目錄
- 普冉PY32系列(一) PY32F0系列32位Cortex M0+ MCU簡介
- 普冉PY32系列(二) Ubuntu GCC Toolchain和VSCode開發(fā)環(huán)境
- 普冉PY32系列(三) PY32F002A資源實測 - 這個型號不簡單
- 普冉PY32系列(四) PY32F002A/003/030的時鐘設(shè)置
- 普冉PY32系列(五) 使用JLink RTT代替串口輸出日志
- 普冉PY32系列(六) 通過I2C接口驅(qū)動PCF8574擴展的1602LCD
- 普冉PY32系列(七) SOP8,SOP10,SOP16封裝的PY32F002A/PY32F003管腳復(fù)用
- 普冉PY32系列(八) GPIO模擬和硬件SPI方式驅(qū)動無線收發(fā)芯片XN297LBW
- 普冉PY32系列(九) GPIO模擬和硬件SPI方式驅(qū)動無線收發(fā)芯片XL2400
- 普冉PY32系列(十) 基于PY32F002A的6+1通道遙控小車I - 綜述篇
- 普冉PY32系列(十一) 基于PY32F002A的6+1通道遙控小車II - 控制篇
- 普冉PY32系列(十二) 基于PY32F002A的6+1通道遙控小車III - 驅(qū)動篇
基于PY32F002A的6+1通道遙控小車II - 控制篇
這篇繼續(xù)介紹6+1通道遙控小車的控制端, 關(guān)于遙控手柄的硬件和軟件設(shè)計的說明
PCB實物
正面
在嘉立創(chuàng)下單了PCB, 收到的是這個樣子的.
- PCB中二極管的位置稍微偏上, 存在與螺絲短接的風險, 在新的PCB設(shè)計中已經(jīng)將其下移.
- 無線模塊的天線沒有覆漆, 在LCEDA中不知道怎么修改. PCB做出來是焊盤的效果(上錫了), 不影響使用.
背面
因為空間限制, PY32F002A和74HC595/165都放到了背面
分割后的各個模塊
遙控面板成品
遙控面板的焊接過程運氣不錯, 從貼片到接插件都是一次成功, 沒有返工.
正面
- 空間限制, 只比一張名片稍微大點, 布局比較局促.
- LCD因為是裸片沒有托板, 和背光板一起是用熱熔膠直接固定在PCB上的.
LCD試車, 顯示沒問題
背面
- 正面基本上全是接插件, 如果PY32F002A放到這面, 將來萬一燒壞更換非常麻煩, 所以貼片元件都放到了背面
- 電源接口用的是XH2.54
- LCD背光擔心電流過大, 補焊串了一顆1KR的電阻
LCD控制界面
這是最終的LCD控制界面
- 上面兩道橫桿代表旋鈕的模擬量
- 中間和下方的四道橫桿代表搖桿的模擬量
- 兩邊的6個數(shù)字代表了模擬量的數(shù)值, 都是8bit, 從0 - 255
- 下方的8個方格代表了8個開關(guān)量, 高亮(黑)代表按鍵按下(低電壓), 正常(白)代表按鍵松開(高電壓)
軟件設(shè)計
整體結(jié)構(gòu)
因為只考慮發(fā)送, 所以控制端的流程較為簡單, 做一個大循環(huán)肯定可行, 采集數(shù)據(jù) -> 發(fā)送數(shù)據(jù) -> 采集數(shù)據(jù) -> 發(fā)送數(shù)據(jù). 如果要提升大循環(huán)的效率, 因為LCD顯示和無線發(fā)送共用SPI, 需要保留在大循環(huán), ADC可以用定時器觸發(fā)做成DMA, 節(jié)省出ADC的時間.
最終使用的執(zhí)行流程是
- 使用一個
uint8_t pad_state[8]存儲6+1通道的數(shù)據(jù) - ADC使用定時器觸發(fā), 通過DMA存儲轉(zhuǎn)換結(jié)果到6個雙字節(jié)內(nèi)存地址, ADC DMA轉(zhuǎn)換完成后
- 將結(jié)果轉(zhuǎn)為8bit, 存入 pad_state,
- 收集74HC165的按鍵狀態(tài), 合成一個byte 也存入pad_state
- 計算CRC并存至 pad_state 最后一個字節(jié)
- 外層大循環(huán)讀取 pad_state
- 更新LCD顯示
- 通過無線發(fā)送數(shù)據(jù)
主循環(huán)
int main(void)
{
// ...
