本文研究的課題以STM32單片機為核心，結(jié)合小車硬件、驅(qū)動模塊、舵機控制板及攝像頭WiFi模塊，構(gòu)建模擬變電站巡視系統(tǒng)，旨在提升巡視效率。選題背景基于變電站巡視需求與技術(shù)局限，參考國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，明確設(shè)計任務(wù)為小車循跡、攝像頭旋轉(zhuǎn)及數(shù)據(jù)傳輸。文章將系統(tǒng)介紹選題背景、技術(shù)現(xiàn)狀、工作內(nèi)容及章節(jié)安排，展現(xiàn)研究流程。隨著現(xiàn)代社會對電力供應(yīng)的需求不斷增長，變電站作為電力系統(tǒng)的重要部分，承擔(dān)著將高壓電力轉(zhuǎn)換為低壓電力并供應(yīng)給用戶的重要任務(wù)。然而，由于變電站一般建立在偏僻或不易到達的地方，且存在著高壓電力的危險性和復(fù)雜的設(shè)備結(jié)構(gòu)，人工巡視的效率低下和存在一定的安全風(fēng)險。所以本文研究的課題旨在通過模擬小車循跡運行與攝像頭模塊巡視信息采集，為110千伏變電站的巡視工作提供了一種有效的解決方案。該方案不僅減少了人力資源的參與，降低了巡視成本，更重要的是有效避免了在復(fù)雜環(huán)境下可能出現(xiàn)的人身安全風(fēng)險。設(shè)計的關(guān)鍵在于一款可智能識別地面黑色標(biāo)志線并自主循跡的小車，以及配備的高清車載攝像頭模塊。小車以STM32單片機作為主控系統(tǒng)，通過集成巡線傳感器模塊和電機驅(qū)動模塊，并結(jié)合精細的代碼編程，使其具備了出色的循跡能力，能夠精準(zhǔn)地抵達指定巡視地點。而車載攝像頭模塊則通過對舵機的精準(zhǔn)編程和調(diào)試，實現(xiàn)了按照指定角度靈活運動的功能，從而能夠模擬完成對整個110千伏變電站的全面巡視和信息采集工作，為電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行提供了有力保障。在SDMS小車的研究領(lǐng)域，國外在21世紀(jì)初才開始將巡視檢測技術(shù)應(yīng)用于變電站中。早期，SDMS小車的研究尚不成熟，主要通過設(shè)置導(dǎo)軌進行引導(dǎo)，其巡視導(dǎo)航能力、速度和前進準(zhǔn)確度均存在不足。然而，隨著環(huán)境信息處理技術(shù)、計算機技術(shù)、傳感器技術(shù)、導(dǎo)航系統(tǒng)、避障算法以及圖像處理技術(shù)的迅猛發(fā)展，至2010年代中期以后，美國的SDMS技術(shù)逐漸完善。這不僅顯著提升了SDMS小車的循跡能力，還極大地增強了其巡視效果和數(shù)據(jù)采集能力。甚至，成功發(fā)射至火星的探測車也充分展示了SDMS小車在國外技術(shù)的快速發(fā)展與廣泛應(yīng)用。目前，德國Siemens公司在德國開發(fā)了一款名為"MOBOT"的巡視小車，用于變電站的監(jiān)測和維護。這款小車配備了攝像頭、傳感器和自主導(dǎo)航系統(tǒng)，可以自動巡視設(shè)備并檢測異常。到目前為止，國外對于SDMS小車的技術(shù)研究已比較完善。國內(nèi)對SDMS小車技術(shù)的研究進度與國外相比比較落后。我國第一臺SDMS小車目前還沒有被研究出來和被應(yīng)用，但是SDMS在中國的研究和應(yīng)用領(lǐng)域正在逐漸發(fā)展和壯大。中國的電力行業(yè)一直致力于提高電力設(shè)備的監(jiān)測、運維和安全性，SDMS技術(shù)被認(rèn)為是一個具有潛力的解決方案。一些電力公司、研究機構(gòu)和高校開始在SDMS技術(shù)方面進行研究和開發(fā)。研究重點包括巡視小車的自主導(dǎo)航、智能感知、精確定位等關(guān)鍵技術(shù)的研究和改進，中國已經(jīng)有一些SDMS技術(shù)的應(yīng)用實例。一些電力公司或設(shè)備供應(yīng)商已經(jīng)開始將SDMS技術(shù)應(yīng)用于變電站的巡視任務(wù)，以提高運維效率和設(shè)備安全性。這些巡視小車通常配備了攝像頭、傳感器和自主導(dǎo)航系統(tǒng)，能夠自動巡視設(shè)備狀態(tài)、進行異常檢測，并實時采集數(shù)據(jù)供后續(xù)分析和決策使用。盡管SDMS在中國的研究和應(yīng)用仍處于相對早期階段，但隨著技術(shù)的進步、市場需求的增長以及政策的支持，可以預(yù)計SDMS在中國的發(fā)展前景廣闊。未來，SDMS技術(shù)有望在中國電力行業(yè)得到更廣泛的應(yīng)用并取得更多的突破。本文主要立足于當(dāng)前110千伏變電站的巡視實際，結(jié)合專業(yè)知識與現(xiàn)有元器件材料，設(shè)計了一款搭載攝像頭的循跡小車。該小車能夠循跡到達指定目標(biāo)點，并精確控制舵機按預(yù)設(shè)角度旋轉(zhuǎn)，從而模擬巡視識別操作，實現(xiàn)對現(xiàn)實變電站巡視流程的模擬。這一設(shè)計旨在為變電站智能巡視提供新的解決方案，以探索智能小車替代人工巡視的可行路徑，為電力行業(yè)的智能化發(fā)展貢獻思路。本文研究的課題通過深入研究相關(guān)文獻與科研成果，并與市場上類似產(chǎn)品進行對比，逐步調(diào)整和完善設(shè)計所需實現(xiàn)的功能。隨后，對設(shè)計涉及的功能參數(shù)進行細致的數(shù)據(jù)分析，根據(jù)實驗結(jié)果不斷調(diào)整參數(shù)設(shè)置，觀察并分析參數(shù)變化對設(shè)計效果的影響，從而優(yōu)化功能參數(shù)配置。根據(jù)項目需求選購了必要的硬件和元器件，并學(xué)習(xí)相關(guān)編程知識。在編程軟件上進行程序設(shè)計，將實現(xiàn)設(shè)計所需的代碼段燒錄至STM32主控板。通過根據(jù)實際情況調(diào)整代碼參數(shù)，確保設(shè)計能夠成功實現(xiàn)預(yù)期功能。最后進行了多次重復(fù)實驗，以檢驗設(shè)計所實現(xiàn)功能的穩(wěn)定性和可靠性。本文首先深入剖析了當(dāng)前110千伏變電站的巡視現(xiàn)狀，總結(jié)了存在的問題與改進空間，進而明確了本文研究的課題所需實現(xiàn)的功能。隨后，本文將闡述了系統(tǒng)方案的重要部分的設(shè)計、硬件電路的方向選擇以及構(gòu)建軟件設(shè)計的總體的流程。通過持續(xù)調(diào)整參數(shù)和優(yōu)化設(shè)計，最終實現(xiàn)了設(shè)計的各項功能。最后對本文研究的課題主要內(nèi)容和重要的工作進行總結(jié)，并對設(shè)計相關(guān)技術(shù)的發(fā)展前景展望進行了簡單的陳述。在篇章結(jié)構(gòu)上，本文研究的課題共分為六章。首選第一章為引言，簡單陳述一下選題背景和意義及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，為后續(xù)本文研究的課題提供了理論支撐。其次第二章則是系統(tǒng)方案設(shè)計，詳細描述一下系統(tǒng)架構(gòu)、模塊選擇及功能實現(xiàn)方式，確保本文研究的課題的實用性和高效性。然后第三章就是硬件電路設(shè)計與元器件選型，大概列出了所需要的硬件和元器件，并對它們的基本參數(shù)和功能特點進行解釋。接著第四章是程序設(shè)計，依據(jù)各模塊的具體功能需求，碼出相應(yīng)的程序流程，并介紹了所使用的軟件工具和代碼編寫過程。再者第五章為組裝及功能測試，描述了硬件組裝、接線設(shè)置、代碼燒錄以及功能調(diào)試等過程，確保設(shè)計的完整性和可靠性。最后第六章為總結(jié)與展望，回顧了本文研究的課題的主要工作和成果，總結(jié)了本文研究的課題過程中的不足之處，并對變電站巡視小車技術(shù)的未來發(fā)展進行了展望。根據(jù)110千伏變電站智能巡視小車的功能需求，本章將首先概述系統(tǒng)的整體設(shè)計框架，詳細闡述如何實現(xiàn)小車的各項功能。隨后介紹在本次設(shè)計中采用的關(guān)鍵硬件組件，這些硬件將支持小車完成循跡、攝像頭控制等核心任務(wù)。最后深入解析部分控制功能的實現(xiàn)原理，揭示如何通過編程和硬件配合，實現(xiàn)小車的智能巡視功能。本系統(tǒng)由兩大核心部分組成：循跡小車系統(tǒng)和攝像頭系統(tǒng)。循跡小車系統(tǒng)旨在確保小車精準(zhǔn)地按照預(yù)設(shè)路線行進，并在指定位置準(zhǔn)確?？?。隨后，攝像頭系統(tǒng)配備的舵機將依照預(yù)設(shè)角度進行旋轉(zhuǎn)，模擬實現(xiàn)變電站實景的采集，并通過攝像頭將實時畫面?zhèn)鬏敾乜刂贫耍员氵M行后續(xù)的監(jiān)控與分析。小車。小車大概運行示意圖如圖2-1所示。小車停止線2停止線1障礙物黑色軌跡線停止線2停止線1障礙物黑色軌跡線圖2-1小車具體運行示意圖本文研究的課題的核心功能包括：一是實現(xiàn)小車的循跡行駛與精準(zhǔn)停止；二是當(dāng)小車抵達首個指定位置時，通過傳感器感應(yīng)障礙物，并驅(qū)動三個舵機按預(yù)設(shè)的第一角度旋轉(zhuǎn)，模擬避障操作；三是當(dāng)小車到達第二個指定位置，再次利用傳感器感知障礙，此時舵機云臺依據(jù)預(yù)設(shè)的第二角度進行旋轉(zhuǎn)，同時啟動攝像頭模塊，以模擬巡視變電站。