注释stm32单片机之串口1解析控制舵机程序

ID:698951 · 发表于 2021-9-26 22:30

一款机械臂程序分享

/***************************************************************
@笔者：tacbo
功能列表：
1、单个舵机控制（支持PWM舵机和总线舵机）
2、多个舵机控制（支持PWM舵机和总线舵机）
3、手柄控制舵机
4、串口控制舵机
5、OLED显示舵机的执行情况
6、USB一键下载
7、可支持总线MP3 总线WIFI等设备
8、上位机图形化编程
9、控制6自由度机械臂
***************************************************************/
#include "tb_rcc.h" //配置时钟文件
#include "tb_gpio.h" //配置IO口文件
#include "tb_global.h" //存放全局变量
#include "tb_delay.h" //存放延时函数
#include "tb_type.h" //存放类型定义
#include "tb_usart.h" //存放串口功能文件
#include "tb_timer.h" //存放定时器功能文件
#include "ADC.h" //存放ADC的
#include "PS2_SONY.h" //存放索尼手柄
#include "w25q64.h" //存储芯片的操作
#include "oled_i2c.h" //OLED文件
#include <stdio.h> //标准库文件
#include <string.h> //标准库文件
#include <math.h> //标准库文件
#define VERSION 20170919 //版本定义
#define CYCLE 1000 //PWM模块周期
#define PS2_LED_RED 0x73 //PS2手柄红灯模式
#define PS2_LED_GRN 0x41 //PS2手柄绿灯模式
#define PSX_BUTTON_NUM 16 //手柄按键数目
#define PS2_MAX_LEN 64 //手柄命令最大字节数
#define FLAG_VERIFY 0x25 //校验标志
#define ACTION_SIZE 0x80 //一个动作的存储大小
#define W25Q64_INFO_ADDR_SAVE_STR (((8<<10)-2)<<10)//(8*1024-1)*1024 //eeprom_info结构体存储的位置
void system_init(void); //系统初始化
void beep_led_dis_init(void); //开机提示
void handle_nled(void); //LED工作指示灯提示
void soft_reset(void); //软件复位
void car_pwm_set(int car_left, int car_right); //电机控制函数
void handle_ps2(void); //手柄数据解析
void handle_button(void); //手柄按键解析
void parse_psx_buf(unsigned char *buf, unsigned char mode); //手柄按键解析子函数
void handle_car(void); //摇杆数据解析控制车
void handle_uart(void); //串口解析
void parse_cmd(u8 *cmd); //命令解析
void action_save(u8 *str); //动作保存函数
int get_action_index(u8 *str); //获取动作组序号
void print_group(int start, int end); //打印动作组
void int_exchange(int *int1, int *int2); //两个int互换
void do_group_once(int group_num); //执行动作组1次
void handle_action(void); //处理动作组执行
u8 check_dj_state(void); //获取舵机的状态
void do_action(u8 *uart_receive_buf); //执行动作
void replace_char(u8*str, u8 ch1, u8 ch2); //字符串字母替换
void rewrite_eeprom(void); //写入eeprom_info结构体
void handle_adc(void); //处理ADC数据
void handle_oled(void); //处理OLED数据
u8 psx_buf[9]={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00}; //存储手柄的数据
const char *pre_cmd_set_red[PSX_BUTTON_NUM] = { //红灯模式下按键的配置
"<PS2_RED01:#005P0600T2000!^$DST:5!>", //L2
"<PS2_RED02:#005P2400T2000!^$DST:5!>", //R2
"<PS2_RED03:#004P0600T2000!^$DST:4!>", //L1
"<PS2_RED04:#004P2400T2000!^$DST:4!>", //R1
"<PS2_RED05:#002P2400T2000!^$DST:2!>", //RU
"<PS2_RED06:#003P0600T2000!^$DST:3!>", //RR
"<PS2_RED07:#002P0600T2000!^$DST:2!>", //RD
"<PS2_RED08:#003P2400T2000!^$DST:3!>", //RL
"<PS2_RED09:$DJ_RECORD_DO:1!>", //SE 执行1次
"<PS2_RED10:$DJ_RECORD_CLEAR!>", //AL 清除
