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+157
View File
@@ -0,0 +1,157 @@
/**
* @file master_process.c
* @author neozng
* @brief module for recv&send vision data
* @version beta
* @date 2022-11-03
* @todo 增加对串口调试助手协议的支持,包括vofa和serial debug
* @copyright Copyright (c) 2022
*
*/
#include "master_process.h"
#include "seasky_protocol.h"
#include "daemon.h"
#include "bsp_log.h"
#include "robot_def.h"
static USARTInstance *vision_usart_instance;
static Vision_Recv_s recv_data;
static Vision_Send_s send_data;
static DaemonInstance *vision_daemon_instance;
void VisionSetFlag(Enemy_Color_e enemy_color, Work_Mode_e work_mode, Bullet_Speed_e bullet_speed)
{
send_data.enemy_color = enemy_color;
send_data.work_mode = work_mode;
send_data.bullet_speed = bullet_speed;
}
void VisionSetAltitude(float yaw, float pitch, float roll)
{
send_data.yaw = yaw;
send_data.pitch = pitch;
send_data.roll = roll;
}
/**
* @brief 离线回调函数,将在daemon.c中被daemon task调用
* @attention 由于HAL库的设计问题,串口开启DMA接收之后同时发送有概率出现__HAL_LOCK()导致的死锁,使得无法
* 进入接收中断.通过daemon判断数据更新,重新调用服务启动函数以解决此问题.
*
* @param id vision_usart_instance的地址,此处没用.
*/
static void VisionOfflineCallback(void *id)
{
#ifdef VISION_USE_UART
USARTServiceInit(vision_usart_instance);
#endif // !VISION_USE_UART
LOGWARNING("[vision] vision offline, restart communication.");
}
#ifdef VISION_USE_UART
#include "bsp_usart.h"
/**
* @brief 接收解包回调函数,将在bsp_usart.c中被usart rx callback调用
* @todo 1.提高可读性,将get_protocol_info的第四个参数增加一个float类型buffer
* 2.添加标志位解码
*/
static void DecodeVision()
{
uint16_t flag_register;
DaemonReload(vision_daemon_instance); // 喂狗
get_protocol_info(vision_usart_instance->recv_buff, &flag_register, (uint8_t *)&recv_data.pitch);
// TODO: code to resolve flag_register;
}
Vision_Recv_s *VisionInit(UART_HandleTypeDef *_handle)
{
USART_Init_Config_s conf;
conf.module_callback = DecodeVision;
conf.recv_buff_size = VISION_RECV_SIZE;
conf.usart_handle = _handle;
vision_usart_instance = USARTRegister(&conf);
// 为master process注册daemon,用于判断视觉通信是否离线
Daemon_Init_Config_s daemon_conf = {
.callback = VisionOfflineCallback, // 离线时调用的回调函数,会重启串口接收
.owner_id = vision_usart_instance,
.reload_count = 10,
};
vision_daemon_instance = DaemonRegister(&daemon_conf);
return &recv_data;
}
/**
* @brief 发送函数
*
* @param send 待发送数据
*
*/
void VisionSend()
{
// buff和txlen必须为static,才能保证在函数退出后不被释放,使得DMA正确完成发送
// 析构后的陷阱需要特别注意!
static uint16_t flag_register;
static uint8_t send_buff[VISION_SEND_SIZE];
static uint16_t tx_len;
// TODO: code to set flag_register
flag_register = 30 << 8 | 0b00000001;
// 将数据转化为seasky协议的数据包
get_protocol_send_data(0x02, flag_register, &send_data.yaw, 3, send_buff, &tx_len);
USARTSend(vision_usart_instance, send_buff, tx_len, USART_TRANSFER_DMA); // 和视觉通信使用IT,防止和接收使用的DMA冲突
// 此处为HAL设计的缺陷,DMASTOP会停止发送和接收,导致再也无法进入接收中断.
// 也可在发送完成中断中重新启动DMA接收,但较为复杂.因此,此处使用IT发送.
// 若使用了daemon,则也可以使用DMA发送.