為有效實現(xiàn)這些功能，我們將系統(tǒng)設(shè)計拆分為兩部分進行，這種分模塊設(shè)計不僅降低了設(shè)計難度，還避免了程序冗長和引用復(fù)雜導(dǎo)致的潛在錯誤，從而簡化了后期的調(diào)試工作本文研究的課題的系統(tǒng)主要由循跡小車和攝像頭兩大系統(tǒng)構(gòu)成。循跡小車系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰，包含車身底盤、STM32控制核心、電機驅(qū)動、巡線模塊以及驅(qū)動電機等關(guān)鍵部件。工作時，電機驅(qū)動模塊為小車提供初始動力，而巡線模塊則實時感知地面黑線位置，并將信息反饋給STM32系統(tǒng)板進行數(shù)據(jù)處理。基于這些數(shù)據(jù)，STM32生成控制指令，精確調(diào)整電機速度及轉(zhuǎn)向，實現(xiàn)小車的循跡導(dǎo)航。整體而言，這一系統(tǒng)以其簡潔的設(shè)計和實用的功能，確保了小車能夠按照預(yù)定軌跡自動行駛，滿足智能巡視的導(dǎo)航需求。巡視小車的循跡系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如圖2-2所示。電源模塊左前電機三路巡線傳感器STM32F103C8T6電機驅(qū)動模塊右后電機右前電機左后電機電源模塊左前電機三路巡線傳感器STM32F103C8T6電機驅(qū)動模塊右后電機右前電機左后電機圖2-2循跡系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖若想了解變電站實時環(huán)境，通常使用攝像頭模塊就可以。攝像頭模塊裝配搭建了舵機云臺，由舵機云臺構(gòu)成旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，來控制攝像頭方向旋轉(zhuǎn)運動。本文研究的課題中，采取了二維舵機云臺按指定角度運轉(zhuǎn)來模擬對110千伏變電站實時環(huán)境監(jiān)測方案。攝像頭系統(tǒng)集成了STM32舵機控制板、舵機云臺、超聲波模塊和攝像頭等關(guān)鍵組件。工作流程如下：小車到達預(yù)設(shè)位置后，通過擺放障礙物觸發(fā)超聲波模塊傳感器，確認(rèn)位置后執(zhí)行預(yù)設(shè)的避障轉(zhuǎn)向動作。隨后，STM32舵機控制板發(fā)送控制指令，驅(qū)動攝像頭舵機云臺按指定角度旋轉(zhuǎn)，模擬變電站實景監(jiān)視。當(dāng)小車第二次抵達指定位置時，超聲波模塊再次感應(yīng)障礙物，執(zhí)行另一組轉(zhuǎn)向動作，實現(xiàn)對變電站的全方位巡視。這一系統(tǒng)設(shè)計有效整合了傳感器與控制模塊，實現(xiàn)了智能巡視的關(guān)鍵功能。從而完成對這個變電站的全方位巡視。攝像頭系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)如圖2-3所示。紅外傳感器舵機2舵機1STM32舵機控制板舵機3紅外傳感器舵機2舵機1STM32舵機控制板舵機3圖2-3攝像頭系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖目前，Arduino、STM32和51系列單片機是市面上廣受歡迎的幾款單片機。其中，STM32系列因其豐富的型號選擇、低廉的維護成本以及廣泛的應(yīng)用場景而備受青睞。STM32不僅性能卓越、功耗低，而且功能配置齊全，庫函數(shù)豐富，便于用戶進行二次開發(fā)。同時，其I/O口豐富，可連接多種模塊和傳感器，功能強大。此外，STM32的程序燒錄也極為方便，支持多種連接方式，如ST-Link、USB接口和串口調(diào)試助手等。豐富的用戶社區(qū)和專業(yè)網(wǎng)站也為STM32用戶提供了寶貴的知識和經(jīng)驗分享，使得學(xué)習(xí)和設(shè)計軟件程序變得更為便捷。在STM32系列中，STM32F10X和STM32F40X等型號均備受歡迎。對于循跡小車控制系統(tǒng)的需求，我們并不需要特別關(guān)注單片機的實時性、引腳數(shù)量和處理性能，所以市場主流的STM32F103C8T6單片機完全能夠滿足本文研究的課題的需求。這款單片機由意法半導(dǎo)體公司推出，基于Cortex-M3內(nèi)核，具有快速信息處理能力和低功耗特性。它完美適配Keil5軟件開發(fā)環(huán)境，功能強大，非常適合作為循跡小車控制系統(tǒng)和攝像頭系統(tǒng)舵機控制板的主控芯片。因此，在本文研究的課題選擇STM32F103C8T6作為核心控制芯片。本章著重闡述了本文研究的課題的核心思路，包括循跡小車和攝像頭兩大系統(tǒng)的方案設(shè)計。深入剖析了功能實現(xiàn)的設(shè)計過程，并利用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖直觀展示了各模塊與單片機之間的信息流動和處理機制。同時，明確了各模塊在本文研究的課題中的具體功能，確保了設(shè)計的精確性和高效性。最后，詳細闡述了選擇STM32單片機作為循跡小車系統(tǒng)控制板和攝像頭系統(tǒng)舵機控制板主控芯片的原因，因其出色的性能、豐富的功能以及良好的性價比，使得STM32成為本設(shè)計的理想之選。?；诒疚难芯康恼n題的總體架構(gòu)，本章主要聚焦于硬件電路的設(shè)計與選型，并對所選用元器件的功能進行了詳細解讀。在此基礎(chǔ)上，進一步闡述了硬件控制的設(shè)計原理，并對相關(guān)硬件的接口電路進行了簡明扼要的說明。本節(jié)將深入介紹本文研究的課題中選用的各個模塊與元件的詳細參數(shù)、原理圖、接口電路圖，以及這些模塊在功能實現(xiàn)上的基本原理。重點應(yīng)用的五個核心組件包括：STM32F103RCT6單片機、雙路電機驅(qū)動模塊、三路巡線模塊、舵機控制板以及MG90S舵機。其中，STM32F103RCT6單片機以其卓越的性能和穩(wěn)定性，被選定為本文研究的課題的主控芯片，負(fù)責(zé)整個核心控制電路的運行與協(xié)調(diào)。通過對這些模塊和元件的深入剖析，能夠更好地理解它們在系統(tǒng)中的作用，為后續(xù)的功能實現(xiàn)和整體性能優(yōu)化提供有力支持。STM32F103C8T6單片機簡介本文研究的課題選用的主控單片機是STM32F103RCT6，它屬于STM32系列，采用了高性能、低功耗的ARMCortex-M3處理器核心。這款處理器以其出色的運行速度和指令處理能力而著稱。STM32F103RCT6單片機作為主流系列中的一員，主頻高達72MHz，并配備了256KB的Flash存儲器和48KB的RAM，足以應(yīng)對大多數(shù)嵌入式應(yīng)用的需求。其卓越的性能與合理的價格使其成為本文研究的課題的理想選擇。以STM32F103RCT6為核心的控制電路最小系統(tǒng)板構(gòu)成了設(shè)計的核心部分。此外，STM32F103RCT6單片機在-40℃～+85℃的寬溫范圍內(nèi)工作穩(wěn)定，因此在電機驅(qū)動、手持移動穿戴設(shè)備及打印機等多個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。其采用LQFP48封裝，擁有64個引腳和37個I/O口，為設(shè)計提供了豐富的接口資源。其內(nèi)部引腳排列如圖3-1所示。圖3-1STM32F103RCT6引腳排列圖STM32F103C8T6主要功能特性如表3-1所示。表3-1STM32F103C8T6的主要功能特性序號功能特性1最大工作頻率72MHz2256kB的閃存空間348kB的RAM437個I/O口54個16bit定時器/計數(shù)器63個USART串口通道7內(nèi)部8MHz時鐘，可倍頻8工作電壓2.0V-3.6V9睡眠、停止和待機模式本文研究的課題的整體系統(tǒng)由循跡小車系統(tǒng)和攝像頭系統(tǒng)兩大模塊構(gòu)成，每個模塊都配備了不同的單片機用來實現(xiàn)各自的功能。STM32F103C8T6單片機作為循跡小車系統(tǒng)的重要部分，被安裝在STM32最小系統(tǒng)板上，負(fù)責(zé)控制循跡小車的各項操作。而另一塊ZYSTM32-AI擴展板則搭載在舵機控制板上，專門用于控制攝像頭舵機云臺系統(tǒng)。在后續(xù)的元件引腳原理圖、接口電路圖及接線表中，我們將采用特定的標(biāo)識方式以示區(qū)分。具體來說，引腳接口號前將添加“1”或“2”的數(shù)字字符，其中“1”代表該引腳連接的是循跡小車所使用的STM32最小系統(tǒng)板，而“2”則表示該引腳連接的是攝像頭所使用的STM32舵機控制板。為了更直觀地進行區(qū)分，我們還將循跡小車所使用的STM32F103C8T6芯片引腳圖的頂部特別標(biāo)識為“1”。這樣，無論是在原理圖上還是在實物接線中，都能快速準(zhǔn)確地識別出每個引腳所屬的模塊，為整個系統(tǒng)的穩(wěn)定運行提供了便利。其實物如圖3-2所示。圖3-2STM32F103C8T6最小系統(tǒng)板實物圖本文研究的課題中，經(jīng)過考慮才選用了L298N電機專用驅(qū)動芯片，運用它去驅(qū)使兩個12V的直流電機。該直流型馬達主要是由定子和轉(zhuǎn)子兩大核心部件構(gòu)成。