"<PS2_RED11:$DJ_RECORD!>", //AR 学习
"<PS2_RED12:$DJR!>", //ST
"<PS2_RED13:#001P0600T2000!^$DST:1!>", //LU
"<PS2_RED14:#000P0600T2000!^$DST:0!>", //LR
"<PS2_RED15:#001P2400T2000!^$DST:1!>", //LD
"<PS2_RED16:#000P2400T2000!^$DST:0!>", //LL
};
const char *pre_cmd_set_grn[PSX_BUTTON_NUM] = { //绿灯模式下按键的配置
"<PS2_GRN01:$!>", //L2
"<PS2_GRN02:$!>", //R2
"<PS2_GRN03:$!>", //L1
"<PS2_GRN04:$!>", //R1
"<PS2_GRN05:$!>", //RU
"<PS2_GRN06:$!>", //RR
"<PS2_GRN07:$!>", //RD
"<PS2_GRN08:$!>", //RL
"<PS2_GRN09:$!>", //SE
"<PS2_GRN10:$!>", //AL-NO
"<PS2_GRN11:$!>", //AR-NO
"<PS2_GRN12:$!>", //ST
"<PS2_GRN13:$!>", //LU
"<PS2_GRN14:$!>", //LR
"<PS2_GRN15:$!>", //LD
"<PS2_GRN16:$!>", //LL
};
/*"D:\DreamSpark\OLED\MP3_UI.bmp",0 图片取模数据
unsigned char MY_PIC[] = {
0x00,0x03,0x05,0x09,0x11,0xFF,0x11,0x89,0x05,0xC3,0x00,0xE0,0x00,0xF0,0x00,0xF8,
*************************
0x80,0xFF,0x80,0xEE,0xEE,0xEE,0xF5,0xFB,0xFF,0x9C,0xBE,0xB6,0xB6,0x88,0xFF,0x00,
};
*/
int i; //常用的一个临时变量
u8 car_dw = 1; //摇杆档位控制
u8 group_do_ok = 1; //动作执行完成标志
int do_start_index; //动作组执行起始序号
int do_time; //动作组执行执行次数
int group_num_start; //动作组执行起始序号
int group_num_end; //动作组执行终止序号
int group_num_times; //动作组执行起始变量
u32 dj_record_time = 1000; //学习时间默认1000
/*-------------------------------------------------------------------------------------------------------
* 程序从这里执行
* 这个启动代码完成时钟配置使用外部晶振作为STM32的运行时钟并倍频到72M最快的执行速率
-------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
int main(void)
{
tb_rcc_init(); ///时钟初始化已经备注
tb_gpio_init(); ///IO初始化打开时钟
tb_global_init(); //全局变量初始化
nled_init(); ///工作指示灯初始化
// beep_init(); ///蜂鸣器初始化
dj_io_init(); ///舵机IO口初始化
//w25q64 init
W25Q_Init(); //动作组存储芯片初始化
if(W25Q_TYPE != W25Q64){ //判断是否是W25Q64芯片
while(1)beep_on(); //如果不是则长鸣，说明芯片有问题，无法通信
}
W25Q_Read((u8 *)(&eeprom_info), W25Q64_INFO_ADDR_SAVE_STR, sizeof(eeprom_info)); //读取全局变量
if(eeprom_info.version != VERSION) { //判断版本是否是当前版本
eeprom_info.version = VERSION; //复制当前版本
eeprom_info.dj_record_num = 0; //学习动作组变量赋值0
rewrite_eeprom(); //写入到存储器 ///把结构体里面的内容读取处理然后再把内容写进去
}
//ADC_init(); ///ADC初始化
//PSX_init(); //手柄初始化 GPIO
TIM2_Int_Init(20000, 71); ///舵机定时器初始化定时器中断输出高电平
///小车 pwm 初始化利用了高级定时器 PWM引脚输出
TIM3_Pwm_Init(1000, 239);
TIM4_Pwm_Init(1000, 239);
car_pwm_set(0,0); //设置小车的左右轮速度为0
//串口1初始化
tb_usart1_init(115200); //配置结构体，不包括使能串口
uart1_open(); //打开串口中断
//串口2初始化
tb_usart2_init(115200);
uart2_open();
//串口3初始化
tb_usart3_init(115200);
uart3_open();
//总中断打开
tb_interrupt_open();
//三个串口发送测试字符
uart1_send_str((u8 *)"uart1 check ok!");
uart2_send_str((u8 *)"uart2 check ok!");
uart3_send_str((u8 *)"uart3 check ok!");
//总线输出复位总线舵机
zx_uart_send_str((u8 *)"#255P1500T2000!");
