前言

对于单片机开发者，调试工具就必不可少，有时需要显示波形、发送文本、数据和一些复杂的数据包。例如PID参数整定，然而四轴匿名上位都有这些功能。本文就介绍匿名四轴上位机怎么显示波形和调试，以及一些接收发送代码。
?

一、什么是上位机

上位机是指可以直接发出操控命令的计算机，一般是PC/host computer/master computer/upper computer,屏幕上显示各种信号变化(液压，水位，温度等)。下位机是直接控制设备获取设备状况的计算机，一般是PLC/单片机single chip microcomputer/slave computer/lower computer之类的。上位机发出的命令首先给下位机，下位机再根据此命令解释成相应时序信号直接控制相应设备。下位机不时读取设备状态数据(一般为模拟量)，转换成数字信号反馈给上位机。简言之如此，实际情况千差万别，但万变不离其宗:上下位机都需要编程，都有专门的开发系统。

在概念上，控制者和提供服务者是上位机，被控制者和被服务者是下位机，也可以理解为主机和从机的关系，但上位机和下位机是可以转换的。

二、匿名四轴上位机

1、功能

这个上位机可以基本收发（类似于串口调试助手）、高级收发收码（实现比较复杂的自定义接收和发送）、同时显示20条波形图（用于调试pid等）、调试无人机可以监视无人机的各个状态以及调试pid。

四轴匿名上位机下载链接：
http://链接：https://pan.baidu.com/s/1l6kT-LQCMQRySXpp2lrh7w 提取码：C5LQ

2、软件的一些简单协议

? 一：基本收发
1：收码和发码格式均可设为HEX或者CHR。
2：定时发送功能可以精确到毫秒，但是不能太快（发送为独占式,数据不发送完函数不会返回），如果上一帧
? ? ? 数据还没发送完毕就发送下一帧数据会出错。
3：请使用ft232串口芯片或支持高波特率的芯片，否则波特率无法设置过高。

? ? 二：高级收码
1：收码显示为HEX格式。
2：下位机发送自定义数据，格式为：0x88+FUN+LEN+DATA+SUM
? ? ? FUN可以是 0xA1到0xAA，共10个；LEN为DATA的长度（不包括0x88、FUN、LEN、SUM）。
? ? ? SUM是0x88一直到DATA最后一字节的和，uint8格式。
? ? （记得打开需要使用帧的开关，更改设置后点击保存设置使设置生效）
3：数据可以是uint8、int16、uint16、int32、float这几个常用格式，多字节数据高位在前。
4：共有20个数据存储器，每个存储器的数据可以分别设置为来自10个自定义帧的30个数据。
5：高速通讯时（2ms一帧数据或者更快），请关闭高级收码页面的数据显示按钮和基本收码，否则更新过快有可
? ? ? 能会造成程序卡死。
6：飞控显示对应的帧FUN为0xAF，（帧格式：0x88+0xAF+0x1C+ACC DATA+GYRO DATA+MAG DATA+ANGLE DATA
? ? ? + 0x00 0x00 + 0x00 0x00+SUM，共32字节，ACC/GYRO/MAG/ANGLE(roll/pitch/yaw)数据为int16格式，其
? ? ? 中ANGLE的roll和pitch数据为实际值乘以100以后得到的整数值，yaw为乘以10以后得到的整数值，
? ? ? 上位机在显示时再除以100和10）。
7：遥控,电机pwm,电压显示对应的帧FUN为0xAE，（帧格式：0x88+0xAE+0x12+THROT YAW ROLL PITCH?
? ? ? +AUX1 2 3 4 5 + PWM:1 2 3 4 + VOTAGE + SUM，共28字节），数据为uint16格式，遥控数据最小在1000左右，
? ? ? 最大在2000左右。数据都为uint16格式,其中pwm范围1-100,votage为实际值*100。
? ? ? 小技巧：如果高速通讯时是为了画波形，就只开波形显示，并只保留需要观察的波形，如果是为了观察数
? ? ? 据，就关闭波形显示，只保留收码显示，这样可以加快程序响应速度。
7：最快通讯速度测试过下位机用500K波特率，每1ms发送32字节的数据，上位机显示其中6条波形，OK！
? ? （有可能和电脑配置有关）