第一定子作為馬達中保持靜止的部分，它工作的主要作用是產(chǎn)生磁場，它包含的部件有很多，比如機座，主磁極，變向極，端蓋，軸承這些部件，還有刷子裝置。第二轉(zhuǎn)子作為馬達中負(fù)責(zé)旋轉(zhuǎn)的部分，它的工作關(guān)鍵在于產(chǎn)生感應(yīng)電動勢電磁轉(zhuǎn)矩，是直流電機實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的重中之重，也常常被人稱為電樞。轉(zhuǎn)子主要是由轉(zhuǎn)軸、電樞中的鐵心、電樞中的繞組以及換向器等部件組成。通過這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計，直流電機能夠有效地實現(xiàn)電能的轉(zhuǎn)換與傳遞。本文研究的課題所使用的L298雙路電機驅(qū)動模塊如圖3-3所示。圖3-3L298雙路電機驅(qū)動模塊圖L298直流電機驅(qū)動電路芯片以其低成本、高可靠性及可控性而受到青睞，它能夠兼容市面上多數(shù)小型直流電機的驅(qū)動需求。L298雙路電機驅(qū)動模塊在運行時展現(xiàn)出卓越的穩(wěn)定性與安全性，因此被廣泛應(yīng)用于電動玩具、步進電機驅(qū)動及閥門控制等領(lǐng)域。鑒于本文研究的課題的循跡小車需要實現(xiàn)對兩個直流電機的同步控制，因此選用了L298雙路電機驅(qū)動模塊作為小車的核心驅(qū)動部件，以確保其高效、穩(wěn)定地運行。該驅(qū)動模塊具體功能特性如表3-2所示。表3-2四路電機驅(qū)動模塊功能特性表序號功能特性1工作供電電壓為2.5V-46V2每個通道最高可輸出2A連續(xù)電流3內(nèi)部集成采用MOS管設(shè)計的H橋驅(qū)動電路4工作溫度為-25℃-130℃5可驅(qū)動電機正反轉(zhuǎn)運動L298N是由ST公司主推的一款比較高性能驅(qū)動芯片，這款芯片獨特的15腳Multiwatt封裝形式讓它在市場上得以暢銷。這款芯片的內(nèi)部主要集成了四通道邏輯的驅(qū)動電路，能夠靈活的驅(qū)動兩個直流電動機或者兩個二相電動機，甚至還可以單獨驅(qū)動一個四相電動機，并且最高輸出電壓還可以達到50V。在其使用上，L298N芯片還可以通過電源來直接調(diào)節(jié)電機的輸出電壓，并且要接受單片機的IO端口的信號控制，使電路設(shè)計更加簡潔，操作更加便捷。L298N作為一款全橋式驅(qū)動芯片，內(nèi)部含有兩個H橋電路，使其在直流電動機和步進電動機的驅(qū)動方面表現(xiàn)出色。它采用標(biāo)準(zhǔn)的邏輯電平信號進行控制，可便捷地與單片機的管腳進行連接。此外，這款芯片特別設(shè)計了兩個使能控制端，旨在確保在沒有輸入信號的情況下，芯片能夠保持非工作狀態(tài)，從而極大地提升了系統(tǒng)的安全性。同時，L298N還配備了一個邏輯電源輸入端，使得其內(nèi)部邏輯電路在低電壓環(huán)境下也能保持穩(wěn)定的運行。。該模塊與1號STM32單片機的接口電路如圖3-4所示。圖3-4L298N驅(qū)動芯片和直流電機接線圖如圖3-4所示，此改進電路是在基礎(chǔ)H橋電路之上增加了四個二極管，旨在增強電路的保護性。四個與門通過共同連接至單一的“使能”控制信號，實現(xiàn)了對整個電路開關(guān)狀態(tài)的集中管理，僅需單一信號即可完成控制。這種設(shè)計顯著簡化了電機的運轉(zhuǎn)控制，僅需要三個核心信號：一個使能信號以及兩個方向信號。具體來說，當(dāng)DIR－L信號處于低電平狀態(tài)，DIR－R信號處于高電平狀態(tài)，并且使能信號處于激活狀態(tài)時，三極管Q1和Q4將啟東導(dǎo)通狀態(tài)，讓電流方向從左到右流過電機。相反來說，如果DIR－L觸發(fā)信號變成高電平，DIR－R觸發(fā)信號變成低電平，那么Q2和Q3就導(dǎo)通，引起電機內(nèi)部的電流方向發(fā)生相反的改變。用電機A當(dāng)例子來說，它的控制邏輯就十分清晰了：比如讓能端ENA為高電平時，如果輸入引腳IN1為低電平，而但是N2卻為高電平，電機A就會執(zhí)行反轉(zhuǎn)這個動作；若IN1為高電平，IN2為低電平，則電機A就會執(zhí)行正轉(zhuǎn)這個動作。這樣的設(shè)計不僅僅簡單化了控制過程，還能夠人電路更加安全和穩(wěn)定。小車運動邏輯表如表3-3所示。表3-3四路電機驅(qū)動模塊接線表使能端A使能端B左電機右電機左電機運行狀態(tài)右電機運行狀態(tài)小車運行狀態(tài)IN1IN2IN3IN4111010正轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)前行111001正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)111011正轉(zhuǎn)停止以右電機為中心原地右轉(zhuǎn)110110反轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)左轉(zhuǎn)110101反轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)后退111110停止正轉(zhuǎn)以左電機為中心原地左轉(zhuǎn)在本文研究的課題中，為了更加精準(zhǔn)地實現(xiàn)巡線運動，并未采用傳統(tǒng)的二路巡線傳感器，而是選擇了性能方面比二路巡線傳感器更加卓越的三路巡線傳感器。傳統(tǒng)的二路巡線傳感器在面對大角度彎道或復(fù)雜的巡線路線時，由于識別能力有限，可能會出現(xiàn)識別遲滯的情況，導(dǎo)致無法及時作出調(diào)整，最終偏離預(yù)定的路徑。然而，通過引入三路巡線傳感器模塊，我們能夠有效地避免此類情況的發(fā)生。三路巡線傳感器憑借其出色的性能，可以更加精確地識別巡線路線，并及時作出調(diào)整，從而確保巡線運動的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性得到顯著提升。本文研究的課題用到的三路巡線傳感器實物如圖3-5所示。圖3-5三路巡線模塊實物圖該三路巡線傳感器設(shè)計獨特，裝配了三個紅外傳感探頭，每個探頭均包含紅外發(fā)射器和接收器兩部分，共同實現(xiàn)精準(zhǔn)的線路檢測功能。在硬件連接方面，X1外接引腳被標(biāo)識為1PB1，意味著該引腳與循跡小車所使用的1號STM32F103C8T6單片機上的I/O口PB1引腳直接相連。同樣地，X2和X3也分別與單片機上的I/O口PB0、PB4、PB5引腳建立了穩(wěn)定的連接關(guān)系。這種設(shè)計確保了傳感器與單片機之間的數(shù)據(jù)傳輸高效且準(zhǔn)確，為巡線運動的精確執(zhí)行提供了有力支持。該模塊引腳的接線如表3-4所示。表3-4三路巡線模塊接線表模塊名稱引腳1號STM32F103C8T6單片機引腳三路巡線X1I/O口PB1X2I/O口PB0X3I/O口PB4VCC+5V電源GNDGND接地紅外傳感器巡線的工作原理主要依賴于物體對紅外線的反射特性。在工作時，每個紅外發(fā)射器會連續(xù)發(fā)射紅外線。淺色物體與黑色物體在紅外線的反射特性上存在著明顯的不同。具體而言，當(dāng)紅外線投射至淺色物體時，其表面會產(chǎn)生漫反射現(xiàn)象，使得部分反射光線能夠成功抵達紅外探頭中的接收器并被有效捕獲。然而，對于黑色物體，紅外線在照射時大部分會被其吸收，因此紅外探頭中的接收器往往難以接收到來自黑色物體的紅外光。這種反射特性的差異，使得紅外線在不同顏色物體上產(chǎn)生不同的效果。因此，通過檢測接收器是否接收到反射的紅外光線，我們可以判斷黑色物體的位置。該模塊內(nèi)部集成了驅(qū)動電路，只需與+5V電源連接即可啟動。隨后，通過編寫代碼，我們可以使該模塊發(fā)出的信號以及接收到的信號能夠被STM32F103C8T6單片機所接收并處理，從而實現(xiàn)巡線運動的精準(zhǔn)控制。攝像頭系統(tǒng)有三個比較重要模塊組成：STM32舵機控制板、搭載兩個MG90S舵機的舵機云臺以及一個高清攝像頭。為了實現(xiàn)攝像頭對兩個舵機的模擬控制功能，并為舵機工作提供穩(wěn)定的電壓，該系統(tǒng)特別引入了一塊高性能的ZYSTM32-AI擴展板，作為舵機云臺控制板的核心組件。這一擴展板不僅提供了強大的控制功能，還確保了舵機云臺的穩(wěn)定運行，從而提升了整個攝像頭系統(tǒng)的性能與穩(wěn)定性。該舵機控制板的主控芯片引腳原理圖如圖3-6所示。圖3-6STM32舵機控制板原理圖這塊STM32舵機控制板功能全面，配備了豐富的I/O引腳，極大地方便了用戶的擴展和連接。它集成了一個電壓轉(zhuǎn)換電路和USB接口，只需簡單的USB數(shù)據(jù)線連接，即可輕松實現(xiàn)程序的傳輸和3.3V供電，極大地簡化了操作過程。由于舵機的工作電壓需求為4.8V至6V，而控制板的標(biāo)準(zhǔn)工作電壓為3.3V，為此，控制板特別設(shè)計了一個外接電源供電接口，并內(nèi)置了降壓模塊，能夠?qū)㈦妷悍€(wěn)定地調(diào)節(jié)至舵機所需的工作范圍。通過用手簡單地?fù)軇覵TM32控制板上的那個控制開關(guān)，就可以很方便的切換舵機的工作電壓狀態(tài)。此外，該控制板還支持連接多個傳感器，為攝像頭提供了更多的控制和拓展可能性，使其能夠根據(jù)實際需求實現(xiàn)更為豐富和精準(zhǔn)的控制功能。