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STM32板球控制系統單點定位代碼

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全國電子設計競賽，STM32F4+ov76攝像頭  PID控制  供參考使用
制作出來的實物圖如下：


單片機源程序如下:
  1. #include "sys.h"
  2. #include "delay.h"
  3. #include "usart.h"
  4. #include "led.h"
  5. #include "key.h"
  6. #include "lcd.h"
  7. #include "usmart.h"  
  8. #include "usart2.h"  
  9. #include "timer.h"
  10. #include "ov2640.h"
  11. #include "dcmi.h"
  12. #include "string.h"
  13. #include "pwm.h"



  17. //JPEG尺寸支持列表
  18. const u16 jpeg_img_size_tbl[][2]=
  19. {
  20.         176,144,        //QCIF
  21.         160,120,        //QQVGA
  22.         352,288,        //CIF
  23.         320,240,        //QVGA
  24.         640,480,        //VGA
  25.         800,600,        //SVGA
  26.         1024,768,        //XGA
  27.         1280,1024,        //SXGA
  28.         1600,1200,        //UXGA
  29. };


  32. void TIM3_Int_Init(u16 arr,u16 psc);
  33. //RGB565測試
  34. //RGB數據直接顯示在LCD上面
  35. void rgb565_test(void)
  36. {
  37.         u8 key;
  38.         LCD_Clear(WHITE);
  39.   POINT_COLOR=RED;
  40.         
  41.   OV2640_ImageWin_Set((800-480)/2,(600-600)/2,480,600);
  42.         OV2640_RGB565_Mode();        //RGB565模式
  43.         My_DCMI_Init();                        //DCMI配置
  44.         DCMI_DMA_Init((u32)&LCD->LCD_RAM,1,DMA_MemoryDataSize_HalfWord,DMA_MemoryInc_Disable);//DCMI DMA配置  
  45.          OV2640_OutSize_Set(lcddev.width,600);
  46.         DCMI_Start();                 //啟動傳輸
  47.         while(1)
  48.         {
  49.                 key=KEY_Scan(0);
  50.                 if(key)
  51.                 {
  52.                         DCMI_Stop(); //停止顯示
  53.                         switch(key)
  54.                         {                                    
  55.                                 case KEY0_PRES:        //對比度設置
  56.                
  57.                                         break;
  58.                                 case KEY1_PRES:        //飽和度Saturation
  59.                                 
  60.                                         break;
  61.                                 case KEY2_PRES:        //特效設置                                 
  62.                                 
  63.                                         break;
  64.                                 case WKUP_PRES:                    
  65.                                        
  66.                                         break;
  67.                         }
  68.                         
  69.                         DCMI_Start();//重新開始傳輸
  70.                 }
  71.                 delay_ms(10);               
  72.         }   
  73. }




  78. u16 rgb_buf[144][176];        
  79. u16 gray;
  80. extern u8 flag;
  81. u16 hang=0;
  82. u8 X_MAX,Y_MAX=0;    //小球的坐標信息
  83. u8 X_MAX_LSAT, X_MIN_LSAT, Y_MAX_LSAT, Y_MIN_LSAT=0;   //上一次小球坐標位置信息
  84. u8 X,Y=0;      //小球的質心信息
  85. u8 X_MIN,Y_MIN=180;

  87. int PWM_X,PWM_Y=0;          //pid參數初始化
  88. float Err_X,Err_Y=0;
  89. float Err_X_LAST,Err_Y_LAST=0;
  90. float Aim_X,Aim_Y=0;
  91. float Kp,Ki,Kd=0;

