STM32读取LX-224总线舵机信息

最新推荐文章于 2024-12-15 19:15:14 发布

某不知名大学生X

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分类专栏： 74HC总线舵机驱动文章标签： stm32 嵌入式硬件单片机

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一、舵机指令包格式

帧头：连续收到两个 0x55 ,表示有数据包到达。
ID: 每个舵机都有一个 ID 号。ID 号范围 0～253,转换为十六进制 0x00～0xFD。广播 ID: ID 号 254(0xFE) 为广播 ID,若控制器发出的 ID 号为 254(0xFE)，所有的舵机均接收指令，但都不返回应答信息，（读取舵机 ID 号除外，具体说明参见下面指令介绍）以防总线冲突。
数据长度：等于待发送的数据（包含本身一个字节）长度，即数据长度 Length加 3 等于这一包指令的长度，从帧头到校验和。
指令：控制舵机的各种指令，如位置、速度控制等。
参数：除指令外需要补充的控制信息。
校验和：校验和 Checksum，计算方法如下：
Checksum = ~ (ID + Length + Cmd+ Prm1 + … Prm N)若括号内的计算和超出 255,则取最低的一个字节，“~”表示取反。

二、74HC126D芯片介绍

1、定义：

74HC126D是一款四缓冲器/线路驱动器集成电路（IC），属于74系列芯片。该芯片具有四个独立的缓冲器/线路驱动器，可以同时处理四个信号输入，并将其转换为输出信号。采用SOP-14封装，具有较小的体积和较低的功耗，适合高密度集成和小型化设计。此外，该芯片具有高速度、低噪声和低功耗等优良性能，可以保证信号传输的稳定性和可靠性。因此，74HC126D芯片在各种电子设备和系统中得到广泛应用。

控制 TX_CON（控制发送）：

将 TX_CON 拉低：

使用微控制器的GPIO输出功能，将一个引脚输出低电平（例如0V或接地）。
这将导致74HC126D芯片上对应的 TX_CON 输入端被拉低，使得输出端 Y1 处于激活状态。
微控制器通过串口 TX 发送数据时，数据信号将被74HC126D内部的放大器放大并传输到 Y1 输出端，驱动外部设备或传输线。

控制 RX_CON（控制接收）：

将 RX_CON 拉高：
使用微控制器的GPIO输出功能，将一个引脚输出高电平（例如Vcc或逻辑高电平）。
这将使得74HC126D芯片上对应的 RX_CON 输入端被拉高，导致输出端 Y2 进入高阻态。
当外部设备通过串口 RX 发送数据时，数据信号能够直接进入微控制器的串口接收引脚，而不受74HC126D的影响或干扰。

硬件原理图：

2、74HC126D

74HC126D介绍：
功能描述：

可以看出，当OE输出高电平时 输入是高电平那么输出就是高电平，输入是低电平输出就是低电平。

当OE为低电平时，不管输入状态是什么，输出都是高阻抗关断状态（抽象理解为悬空）。

高阻输出一般是指数字电路输出时不为高电平或低电平，而是相当于断开的一种状态，输出点的电位由后面的电路决定。

这个芯片的作用就是，当需要写入的时候，拉低TX_CON，这样，串口TX发送什么，输出就是什么。拉高RX_CON，这样，串口接收RX就相当于悬空，什么也不干。接收数据也是如此.

三、程序解读

STM32串口1发送指令，另一个串口3打印接收的数据

串口1发送指令：

void Serial_SendArray(uint8_t *Array, uint16_t Length)
{
	uint16_t i;
	GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_11);      //TX_COn  
	GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_12);		 //RX_COn	74HC126D接收状态
	for (i = 0; i < Length; i ++)
	{
		Serial_SendByte(Array[i]);
	}
	if(i == Length)
	{
		GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_11);    //74HC126D发送状态
		GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_12);
		
	}
}

//读取舵机信息
uint16_t LobotSerialServoRead(uint8_t id, uint8_t value)
{
  uint16_t ret;
 

  buf[0] = buf[1] = LOBOT_SERVO_FRAME_HEADER;
  buf[2] = id;
  buf[3] = 3;
  buf[4] = value;
  buf[5] = LobotCheckSum(buf);
	