}
#endif // VISION_USE_UART
#ifdef VISION_USE_VCP
#include "bsp_usb.h"
static uint8_t *vis_recv_buff;
static void DecodeVision(uint16_t recv_len)
{
uint16_t flag_register;
get_protocol_info(vis_recv_buff, &flag_register, (uint8_t *)&recv_data.pitch);
// TODO: code to resolve flag_register;
}
/* 视觉通信初始化 */
Vision_Recv_s *VisionInit(UART_HandleTypeDef *_handle)
{
UNUSED(_handle); // 仅为了消除警告
USB_Init_Config_s conf = {.rx_cbk = DecodeVision};
vis_recv_buff = USBInit(conf);
// 为master process注册daemon,用于判断视觉通信是否离线
Daemon_Init_Config_s daemon_conf = {
.callback = VisionOfflineCallback, // 离线时调用的回调函数,会重启串口接收
.owner_id = NULL,
.reload_count = 5, // 50ms
};
vision_daemon_instance = DaemonRegister(&daemon_conf);
return &recv_data;
}
void VisionSend()
{
static uint16_t flag_register;
static uint8_t send_buff[VISION_SEND_SIZE];
static uint16_t tx_len;
// TODO: code to set flag_register
flag_register = 30 << 8 | 0b00000001;
// 将数据转化为seasky协议的数据包
get_protocol_send_data(0x02, flag_register, &send_data.yaw, 3, send_buff, &tx_len);
USBTransmit(send_buff, tx_len);
}
#endif // VISION_USE_VCP
+114
View File
@@ -0,0 +1,114 @@
#ifndef MASTER_PROCESS_H
#define MASTER_PROCESS_H
#include "bsp_usart.h"
#include "seasky_protocol.h"
#define VISION_RECV_SIZE 18u // 当前为固定值,36字节
#define VISION_SEND_SIZE 36u
#pragma pack(1)
typedef enum
{
NO_FIRE = 0,
AUTO_FIRE = 1,
AUTO_AIM = 2
} Fire_Mode_e;
typedef enum
{
NO_TARGET = 0,
TARGET_CONVERGING = 1,
READY_TO_FIRE = 2
} Target_State_e;
typedef enum
{
NO_TARGET_NUM = 0,
HERO1 = 1,
ENGINEER2 = 2,
INFANTRY3 = 3,
INFANTRY4 = 4,
INFANTRY5 = 5,
OUTPOST = 6,
SENTRY = 7,
BASE = 8
} Target_Type_e;
typedef struct
{
Fire_Mode_e fire_mode;
Target_State_e target_state;
Target_Type_e target_type;
float pitch;
float yaw;
} Vision_Recv_s;
typedef enum
{
COLOR_NONE = 0,
COLOR_BLUE = 1,
COLOR_RED = 2,
} Enemy_Color_e;
typedef enum
{
VISION_MODE_AIM = 0,
VISION_MODE_SMALL_BUFF = 1,
VISION_MODE_BIG_BUFF = 2
} Work_Mode_e;
typedef enum
{
BULLET_SPEED_NONE = 0,
BIG_AMU_10 = 10,
SMALL_AMU_15 = 15,
BIG_AMU_16 = 16,
SMALL_AMU_18 = 18,
SMALL_AMU_30 = 30,
} Bullet_Speed_e;
typedef struct
{
Enemy_Color_e enemy_color;
Work_Mode_e work_mode;
Bullet_Speed_e bullet_speed;
float yaw;
float pitch;
float roll;
} Vision_Send_s;
#pragma pack()
/**
* @brief 调用此函数初始化和视觉的串口通信
*
* @param handle 用于和视觉通信的串口handle(C板上一般为USART1,丝印为USART2,4pin)
*/
Vision_Recv_s *VisionInit(UART_HandleTypeDef *_handle);
/**
* @brief 发送视觉数据
*
*/
void VisionSend();
/**
* @brief 设置视觉发送标志位
*
* @param enemy_color
* @param work_mode
* @param bullet_speed
*/