該STM32舵機控制板實物如圖3-7所示。圖3-7STM32舵機云臺控制板實物圖在本文研究的課題中，選用了MG90S舵機作為攝像頭的驅(qū)動舵機。這款舵機有三條重要引線，分別是電源線、地線以及控制信號線，有這三條線在可以讓力供應(yīng)和信號傳輸更加穩(wěn)定和精準(zhǔn)。其工作電壓為4.8V，扭矩高達2.0kg/cm，展現(xiàn)出強大的驅(qū)動力。此外，舵機的最大轉(zhuǎn)動角度是180度，相當(dāng)于一個半圓，滿足了大多數(shù)要用到的旋轉(zhuǎn)需求。MG90S舵機內(nèi)部構(gòu)造也是十分的精巧，它的里面包含了控制電路板還有變速齒輪組與小型直流電機以及可調(diào)電位器，共同實現(xiàn)精準(zhǔn)的旋轉(zhuǎn)控制。這款舵機可完美模擬現(xiàn)實中攝像頭負(fù)載舵機的旋轉(zhuǎn)角度控制功能，因此在本文研究的課題中被選為模擬攝像頭工作的理想選擇。攝像頭舵機云臺所使用的MG90S舵機如圖3-8所示。圖3-8MG90S舵機圖鑒于STM舵機控制板集成了ZYSTM32-AI擴展板芯片，為區(qū)分和標(biāo)識，在將每個舵機的引腳接口與STM32芯片的相應(yīng)引腳連接時，特別在引腳標(biāo)識前添加了數(shù)字“2”。這一做法旨在明確表明，這三個舵機所連接的是采用ZYSTM32-AI擴展板的舵機控制板上的特定引腳，從而確保系統(tǒng)的精準(zhǔn)控制和穩(wěn)定運行。三個舵機接口電路如圖3-9所示，具體接線如表3-5所示。圖3-9三個舵機接口電路表3-5舵機接線表舵機名稱引腳2號STM32F103C8T6引腳舵機11I/O口D22舵機工作電源+4.8V3GND接地舵機21I/O口D72舵機工作電源+4.8V3GND接地舵機31I/O口D122舵機工作電源+4.8V3GND接地舵機旋轉(zhuǎn)角度的能夠做到精確控制關(guān)鍵還是靠對PWM信號占空比的大小調(diào)整。舵機內(nèi)部的控制電路板上設(shè)置了一個不會發(fā)生改變的基準(zhǔn)信號，這個信號的周期是20ms，脈寬是1.5ms。通過調(diào)整輸入到舵機的PWM信號的脈沖寬度，然后讓它跟基準(zhǔn)信號進行比較，這樣一來就可以實現(xiàn)對舵機轉(zhuǎn)動方向和角度的更加精細的控制。具體來說，若將2ms的高電平脈沖時間均勻分割為五個部分，那么當(dāng)脈寬設(shè)置為0.5ms時，舵機將轉(zhuǎn)動至-90度位置；當(dāng)脈沖寬度調(diào)到1ms時，舵機就會轉(zhuǎn)動到-45度位置。像這樣推下去，當(dāng)脈沖寬度調(diào)到2.5ms時，舵機就會轉(zhuǎn)動到+90度的位置。這種控制方式讓舵機旋轉(zhuǎn)角度的可以做到更加精確和靈活控制。下面的圖3-10是輸入脈沖寬度與舵機旋轉(zhuǎn)角度關(guān)系圖。圖3-10輸入脈沖寬度和舵機旋轉(zhuǎn)角度關(guān)系圖舵機在角度為0度時，對應(yīng)一個脈沖寬度恰好為1.5毫秒的輸入信號，這通常作為舵機的起始角度設(shè)定。如果是控制舵機轉(zhuǎn)動的信號讓它的控制信號線傳遞到舵機內(nèi)部的控制電路板時，那么這些信號會被舵機內(nèi)部的控制芯片去做進一步的處理。在這個處理過程中，輸入的控制信號會與基準(zhǔn)信號進行比較，緊接著，系統(tǒng)會生成一個直流偏置電壓值。這一電壓值在經(jīng)過舵機內(nèi)部電位器的精確調(diào)整后，會形成一個包含正負(fù)值的電壓差。這個電壓差會作用于電機驅(qū)動芯片，該直流偏置電壓值決定了內(nèi)部直流電機的轉(zhuǎn)動方向。隨著內(nèi)部減速齒輪的旋轉(zhuǎn)，電位器會同步轉(zhuǎn)動，導(dǎo)致電壓差逐漸縮小。最后就是當(dāng)電壓差減小到零的時候，它的內(nèi)部直流電機就會停止轉(zhuǎn)動，這樣就可以做到對舵機的精確控制。。本章詳細闡述本文研究的課題中所使用的五個核心器件模塊，深入剖析這些器件的參數(shù)與主要特性。同時，通過深入剖析部分器件的參數(shù)與特性，進一步揭示了它們的工作原理以及實現(xiàn)控制的基本方式。這一詳盡的介紹旨在更好地理解每個模塊在設(shè)計中的工作流程與具體作用，從而為后續(xù)的程序設(shè)計提供有力的支持和導(dǎo)。實現(xiàn)本文研究的課題需要將硬件組件與軟件程序緊密結(jié)合，通過調(diào)試確保各項功能正常運作。這一過程中，首先需從流程設(shè)計著手，明確所需實現(xiàn)的功能需求。隨后，依據(jù)這些需求編寫相應(yīng)的程序代碼。完成代碼編寫后，將進入硬件調(diào)試階段，通過實際操作驗證程序的可行性和穩(wěn)定性。本章詳細闡述了本文研究的課題的主要功能規(guī)劃與設(shè)計過程，旨在為整個設(shè)計任務(wù)的順利進行提供清晰的指導(dǎo)。本次設(shè)計采用了Keil5軟件作為程序開發(fā)工具，該軟件具備出色的兼容性，不僅支持市面上主流的單片機型號，而且完美適配C語言開發(fā)環(huán)境。在程序設(shè)計的各個階段，我們可以輕松通過Keil5軟件與單片機建立連接，將編寫好的程序燒錄到單片機中，從而進行功能的實際調(diào)試。整個使用過程直觀明了，無需復(fù)雜的操作步驟，具體的使用界面如圖4-1所示。這樣的設(shè)計流程既提高了開發(fā)效率，又降低了操作難度，為整個設(shè)計任務(wù)的順利完成提供了有力保障。圖4-1Keil5軟件使用界面本節(jié)著重描述了對攝像頭系統(tǒng)中舵機云臺運動控制的整體流程設(shè)計。第一對攝像頭系統(tǒng)的總體程序流程進行規(guī)劃，第二針對關(guān)鍵部分進行了詳盡的單獨介紹。否是否是開始結(jié)束小車?yán)^續(xù)沿黑色標(biāo)志線運動，中途經(jīng)過彎道，完成差速轉(zhuǎn)向，到達第二個目標(biāo)點舵機云臺按設(shè)定的第二組旋轉(zhuǎn)方向運轉(zhuǎn)，模擬攝像頭采集動作是否有障礙物等待紅外傳感器檢測舵機云臺按設(shè)定的第一組旋轉(zhuǎn)方向運轉(zhuǎn)，模擬攝像頭巡視動作是否有障礙物等待紅外傳感器檢測小車沿黑色標(biāo)志線運動一段距離后，到達第一個目標(biāo)點小車系統(tǒng)各個模塊啟動運行，舵機控制板待機狀態(tài)否是否是開始結(jié)束小車?yán)^續(xù)沿黑色標(biāo)志線運動，中途經(jīng)過彎道，完成差速轉(zhuǎn)向，到達第二個目標(biāo)點舵機云臺按設(shè)定的第二組旋轉(zhuǎn)方向運轉(zhuǎn)，模擬攝像頭采集動作是否有障礙物等待紅外傳感器檢測舵機云臺按設(shè)定的第一組旋轉(zhuǎn)方向運轉(zhuǎn)，模擬攝像頭巡視動作是否有障礙物等待紅外傳感器檢測小車沿黑色標(biāo)志線運動一段距離后，到達第一個目標(biāo)點小車系統(tǒng)各個模塊啟動運行，舵機控制板待機狀態(tài)圖4-2攝像頭工作程序流程圖本本文研究的課題主要圍繞車載舵機云臺攝像頭部分展開，該部分負(fù)責(zé)模擬監(jiān)視任務(wù)。工作流程圖中詳細描繪了攝像頭的工作程序，通過控制舵機云臺的運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)對攝像頭在工作中的舵機驅(qū)動，從而模擬110千伏變電站的全面巡視。我們設(shè)計了不同的舵機旋轉(zhuǎn)角度，以模擬攝像頭的巡視過程。在設(shè)計中，攝像頭接收工作信號輸入的部分采用了藍牙模塊。當(dāng)循跡小車到達預(yù)設(shè)的停止位置時，紅外傳感器會檢測到障礙物并發(fā)出信號至舵機控制板?？刂瓢褰邮盏叫盘柡?，會執(zhí)行相應(yīng)的動作組，如1號動作組用于巡視任務(wù)，2號動作組則用于模采集任務(wù)。兩組動作中舵機的運動角度不同，這有助于更直觀地展示如何通過控制舵機旋轉(zhuǎn)不同角度來模擬完成一次巡視采集任務(wù)。在本本文研究的課題中，為了實現(xiàn)對單個舵機旋轉(zhuǎn)角度的精確控制，采取了調(diào)整輸入自動裝載寄存器數(shù)值的方法。首先，本設(shè)計對單片機中的定時器內(nèi)部計數(shù)器進行了配置，設(shè)定了合適的計數(shù)頻率。接著就是在一個特定的時間周期內(nèi)，讓比較計數(shù)器的計數(shù)次數(shù)和它里面自動重裝載寄存器的預(yù)設(shè)值來比較，借以觸發(fā)相應(yīng)的中斷函數(shù)。中斷函數(shù)內(nèi)配置了高低電平的輸出操作，確保舵機能夠根據(jù)脈沖寬度的調(diào)整進行運動控制。通過修改自動裝載寄存器的數(shù)值，可以方便地調(diào)整輸入脈沖寬度。以自動裝載寄存器的數(shù)值為500為例，在計數(shù)頻率為1微秒的情況下，每當(dāng)內(nèi)部計數(shù)器達到500次計數(shù)時，即經(jīng)過0.5毫秒的時間，中斷函數(shù)將被執(zhí)行，從而控制舵機進行一次完整的高低電平變化。這種設(shè)計方式實現(xiàn)了對舵機旋轉(zhuǎn)角度的精確控制，滿足了本設(shè)計中對攝像頭巡視模擬的需求。為了實現(xiàn)模擬攝像頭的順暢運作，配置舵機控制是首要任務(wù)，而這一過程必須從單個舵機的精準(zhǔn)控制著手。單個舵機的控制程序流程圖清晰地展示了其運作流程，具體可參考圖4-3。