  LobotSerialWrite(buf, 6);  //发送获取位置的命令
	
  ret = LobotSerialMsgHandle(); //获取接收到的数据
	
//	USART2_Send_Data(ret);
//	USART2_Send_Data(LobotRxBuf[LobotRxBuf[3]+2]);

  return ret;
}

接收中断：

#define BUFFER_SIZE 20  // 假设缓冲区大小为20字节
#define FRAME_START_BYTE 0x55 // 帧起始字节

uint8_t rxBuf;;  // 定义接收数据的缓冲变量
static uint8_t frameHeaderCount = 0; 
static uint8_t dataLength = 0;  // 数据长度，默认为2
static uint8_t dataCount = 0;  // 数据计数器
static uint8_t RxState = 0;
static uint8_t pRxPacket = 0;
uint8_t frameHeaderBit = 0;

uint8_t rxBuffer[BUFFER_SIZE];
int rxIndex = 0;  // 缓冲区索引


void USART1_IRQHandler(void)
{
	if (USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) == SET)
	{
		USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_RXNE);

		rxBuf = USART_ReceiveData(USART1);

		if (!frameHeaderBit) {                    //判断连续两个帧头是否为0x55
			if (rxBuf == FRAME_START_BYTE) {
				frameHeaderCount++;
				rxBuffer[rxIndex++] = rxBuf;
				if(frameHeaderCount == 2){
				frameHeaderCount = 0;
				frameHeaderBit = 1;  //接收到完整的帧头
					
				rxIndex = 2;    //从第三个开始存数据
				}

			}
    }else{
        // 已经处于帧内
        rxBuffer[rxIndex++] = rxBuf;  //从索引3开始

        // 假设帧长度固定为7字节
        if (rxIndex >= 7) {
            // 检查帧头是否正确
            if (rxBuffer[0] == FRAME_START_BYTE && rxBuffer[1] == FRAME_START_BYTE) {
                // 打印整个接收到的数据帧
                printf("Received frame: ");
				
                for (int i = 0; i < rxIndex; i++) {
                    printf("%02X ", rxBuffer[i]);   //十六进制打印
                }
                printf("\n");


                // 复位缓冲区和状态标志，准备接收下一个帧
				
                rxIndex = 0;
                frameHeaderBit = 0;
				frameHeaderCount=0;
            } else {
                // 如果帧头不正确，丢弃整个缓冲区
                rxIndex = 0;
                frameHeaderBit = 0;
				frameHeaderCount=0;
            }
        }	
	}
  }
}

校验和计算：

循环计算累加和：从buf数组的第三个元素开始累加，累加的长度由buf[3]决定，直到累加到指定长度。

取反操作：对累加和进行按位取反。

类型转换：将取反后的结果转换为uint8_t类型。

返回校验和：将转换后的结果作为函数的返回值，即为计算得到的校验和。

延时操作：调用延时函数Delay_ms(10)，用于稳定处理过程。

//校验和
uint8_t checksum;

//缓冲区
extern uint8_t rxBuffer[BUFFER_SIZE];

 uint8_t buf[6];
//校验计算
uint8_t LobotCheckSum(uint8_t buf[])
{
  uint8_t i;
  uint8_t temp = 0;
  for (i = 2; i < buf[3] + 2; i++) 
	{
    temp += buf[i];
  }
  temp = ~temp;
  i = (uint8_t)temp;
  Delay_ms(10);
  return i;
}

调用校验和计算函数，获取校验和。通过判断校验和是否与 rxBuffer[3] + 2 位置的数据是否相等，来进行下一步的命令判断。

命令cmd位于 rxBuffer数组的索引5

uint16_t LobotSerialMsgHandle(void)
{
	uint8_t cmd;
	uint16_t ret;

	checksum = LobotCheckSum(rxBuffer);
	// 校验和验证
	if (checksum == rxBuffer[rxBuffer[3] + 2]) {
		uint8_t cmd;
		uint16_t ret;
//		printf("Checksum valid:%d\n\r",checksum);
		Delay_ms(1000);
		// 进一步处理数据
	cmd = rxBuffer[4]; //14
//	printf("cmd :%d\n",cmd);
	switch(cmd)
	{
		break;
		case LOBOT_SERVO_ID_READ:
			ret = rxBuffer[2];			//读取ID   
			return ret;
		break;
		default:
			break;
	}
	} 
	else {
		printf("Checksum invalid\n\r");
	}
	return 0;
}

串口打印情况:

前面两个0x55是帧头，第一个和第二个01都是舵机的id，04是数据的长度（从第一个01到第二个01，总共4个数据），OE是命令指令的十六进制（十进制为14），EB是校验和。