void VisionSetFlag(Enemy_Color_e enemy_color, Work_Mode_e work_mode, Bullet_Speed_e bullet_speed);
/**
* @brief 设置发送数据的姿态部分
*
* @param yaw
* @param pitch
*/
void VisionSetAltitude(float yaw, float pitch, float roll);
#endif // !MASTER_PROCESS_H
+133
View File
@@ -0,0 +1,133 @@
# master_process
<p align='right'>neozng1@hnu.edu.cn</p>
> TODO:
>
> 1. 补全标志位解析和发送设置的代码
> 2. 增加发送给视觉数据的时间戳用于数据对齐
## 总览和封装说明
模块包含了和视觉通信的初始化、向上位机发送信息的接口和模块的串口的回调处理。接口的定义统一,可以方便的替换成其他通信方式,如CAN。
## 代码结构
.h文件内包括了外部接口和与**视觉上位机通信的数据结构定义**,以及模块对应的宏。c文件内为私有函数和外部接口的定义。
本模块主要是对协议解析的处理和协议发送的封装,实际内容不多。协议相关内容都在`seasky_protocol.h`中。
## 类型定义
和视觉通信所必须的标志位和数据。包括开火模式,目标状态,目标类型,接收/发送数据结构体。
```c
typedef enum
{
NO_FIRE = 0,
AUTO_FIRE = 1,
AUTO_AIM = 2
} Fire_Mode_e;
typedef enum
{
NO_TARGET = 0,
TARGET_CONVERGING = 1,
READY_TO_FIRE = 2
} Target_State_e;
typedef enum
{
NO_TARGET_NUM = 0,
HERO1 = 1,
ENGINEER2 = 2,
INFANTRY3 = 3,
INFANTRY4 = 4,
INFANTRY5 = 5,
OUTPOST = 6,
SENTRY = 7,
BASE = 8
} Target_Type_e;
typedef struct
{
Fire_Mode_e fire_mode;
Target_State_e target_state;
Target_Type_e target_type;
float pitch;
float yaw;
} Vision_Recv_s;
typedef enum
{
BLUE = 0,
RED = 1
} Enemy_Color_e;
typedef enum
{
MODE_AIM = 0,
MODE_SMALL_BUFF = 1,
MODE_BIG_BUFF = 2
} Work_Mode_e;
typedef enum
{
BIG_AMU_10 = 10,
SMALL_AMU_15 = 15,
BIG_AMU_16 = 16,
SMALL_AMU_18 = 18,
SMALL_AMU_30 = 30,
} Bullet_Speed_e;
typedef struct
{
Enemy_Color_e enemy_color;
Work_Mode_e work_mode;
Bullet_Speed_e bullet_speed;
float yaw;
float pitch;
float roll;
} Vision_Send_s;
```
## 外部接口
```c
Vision_Recv_s *VisionInit(UART_HandleTypeDef *_handle);
void VisionSend(Vision_Send_s *send);
```
给`VisionInit()`传入串口handle,将初始化一个视觉通信模块,返回值是接收数据的结构体指针。拥有视觉模块的应用应该在初始化中调用此函数,并保存返回值的指针。
调用`VisionSend`并传入填好发送数据的结构体,会通过底层的通信模块向视觉发送一帧报文。
## 私有函数和变量
```c
static Vision_Recv_s recv_data;
static usart_instance *vision_usart_instance;
static void DecodeVision()
{
static uint16_t flag_register;
get_protocol_info(vision_usart_instance->recv_buff, &flag_register, (uint8_t*)&recv_data.pitch);
// TODO: code to resolve flag_register;
}
```
第一个是保存接收数据的结构体,其指针将会在初始化的时候返回给拥有者。目前最多只能配置一个视觉模块。
第二个是该模块拥有的串口实例指针,用于调度其底层的发送和接收。如果要换成CAN/SPI等,替换成对应实例,并修改初始化和发送的实现即可。
`DecodeVision()`是解析视觉接收数据的回调函数,会在串口接收回调中被调用。如果修改通信协议,只需要更改
`get_protocol_info()`。
+133
View File
@@ -0,0 +1,133 @@
/**
* @file seasky_protocol.c
* @author Liu Wei
* @author modified by Neozng
* @brief 湖南大学RoBoMatster串口通信协议
* @version 0.1
* @date 2022-11-03
*
* @copyright Copyright (c) 2022
*
*/
#include "seasky_protocol.h"
#include "crc8.h"
#include "crc16.h"
#include "memory.h"
/*获取CRC8校验码*/
uint8_t Get_CRC8_Check(uint8_t *pchMessage,uint16_t dwLength)
{
