
{RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);LED_Init();LED1_PC13_Off;SPEED_Init();TIMER_Init(SPEED_TIMER);
}int main(void)
{float speed;initSet();while(1){speed = speed_calculate1();}
}