[嵌入式] 2021-10-17

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[嵌入式]2021-10-17

匿名无线串口使用教程

撰写人广西大学机器人创新实验基地 ROBOT-Z实验室
感谢一位物理学院保研大佬前辈提供技术支持

前言

“匿名无线串口”有什么用？
它是一个方便的无线参数调试工具。
能够解决需要实时传输数据，实时远程观测调参具体效果，查看效果波形的需求，不需要整定一次参数，就重新编译、下载程序，然后再观测效果。
如：无线实时调试移动小车速度PID，实时更改发射机构的参数（力矩，速度，电流）并查看效果。
价格：120￥/个
淘宝连接：
https://item.taobao.com/item.htm?spm=a230r.1.14.16.8093628fK5OcyV&id=624766005093&ns=1&abbucket=20#detail
在这里插入图片描述

实例程序使用stm32f407的串口2进行测试
UART2 : PA2 PA3 ------>用于与上位机通信---->波特率使用：500000 TX RX

第一章移植“无线串口”代码

1.1.移植文件

在这里插入图片描述

在代码工程中加入，这四个文件——“无线串口”驱动文件。

下面的值板级支持文件（BSP），根据单片机的情况进行设计。这里用作讲解。

1.2.移植“无线串口”需要的改动。

需要设置：
串口初始化；
串口发送、接收中断；
自定义发送数据函数设置

1.3.串口初始化

波特率：500000，其他参数参看配套文件。这里不做讲解；

void Usart2_init(u32 bound)
{
	//GPIO端口设置
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
  USART_ClockInitTypeDef USART_ClockInitStruct;
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
	
	RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA,ENABLE); //使能GPIOA时钟
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2,ENABLE);//使能USART2时钟
 
	//串口2对应引脚复用映射
	GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource2,GPIO_AF_USART2); //GPIOA2复用为USART2
	GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource3,GPIO_AF_USART2); //GPIOA3复用为USART2
	
	//USART2端口配置
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2 ; //GPIOA2  TX
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;//复用功能
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;	//速度50MHz
	GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; //推挽复用输出
	GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP; //上拉
	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure); //初始化PA3
	
	/
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =  GPIO_Pin_3; //GPIOA3  RX
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;//复用功能
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;	//速度50MHz
	GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_OD; //开漏
	GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL; 
	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure); //初始化PA3

	//USART2 初始化设置
	USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//波特率设置
	USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字长为8位数据格式
	USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一个停止位
	USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//无奇偶校验位
	USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件数据流控制
	USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx;	//收发模式
	//配置USART2时钟
  USART_ClockInitStruct.USART_Clock = USART_Clock_Disable;  //时钟低电平活动
  USART_ClockInitStruct.USART_CPOL = USART_CPOL_Low;  //SLCK引脚上时钟输出的极性->低电平
  USART_ClockInitStruct.USART_CPHA = USART_CPHA_2Edge;  //时钟第二个边沿进行数据捕获
  USART_ClockInitStruct.USART_LastBit = USART_LastBit_Disable; //最后一位数据的时钟脉冲不从SCLK输出
	//Usart2 NVIC 配置
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART2_IRQn;//串口2中断通道
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=NVIC_UART2_P;//抢占优先级2
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority =NVIC_UART2_S;		//子优先级0
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;			//IRQ通道使能
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);	//根据指定的参数初始化VIC寄存器
	
	USART_Init(USART2, &USART_InitStructure); //初始化串口2
	USART_ClockInit ( USART2, &USART_ClockInitStruct );
	
	USART_ITConfig(USART2, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启接收相关中断
	USART_Cmd(USART2, ENABLE);  //使能串口2
}

1.3.1.串口发送中断设置
如图代码所示，文字加以说明。里面的函数名称如无说明，必须一致，不能更改。
Ano_DT.C：
在这里插入图片描述

MY_usart.c
在这里插入图片描述

1.3.2.串口接收中断设置
对于ORE溢出中断按照着下图处理就可以；接收中断如图讲解。
在这里插入图片描述

再下一层到ANO_DT_Data_Receive_Anl_Task()函数不需要深究，是属于“无线串口”的内部驱动文件。
1.3.3.自定义发送变量ANODT_SendF1（）设置
根据协议，先设置参数类型，数量，再根据协议进行函数编写。
用以在上位机上查看的自定义数据。
在这里插入图片描述