否是開始結(jié)束一次模擬PWM信號周期結(jié)束舵機按照數(shù)值對應(yīng)角度旋轉(zhuǎn)拉低輸出電平執(zhí)行第二次中斷函數(shù)數(shù)值是否相等計數(shù)器計數(shù)與自動裝載寄存器數(shù)值進行比較執(zhí)行第一次中斷函數(shù)，并拉高輸出電平設(shè)置計數(shù)器計數(shù)頻率和自動裝載寄存器數(shù)值否是開始結(jié)束一次模擬PWM信號周期結(jié)束舵機按照數(shù)值對應(yīng)角度旋轉(zhuǎn)拉低輸出電平執(zhí)行第二次中斷函數(shù)數(shù)值是否相等計數(shù)器計數(shù)與自動裝載寄存器數(shù)值進行比較執(zhí)行第一次中斷函數(shù)，并拉高輸出電平設(shè)置計數(shù)器計數(shù)頻率和自動裝載寄存器數(shù)值圖4-3單個舵機控制程序流程圖從對單個舵機控制原理的深入了解與探究，這樣便可以實現(xiàn)對多個舵機的同步操控。因為每個舵機的高脈沖寬度都限制在2.5毫秒這個范圍值以內(nèi)，更巧妙的是整個PWM信號的周期是20毫秒，所以可以巧妙地將這20毫秒劃分為八個等份，每份恰好為2.5毫秒。這樣，每個時間段都可以獨立控制一個舵機，從而支持最多八個舵機的同時工作。為確保舵機控制的精確性和穩(wěn)定性，我們將舵機輸入脈沖的最大限制值略作調(diào)整，設(shè)定為稍大于2.5毫秒的數(shù)值，如2.505毫秒。這樣做的好處是，即使當(dāng)PWM數(shù)值達到2500，即接近2.5毫秒的高脈沖寬度極限時，系統(tǒng)仍能保證有足夠的時間輸出低電平，確保舵機能夠完整地完成一次控制循環(huán)。在實際操作中，為每個舵機分配了唯一的編號，通過向特定編號的舵機發(fā)送不同的PWM數(shù)值，可以輕松實現(xiàn)多個舵機以不同運動角度的同時控制。這種靈活的控制方式不僅提高了整個系統(tǒng)的效率，也為其在更復(fù)雜場景中的應(yīng)用提供了可能。本文研究的課題中通過同時控制四個舵機按照指定旋轉(zhuǎn)角度旋轉(zhuǎn)的方式，模擬生產(chǎn)過程中一個攝像頭巡視收集數(shù)據(jù)圖像的操作，具體控制代碼如下：voidleft_detection()//左右舵機靠左{serverag_LR=serverag_LR+10; if(serverag_LR>=175)serverag_LR=175; SetJointAngle(7,serverag_LR);//產(chǎn)生PWM}voidright_detection()//左右舵機靠右{ serverag_LR=serverag_LR-10; if(serverag_LR<=1)serverag_LR=1; SetJointAngle(7,serverag_LR);//產(chǎn)生PWM}voids_detection()//上下舵機上{serverag_SX=serverag_SX-10; if(serverag_SX<=1)serverag_SX=1; SetJointAngle(12,serverag_SX);//產(chǎn)生PWM}voidx_detection()/上下舵機下{serverag_SX=serverag_SX+10; if(serverag_SX>=175)serverag_SX=175; SetJointAngle(12,serverag_SX);/產(chǎn)生PWM}在具體代碼中，通過兩次case比較操作實現(xiàn)舵機的高低電平變化，每兩次操作控制一個舵機運轉(zhuǎn)。為控制四個舵機，需進行八次比較操作。整個PWM周期（20ms）需16次電平變化以確保舵機完整控制。完成后重置計數(shù)，準(zhǔn)備下次控制。這樣實現(xiàn)多舵機穩(wěn)定、準(zhǔn)確控制。巡視小車的循跡部分主要由電機驅(qū)動和循跡模塊構(gòu)成。本題模擬了110千伏變電站的巡視路徑，使用黑色軌跡線規(guī)劃出跑道狀線路，中途設(shè)置兩道停止線，分別代表變電站的前后位置。當(dāng)循跡模塊的三個傳感器同時檢測到黑色軌跡線時，小車會暫停行駛，為舵機控制板控制舵機模擬攝像頭采集數(shù)據(jù)提供時間。電機驅(qū)動部分采用雙路電機驅(qū)動模塊，能夠同時控制四個電機，根據(jù)三路巡線模塊接收的軌跡信息，調(diào)節(jié)電機的運轉(zhuǎn)方向和速度，使小車能夠在軌跡上直行并實現(xiàn)差速轉(zhuǎn)向。巡視小車循跡部分的程序流程如圖4-4所示。電機驅(qū)動模塊控制電機按信號工作開始結(jié)束啟動三路巡線模塊和電機模塊三路巡線模塊接收軌跡信息并發(fā)送至單片機單片機處理軌跡信息，確認(rèn)前進方向單片機發(fā)出前進或左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)或停止信號中的一種電機驅(qū)動模塊控制電機按信號工作開始結(jié)束啟動三路巡線模塊和電機模塊三路巡線模塊接收軌跡信息并發(fā)送至單片機單片機處理軌跡信息，確認(rèn)前進方向單片機發(fā)出前進或左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)或停止信號中的一種圖4-4循跡部分程序流程圖直流電機的控制與舵機的控制原理在核心上是相通的，都是通過調(diào)整PWM脈沖的占空比來調(diào)節(jié)其動作狀態(tài)。對于電機而言，由于其需要保持連續(xù)運轉(zhuǎn)，并且要能夠精確地設(shè)定前進方向及運轉(zhuǎn)速度，因此需要采用專門的雙路電機驅(qū)動模塊來實現(xiàn)對電機的精確控制。這一過程的實現(xiàn)代碼如下：voidZYSTM32_run(signedcharspeed,inttime)//前進函數(shù){ signedcharf_speed=-speed; SetMotorSpeed(1,f_speed);//左輪//為負(fù)數(shù) SetMotorSpeed(0,speed);//右輪/為正數(shù) delay_ms(time);//時間為毫秒}voidZYSTM32_brake(inttime)//剎車函數(shù){ SetMotorSpeed(1,0);//左輪//為0 SetMotorSpeed(0,0);//右輪/為0 RIGHT_MOTOR_GO_RESET; LEFT_MOTOR_GO_RESET; delay_ms(time);//時間為毫秒}voidZYSTM32_Left(signedcharspeed,inttime)//左轉(zhuǎn)函數(shù){ SetMotorSpeed(1,0);//左輪//左輪不動 SetMotorSpeed(0,speed);//右輪為正 delay_ms(time);//時間為毫秒}voidZYSTM32_Spin_Left(signedcharspeed,inttime)//左旋轉(zhuǎn)函數(shù){ signedcharu_speed=100-speed; SetMotorSpeed(1,speed);//左輪//左輪不動 SetMotorSpeed(0,u_speed);//右輪為正 delay_ms(time);//時間為毫秒}voidZYSTM32_Right(signedcharspeed,inttime)//右轉(zhuǎn)函數(shù){ signedcharf_speed=-speed; SetMotorSpeed(1,f_speed);//×ó??//左輪為負(fù) SetMotorSpeed(0,0);//右輪為0 delay_ms(time);//時間為毫秒}voidZYSTM32_Spin_Right(signedcharspeed,inttime)//右旋轉(zhuǎn)函數(shù){ signedcharu_speed=100-speed; signedcharf_speed=-speed; SetMotorSpeed(1,-u_speed);//左輪//左輪為負(fù) SetMotorSpeed(0,f_speed);//右輪為負(fù) delay_ms(time);//時間為毫秒}voidZYSTM32_back(signedcharspeed,inttime)//后退函數(shù){ signedcharu_speed=100-speed; signedcharf_speed=-u_speed; SetMotorSpeed(1,u_speed);//左輪//左輪為正數(shù) SetMotorSpeed(0,f_speed);//右輪為負(fù)數(shù)//右輪為負(fù)數(shù) delay_ms(time);//時間為毫秒}在電機運動控制中，首先需要預(yù)先設(shè)定I/O口的功能，并啟動時鐘，以便與定時器的輸出通道進行匹配。接著，根據(jù)實際需要確定控制數(shù)值，并將其轉(zhuǎn)化為絕對值，用以計算PWM的占空比和脈沖寬度。這個設(shè)定值的正負(fù)性將會決定電機的旋轉(zhuǎn)方向，就比如正數(shù)就是代表正轉(zhuǎn)，負(fù)數(shù)就是代表反轉(zhuǎn)。隨后，根據(jù)計算得到的PWM值以及設(shè)定值的正負(fù)性，選擇適當(dāng)?shù)亩〞r器輸出通道進行輸入。其中的一個通道用來存儲PWM的值，另外的一個通道就是用來輸出低電平。通過選擇高電平輸入端，可以有效控制電機的轉(zhuǎn)動方向，而PWM值則負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)電機的運轉(zhuǎn)速度。