? ? 三：波形显示
1：共有20条波形，对应20个数据存储器。
2：双击波形绘制区域，可以打开波形显示开关。
3：按住Ctrl用鼠标左键点击某一条波形，可以显示数据标签，再次点击隐藏。
4：按住鼠标左键，在绘图区域从一点向右下方拖动，然后松开，可以放大显示框住的波形区域，可以多次放
? ? ? 大；
5：按住鼠标左键，在绘图区域从一点向左上方拖动，然后松开，可以将放大后的波形还原。
6：按住鼠标右键，在绘图区域上下左右拖动，可以移动波形。
7：显示波形时按F9键，可以打开波形高级设置。

? ? 四：DEBUG功能
1：在调试过程中可以将某些标志位、寄存器、变量实时发回上位机，并在DEBUG页面显示。
2：通讯格式为：0x88 + 0xAD + len + num + DATA + SUM， ?len为num与DATA的总长度，num表示要改变哪个显示
? ? ? 状态，例如num=0x01即是要改变第一个LED，num=0x07即是改变第一个数字输出显示。当要改变LED时，
? ? ? DATA只需一字节，DATA=0x00表示关闭LED，大于0x00表示点亮LED；当要改变数字输出时，DATA需要两字
节，
? ? ? 表示一个uint16数字，高字节在前。SUM为从0x88开始到SUM前一字节的和校验，uint8格式。
? ? ? 例如：发送 0x88 + 0xAD + 0x02 + 0x01 + 0x01 + 0x39 ? ?表示点亮第一个LED
? ? ? ? ? ? ? ? ? 发送 0x88 + 0xAD + 0x03 + 0x07 + 0x00 + 0x05 + 0x44 ? 表示在第一个数字输出位置显示 5 。

? ? 五：键鼠控制
1：控制数据发送格式为：0x8A + 0x8A + 0X1C + THROT YAW ROLL PITCH AUX1 AUX2 AUX3 AUX4 AUX5 + 0x00 0x00?
? ? ? 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 + SUM，遥控数据都为int16格式，中值1500，最小最大值为1000、
? ? ? 2000。
2：发送频率 50Hz。
3：鼠标上下控制油门，左右控制YAW，键盘的WASD控制ROLL/PITCH，键盘12345控制AUX12345。共9通道。

? ? 六：飞控参数
1：点击3D模型显示右下方的校正按钮，上位机会发送0X8A 0X8B 0X1C 0XAA 0XA3 +无用数据+SUM给下位机，
? ? ? 其中0X8B表示飞控参数，0XAA表示零偏，0XA3表示ACC GYRO都要校正。
2：点击飞控参数界面传感器矫正功能里面的校正按钮，分别表示ACC 和GYRO的校正，不会同时校正两个传感
器，
? ? ? 上位机校正ACC发送格式为：0X8A 0X8B 0X1C 0XAA 0XA1+无用数据+SUM
? ? ? 上位机校正GYRO发送格式为：0X8A 0X8B 0X1C 0XAA 0XA2+无用数据+SUM（送有数据整个长度都为32字节）
3：上位机发送微调后的offset数据（仅为ACC的 X 和 Y ），格式为0X8A 0X8B 0X1C 0XAB + offset.x + offset.y
? ? ? +无用数据 +SUM，数据为int16格式。
4：上位机发送读offset的命令格式为：0X8A 0X8B 0X1C 0XAC + 无用数据 + SUM
5：上位机发送读PID数据的命令为：0X8A 0X8B 0X1C 0XAD + 无用数据 + SUM
6：下位机发送offset数据给上位机的格式为：0X88 0XAC 0X1C 0XAC + 传感器零偏数据ACC XYZ GYRO XYZ
? ? ? +无用数据+SUM，共六个int16型数据。
7：下位机发送PID数据给上位机的格式为：0X88 0XAC 0X1C 0XAD + PID数据 + 无用数据 + SUM
? ? ? PID数据为rol_p,rol_i,rol_d,pit_p..i..d,yaw_p,,i,,d，共9个uint16型数据。
8：上位机发送PID数据给下位机的格式为：0X8A 0X8B 0X1C 0XAE +PID数据+ 无用数据 + SUM
? ? ? PID数据格式和下位机发送给上位机的格式一样。
9：点击飞控解锁按钮，上位机会发送0X8A 0X8B 0X1C 0XA1+无用数据+SUM给下位机，如果下位机已经解锁，
? ? ? 点击此按钮会发送0X8A 0X8B 0X1C 0XA0+无用数据+SUM给下位机，锁定飞控。