/* Infinite loop */
while(1)
{
// 更新LCD顯示
DRV_Display_Update(pad_state);
// 發(fā)送
wireless_tx++;
if (XL2400_Tx(pad_state, XL2400_PLOAD_WIDTH) == 0x20)
{
wireless_tx_succ++;
}
// 每 255 次發(fā)送, 打印一次成功次數(shù), 用于標識成功率
if (wireless_tx == 0xFF)
{
wireless_state[10] = wireless_tx_succ;
DEBUG_PRINTF("TX_SUCC: %02X\r\n", wireless_tx_succ);
wireless_tx = 0;
wireless_tx_succ = 0;
}
// 延遲可以調(diào)節(jié)
LL_mDelay(20);
}
}
DMA中斷
void DMA1_Channel1_IRQHandler(void)
{
uint8_t crc = 0;
if (LL_DMA_IsActiveFlag_TC1(DMA1) == 1)
{
LL_DMA_ClearFlag_TC1(DMA1);
// 轉(zhuǎn)換DMA讀數(shù)為uint8_t并存入pad_state
for (uint8_t i = 0; i < 6; i++)
{
pad_state[i] = (uint8_t)(*(adc_dma_data + i) >> 4);
crc += pad_state[i];
}
// 從 74HC165 讀取按鍵狀態(tài)
pad_state[6] = HC165_Read();
// 存入CRC結(jié)果
pad_state[7] = crc + pad_state[6];
}
}
無線通訊
無線部分使用的是硬件SPI驅(qū)動的 XL2400, 代碼可以參考
https://github.com/IOsetting/py32f0-template/tree/main/Examples/PY32F0xx/LL/SPI/XL2400_Wireless
傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式為固定長度8字節(jié)
#define XL2400_PLOAD_WIDTH 8 // Payload width
其中字節(jié)[0, 5]為6個ADC采集的數(shù)值結(jié)果, 字節(jié)[6]為74HC165采集的按鍵結(jié)果, 字節(jié)[7]為CRC校驗.
收發(fā)的地址是固定的(將來需要改進)
const uint8_t TX_ADDRESS[5] = {0x11,0x33,0x33,0x33,0x11};
const uint8_t RX_ADDRESS[5] = {0x33,0x55,0x33,0x44,0x33};
輸入采集
ADC采集
DMA初始化
void MSP_DMA_Config(void)
{
LL_AHB1_GRP1_EnableClock(LL_AHB1_GRP1_PERIPH_DMA1);
LL_APB1_GRP2_EnableClock(LL_APB1_GRP2_PERIPH_SYSCFG);
// Remap ADC to LL_DMA_CHANNEL_1
LL_SYSCFG_SetDMARemap_CH1(LL_SYSCFG_DMA_MAP_ADC);
// Transfer from peripheral to memory
LL_DMA_SetDataTransferDirection(DMA1, LL_DMA_CHANNEL_1, LL_DMA_DIRECTION_PERIPH_TO_MEMORY);
// Set priority
LL_DMA_SetChannelPriorityLevel(DMA1, LL_DMA_CHANNEL_1, LL_DMA_PRIORITY_HIGH);
// Circular mode
LL_DMA_SetMode(DMA1, LL_DMA_CHANNEL_1, LL_DMA_MODE_CIRCULAR);
// Peripheral address no increment
LL_DMA_SetPeriphIncMode(DMA1, LL_DMA_CHANNEL_1, LL_DMA_PERIPH_NOINCREMENT);
// Memory address increment
LL_DMA_SetMemoryIncMode(DMA1, LL_DMA_CHANNEL_1, LL_DMA_MEMORY_INCREMENT);
// Peripheral data alignment : 16bit
LL_DMA_SetPeriphSize(DMA1, LL_DMA_CHANNEL_1, LL_DMA_PDATAALIGN_HALFWORD);
// Memory data alignment : 16bit
LL_DMA_SetMemorySize(DMA1, LL_DMA_CHANNEL_1, LL_DMA_MDATAALIGN_HALFWORD);