對于其他三個電機的控制部分，其代碼邏輯與上述描述相似，僅需在參數(shù)上進行相應(yīng)的調(diào)整。所以通過調(diào)整PWM值的正負(fù)，這樣一來就可以實現(xiàn)對電機轉(zhuǎn)動方向的更加靈活控制；而且這個PWM值的大小決定了電機的運轉(zhuǎn)速度的快慢，從而進一步影響小車的運動速度和方向。簡而言之，利用PWM信號對電機進行精確控制，我們可以實現(xiàn)對小車運動方向和速度的靈活調(diào)節(jié)。這種控制方式不僅高效，而且精準(zhǔn)，有助于實現(xiàn)小車的精準(zhǔn)運動控制和導(dǎo)航功能。本章主要概述了所用的開發(fā)軟件，并深入闡述了循跡小車與攝像頭系統(tǒng)所需實現(xiàn)的具體功能及其流程設(shè)計。通過流程圖的設(shè)計，清晰地梳理了功能的實現(xiàn)步驟，并對相關(guān)參數(shù)進行了合理配置。在理解了功能實現(xiàn)的基本原理并結(jié)合流程圖的設(shè)計步驟后，成功完成了部分功能的代碼設(shè)計。這樣的流程和步驟，確保了循跡小車與攝像頭系統(tǒng)的功能能夠準(zhǔn)確、高效地實現(xiàn)。本章將描述了所需元件與硬件的組裝步驟。首先，是進行了全面的通電測試，以驗證元件的可用性和工作電壓的合規(guī)性。隨后，則是根據(jù)預(yù)設(shè)的接線方案，仔細地將各個元件連接起來，并進行了必要的調(diào)試，確保整體系統(tǒng)運行的順暢和穩(wěn)定完成程序設(shè)計后，我們依據(jù)先前的硬件接口電路圖和設(shè)定，有條不紊地將元件逐一裝配在一起。緊接著，對各個元件進行嚴(yán)格的功能檢測，確保它們能夠正常運作。同時，我們利用萬用表精確測量元件的工作電壓，以保障其運行在安全的電壓范圍內(nèi)。在這一過程中，我們率先展開了電機模塊的組裝工作。這一環(huán)節(jié)是系統(tǒng)穩(wěn)定運行的關(guān)鍵，因此，我們高度重視并細心完成組裝，以確保其性能和可靠性。首先將電機安裝在底盤上，并確保電機位置和方向正確，以便后續(xù)連接輪子，其次是將電機連接到電路板上，依據(jù)電路板設(shè)計連接電機的正負(fù)極和控制信號線，再者將輪子固定在電機軸上，確保輪子與地面接觸平穩(wěn)。然后是連接電路板和循跡感應(yīng)器，確保電路板可以接收到傳感器的信號。最后是對安裝好的電機和輪子還有傳感器進行調(diào)整，確保小車平穩(wěn)運行并能夠準(zhǔn)確感知軌跡。將電源接入電路板，測試小車的電機可以正常工作。電機模塊接線如圖5-1所示。圖5-1電機模塊接線圖通電測試的核心目的是驗證控制板供電正常以及元器件的可用性。完成通電測試后，務(wù)必仔細觀察每個傳感器的指示燈以及控制板的電源指示燈是否亮起，這是判斷系統(tǒng)狀態(tài)的重要依據(jù)。由于小車配備了電壓表，可以方便地讀取模塊和元件的電壓值。然而，為確保元件和模塊在安全的電壓范圍內(nèi)運行，避免因電壓過高或過低導(dǎo)致壽命受損，仍需要利用萬用表進行二次測量。經(jīng)仔細測量，各模塊的實際工作電壓與額定電壓的對比數(shù)據(jù)已整理如表5-1所示。表5-1硬件測量電壓表模塊名稱額定工作電壓測量電壓三路巡線模塊3.3V-5V4.52V電機驅(qū)動模塊2.5V-12V4.45V電機3V-6V3.78V如果在通電測試過程中發(fā)現(xiàn)電源指示燈未亮起或聞到燒焦的氣味，立即切斷電源，并仔細檢查以確定問題的根源。完成通電測試后，還需要使用萬用表對電壓進行精確測量，以確保每個元件都在其規(guī)定的電壓使用范圍內(nèi)工作。這樣可以確保元件的正常使用，延長其使用壽命，并提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)反饋?？刂瓢宓耐姕y試過程如圖5-2所示，它直觀地展示了整個測試流程。圖5-2控制板通電測試圖此時，我們可以清晰地觀察到紅色圓框內(nèi)的電壓表和傳感器電源指示燈均已正常亮起。當(dāng)用物體靠近紅外傳感器時，傳感器的指示燈會相應(yīng)地亮起或熄滅，這一變化表明小車控制板的通電測試已經(jīng)順利完成。接下來，將循跡避障的程序燒錄到控制板中，并進行初步的功能測試，以確保小車能夠按照預(yù)設(shè)的軌跡進行移動，并有效地避開障礙物。循跡模塊調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)紅外傳感器靈敏度影響紅外避障的功能，只好微調(diào)一下傳感器的靈敏度使其達到工作要求。然后就是組裝超聲波避障模塊還有攝像頭模塊，超聲波避障和攝像頭都需要組裝好舵機云臺然后再進行線路的連接，線路連接好后再檢查幾次確定無誤后進行上電測試。舵機的模擬避障和巡視功能分別采用了兩套不同的角度旋轉(zhuǎn)方案。當(dāng)首次接收到傳感器的信號時，舵機會啟動模擬避障操作，按照預(yù)設(shè)的程序進行運動。避障過程中，舵機的旋轉(zhuǎn)步驟如下：首先，兩個舵機起始狀態(tài)為中間位置，即0度角，此時對應(yīng)的脈沖寬度為1.5ms。一旦接收到傳感器的信號，舵機會開始順時針旋轉(zhuǎn)至90度角。在這個角度下，舵機對應(yīng)的脈沖寬度為2.5ms。完成90度角的旋轉(zhuǎn)后，舵機會暫停一秒鐘，隨后進行逆時針180度的旋轉(zhuǎn)，直至達到-90度角的位置。此時，舵機對應(yīng)的脈沖寬度變?yōu)?.5ms。當(dāng)舵機運動至-90度角后，會再次暫停一秒鐘，然后執(zhí)行順時針90度的旋轉(zhuǎn)，最終返回到初始的中間位置。此時，舵機對應(yīng)的脈沖寬度又恢復(fù)到1.5ms。完成程序編寫后，將其燒錄至舵機控制板，并接通供電電源，為舵機的運轉(zhuǎn)提供所需的電壓。超聲波舵機模塊的具體結(jié)構(gòu)和工作原理如圖5-3所示。圖5-3超聲波舵機模塊圖隨后，進行了攝像頭舵機的模擬巡視過程測試。在接收到傳感器的信號后，舵機立即啟動模擬巡視操作。初始狀態(tài)下，兩個舵機均處于中間0度角位置，對應(yīng)脈沖寬度為1.5ms。隨著信號的到來，舵機開始逆時針旋轉(zhuǎn)90度至-90度角，此時脈沖寬度變?yōu)?.5ms。旋轉(zhuǎn)完成后，舵機暫停一秒鐘，隨后進行順時針180度的旋轉(zhuǎn)，達到90度角位置，脈沖寬度相應(yīng)調(diào)整為2.5ms。完成這一步驟后，舵機再次暫停一秒鐘，最后執(zhí)行逆時針90度的旋轉(zhuǎn)，回到初始的中間位置，脈沖寬度恢復(fù)為1.5ms。整個過程中，參考了攝像頭舵機云臺的結(jié)構(gòu)和工作原理，以確保模擬巡視的準(zhǔn)確性和可靠性。通過這一系列操作，成功模擬了攝像頭在不同角度下的巡視過程，為后續(xù)的實際應(yīng)用提供了有力支持。攝像頭舵機云臺如圖5-4所示。圖5-4攝像頭舵機云臺圖經(jīng)過測試驗證，舵機能夠按照預(yù)設(shè)的旋轉(zhuǎn)路徑進行精確運動，這標(biāo)志著舵機模擬避障和巡視的不同角度旋轉(zhuǎn)測試已初步完成。在超聲波和攝像頭模塊的接線及功能測試完成后，接下來將聚焦于小車部分的接線和功能測試。先按照預(yù)先設(shè)計的接口電路，將電機驅(qū)動模塊、三路巡線傳感器模塊等關(guān)鍵元件進行精確連接。為確保接線的準(zhǔn)確性和安全性，還將進行多次接線檢查，以避免對元器件造成損壞或控制模塊過熱的風(fēng)險。小車的大致接線布局如圖5-5所示。圖5-5小車大概接線圖當(dāng)開始整合小車各部分模塊時，首先要確保接線正確無誤，并進行通電測試。這一步驟非常關(guān)鍵，因為只有在各個模塊的電源指示燈正常亮起且沒有異常情況下，才能進一步操作。接下來，將ST-Link程序下載器與STM32最小系統(tǒng)板的指定下載引腳相連，利用Keil5軟件將預(yù)先編寫好的程序燒錄至STM32最小系統(tǒng)板中。同時，為確保小車的電機驅(qū)動系統(tǒng)能夠正常工作，先將電源與電機驅(qū)動模塊進行連接，為其供電。隨后，小車將以設(shè)定的初始速度啟動，并在預(yù)先規(guī)劃好的軌道上進行測試，以驗證其運行效果。盡管小車在直線軌道上可以表現(xiàn)出色，但在轉(zhuǎn)彎處卻頻繁出現(xiàn)頓挫現(xiàn)象。經(jīng)過多次接線檢查和程序修改后，問題仍未得到實質(zhì)性改善。后來，將小車放置在陶瓷地板上重新設(shè)置其靈敏度，這樣發(fā)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)頓挫問題得到解決。接下來，需要著手調(diào)試小車的攝像頭模塊和超聲波避障模塊。首先，連接攝像頭模塊至STM32最小系統(tǒng)板，并編寫相應(yīng)的程序以實現(xiàn)圖像識別功能。通過Keil5軟件燒錄程序后，進行攝像頭模塊的測試。確保攝像頭能夠拍攝和處理圖像，并實現(xiàn)目標(biāo)檢測、跟蹤等功能。對輸出結(jié)果進行檢查，確定是否符合預(yù)期，必要時進行調(diào)整。接著，將超聲波避障模塊連接至STM32最小系統(tǒng)板，并編寫相應(yīng)程序以實現(xiàn)避障功能。同樣通過Keil軟件對程序進行燒錄后，隨后將進行超聲波避障模塊的測試。在此過程中主要目標(biāo)是驗證超聲波傳感器是否能夠精確地測量出前方障礙物的距離，并根據(jù)這些測量數(shù)據(jù)執(zhí)行恰當(dāng)?shù)谋苷喜僮?。仔細檢查超聲波避障功能的工作狀態(tài)，確保其正常運行。