三、相关的接收发送代码

一、接收数据

1.接收数据流

若接收到的数据包是按协议发送的，则将数据存入RX_upcomputer数组中。

//数据的接收
#define E_START                    0   //准备成功
#define E_OK                       1   //成功
#define E_FRAME_HEADER_ERROR       2   //帧头错误
#define E_FRAME_RTAIL_ERROR        3   //帧尾错误
#define LINE_LIN_up                   32  //数据长度
uint8_t uart_flag_up;                     //接收标志

vu8 RX_upcomputer[33];
void get_upcomputer_data(uint8_t data)
{
	static uint8_t uart_num=0;
	vu8 sum=0;
    vu8 i=0;
    RX_upcomputer[uart_num++]=data;
    if(1==uart_num)
    {
        //接收到的第一个字节不为0X8A,帧头错误
        if(0X8A!=RX_upcomputer[0])
        {
            uart_num=0;
            uart_flag_up=E_FRAME_HEADER_ERROR;
        }
    }
		if(2==uart_num)
    {
        //接收到的第二个字节不为0x8B，帧头错误
        if(0X8B!=RX_upcomputer[1])
        {
            uart_num=0;
            uart_flag_up=E_FRAME_HEADER_ERROR;
        }
    }
		if(3==uart_num)
    {
        //接收到的第三个字节不为0X1C,帧头错误
        if(0X1C!=RX_upcomputer[2])
        {
            uart_num=0;
            uart_flag_up=E_FRAME_HEADER_ERROR;
        }
    }
		
    if(LINE_LIN_up==uart_num)
    {
        uart_flag_up=E_OK;
        //接收到的最后一个字节为校验位
			for(i=0;i<LINE_LIN_up-1;i++)
			sum += RX_upcomputer[i];        //校验位

        if(sum==RX_upcomputer[LINE_LIN_up-1])
            uart_flag_up=E_OK;
        else                                //接收的最后一个字节校验位错误，帧尾错误
            uart_flag_up=E_FRAME_RTAIL_ERROR;
        uart_num=0;
    }
	
}

2.解析数据

解析存在?RX_upcomputer数组中的数据。

extern float Out_XP,Out_XI,Out_XD,In_XP,In_XI,In_XD,Out_YP,Out_YI,Out_YD,In_YP,In_YI,In_YD,ZP,ZI,ZD;
extern float out_zp;
//解析上位机发送的pid数据
void upcomputer_receive1(void)
{
	
	In_XP=((int)RX_upcomputer[4]<<8)|RX_upcomputer[5];
	In_XP=In_XP/100;
	In_XI=((int)RX_upcomputer[6]<<8)|RX_upcomputer[7];
	In_XI=In_XI/100;
	In_XD=((int)RX_upcomputer[8]<<8)|RX_upcomputer[9];
	In_XD=In_XD/100;
	out_zp=((int)RX_upcomputer[10]<<8)|RX_upcomputer[11];
	out_zp=out_zp/100;
	In_YI=((int)RX_upcomputer[12]<<8)|RX_upcomputer[13];
	In_YI=In_YI/100;
	In_YD=((int)RX_upcomputer[14]<<8)|RX_upcomputer[15];
	In_YD=In_YD/100;
	ZP=((int)RX_upcomputer[16]<<8)|RX_upcomputer[17];
	ZP=ZP/100;
	ZI=((int)RX_upcomputer[18]<<8)|RX_upcomputer[19];
	ZI=ZI/100;
	ZD=((int)RX_upcomputer[20]<<8)|RX_upcomputer[21];
	ZD=ZD/100;
}


