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roborts-firmware's Introduction

概述

软件环境

  • Toolchain/IDE : MDK-ARM V5
  • package version: STM32Cube FW_F4 V1.21.0
  • FreeRTOS version: 9.0.0
  • CMSIS-RTOS version: 1.02

编程规范

  • 变量和函数命名方式遵循 Unix/Linux 风格
  • chassis_task与gimbal_task是强实时控制任务,优先级最高,禁止被其他任务抢占或者阻塞
  • 不需要精确计时的任务,采用自行实现的软件定时器实现,定时精度受任务调度影响

注意事项

1.由于发射机构触动开关阻力非常小,轻微转动拨弹电机就可能造成子弹越过触动开关触碰摩擦轮,导致摩擦轮摩擦过大无法启动,造成摩擦轮磨损和电机启动失败。因此,开电前务必检查是否有子弹已经越过触动开关。取出办法:用手按住一侧摩擦轮,旋转另一个摩擦轮。

2.由于snail电机初始化未成功时,电机产生叫声的频率在角速度响应范围内,会极大的干扰云台控制,导致无法正常控制。解决方法:可以对陀螺仪数据采用带阻滤波解决。(本版本未加入)

3.在云台控制逻辑中,考虑到调试视觉识别装甲时可能需要发射子弹功能,所以自动模式下开放了单发功能。但如果在单发后没有将左拨杆回中,会导致在从自动模式下切回手动模式立刻触发连发模式。因此,在自动模式下单发之后务必保证将拨杆拨回中间位置。

4.国际开发板A型上有一枚跳线帽,用于短接板载4pin排针串口R与G(只有底盘需要短接R和G)。固件通过R引脚是否拉低区分底盘还是云台。出现不能控制且无声光报警请检查跳线帽是否松动,

云台校准方法

底层代码集成了云台自动校准功能,原理是先利用imu校准pitch,控制云台保持在水平面,当误差小于0.15度时,记录pitch中值,此过程大概花费20~30s;然后YAW向左旋转直到触碰左侧限位,再向右旋转至右侧限位,计算YAW中值。

触发条件:

1.开发板首次刷入程序或者参数区被清空

2.按下板载白色按键触发

3.上位机发送协议命令触发

注意:校准时务必将底盘放在水平地面;校准中可能出现pitch始终无法到达指定误差范围内,此时是因为云台配重问题导致,可以用手向上掰一下然后松开云台,加速调节过程。

模块离线说明

当车辆的某个模块离线时,可以根据开发板蜂鸣器的不同状态判断哪个模块出现了问题,并进行错误定位

蜂鸣器鸣叫次数按照离线模块的优先级进行错误指示,例如云台电机优先级高于拨弹电机,如果同时发生离线,先指示当前离线设备是云台电机

模块离线对应的状态如下,数字对应蜂鸣器每次鸣叫的次数,按照优先级排序:

底盘模块

  1. 右前轮电机掉线
  2. 左前轮电机掉线
  3. 左后轮电机掉线
  4. 右后轮电机掉线

云台模块

  1. 云台 YAW 电机掉线
  2. 云台 PITCH 电机掉线
  3. 拨盘电机掉线
  4. 单轴陀螺仪掉线

遥控器离线

此时红灯常亮

文档

快速开始

硬件接口

主控板使用 RM 开发板 A 型,各个功能接口的位置如下:

底盘硬件接口

注意:uwb、单轴陀螺仪、通信can2硬件上使用一个can,无需考虑接线顺序。

云台硬件接口

功能模块

手动模式:

提供遥控器基础控制。

全自动模式:

这种模式下底盘、云台、发射机构受到上层 PC 的完全控制,完全控制包含对这些执行机构以具体物理单位的控制。

操作档位说明:

手动档

遥控器控制(底盘跟随云台):右拨杆上 遥控器控制(云台跟随地盘):右拨杆中

  • 开、关摩擦轮(左拨杆上拨)
  • 单发、连发射击(左拨杆下拨)
自动档

正常比赛时使用(拨杆右下)

左拨杆位置对应功能:

  • 上:摩擦轮打开,其他全接管
  • 中:摩擦轮关闭,其他全接管
  • 下:只具有单发功能

程序说明

程序体系结构

体系框架

  1. 使用免费及开源的 freertos 操作系统,兼容其他开源协议 license;
  2. 使用标准 CMSIS-RTOS 接口,方便不同操作系统或平台间程序移植;
  3. 提供一套抽象步兵机器人bsp,简化上层逻辑;

Driver:直接操作底层硬件的设备驱动,在库函数和寄存器基础上,增加锁和异步等机制,提供更加易于使用的api。

Device:具有一种或者多种总线输入,一种或者多种数据输出的外部模块,或者通用的软件模块(掉线保护)。目前主要针对RM物资的驱动抽象成设备。

Controller:单输入单输出模型,提供一些公用的调用接口,更换不同的控制算法取决于不同的注册函数。

Algorithm:提供模块算法,基本文件间无相互依赖。

Module:由driver、device、controller、algorithm组成的,可以实现某种特殊功能的模块。比如RM电机组成的二轴云台、RM电机构成的麦轮底盘。

Utilities:通用系统组件,比如log系统。

Protocol:面向接口的一套上层和底层通信协议。

Application:上层应用逻辑,包括各类模式切换。

软件体系

程序启动

程序启动通过国际开发板A型的跳线帽区分启动任务

继承关系

硬件体系

  1. 主控 MCU:STM32F427IIHx,配置运行频率180MHz
  2. 模块通信方式:CAN;CAN设备:电机电调、陀螺仪模块
  3. 上下层通信方式:USB虚拟串口
  4. 麦轮安装方式:X型

协议数据

数据分类

协议数据按照通信方向可以分为两大类:

底层发送给上层的数据:

  1. 反馈信息:包含各个机构传感器反馈信息、底层计算出来的一些反馈信息;
  2. 底层状态信息:包含底层设备运行状态、底层对上层数据的一些响应等;
  3. 转发数据:包含裁判系统的全部信息、服务器端的自定义信息;

底层接收的上层数据:

  1. 控制信息:上层对底层 3 个执行机构的控制信息;

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