【STM32开发板】平衡小车项目（软件篇）

提示：文章写完后，目录可以自动生成，如何生成可参考右边的帮助文档

前言

提示：本文仅供学习和参考：

本篇开始基于STM32单片机开发一个平衡小车的项目软件篇，软件上会用到CubeMX全家桶，下面介绍如何使用CubeMX搭建项目，以及如何在此基础上编写驱动。

一、搭建过程

1. 使用CubeMX新建项目, 完成MCU选型, 本次MCU使用的是STM32F103C8T6, 如下
   
2. 配置好系统时钟，我们选择外部晶振提供的高速时钟，以及基础的GPIO，PC13用于后面的LED控制，如下：
   
3. 配置时钟树，我们输出系统时钟配置成最高支持的72MHz后回车，如下：
   
4. 最后完成项目名设置和设置，点击生成项目，我们推荐如下设置：
   
5. 打开项目，完成全局编译，目录结构如下：
   

二、编写驱动

1. LED控制

本次要控制的LED引脚是PC13，低电平点亮，高电平熄灭。前面我们已经初始化硬件，创建好对应的头文件和源文件，通过HAL库配置高低电平。下面代码中实现系统在上电时候，LED闪烁，最后熄灭的，开始进行后续校准。

#include "led.h"

void Set_LED_Off()
{
   
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_13, GPIO_PIN_SET);
}

void Set_LED_On()
{
   
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_13, GPIO_PIN_RESET);
}

void Blink_LED()
{
   
	int i;
    for(i=0; i<6; i++){
   
    	HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC, GPIO_PIN_13);
    	HAL_Delay(500);
    }
}

在main函数调用：

int main(void)
{
   

  /* USER CODE BEGIN 1 */

  /* USER CODE END 1 */

  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */

  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
   
	  if(Init_System_Flag < 1)
	  {
   
		  Blink_LED();
		  Init_System_Flag += 1;
		  Set_LED_Off();
	  }

    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */


  }
  /* USER CODE END 3 */
}

2. OLED屏幕驱动

本次OLED显示屏用的是SSD1306驱动芯片，通过I2C通信接口通信，对应的硬件接口是PB8和PB9。重新打开CubeMX, 开启I2C1，然后生成代码。

OLED屏幕驱动芯片通过写命令和写数据来控制显示，写命令主要是做一些清屏，背光颜色对比度之类的动作，写数据是在LED屏幕上显示字符串。在Hal库里面，我们可以通过HAL_I2C_Mem_Write 函数完成I2C的写操作，从而完成写命令和写数据。

void Oled_Write_CMD(uint8_t cmd){
   
	HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c1 ,0x78,0x00,I2C_MEMADD_SIZE_8BIT,&cmd,1,0x100);

}

void Oled_Write_Data(uint8_t data){
   

	HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c1 ,0x78,0x40,I2C_MEMADD_SIZE_8BIT,&data,1,0x100);
}

在上面代码中0x78对应的是设备的I2C地址，在完成写命令的操作时候，对应的内存寄存器地址是0x00，写数据的内存地址是0x40, 都是写入1个字节。

对于OLED屏幕的使用步骤，如下：

• 初始化：
  通过写命令的方式，逐一发送相关设置，完成LED的配置以及打开显示

uint8_t Init_Settings[] = {
   
	    0xAE, // 关闭显示
	    0xD5, 0x80, // 设置显示时钟分频和振荡器频率
	    0xA8, 0x3F, // 设置多路复用率
	    0xD3, 0x00, // 设置显示偏移
	    0x40, // 设置显示起始行
	    0x8D, 0x14, // 启用电荷泵
	    0x20, 0x00, // 设置内存地址模式（水平地址模式）
	    0xA1, // 设置段重映射（列地址 127 映射到 SEG0）
	    0xC8, // 设置 COM 输出扫描方向（从 COM[N-1] 到 COM0）
	    0xDA, 0x12, // 设置 COM 引脚硬件配置
	    0x81, 0xCF, // 设置对比度
	    0xD9, 0xF1, // 设置预充电周期
	    0xDB, 0x40, // 设置 VCOMH 电平
	    0xA4, // 禁用全局显示
	    0xA6, // 设置正常显示模式（非反色）
	    0xAF  // 打开显示
	};


void Oled_Init(){
   
	HAL_Delay(200);

	// Initial Setting
	uint8_t i;
	for(i=0; i< (sizeof(Init_Settings)/sizeof(Init_Settings[0])); i++){
   
		HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c1 ,0x78,0x00,I2C_MEMADD_SIZE_8BIT,Init_Settings + i,1,0x100);
	}

}

• 清屏
  初始化显示后，完成清屏

void Oled_Clear(){
   
   uint8_t i,n;
   	for(i=0;i<8;i++)
   	{
   
   		Oled_Write_CMD(0xb0+i);
   		Oled_Write_CMD (0x00);
   		Oled_Write_CMD (0x10);
   		for(n=0;n<128;n++)
   			Oled_Write_Data(0);
   	}
}

• 写位置和写字符

void Oled_Set_Pos(uint8_t x, uint8_t y)
{
   
	Oled_Write_CMD(0xb0+y);
	Oled_Write_CMD(((x&0xf0)>>4)|0x10);
	Oled_Write_CMD(x&0x0f);
}
// x ~ [0~127], y ~ [0, 64]
void Oled_Show_Char(uint8_t x,uint8_t y,uint8_t chr,uint8_t Char_Size)
{
   
	unsigned char c=0,i=0;
		c