//解析上位机微调后的offset
int offset_x,offset_y;
void upcomputer_receive2(void)
{
	offset_x=((int)RX_upcomputer[4]<<8)|RX_upcomputer[5];
	
	offset_y=((int)RX_upcomputer[6]<<8)|RX_upcomputer[7];
	
}

2.发送数据

void usart1_SendByte(u8 data)
{
    /* 发送字节数据到UART */
    USART_SendData(USART1,data);

    /*等待发送寄存器为空 */
    while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET);
}

/****************** 发送八位数组************************/
void usart1_SendArray(vu8 *array, uint16_t num)
{
    vu8 i;

  for(i=0; i<num; i++)
  {
        /* ·发送一个字节数据到USART */
     usart1_SendByte(array[i]);
  }
    /* 等待发送完成 */
  while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC)==RESET);
}


vu8 testdatatosend[50];
/*波形显示函数*/
void Test_Send_User(uint16_t data1, uint16_t data2, uint16_t data3,uint16_t data4,uint16_t data5,uint16_t data6,uint16_t data7,uint16_t data8,uint16_t data9,uint16_t data10)
{
    vu8 _cnt=0;
    vu8 sum=0;
    vu8 i=0;

    testdatatosend[_cnt++]=0x88;
    testdatatosend[_cnt++]=0xA1;
    testdatatosend[_cnt++]=0;

    testdatatosend[_cnt++]=data1>>8;     
    testdatatosend[_cnt++]=data1&0xff;   

    testdatatosend[_cnt++]=data2>>8;
    testdatatosend[_cnt++]=data2&0xff;

    testdatatosend[_cnt++]=data3>>8;
    testdatatosend[_cnt++]=data3&0xff;

    testdatatosend[_cnt++]=data4>>8;
    testdatatosend[_cnt++]=data4&0xff;

    testdatatosend[_cnt++]=data5>>8;
    testdatatosend[_cnt++]=data5&0xff;

    testdatatosend[_cnt++]=data6>>8;
    testdatatosend[_cnt++]=data6&0xff;

    testdatatosend[_cnt++]=data7>>8;
    testdatatosend[_cnt++]=data7&0xff;

    testdatatosend[_cnt++]=data8>>8;
    testdatatosend[_cnt++]=data8&0xff;

    testdatatosend[_cnt++]=data9>>8;
    testdatatosend[_cnt++]=data9&0xff;

    testdatatosend[_cnt++]=data10>>8;
    testdatatosend[_cnt++]=data10&0xff;



    testdatatosend[2] = _cnt-3;

    for(i=0;i<_cnt;i++)
        sum += testdatatosend[i];

    testdatatosend[_cnt++]=sum;

    usart1_SendArray(testdatatosend,_cnt);
}





/*****************************************************************************************
*下面的函数主要用于无人机调试，也可用于其他pid调试
*
***************************************************************************************/

/*发送陀螺仪数据给上位机*/
void Test_Send_User1(int16_t acc_x_,int16_t acc_y_,int16_t acc_z_,int16_t gyro_x_,int16_t gyro_y_,int16_t gyro_z_,int16_t roll_,int16_t pitch_,int16_t yaw_)
{
	 vu8 _cnt=0;
    vu8 sum=0;
    vu8 i=0;

    testdatatosend[_cnt++]=0x88;
    testdatatosend[_cnt++]=0xAF;
    testdatatosend[_cnt++]=0x1C;

    testdatatosend[_cnt++]=acc_x_>>8;     //
    testdatatosend[_cnt++]=acc_x_&0xff;   //