如有需要，還需對相關(guān)參數(shù)進行調(diào)整和優(yōu)化，以進一步提升避障功能的準(zhǔn)確性和可靠性。最終，在完成攝像頭模塊和超聲波避障模塊的調(diào)試后，整合所有模塊的功能，確保小車在執(zhí)行巡線任務(wù)的同時實現(xiàn)圖像識別和避障功能，從而實現(xiàn)更加智能的行為。在整個調(diào)試過程中，需要持續(xù)檢查各模塊之間的通信和協(xié)作，確保小車能夠穩(wěn)定地執(zhí)行設(shè)計的任務(wù)。完成上述兩個功能模塊的測試后，將小車與攝像頭模塊進行組合，并相應(yīng)地調(diào)整程序設(shè)計，確保整個系統(tǒng)能夠初步實現(xiàn)預(yù)定的功能。如圖5-6所示，當(dāng)小車行駛至首個布置有黑色停止線的位置時，它會準(zhǔn)確地停下來。此時，三路循跡傳感器會迅速感應(yīng)到停止線，并觸發(fā)指示燈全部亮起，作為停止信號。隨后，小車將開始按照黑色線的軌跡進行循跡行駛，展現(xiàn)出其良好的導(dǎo)航與追蹤能力。圖5-6小車到達第一個指定位置后循跡傳感器工作示意圖在黑色停止線前，特意設(shè)置了一個障礙物，以測試小車的避障能力。當(dāng)超聲波模塊探測到障礙物的存在時，它會迅速發(fā)送信號，觸發(fā)舵機按照預(yù)設(shè)的程序執(zhí)行模擬避障的旋轉(zhuǎn)操作。為了確保避障功能的準(zhǔn)確性，障礙物的位置設(shè)置需要經(jīng)過多次調(diào)試，既不能離黑色停止線過遠，也不能過近。如圖5-7所示，小車在經(jīng)過差速轉(zhuǎn)向順利通過彎道后，順利抵達第二個目標(biāo)停止點。此時，超聲波避障模塊再次發(fā)揮作用，檢測到障礙物后，小車會執(zhí)行避障操作，安全地繞開障礙物。通過這一系列的測試與調(diào)整，確保了小車在面對不同場景時都能展現(xiàn)出卓越的避障能力。圖5-7小車到達第二個指定位置后超聲波模塊工作示意圖由于小車從行駛狀態(tài)到停止需要一定的減速時間，若將障礙物位置放置在離停止線過近的位置，則小車可能后退，然后再執(zhí)行超聲波避障。直到避開為止。然后就是攝像頭功能調(diào)試，在循跡超聲波避障的基礎(chǔ)上，小車攝像頭模塊加了WiFi控制功能，如圖5-8所示，可以遠端控制小車的攝像頭舵機云臺上下左右旋轉(zhuǎn)，還有可以控制小車前進后退，加速減速，還可以重力控制，然后利用WiFi控制可以更詳細與準(zhǔn)確的收集110千伏變電站的數(shù)據(jù)，基本完成了本文研究的課題的功能需求。圖5-8小車WiFi模塊工作示意圖本章主要聚焦于循跡避障小車與攝像頭WiFi控制板部分元件的接線與初步功能測試。在確保這兩大模塊的核心功能均能夠穩(wěn)定實現(xiàn)后，進一步進行了整體的功能測試。在此過程中，深入探討了不同設(shè)置對系統(tǒng)性能的影響，并分析了這些設(shè)置如何導(dǎo)致不同的現(xiàn)象產(chǎn)生。通過這一系列的測試與分析，更加清晰地理解了系統(tǒng)的工作原理。本題旨在設(shè)計一個搭載攝像頭云臺的循跡小車系統(tǒng)，該系統(tǒng)以STM32作為核心控制單元，集成了三路巡線模塊、雙路電機驅(qū)動模塊、舵機控制板及舵機等關(guān)鍵組件。小車不僅能夠執(zhí)行循跡功能，還能在預(yù)設(shè)位置短暫停留后，重新啟動并繼續(xù)循跡行進。攝像頭部分通過舵機控制板精確操控舵機云臺，模擬監(jiān)視與數(shù)據(jù)采集操作，經(jīng)過一系列測試，基本達成了預(yù)設(shè)功能。在設(shè)計過程中，我們對電機驅(qū)動、舵機控制以及三路循跡模塊的工作原理進行了初步探索。通過廣泛查閱相關(guān)資料和文獻，逐步攻克了實現(xiàn)各模塊功能的技術(shù)難題。隨后，將這些功能模塊與編程代碼相結(jié)合，經(jīng)過反復(fù)調(diào)試與優(yōu)化，最終實現(xiàn)了本設(shè)計的主要功能需求。本研究的意義在于為110千伏變電站巡視方式提出了一種切實可行的實現(xiàn)方法。雖然當(dāng)前的設(shè)計還存在一些不足之處，需要進一步的改進和完善，通過不斷地對設(shè)計方案進行迭代和優(yōu)化，期望能夠逐步提高變電站巡視的智能化水平，為實際應(yīng)用提供更加可靠和高效的解決方案。本文研究的課題已初步實現(xiàn)了預(yù)期功能，包括小車的循跡功能以及多個舵機控制模擬避障監(jiān)視工作流程。然而，目前的設(shè)計僅是將兩部分簡單組合，并未實現(xiàn)兩者之間的實際狀態(tài)信息交換。這種缺乏信息傳送和控制的做法在實際應(yīng)用中并不切實際，需要進一步研究和改進以實現(xiàn)更完善的系統(tǒng)整合。本題的設(shè)計確實存在一些有待優(yōu)化的地方。在日常應(yīng)用中，可能會遇到小車實際停止位置與預(yù)設(shè)停止位置不一致的情況，這可能會導(dǎo)致對110千伏變電站線路巡視的精確度受到影響，存在一定的偏差風(fēng)險。。并且僅按照一條軌跡線循跡工作在巡視過程中收集數(shù)據(jù)比較單一。而且收集數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)還有解決變電站的問題還得人為去處理，最重要的一點是110千伏變電站的巡視屬于戶外巡視，易受到天氣影響?？梢蕴砑佣嘬壽E規(guī)劃模塊，引入多軌跡規(guī)劃算法，使巡視小車能夠靈活選擇不同的路徑進行巡視，避免單一軌跡帶來的偏差。通過動態(tài)規(guī)劃算法或深度強化學(xué)習(xí)等技術(shù)，小車可以根據(jù)實時情況自主選擇最優(yōu)路徑，提高巡視的覆蓋范圍和準(zhǔn)確性。還有多傳感器融合模塊，增加多種傳感器，包括氣象傳感器、溫濕度傳感器等，以實時監(jiān)測環(huán)境參數(shù)，并根據(jù)實際氣象情況調(diào)整巡視路線和速度，以適應(yīng)不同天氣條件下的巡視工作。還可以添加自動化異常檢測與處理模塊，整合異常檢測算法，使小車能夠自動檢測并處理變電站設(shè)備異常，如溫度異常、設(shè)備故障等。通過數(shù)據(jù)分析和預(yù)警系統(tǒng)，及時發(fā)現(xiàn)問題并采取相應(yīng)措施，減少人工干預(yù)的需要。還可以考慮運用自動化數(shù)據(jù)處理與解決方案模塊，并且增添先進的智能數(shù)據(jù)處理技術(shù)，比如機器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)算法，對收集的數(shù)據(jù)進行實時分析和處理。再結(jié)合專家系統(tǒng)，實現(xiàn)對變電站問題的自動診斷和處理，減輕人工處理的負(fù)擔(dān)，提高響應(yīng)速度和準(zhǔn)確性。本文研究的課題功能設(shè)計不夠完善，在后續(xù)研究中需要不斷完善并修改，從而實現(xiàn)更多功能。[1]張博文，謝才勇，劉洋.（2019）.基于移動機器人的變電站綜合巡檢系統(tǒng)研究.《機電工程》.36(1).[2]劉超，許超，鄭立華.（2020）.電力變電站智能巡檢系統(tǒng)設(shè)計.《自動化技術(shù)與應(yīng)用》.39(5).[3]吳煜，劉望宇，李斌.（2020）.基于ROS的變電站設(shè)備智能巡檢機器人系統(tǒng)設(shè)計.《傳感器與微系統(tǒng)》.39(10)[4]李佳琳，王鵬程，劉志光.（2021）.基于ROS的110kV變電站智能化檢測系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn).《儀器儀表學(xué)報》.42(2).[5]楊靜，張朝輝，馬中斌.（2019）.基于機器人技術(shù)的電力變電站設(shè)備巡檢系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn).《自動化儀表》.40(12).[6]陳耀華，王建軍，李航.（2019）.基于物聯(lián)網(wǎng)的電力變電站智能化檢測系統(tǒng)設(shè)計.《計算機技術(shù)與發(fā)展》.29(3).[7]GAO,J.,Wu,Y.,&ZHANG,J.(2020).DesignandImplementationofaPowerSubstationInspectionRobotwithReal-TimeSceneUnderstanding.IEEETransactionsonIndustrialElectronics,67(10),9075-9084.[8]Li,S.,TIAN,L.,&GAO,F.(2020).ASurveyofAutonomousInspectionRobotsinUnstructuredEnvironments.JournalofIntelligent&RoboticSystems,99(1),185-208.[9]JI,X.,ZHOU,F.,&Ma,X.(2021).ResearchandApplicationofaRoboticInspectionSystemforPowerSubstationEquipment.Sensors,21(4),1381.[0]Chen,T.,YU,Q.,&Chen,S.(2021).DesignandDevelopmentofanAutonomousInspectionRobotforPowerSubstationEquipment.AutomationinConstruction,122,103448.