协议：其他具体参看“ANO_XIEYI.xlsx”文件
在这里插入图片描述

1.3.4.ANO_DT_Data_Exchange(u8 dT_ms)函数说明
是用户需要每隔1ms时间调用的函数：//1ms时间通过定时器，或者系统RTOS进行设定。

ANO_DT_Data_Exchange(u8 dT_ms)函数引用有ANODT_SendF1()函数。

1.4.相关变量说明

分为“32中PID输入参数”以及和“上位机显示的参数”。两者只是相差1000、100倍，其作用顾名思义。
1.4.1.“32中PID输入参数”
32中PID输入参数，如：Ano_Parame.set.pid_att_1level[ROL][KP]
（在PID_Rest()之中，可以进行数值初始化。）
这类变量，是直接带入32的PID参数之中的。
在这里插入图片描述

1.4.2.“上位机显示的参数”
上位机上显示的数据变量，如ParValList[PAR_PID_1_P]
1.4.3.两者转换关系
ANO_DT_ParListToParUsed(void)和ANO_DT_ParUsedToParList(void)函数对应转换，有的1000:1，有的100:1，具体参看文件Ano_Parameter.c。
在这里插入图片描述

第二章上位机使用说明

完成上面软件的移植之后，进行如下操作。

2.1.硬件连接

准备两个“匿名无线串口”，一台电脑，一个stm32f407板,两条micro usb数据线——用来供电
2.1.1.电脑端
一个“匿名无线串口”通过micro usb线连接电脑。
在这里插入图片描述

需要查看电脑“设备管理器”中的“端口”是否有显示接入，因为有的数据线只能充电，无法进行数据传输。如果发现这个情况，只能换一根数据线（Micro USB公头）这点要检查好！
在这里插入图片描述

2.1.2.STM32端
另一个“匿名无线串口”，接上32软件设置的串口引脚，由于“匿名无线串口”的数据线不是杜邦线，所以需要间断焊上杜邦线母头，才可以接入32。
这里我使用的是f407的串口2，所以硬件连接如下：
UART2 : PA2 PA3 ------>用于与上位机通信---->波特率使用：500000 TX RX
然后开发板记得供电，并且开启。
在这里插入图片描述

③连接成功，蓝绿灯常亮。（闪烁说明连接不良）
在这里插入图片描述

2.2.“数据波形”显示设置步骤

2.2.1.设定端口号、波特率
选择的是连接电脑的“无线串口”的端口。波特率：500000.
在这里插入图片描述

2.2.2.设置“高级收码”
在这里插入图片描述

具体步骤
在这里插入图片描述

First进入第1帧，然后设置好数据的类型；
Second设置好“数据容器设置”的“数据来源”、”数据位置“，
这里由于我们使用的是第1帧来传入13个参数，所以
在这里插入图片描述

Third上位机串口接收顺序说明：
第一排数据是1-5
第二排数据是6-10，以此类推，对应这32软件的ANODT_SendF1（）函数的参数，可以看到这里每一帧一共可以带入30个参数，而用不到的参数不必设置。这里只用13个参数，所以14号之后的参数类型就不用管。

2.3.查看“数据波形”

获取变量的值，查看调整效果。
2.3.1.连接串口。
在这里插入图片描述

2.3.2.进入“数据波形”
在这里插入图片描述

本地例子：32软件上ANODT_SendF1（）第一个变量的值设置为常量50，所以显示固定数值50，这里没有任何变化；
调试PID的时候，可以设置PID的参数作为传入的值进行查看。

第三章 PID参数调定方法

PID参数调定方法：向32输入PID值进行调参。
在32代码上的文件都移植完毕，上位机设置好了之后，进行如下操作。

3.1进入“飞控设置”

在这里插入图片描述

3.2“读取飞控”

如下图，先“读取飞控”，这里读取的值，就等于32中“上位机显示的参数”，如ParValList[PAR_PID_1_P]。
在这里插入图片描述

3.3“写入飞控”

读取成功之后，就可以“写入飞控”，
即在18对PID中输入参数，然后“写入参数”
然后“无线串口”将数据发送给32，在32中把“上位机显示的参数”改变，与此同时，调用ANO_DT_ParListToParUsed(void)，把“32中PID输入参数”缩小1000或者100倍。
而我们要用PID中的参数，就是用“32中PID输入参数”作为输入，从而实现PID参数整定。
具体调整效果显示，如调整电机速度pid参数，则可以在ANODT_SendF1（）中，加入实际速度的变量，然后通过“数据波形”，就可以看到波形效果了。