    testdatatosend[_cnt++]=acc_y_>>8;
    testdatatosend[_cnt++]=acc_y_&0xff;

    testdatatosend[_cnt++]=acc_z_>>8;
    testdatatosend[_cnt++]=acc_z_&0xff;

    testdatatosend[_cnt++]=gyro_x_>>8;
    testdatatosend[_cnt++]=gyro_x_&0xff;

    testdatatosend[_cnt++]=gyro_y_>>8;
    testdatatosend[_cnt++]=gyro_y_&0xff;

    testdatatosend[_cnt++]=gyro_z_>>8;
    testdatatosend[_cnt++]=gyro_z_&0xff;
		
		testdatatosend[_cnt++]=0;
		testdatatosend[_cnt++]=0;
		
		testdatatosend[_cnt++]=0;
		testdatatosend[_cnt++]=0;
		
		testdatatosend[_cnt++]=0;
		testdatatosend[_cnt++]=0;

    testdatatosend[_cnt++]=roll_>>8;
    testdatatosend[_cnt++]=roll_&0xff;

    testdatatosend[_cnt++]=pitch_>>8;
    testdatatosend[_cnt++]=pitch_&0xff;

    testdatatosend[_cnt++]=yaw_>>8;
    testdatatosend[_cnt++]=yaw_&0xff;

    testdatatosend[_cnt++]=0x00;
    testdatatosend[_cnt++]=0x00;
		testdatatosend[_cnt++]=0x00;
    testdatatosend[_cnt++]=0x00;

    testdatatosend[2] = _cnt-3;

    for(i=0;i<_cnt;i++)
        sum += testdatatosend[i];

    testdatatosend[_cnt++]=sum;

    usart1_SendArray(testdatatosend,_cnt);
	
}




/*发送电机pwm和飞控电池电压给上位机*/
void Test_Send_User2(uint16_t throt,uint16_t yaw_2,uint16_t roll_2,uint16_t pitch_2,uint16_t aux_1,uint16_t aux_2,uint16_t aux_3,uint16_t aux_4,uint16_t aux_5,uint16_t pwm1,uint16_t pwm2,uint16_t pwm3,uint16_t pwm4,uint16_t votage)
{
	
	vu8 _cnt=0;
    vu8 sum=0;
    vu8 i=0;

    testdatatosend[_cnt++]=0x88;
    testdatatosend[_cnt++]=0xAE;
    testdatatosend[_cnt++]=0x12;
	
	  testdatatosend[_cnt++]=throt>>8;
    testdatatosend[_cnt++]=throt&0xff;

    testdatatosend[_cnt++]=yaw_2>>8;     //
    testdatatosend[_cnt++]=yaw_2&0xff;   //

    testdatatosend[_cnt++]=roll_2>>8;
    testdatatosend[_cnt++]=roll_2&0xff;

    testdatatosend[_cnt++]=pitch_2>>8;
    testdatatosend[_cnt++]=pitch_2&0xff;

    testdatatosend[_cnt++]=aux_1>>8;
    testdatatosend[_cnt++]=aux_1&0xff;

    testdatatosend[_cnt++]=aux_2>>8;
    testdatatosend[_cnt++]=aux_2&0xff;

    testdatatosend[_cnt++]=aux_3>>8;
    testdatatosend[_cnt++]=aux_3&0xff;

    testdatatosend[_cnt++]=aux_4>>8;
    testdatatosend[_cnt++]=aux_4&0xff;

    testdatatosend[_cnt++]=aux_5>>8;
    testdatatosend[_cnt++]=aux_5&0xff;

    testdatatosend[_cnt++]=pwm1>>8;
		testdatatosend[_cnt++]=pwm1&0xff;

    testdatatosend[_cnt++]=pwm2>>8;
		testdatatosend[_cnt++]=pwm2&0xff;
		
    testdatatosend[_cnt++]=pwm3>>8;
		testdatatosend[_cnt++]=pwm3&0xff;

    testdatatosend[_cnt++]=pwm4>>8;
		testdatatosend[_cnt++]=pwm4&0xff;
		
		testdatatosend[_cnt++]=votage>>8;
    testdatatosend[_cnt++]=votage&0xff;

    testdatatosend[2] = _cnt-3;

    for(i=0;i<_cnt;i++)
        sum += testdatatosend[i];

    testdatatosend[_cnt++]=sum;

    usart1_SendArray(testdatatosend,_cnt);
	