附錄A（程序代碼）：#include"main.h"#include"set.h"#include"sensor.h"#include"motor.h"#include"time.h"#include"stm32f1xx_hal.h"intmain(){ set_init(); time_init(); sensor_init(); motor_init(); while(1) { time_run();uint8_tLEFT0,LEFT1,RIGHT0,RIGHT1;LEFT0=HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_0);LEFT1=HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_1);RIGHT0=HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_4);RIGHT1=HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_5);//獲得巡線模塊檢測狀態(tài) if(LEFT0==1&&LEFT1==0&&RIGHT0==0&&RIGHT1==0)//車偏離跑道左轉(zhuǎn){ car_left(200); } elseif(LEFT0==0&&LEFT1==1&&RIGHT0==0&&RIGHT1==0)//車偏移跑道左轉(zhuǎn) { car_left(200); } elseif(LEFT0==0&&LEFT1==1&&RIGHT0==1&&RIGHT1==0)//直線前進 { car_go(250); } elseif(LEFT0==0&&LEFT1==0&&RIGHT0==1&&RIGHT1==0)//車偏移跑道右轉(zhuǎn) { car_right(200); } elseif(LEFT0==0&&LEFT1==0&&RIGHT0==0&&RIGHT1==1)//車偏離跑道右轉(zhuǎn) { car_right(200); } elseif(LEFT0==1&&LEFT1==1&&RIGHT0==1&&RIGHT1==1)//停止線停止 { car_stop(0); HAL_Delay(5000); car_go(250);HAL_Delay(500); } }}/***************電機模塊***************/voidmotor_init()//電機默認(rèn)狀態(tài)設(shè)定{ motor_gpio_init();//電機IO口初始化配置 motor_tim_init();//定時器初始化配置 motor_speed(motor1,200); motor_speed(motor2,200); motor_speed(motor3,200); motor_speed(motor4,200);}voidcar_go()//前進電機狀態(tài)設(shè)定{motor_speed(motor1,200);motor_speed(motor2,200);motor_speed(motor3,200);motor_speed(motor4,200);}voidcar_left()//左轉(zhuǎn)電機狀態(tài)設(shè)定{motor_speed(motor1,-200);motor_speed(motor2,200);motor_speed(motor3,-200);motor_speed(motor4,200);}voidcar_right()//右轉(zhuǎn)電機狀態(tài)設(shè)定{motor_speed(motor1,200);motor_speed(motor2,-200);motor_speed(motor3,200);motor_speed(motor4,-200);}voidcar_stop()//停止電機狀態(tài)設(shè)定{motor_speed(motor1,0);motor_speed(motor2,0);motor_speed(motor3,0);motor_speed(motor4,0);}voidmotor_speed(unsignedcharmotor,shortintpwm){switch(motor){casemotor1:{motor1_pwm_set(pwm);//將數(shù)值賦到motor1}break;casemotor2:{motor2_pwm_set(pwm);//將數(shù)值賦到motor2}break;casemotor3:{motor3_pwm_set(pwm);//將數(shù)值賦到motor3}break;casemotor4:{motor4_pwm_set(pwm);//將數(shù)值賦到motor4}break;default:{}break;}}/***************電機配置模塊***************/voidHAL_TIM_MspPostInit(TIM_HandleTypeDef*htim);TIM_HandleTypeDefhtim2;TIM_HandleTypeDefhtim3;voidmotor_gpio_init(){ GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStruct={0};__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();//打開A端口時鐘 __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();//打開B端口時鐘GPIO_InitStruct.Pin=GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_2|GPIO_PIN_3|GPIO_PIN_6|GPIO_PIN_7;//選擇引腳GPIO_InitStruct.Mode=GPIO_MODE_AF_PP;//復(fù)用推挽輸出 GPIO_InitStruct.Pull=GPIO_PULLUP;//上拉觸發(fā)GPIO_InitStruct.Speed=GPIO_SPEED_FREQ_LOW;//低速模式HAL_GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);//調(diào)用引腳初始化程序GPIO_InitStruct.Pin=GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1;GPIO_InitStruct.Mode=GPIO_MODE_AF_PP; GPIO_InitStruct.Pull=GPIO_PULLUP;GPIO_InitStruct.Speed=GPIO_SPEED_FREQ_LOW;HAL_GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStruct);}//將PA0PA1PA2PA3的第二功能啟用，為定時器2的輸出通道CH1CH2CH3CH4//PA6PA7PB0PB1的第二功能啟用，為定時器3的輸出通道CH1CH2CH3CH4voidmotor_tim_init()//控制電機的定時器初始化{TIM_ClockConfigTypeDefsClockSourceConfig={0};//定時器時鐘 TIM_MasterConfigTypeDefsMasterConfig={0};//定時器主模式配置 TIM_OC_InitTypeDefsConfigOC={0};//定時器通道比較輸出 htim2.Instance=TIM2;//定時器編號 htim2.Init.Prescaler=71;//時鐘頻率 htim2.Init.CounterMode=TIM_COUNTERMODE_UP;//向上計數(shù)模式 htim2.Init.Period=1000; htim2.Init.ClockDivision=TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;//不分頻 htim2.Init.AutoReloadPreload=TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE; if(HAL_TIM_Base_Init(&htim2)!=HAL_OK) { Error_Handler(); } sClockSourceConfig.ClockSource=TIM_CLOCKSOURCE_INTERNAL; if(HAL_TIM_ConfigClockSource(&htim2,&sClockSourceConfig)!=HAL_OK) { Error_Handler(); } if(HAL_TIM_PWM_Init(&htim2)!=HAL_OK) { Error_Handler(); } sMasterConfig.MasterOutputTrigger=TIM_TRGO_RESET; sMasterConfig.MasterSlaveMode=TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE; if(HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim2,&sMasterConfig)!=HAL_OK) { Error_Handler(); } sConfigOC.OCMode=TIM_OCMODE_PWM1;//PWM1輸出比較模式 sConfigOC.Pulse=0;