  93. int main(void)
  94. {
  95.     u16 i,j;
  96.         NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//設置系統中斷優先級分組2
  97.         delay_init(168);  //初始化延時函數
  98.         uart_init(115200);                //初始化串口波特率為115200
  99.         usart2_init(42,115200);                //初始化串口2波特率為115200
  100.         LED_Init();                                        //初始化LED
  101.          LCD_Init();                                        //LCD初始化  
  102.          KEY_Init();                                        //按鍵初始化
  103.         TIM3_Int_Init(200-1,8400-1);//10Khz計數,1秒鐘中斷一次
  104.         
  105.         TIM14_PWM_Init(10000-1,168-1);        //重裝載值10000，所以PWM頻率為 150hz.      //舵機預留
  106.         TIM11_PWM_Init(10000-1,336-1);        //重裝載值10000，所以PWM頻率為 150hz.        
  107.         
  108.          usmart_dev.init(84);                //初始化USMART
  109.          POINT_COLOR=RED;//設置字體為紅色
  110.         LCD_ShowString(30,50,200,16,16,"Explorer STM32F4");        
  111.         LCD_ShowString(30,70,200,16,16,"OV2640 TEST");        
  112.         LCD_ShowString(30,90,200,16,16,"ATOM@ALIENTEK");
  113.         LCD_ShowString(30,110,200,16,16,"2014/5/14");           
  114.         while(OV2640_Init())//初始化OV2640
  115.         {
  116.                 LCD_ShowString(30,130,240,16,16,"OV2640 ERR");
  117.                 delay_ms(200);
  118.             LCD_Fill(30,130,239,170,WHITE);
  119.                 delay_ms(200);
  120.         }
  121.         LCD_ShowString(30,130,200,16,16,"OV2640 OK");  
  122.    
  123.     OV2640_OutSize_Set(176,144);       //注意此處圖像選取QCIF格式
  124.     OV2640_RGB565_Mode();        //RGB565模式
  125.     My_DCMI_Init();                        //DCMI配置
  126.     DCMI_DMA_Init((u32)rgb_buf,sizeof(rgb_buf)/4,DMA_MemoryDataSize_HalfWord,DMA_MemoryInc_Enable);//DCMI DMA配置
  127.     DCMI_Start();                 //啟動傳輸
  128.         
  129.         
  130.         //=============================================二值化和尋點部分========================================================
  131.     while(1)
  132.     {
  133.             hang=0;
  134.             LCD_SetCursor(0,0);  
  135.             LCD_WriteRAM_Prepare();                //開始寫入GRAM
  136.             for(i=0;i<144;i++)
  137.             {
  138.                 for(j=0;j<176;j++)
  139.                 {
  140.                     if(j==175)
  141.                     {
  142.                         hang++;
  143.                         LCD_SetCursor(0,i+1);  
  144.                         LCD_WriteRAM_Prepare();                //開始寫入GRAM
  145.                     }
  146.                     gray=((rgb_buf[i][j]>>11)*19595+((rgb_buf[i][j]>>5)&0x3f)*38469 +(rgb_buf[i][j]&0x1f)*7472)>>16;  //灰度計算。公式請百度
  147.                     if(gray>=23)  //固定閾值二值化
  148.                     {
  149.                                                                                           
  150.                                                                                           if(i>8&&i<136&&j<160&&j>16)  //此處遍歷圖像尋找小球最上最下 最左 最右四個點坐標
  151.                                                                                                 {
  152.                                                                                             if(i>X_MAX) X_MAX=i;
  153.                                                                                              if(i<X_MIN) X_MIN=i;
  154.                                                                                          
  155.                                                                                          
  156.                                                                               
  157.                                                                                             if(j>Y_MAX) Y_MAX=j;
  158.                                                                                              if(j<Y_MIN) Y_MIN=j;
  159.                                                                                          
  160.                                                                                                 }
  161.                         LCD->LCD_RAM=WHITE;
  162.                     }
  163.                     else
  164.                     {
  165.                                                                                          
  166.                         LCD->LCD_RAM=BLACK;
  167.                     }
  168.                 }
  169.             }
  170.                                                 
  171.                                         X_MAX_LSAT =        X_MAX;    //更新pid的real坐標信息
  172.                                   X_MIN_LSAT =        X_MIN;
  173.                                   Y_MAX_LSAT =        Y_MAX;
  174.                                   Y_MIN_LSAT =        Y_MIN;   
  175.                                                 
  176.                                   X_MAX=0;
  177.                                   X_MIN=180;
  178.                                         Y_MAX=0;
  179.                                   Y_MIN=180;   //清除掉本次坐標用于再次遍歷最大值 最小值
  180.                                                 
  181.                                         X=(X_MAX_LSAT+X_MIN_LSAT)/2;
  182.                                   Y=(Y_MAX_LSAT+Y_MIN_LSAT)/2;     //通過四個點坐標計算小球質心
  183.                                        
  184.                         //                TIM_SetCompare1(TIM14,9340);        //修改比較值，修改占空比   調試舵機使用
  185.                         
  186.                         //                TIM_SetCompare1(TIM11,9300);        //修改比較值，修改占空比   調試舵機使用
  187.                                                 
  188.     }
  189. }




  194. //=============================================pid計算部分（中斷?=============================================



  198. void TIM3_IRQHandler(void)           //pid控制中斷函數 沒記錯的話是50Hz
  199. {
  200.         if(TIM_GetITStatus(TIM3,TIM_IT_Update)==SET) //溢出中斷
  201.         {

  203.                 Kp=2.4;                              //pd參數
  204.                 Kd=90.9;

  206.                 Aim_X=72;                             //目標點
  207.                 Aim_Y=88;
  208.                
  209.                 Err_X=X-Aim_X;                    
  210.                 Err_Y=Y-Aim_Y;
  211.                
  212.                
  213.                 PWM_X=9360+(Err_X*Kp+(Err_X-Err_X_LAST)*Kd);                //增量式pd計算
  214.                 PWM_Y=9300+(Err_Y*Kp+(Err_Y-Err_Y_LAST)*Kd);
  215.                
  216.                 if(PWM_Y>9370)PWM_Y=9370;                                    //pid輸出限幅度 防止抽風
  217.                 if(PWM_Y<9230)PWM_Y=9230;
  218.                
  219.                 if(PWM_X>9410)PWM_X=9410;
  220.                 if(PWM_X<9270)PWM_X=9270;
  221.                
  222.                 Err_X_LAST=Err_X;
  223.                 Err_Y_LAST=Err_Y;
  224.                
  225.                         TIM_SetCompare1(TIM14,PWM_X);        //修改比較值，修改占空比      輸出pid計算值
  226.                         TIM_SetCompare1(TIM11,PWM_Y);        //修改比較值，修改占空比
  227.         }
  228.         TIM_ClearITPendingBit(TIM3,TIM_IT_Update);  //清除中斷標志位
  229. }
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