}



/*发送OFFSET给上位机*/
void Test_Send_User3(int16_t acc_x_3,int16_t acc_y_3,int16_t acc_z_3,int16_t gyro_x_3,int16_t gyro_y_3,int16_t gyro_z_3)
{
	vu8 _cnt=0;
    vu8 sum=0;
    vu8 i=0;

    testdatatosend[_cnt++]=0x88;
    testdatatosend[_cnt++]=0xAC;
    testdatatosend[_cnt++]=0x1C;
	  testdatatosend[_cnt++]=0xAC;
	
	  testdatatosend[_cnt++]=acc_x_3>>8;
    testdatatosend[_cnt++]=acc_x_3&0xff;

    testdatatosend[_cnt++]=acc_y_3>>8;     //
    testdatatosend[_cnt++]=acc_y_3&0xff;   //

    testdatatosend[_cnt++]=acc_z_3>>8;
    testdatatosend[_cnt++]=acc_z_3&0xff;

    testdatatosend[_cnt++]=gyro_x_3>>8;
    testdatatosend[_cnt++]=gyro_x_3&0xff;

    testdatatosend[_cnt++]=gyro_y_3>>8;
    testdatatosend[_cnt++]=gyro_y_3&0xff;

    testdatatosend[_cnt++]=gyro_z_3>>8;
    testdatatosend[_cnt++]=gyro_z_3&0xff;

    //testdatatosend[2] = _cnt-3;

    for(i=0;i<_cnt;i++)
        sum += testdatatosend[i];

    testdatatosend[31]=sum;

    usart1_SendArray(testdatatosend,32);
	
	
}


//给上位机发送PID参数*/
void Test_Send_User4(uint16_t rol_p,uint16_t rol_i,uint16_t rol_d,uint16_t pit_p,uint16_t pit_i,uint16_t pit_d,uint16_t yaw_p,uint16_t yaw_i,uint16_t yaw_d)
{
	vu8 _cnt=0;
    vu8 sum=0;
    vu8 i=0;

    testdatatosend[_cnt++]=0x88;
    testdatatosend[_cnt++]=0xAC;
    testdatatosend[_cnt++]=0x1C;
	  testdatatosend[_cnt++]=0xAD;
	
	  testdatatosend[_cnt++]=rol_p>>8;
    testdatatosend[_cnt++]=rol_p&0xff;

    testdatatosend[_cnt++]=rol_i>>8;     //
    testdatatosend[_cnt++]=rol_i&0xff;   //

    testdatatosend[_cnt++]=rol_d>>8;
    testdatatosend[_cnt++]=rol_d&0xff;

    testdatatosend[_cnt++]=pit_p>>8;
    testdatatosend[_cnt++]=pit_p&0xff;

    testdatatosend[_cnt++]=pit_i>>8;
    testdatatosend[_cnt++]=pit_i&0xff;

    testdatatosend[_cnt++]=pit_d>>8;
    testdatatosend[_cnt++]=pit_d&0xff;

    testdatatosend[_cnt++]=yaw_p>>8;
    testdatatosend[_cnt++]=yaw_p&0xff;

    testdatatosend[_cnt++]=yaw_i>>8;
    testdatatosend[_cnt++]=yaw_i&0xff;

    testdatatosend[_cnt++]=yaw_d>>8;
    testdatatosend[_cnt++]=yaw_d&0xff;

   // testdatatosend[2] = _cnt-3;

    for(i=0;i<_cnt;i++)
        sum += testdatatosend[i];

    testdatatosend[31]=sum;

    usart1_SendArray(testdatatosend,32);
	
	
}