// Data length
LL_DMA_SetDataLength(DMA1, LL_DMA_CHANNEL_1, 6);
// Sorce and target address
LL_DMA_ConfigAddresses(DMA1, LL_DMA_CHANNEL_1, (uint32_t)&ADC1->DR, (uint32_t)adc_dma_data, LL_DMA_GetDataTransferDirection(DMA1, LL_DMA_CHANNEL_1));
// Enable DMA channel 1
LL_DMA_EnableChannel(DMA1, LL_DMA_CHANNEL_1);
// Enable transfer-complete interrupt
LL_DMA_EnableIT_TC(DMA1, LL_DMA_CHANNEL_1);
NVIC_SetPriority(DMA1_Channel1_IRQn, 0);
NVIC_EnableIRQ(DMA1_Channel1_IRQn);
}
ADC初始化
void MSP_ADC_Init(void)
{
__IO uint32_t backup_setting_adc_dma_transfer = 0;
LL_APB1_GRP2_EnableClock(LL_APB1_GRP2_PERIPH_ADC1);
LL_ADC_Reset(ADC1);
// Calibrate start
if (LL_ADC_IsEnabled(ADC1) == 0)
{
/* Backup current settings */
backup_setting_adc_dma_transfer = LL_ADC_REG_GetDMATransfer(ADC1);
/* Turn off DMA when calibrating */
LL_ADC_REG_SetDMATransfer(ADC1, LL_ADC_REG_DMA_TRANSFER_NONE);
LL_ADC_StartCalibration(ADC1);
while (LL_ADC_IsCalibrationOnGoing(ADC1) != 0);
/* Delay 1ms(>= 4 ADC clocks) before re-enable ADC */
LL_mDelay(1);
/* Apply saved settings */
LL_ADC_REG_SetDMATransfer(ADC1, backup_setting_adc_dma_transfer);
}
// Calibrate end
/* PA0 ~ PA5 as ADC input */
LL_GPIO_SetPinMode(GPIOA, LL_GPIO_PIN_0, LL_GPIO_MODE_ANALOG);
LL_GPIO_SetPinMode(GPIOA, LL_GPIO_PIN_1, LL_GPIO_MODE_ANALOG);
LL_GPIO_SetPinMode(GPIOA, LL_GPIO_PIN_2, LL_GPIO_MODE_ANALOG);
LL_GPIO_SetPinMode(GPIOA, LL_GPIO_PIN_3, LL_GPIO_MODE_ANALOG);
LL_GPIO_SetPinMode(GPIOA, LL_GPIO_PIN_4, LL_GPIO_MODE_ANALOG);
LL_GPIO_SetPinMode(GPIOA, LL_GPIO_PIN_5, LL_GPIO_MODE_ANALOG);
/* Set ADC channel and clock source when ADEN=0, set other configurations when ADSTART=0 */
LL_ADC_SetCommonPathInternalCh(__LL_ADC_COMMON_INSTANCE(ADC1), LL_ADC_PATH_INTERNAL_NONE);
LL_ADC_SetClock(ADC1, LL_ADC_CLOCK_SYNC_PCLK_DIV2);
LL_ADC_SetResolution(ADC1, LL_ADC_RESOLUTION_12B);
LL_ADC_SetDataAlignment(ADC1, LL_ADC_DATA_ALIGN_RIGHT);
LL_ADC_SetLowPowerMode(ADC1, LL_ADC_LP_MODE_NONE);
LL_ADC_SetSamplingTimeCommonChannels(ADC1, LL_ADC_SAMPLINGTIME_41CYCLES_5);
/* Set TIM1 as trigger source */
LL_ADC_REG_SetTriggerSource(ADC1, LL_ADC_REG_TRIG_EXT_TIM1_TRGO);
LL_ADC_REG_SetTriggerEdge(ADC1, LL_ADC_REG_TRIG_EXT_RISING);
/* Single conversion mode (CONT = 0, DISCEN = 0), performs a single sequence of conversions, converting all the channels once */