//系统滴答时钟初始化
SysTick_Int_Init();
//蜂鸣器LED 名叫闪烁示意系统启动
beep_led_dis_init();
//执行预存命令
if(eeprom_info.pre_cmd[PRE_CMD_SIZE] == FLAG_VERIFY) {
if(eeprom_info.pre_cmd[0] == '
) {
memset(uart_receive_buf, 0, sizeof(uart_receive_buf));
strcpy((char *)uart_receive_buf, (char *)eeprom_info.pre_cmd);///把储存的数据读取出来
uart1_mode = 1;
uart1_get_ok = 1;
uart1_send_str(uart_receive_buf);
}
}
//OLED初始化
//OLED_Init();
while(1) //parse_cmd(uart_receive_buf); //解析命令模式串口改变变量和按键公用这个函数解析动作，解析动作只是改变舵机的变量，舵机控制在中断函数
{
handle_nled(); //处理信号灯 ///利用系统内部定时器SysTick
handle_ps2(); //处理手柄初始化把手柄的数据读取出来
handle_button(); //处理手柄按钮 //do_action(uart_receive_buf); 获取按键状态控制舵机
handle_car(); //处理摇杆控制小车
handle_uart(); //处理串口接收数据 //定义一个指针，可以被多个函数调用中断接收串口数据 do_action(uart_receive_buf);
handle_action(); //处理动作组 main 865
handle_adc(); //处理ADC
handle_oled(); //处理OLED显示
}
}
//开机指示函数，蜂鸣器和工作指示灯鸣3声作为开机指示
void beep_led_dis_init(void) {
beep_on();nled_on();tb_delay_ms(100);beep_off();nled_off();tb_delay_ms(100);
beep_on();nled_on();tb_delay_ms(100);beep_off();nled_off();tb_delay_ms(100);
beep_on();nled_on();tb_delay_ms(100);beep_off();nled_off();tb_delay_ms(100);
}
///工作指示灯处理，间隔1000MS闪烁一次
void handle_nled(void) {
static u32 time_count=0;
static u8 flag = 0;
if(systick_ms-time_count > 1000) {
time_count = systick_ms;
if(flag) {
nled_on();
} else {
nled_off();
}
flag= ~flag;
}
}
//软件复位函数，调用后单片机自动复位
void soft_reset(void) {
__set_FAULTMASK(1);
NVIC_SystemReset();
}
//小车控制函数
//参数左轮速度和右轮速度范围 -1000 到 1000
void car_pwm_set(int car_left, int car_right) {
if(car_left >= CYCLE)car_left = CYCLE-1;
else if(car_left <= -CYCLE)car_left = -CYCLE+1;
else if(car_left == 0)car_left = 1;
if(car_right >= CYCLE)car_right = CYCLE-1;
else if(car_right <= -CYCLE)car_right = -CYCLE+1;
else if(car_right == 0)car_right = 1;
//car_left = car_left/car_dw;
//car_right = car_right/car_dw;
if(car_right>0) {
TIM_SetCompare4(TIM4,1);
TIM_SetCompare3(TIM4,car_right); ///设置CCR，初始化已经设置的CCR没影响占空比
}
else
{
TIM_SetCompare4(TIM4,-car_right);
TIM_SetCompare3(TIM4,1);
}
if(car_left>0)
{
TIM_SetCompare4(TIM3,1);
TIM_SetCompare3(TIM3,car_left); ///设置占空比 CCR PWM比较寄存器
}
else
{
TIM_SetCompare4(TIM3,-car_left);
TIM_SetCompare3(TIM3,1);
}
// //总线马达设置
// sprintf((char *)cmd_return, "#0233P%dT0!#034P%dT0!",
// (int)(1500+car_left), (int)(1500+car_right));
// zx_uart_send_str(cmd_return);
return;
}
//处理手柄
void handle_ps2(void)
{
static u32 systick_ms_bak = 0;
//每20ms处理1次
if(systick_ms - systick_ms_bak < 20)
{
return;
}
systick_ms_bak = systick_ms;
//读写手柄数据
psx_write_read(psx_buf); //把psx buf数据处理
#if 0
//测试手柄数据，1为打开 0为关闭
sprintf((char *)cmd_return, "0x%02x,0x%02x,0x%02x,0x%02x,0x%02x,0x%02x,0x%02x,0x%02x,0x%02x\r\n",