return crc_8(pchMessage,dwLength);
}
/*检验CRC8数据段*/
static uint8_t CRC8_Check_Sum(uint8_t *pchMessage, uint16_t dwLength)
{
uint8_t ucExpected = 0;
if ((pchMessage == 0) || (dwLength <= 2))
return 0;
ucExpected = crc_8(pchMessage, dwLength - 1);
return (ucExpected == pchMessage[dwLength - 1]);
}
/*获取CRC16校验码*/
uint16_t Get_CRC16_Check(uint8_t *pchMessage,uint32_t dwLength)
{
return crc_16(pchMessage,dwLength);
}
/*检验CRC16数据段*/
static uint16_t CRC16_Check_Sum(uint8_t *pchMessage, uint32_t dwLength)
{
uint16_t wExpected = 0;
if ((pchMessage == 0) || (dwLength <= 2))
{
return 0;
}
wExpected = crc_16(pchMessage, dwLength - 2);
return (((wExpected & 0xff) == pchMessage[dwLength - 2]) && (((wExpected >> 8) & 0xff) == pchMessage[dwLength - 1]));
}
/*检验数据帧头*/
static uint8_t protocol_heade_Check(protocol_rm_struct *pro, uint8_t *rx_buf)
{
if (rx_buf[0] == PROTOCOL_CMD_ID)
{
pro->header.sof = rx_buf[0];
if (CRC8_Check_Sum(&rx_buf[0], 4))
{
pro->header.data_length = (rx_buf[2] << 8) | rx_buf[1];
pro->header.crc_check = rx_buf[3];
pro->cmd_id = (rx_buf[5] << 8) | rx_buf[4];
return 1;
}
}
return 0;
}
/*
此函数根据待发送的数据更新数据帧格式以及内容,实现数据的打包操作
后续调用通信接口的发送函数发送tx_buf中的对应数据
*/
void get_protocol_send_data(uint16_t send_id, // 信号id
uint16_t flags_register, // 16位寄存器
float *tx_data, // 待发送的float数据
uint8_t float_length, // float的数据长度
uint8_t *tx_buf, // 待发送的数据帧
uint16_t *tx_buf_len) // 待发送的数据帧长度
{
static uint16_t crc16;
static uint16_t data_len;
data_len = float_length * 4 + 2;
/*帧头部分*/
tx_buf[0] = PROTOCOL_CMD_ID;
tx_buf[1] = data_len & 0xff; // 低位在前
tx_buf[2] = (data_len >> 8) & 0xff; // 低位在前
tx_buf[3] = crc_8(&tx_buf[0], 3); // 获取CRC8校验位
/*数据的信号id*/
tx_buf[4] = send_id & 0xff;
tx_buf[5] = (send_id >> 8) & 0xff;
/*建立16位寄存器*/
tx_buf[6] = flags_register & 0xff;
tx_buf[7] = (flags_register >> 8) & 0xff;
/*float数据段*/
for (int i = 0; i < 4 * float_length; i++)
{
tx_buf[i + 8] = ((uint8_t *)(&tx_data[i / 4]))[i % 4];
}
/*整包校验*/
crc16 = crc_16(&tx_buf[0], data_len + 6);
tx_buf[data_len + 6] = crc16 & 0xff;
tx_buf[data_len + 7] = (crc16 >> 8) & 0xff;
*tx_buf_len = data_len + 8;
}
/*
此函数用于处理接收数据,
返回数据内容的id
*/
uint16_t get_protocol_info(uint8_t *rx_buf, // 接收到的原始数据
uint16_t *flags_register, // 接收数据的16位寄存器地址
uint8_t *rx_data) // 接收的float数据存储地址
{
// 放在静态区,避免反复申请栈上空间
static protocol_rm_struct pro;
static uint16_t date_length;
if (protocol_heade_Check(&pro, rx_buf))
{
date_length = OFFSET_BYTE + pro.header.data_length;
if (CRC16_Check_Sum(&rx_buf[0], date_length))
{
*flags_register = (rx_buf[7] << 8) | rx_buf[6];
memcpy(rx_data, rx_buf + 8, pro.header.data_length - 2);
return pro.cmd_id;
}
}