LL_ADC_REG_SetContinuousMode(ADC1, LL_ADC_REG_CONV_SINGLE);
LL_ADC_REG_SetDMATransfer(ADC1, LL_ADC_REG_DMA_TRANSFER_UNLIMITED);
LL_ADC_REG_SetOverrun(ADC1, LL_ADC_REG_OVR_DATA_OVERWRITTEN);
/* Enable: each conversions in the sequence need to be triggerred separately */
LL_ADC_REG_SetSequencerDiscont(ADC1, LL_ADC_REG_SEQ_DISCONT_DISABLE);
/* Set channel 0/1/2/3/4/5 */
LL_ADC_REG_SetSequencerChannels(ADC1, LL_ADC_CHANNEL_0 | LL_ADC_CHANNEL_1 | LL_ADC_CHANNEL_2 | LL_ADC_CHANNEL_3 | LL_ADC_CHANNEL_4 | LL_ADC_CHANNEL_5);
LL_ADC_Enable(ADC1);
// Start ADC regular conversion
LL_ADC_REG_StartConversion(ADC1);
}
用于觸發(fā)ADC的TIM1定時器初始化
void MSP_TIM1_Init(void)
{
LL_TIM_InitTypeDef TIM1CountInit = {0};
// RCC_APBENR2_TIM1EN == LL_APB1_GRP2_PERIPH_TIM1
LL_APB1_GRP2_EnableClock(RCC_APBENR2_TIM1EN);
TIM1CountInit.ClockDivision = LL_TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
TIM1CountInit.CounterMode = LL_TIM_COUNTERMODE_UP;
// 系統(tǒng)時鐘48MHz, 預(yù)分頻8K, 預(yù)分頻后定時器時鐘為6KHz
TIM1CountInit.Prescaler = (SystemCoreClock / 6000) - 1;
// 每600次計數(shù)一個周期, 每秒10個周期, 可以減小數(shù)值提高頻率
TIM1CountInit.Autoreload = 600 - 1;
TIM1CountInit.RepetitionCounter = 0;
LL_TIM_Init(TIM1, &TIM1CountInit);
/* Triggered by update */
LL_TIM_SetTriggerOutput(TIM1, LL_TIM_TRGO_UPDATE);
LL_TIM_EnableCounter(TIM1);
}
開關(guān)量采集
74HC165的狀態(tài)讀取
uint8_t HC165_Read(void)
{
uint8_t i, data = 0;
HC165_LD_LOW; // Pull down LD to load parallel inputs
HC165_LD_HIGH; // Pull up to inhibit parallel loading
for (i = 0; i < 8; i++)
{
data = data << 1;
HC165_SCK_LOW;
HC165_NOP; // NOP to ensure reading correct value
if (HC165_DATA_READ)
{
data |= 0x01;
}
HC165_SCK_HIGH;
}
return data;
}
74HC165的示例代碼, 可以參考 https://github.com/IOsetting/py32f0-template/tree/main/Examples/PY32F0xx/LL/GPIO/74HC165_8bit_Parallel_In_Serial_Out
LCD顯示
PY32F002A驅(qū)動ST7567的示例代碼可以參考 Examples/PY32F0xx/LL/SPI/ST7567_128x64LCD, 但是這個示例, 包括GitHub上可以搜到的其它示例, 都是使用 128 x 8 的內(nèi)存作為顯示緩存, 通過讀寫這塊緩存再將緩存內(nèi)容寫入 ST7567 實現(xiàn)的顯示內(nèi)容更新. 這種方式可以實現(xiàn)非常靈活的顯示, 缺點就是需要占用1KB的內(nèi)存. 對于STM32F103這類有16KB或20KB內(nèi)存的控制器, 1KB內(nèi)存不算什么, 但是 PY32F002A 只有4KB內(nèi)存, 1KB就值得考慮一下了. 因為遙控部分的數(shù)顯, 顯示格式相對固定, page之間可以相互獨立, 沒有相互交疊的部分, 啟動后只需要顯示滑動條和讀數(shù), 因此完全可以采用直接輸出的方式.