(int)psx_buf[0], (int)psx_buf[1], (int)psx_buf[2], (int)psx_buf[3],
(int)psx_buf[4], (int)psx_buf[5], (int)psx_buf[6], (int)psx_buf[7], (int)psx_buf[8]);
uart1_send_str(cmd_return);
#endif
return;
}
//处理手柄按键
void handle_button(void)
{
static unsigned char psx_button_bak[2] = {0};///首先对这个数组清空
//对比两次获取的按键值是否相同，相同就不处理，不相同则处理
if((psx_button_bak[0] == psx_buf[3]) //psx buf 是已经获取的值
&& (psx_button_bak[1] == psx_buf[4]))
{
}
else {
//处理buf3和buf4两个字节，这两个字节存储这手柄16个按键的状态
parse_psx_buf(psx_buf+3, psx_buf[1]); ///获取状态把按键获取的数值输入到函数处理
psx_button_bak[0] = psx_buf[3];//把这两个值放入到数组
psx_button_bak[1] = psx_buf[4];
}
return;
}
//处理手柄按键字符，buf为字符数组，mode是指模式主要是红灯和绿灯模式获取按钮状态
void parse_psx_buf(unsigned char *buf, unsigned char mode) ///mode就是红灯或者绿灯
{
u8 i, pos = 0;
static u16 bak=0xffff, temp, temp2;
temp = (buf[0]<<8) + buf[1];
if(bak != temp)
{
temp2 = temp;
temp &= bak;
for(i=0;i<16;i++) {//16个按键一次轮询
if((1<<i) & temp)
{
}
else
{
if((1<<i) & bak)
{ //press 表示按键按下了
memset(uart_receive_buf, 0, sizeof(uart_receive_buf)); ///把数组清空
if(mode == PS2_LED_RED)
{
memcpy((char *)uart_receive_buf, (char *)pre_cmd_set_red[i], strlen(pre_cmd_set_red[i]));
}
else if(mode == PS2_LED_GRN)
{
memcpy((char *)uart_receive_buf, (char *)pre_cmd_set_grn[i], strlen(pre_cmd_set_grn[i]));
} //把按下的按键对应的数值传递给接收数组用来解析
else continue;
pos = str_contain_str(uart_receive_buf, (u8 *)"^"); ///通过按键解析模式
if(pos)
uart_receive_buf[pos-1] = '\0';
if(str_contain_str(uart_receive_buf, (u8 *)"[ DISCUZ_CODE_0 ]quot;)) //命令模式
{
uart1_close();
uart1_get_ok = 0;
strcpy((char *)cmd_return, (char *)uart_receive_buf+11);
strcpy((char *)uart_receive_buf, (char *)cmd_return);
uart1_get_ok = 1;
uart1_open();
uart1_mode = 1;
}
else if(str_contain_str(uart_receive_buf, (u8 *)"#"))
{
uart1_close();
uart1_get_ok = 0;
strcpy((char *)cmd_return, (char *)uart_receive_buf+11);
strcpy((char *)uart_receive_buf,(char *) cmd_return);
uart1_get_ok = 1;
uart1_open();
uart1_mode = 2;
}
//uart1_send_str(uart_receive_buf);
bak = 0xffff;
} else {//release 表示按键松开了
memset(uart_receive_buf, 0, sizeof(uart_receive_buf));
if(mode == PS2_LED_RED) {
memcpy((char *)uart_receive_buf, (char *)pre_cmd_set_red[i], strlen(pre_cmd_set_red[i]));
} else if(mode == PS2_LED_GRN) {
memcpy((char *)uart_receive_buf, (char *)pre_cmd_set_grn[i], strlen(pre_cmd_set_grn[i]));
} else continue;
pos = str_contain_str(uart_receive_buf, (u8 *)"^");
if(pos) {
if(str_contain_str(uart_receive_buf+pos, (u8 *)"[ DISCUZ_CODE_0 ]quot;)) {
//uart1_close();
//uart1_get_ok = 0;
strcpy((char *)cmd_return, (char *)uart_receive_buf+pos);
cmd_return[strlen((char *)cmd_return) - 1] = '\0';