return 0;
}
+36
View File
@@ -0,0 +1,36 @@
#ifndef __SEASKY_PROTOCOL_H
#define __SEASKY_PROTOCOL_H
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#define PROTOCOL_CMD_ID 0XA5
#define OFFSET_BYTE 8 // 出数据段外,其他部分所占字节数
typedef struct
{
struct
{
uint8_t sof;
uint16_t data_length;
uint8_t crc_check; // 帧头CRC校验
} header; // 数据帧头
uint16_t cmd_id; // 数据ID
uint16_t frame_tail; // 帧尾CRC校验
} protocol_rm_struct;
/*更新发送数据帧,并计算发送数据帧长度*/
void get_protocol_send_data(uint16_t send_id, // 信号id
uint16_t flags_register, // 16位寄存器
float *tx_data, // 待发送的float数据
uint8_t float_length, // float的数据长度
uint8_t *tx_buf, // 待发送的数据帧
uint16_t *tx_buf_len); // 待发送的数据帧长度
/*接收数据处理*/
uint16_t get_protocol_info(uint8_t *rx_buf, // 接收到的原始数据
uint16_t *flags_register, // 接收数据的16位寄存器地址
uint8_t *rx_data); // 接收的float数据存储地址
#endif
@@ -0,0 +1,73 @@
# 湖南大学RoboMaster电控组通信协议
<p align='right'>Seasky LIUWei</p>
<p align='right'>modified by neozng1@hnu.edu.cn</p>
可用于视觉,以及其他自研模块(仅限串口通信)
> TODO:
>
> 1. 利用F4自带的硬件CRC模块计算校验码,提高速度
> 2. 增加更多的数据类型支持,使得数据类型也为可配置的
## 一、串口配置
通信方式是串口,配置为波特率 921600,8 位数据位,1 位停止位,无硬件流控,无校验位。
## 二、数据帧说明
以下所有低位在前发送,数据长度可变。
1. 通信协议格式
| 帧头 | 数据ID | 数据 | 帧尾 |
| ----------------------- | -------------- | ------------- | :---------------------------------- |
| protocol_header(4-byte) | cmd_id(2-byte) | data (n-byte) | frame_tail(2-byte,CRC16,整包校验) |
2. 帧头详细定义
| 帧头 | 偏移位置 | 字节大小 | 内容 |
| ----------- | -------- | -------- | ----------------------------- |
| sof(CMD) | 0 | 1 | 数据帧起始字节,固定值为 0xA5 |
| data_length | 1 | 2 | 数据帧中 data 的长度 |
| crc_check | 3 | 1 | 帧头CRC校验 |
3. cmd_id 命令码 ID 说明 **(字节偏移 4,字节大小 2)**
| 命令码 | 数据段长度 | 功能说明 |
| -------------- | --------------- | -------- |
| 0x0001(可修改) | 2 byte (16-bit) | 视觉数据 |
| ....... | | |
4. 数据段data (n-byte)
| 数据 | 偏移位置 | 字节大小 | 内容 |
| -------------- | -------- | --------------- | ------------------------------------- |
| flags_register | 6 | 2 | 16位标志置位寄存器 |
| float_data | 8 | 4 * data_length | float数据内容(4 * data_length-byte) |
5. frame_tail(CRC16,整包校验)
## 三、协议接口说明
```c
/*更新发送数据帧,并计算发送数据帧长度*/
void get_protocol_send_data(uint16_t send_id, //信号id
uint16_t flags_register, // 16位寄存器
float *tx_data, //待发送的float数据
uint8_t float_length, // float的数据长度
uint8_t *tx_buf, //待发送的数据帧
uint16_t *tx_buf_len); //待发送的数据帧长度
```
将float_data字段准备好放入`tx_data[]`并设置好标志位`flags_register`之后,调用此函数。它将计算循环冗余校验码,并把数据转换成串口发送的格式,放在`tx_buf[]`中。
```c
/*接收数据处理*/
uint16_t get_protocol_info(uint8_t *rx_buf, //接收到的原始数据
uint16_t *flags_register, //接收数据的16位寄存器地址
float *rx_data); //接收的float数据存储地址
```
将收到的一包原始数据buff地址传入,若校验通过,会把收到的标志位和float数据解析出来,保存在`flags_register*`和 `rx_data[]`中。