換成直接輸出后就變成這樣的顯示函數(shù)了, 定制LCD顯示是比較費時費事的一步.
移動光標到坐標
void ST7567_SetCursor(uint8_t page, uint8_t column)
{
ST7567_WriteCommand(ST7567_SET_PAGE_ADDRESS | (page & ST7567_SET_PAGE_ADDRESS_MASK));
ST7567_WriteCommand(ST7567_SET_COLUMN_ADDRESS_MSB | ((column + ST7567_X_OFFSET) >> 4));
ST7567_WriteCommand(ST7567_SET_COLUMN_ADDRESS_LSB | ((column + ST7567_X_OFFSET) & 0x0F));
}
指定寬度和偏移量, 填入固定內(nèi)容
static void DRV_DrawRepeat(uint8_t symbol, uint8_t width, uint8_t offset, uint8_t colorInvert)
{
symbol = symbol << offset;
symbol = colorInvert? ~symbol : symbol;
ST7567_TransmitRepeat(symbol, width);
}
畫出橫條
static void DRV_DrawHorizBar(uint8_t page, uint8_t column, uint8_t size)
{
ST7567_SetCursor(page, column);
DRV_DrawRepeat(0x7E, 1, 0, 0);
DRV_DrawRepeat(0x42, size, 0, 0);
DRV_DrawRepeat(0x7E, 1, 0, 0);
}
在橫條中畫出高亮滑塊
static void DRV_DrawHorizBarCursor(uint8_t page, uint8_t column, uint8_t value, uint8_t barWidth, uint8_t cursorWidth, uint8_t direction)
{
value = direction? value : 255 - value;
ST7567_SetCursor(page, column + 1);
DRV_DrawRepeat(0x42, barWidth, 0, 0);
ST7567_SetCursor(page, column + 1 + (value * (barWidth - cursorWidth) / 255));
DRV_DrawRepeat(0x7E, cursorWidth, 0, 0);
}
畫出豎條和豎條光標的方法更復(fù)雜, 這里就不貼代碼了.
在main函數(shù)的while循環(huán)中, 每次會更新LCD顯示文章來源：http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-746814.html
void DRV_Display_Update(uint8_t *state)
{
// 更新按鍵顯示
DRV_DrawKeyState(*(state + 6));
// 更新4個橫條的顯示
DRV_DrawHorizBarCursor(0, 10, *(state + 4), 50, 4, 0);
DRV_DrawHorizBarCursor(0, 65, *(state + 5), 50, 4, 1);
DRV_DrawHorizBarCursor(7, 0, *(state + 1), 60, 4, 0);
DRV_DrawHorizBarCursor(7, 65, *(state + 2), 60, 4, 1);
// 更新2個豎條顯示, 因為豎條處于多個page, 每次更新顯示都需要全部重繪
DRV_DrawVertiBar(0, 1, 52);
DRV_DrawVertiBarCursor(0, 1, 52, *(state + 0), 4, 0);
DRV_DrawVertiBar(121, 1, 52);
DRV_DrawVertiBarCursor(121, 1, 52, *(state + 3), 4, 1);
// 輸出6個模擬通道的數(shù)值(0 ~ 255)
DRV_DrawNumber(1, 10, *(state + 4));
DRV_DrawNumber(1, 100, *(state + 5));
DRV_DrawNumber(4, 10, *(state + 0));
DRV_DrawNumber(4, 100, *(state + 3));
DRV_DrawNumber(5, 10, *(state + 1));
DRV_DrawNumber(5, 100, *(state + 2));
}
用直接寫入的方式, 在不開JLink RTT 的情況下, 整機內(nèi)存只需要不到400個字節(jié), 資源節(jié)約效果明顯.文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-746814.html
到了這里，關(guān)于普冉PY32系列(十一) 基于PY32F002A的6+1通道遙控小車II - 控制篇的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請在右上角搜索TOY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！