strcpy((char *)uart_receive_buf, (char *)cmd_return);
parse_cmd(uart_receive_buf);
//uart1_get_ok = 1;
//uart1_mode = 1;
} else if(str_contain_str(uart_receive_buf+pos, (u8 *)"#")) {
//uart1_close();
//uart1_get_ok = 0;
strcpy((char *)cmd_return, (char *)uart_receive_buf+pos);
cmd_return[strlen((char *)cmd_return) - 1] = '\0';
strcpy((char *)uart_receive_buf, (char *)cmd_return);
do_action(uart_receive_buf);
//uart1_get_ok = 1;
//uart1_mode = 2;
}
//uart1_send_str(uart_receive_buf);
}
}
}
}
bak = temp2;
beep_on();mdelay(10);beep_off();
}
return;
}
//int型取绝对值函数
int abs_int(int int1) {
if(int1 > 0)return int1;
return (-int1);
}
//处理小车函数主要处理摇杆的数据这里 8为左摇杆 6为右摇杆
void handle_car(void)
{
static int car_left, car_right, car_left_bak, car_right_bak;
if(psx_buf[1] != PS2_LED_RED)return;
if(abs_int(127 - psx_buf[8]) < 5 )
psx_buf[8] = 127;
if(abs_int(127 - psx_buf[6]) < 5 )
psx_buf[6] = 127;
car_left = (127 - psx_buf[8]) * 8;
car_right = (127 - psx_buf[6]) * 8;
// if(abs_int(car_left_bak-car_left) < 20 && abs_int(car_right_bak-car_right) < 20)return;
// if(abs_int(car_left_bak-car_left) > 40)car_left_bak = car_left;
// if(abs_int(car_right_bak-car_right) > 40)car_right_bak = car_right;
if(car_left != car_left_bak || car_right != car_right_bak)
{
car_pwm_set(car_left, car_right); ///把速度传送到定时器PWM寄存器
car_left_bak = car_left;
car_right_bak = car_right;
}
}
//处理串口接收到的数据 ///首先通过中断获取串口的数据
void handle_uart(void)
///串口接收中断，判断中断标志位，进入中断函数，把数据保存在数组，判断数组内容，返回uart1_get_ok
///当接收到数据之后，马上执行串口解析动作，判断数据，执行动作
{
if(uart1_get_ok)
{
if(uart1_mode == 1) //命令模式
{
//uart1_send_str("cmd:");
//uart1_send_str(uart_receive_buf);
parse_cmd(uart_receive_buf); //解析命令模式
}
else if(uart1_mode == 2) ///单个命令只有一种模式
{ //单个舵机调试
//uart1_send_str("sig:");
//uart1_send_str(uart_receive_buf);
do_action(uart_receive_buf); ///处理接收数据内容
}
else if(uart1_mode == 3)
{ //多路舵机调试
//uart1_send_str("group:");
//uart1_send_str(uart_receive_buf);
do_action(uart_receive_buf);
}
else if(uart1_mode == 4)
{ //存储模式
//uart1_send_str("save:");
//uart1_send_str(uart_receive_buf);
action_save(uart_receive_buf);
}
uart1_mode = 0;
uart1_get_ok = 0;
}
return;
}
/*
所有舵机停止命令：$DST!
第x个舵机停止命令：$DST:x!
单片机重启命令：$RST!
检查动作组x到y组命令：$CGP:x-y!
执行第x个动作：$DGS:x!
执行第x到y组动作z次：$DGT:x-y,z!
小车左轮x速度，右轮y速度：$DCR:x,y!
所有舵机复位命令：$DJR!
获取应答信号：$GETA!
*/
//命令解析函数
void parse_cmd(u8 *cmd)
{
int pos, i, index, int1, int2;
u8 temp_buf[160];
u32 long1;
//uart1_send_str(cmd);
if(pos = str_contain_str(uart_receive_buf, (u8 *)"$DST!"), pos) ///接收信息比较所有舵机停止命令：$DST!
{
group_do_ok = 1; //动作执行完成标志
for(i=0;i<DJ_NUM;i++) ///停止舵机
……………………
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