基于STM32F103C8T6通过WIFI模块ESP8266控制小车

1. 适用场景

基于STM32F103C8T6和ESP8266 WiFi模块的小车控制系统是一个功能强大且成本效益极高的嵌入式项目解决方案。该系统适用于多种应用场景：

教育学习场景：该项目是学习嵌入式系统开发的绝佳平台，涵盖了STM32微控制器编程、ESP8266 WiFi通信、电机驱动控制、串口通信等多个关键技术点，非常适合电子工程、自动化等相关专业的学生进行实践学习。

智能家居应用：可作为智能家居系统中的移动监控平台，通过添加摄像头模块实现远程视频监控，或者作为智能物品搬运小车使用。

科研实验平台：研究人员可以利用该平台进行机器人导航算法、路径规划、避障系统等人工智能相关算法的验证和测试。

工业自动化：在小型工业环境中，可作为物料搬运、设备巡检等自动化任务的执行载体。

娱乐竞技：通过WiFi远程控制功能，可以开发成竞技类遥控车，支持多人在线控制比赛。

2. 适配系统与环境配置要求

硬件配置要求

• 主控芯片：STM32F103C8T6（蓝莓开发板），基于ARM Cortex-M3内核，72MHz主频，64KB Flash，20KB RAM
• WiFi模块：ESP8266系列模块（ESP-01/ESP-12E等），支持802.11 b/g/n协议
• 电机驱动：L298N双H桥电机驱动模块，支持最大46V电压和2A电流输出
• 动力系统：4个150RPM直流减速电机，配套橡胶车轮
• 电源系统：7.4V锂电池组（4000mAh容量）或2节18650锂电池串联
• 车体结构：10×20cm木质或亚克力底盘

软件环境配置

• 开发环境：Arduino IDE 1.8.x或更高版本
• STM32支持包：需要安装STM32duino核心库
• ESP8266库：安装ESP8266WiFi和WebServer库
• 串口调试工具：用于AT命令调试和系统监控
• Android开发环境：如需开发定制控制APP

网络环境要求

• WiFi网络：2.4GHz频段，支持WPA/WPA2加密
• 手机与小车需在同一局域网内
• 建议使用静态IP地址配置以确保连接稳定性

3. 资源使用教程

硬件连接步骤

STM32与ESP8266连接：

• ESP8266 VCC → STM32 3.3V
• ESP8266 GND → STM32 GND
• ESP8266 CH_PD → STM32 3.3V
• ESP8266 TX → STM32 PA3 (RX2)
• ESP8266 RX → STM32 PA2 (TX2)

电机驱动连接：

• L298N IN1 → STM32 PA0
• L298N IN2 → STM32 PA1
• L298N IN3 → STM32 PA2
• L298N IN4 → STM32 PA3
• L298N ENA → STM32 PA6
• L298N ENB → STM32 PA7

软件编程流程

步骤1：环境配置 安装STM32duino核心包，选择开发板类型为"Generic STM32F103C series"，设置上传方法为"STM32duino bootloader"。

步骤2：ESP8266 AT命令初始化 通过串口2发送AT命令序列初始化ESP8266模块：

connect_wifi("AT",100);
connect_wifi("AT+CWMODE=3",100);
connect_wifi("AT+CWQAP",100);
connect_wifi("AT+RST",5000);

步骤3：WiFi网络连接 配置ESP8266连接指定WiFi网络：

connect_wifi("AT+CWJAP=\"YourSSID\",\"YourPassword\"",7000);

步骤4：Web服务器设置 启用多连接模式和Web服务器：

connect_wifi("AT+CIPMUX=1",100);
connect_wifi("AT+CIPSERVER=1,80",100);

步骤5：电机控制函数实现 编写前进、后退、转向等基本运动控制函数：

void goAhead(){
  digitalWrite(IN_1, LOW);
  digitalWrite(IN_2, HIGH);
  analogWrite(ENA, speedCar);
  // 右电机控制代码
}

手机端控制应用

使用MIT App Inventor开发简易控制界面，包含方向控制按钮和速度调节滑块。应用通过HTTP协议向ESP8266 Web服务器发送控制指令。

4. 常见问题及解决办法

问题1：ESP8266无法响应AT命令

症状：发送AT命令后无响应，模块LED指示灯异常 解决方法：

• 检查电源电压是否稳定在3.3V，建议使用独立3.3V稳压模块
• 确认TX/RX线序正确，STM32 TX接ESP8266 RX，STM32 RX接ESP8266 TX
• 检查CH_PD引脚是否连接到3.3V
• 尝试发送"AT+RST"命令重启模块

问题2：WiFi连接不稳定或断开

症状：连接后频繁断开，无法保持稳定通信 解决方法：

• 确保路由器支持2.4GHz频段，关闭5GHz频段
• 检查WiFi信号强度，确保在良好覆盖范围内
• 在代码中添加重连机制，定期检查连接状态
• 避免使用特殊字符的WiFi密码

问题3：电机运转异常或不动

症状：电机不转、转速不稳定或转向错误 解决方法：

• 检查L298N供电电压是否足够（建议7-12V）
• 确认电机线序正确，必要时交换电机接线
• 检查使能引脚(ENA/ENB)是否设置为PWM输出模式
• 测量电机驱动芯片温度，避免过热保护

问题4：电源系统问题

症状：系统运行不稳定，突然重启或复位 解决方法：

• 使用足够容量的锂电池（建议4000mAh以上）
• 添加电源滤波电容，减少电机启动时的电压跌落
• 检查所有接地连接是否良好
• 考虑使用独立的电源为STM32和电机驱动供电

问题5：控制延迟较大

症状：手机端操作到小车响应有明显延迟 解决方法：

• 优化网络环境，减少路由器负载
• 简化Web服务器响应内容，减少数据传输量
• 调整控制指令发送频率，避免过于频繁的请求
• 检查代码中是否有不必要的延时函数

通过系统性的硬件连接、软件编程和问题排查，基于STM32F103C8T6和ESP8266的WiFi控制小车项目能够稳定可靠地运行，为各种应用场景提供灵活的移动控制解决方案。