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完成基于bsp的bmi088编写,更新can comm的CAN配置

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NeoZng 2023-04-13 16:09:03 +08:00
parent 4a2bc01525
commit ec005f163c
8 changed files with 77 additions and 115 deletions
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2
Src/can.c
View File

@ -81,7 +81,7 @@ void MX_CAN2_Init(void)
hcan2.Init.AutoWakeUp = DISABLE;
hcan2.Init.AutoRetransmission = DISABLE;
hcan2.Init.ReceiveFifoLocked = DISABLE;
hcan2.Init.TransmitFifoPriority = DISABLE;
hcan2.Init.TransmitFifoPriority = ENABLE;
if (HAL_CAN_Init(&hcan2) != HAL_OK)
{
Error_Handler();

3
Src/stm32f4xx_it.c
View File

@ -108,11 +108,12 @@ void NMI_Handler(void)
void HardFault_Handler(void)
{
/* USER CODE BEGIN HardFault_IRQn 0 */
asm("bx lr");
/* USER CODE END HardFault_IRQn 0 */
while (1)
{
/* USER CODE BEGIN W1_HardFault_IRQn 0 */
asm("bx lr");
/* USER CODE END W1_HardFault_IRQn 0 */
}
}

4
application/gimbal/gimbal.c
View File

@ -54,8 +54,8 @@ void GimbalInit()
.cali_mode = BMI088_CALIBRATE_ONLINE_MODE,
.work_mode = BMI088_BLOCK_PERIODIC_MODE,
};
// imu=BMI088Register(&imu_config);
gimba_IMU_data = INS_Init(); // IMU先初始化,获取姿态数据指针赋给yaw电机的其他数据来源
imu=BMI088Register(&imu_config);
// gimba_IMU_data = INS_Init(); // IMU先初始化,获取姿态数据指针赋给yaw电机的其他数据来源
// YAW
Motor_Init_Config_s yaw_config = {
.can_init_config = {

3
basic_framework.ioc
View File

@ -20,8 +20,9 @@ CAN2.BS1=CAN_BS1_10TQ
CAN2.BS2=CAN_BS2_3TQ
CAN2.CalculateBaudRate=1000000
CAN2.CalculateTimeQuantum=71.42857142857143
CAN2.IPParameters=CalculateTimeQuantum,BS1,BS2,Prescaler,CalculateBaudRate
CAN2.IPParameters=CalculateTimeQuantum,BS1,BS2,Prescaler,CalculateBaudRate,TXFP
CAN2.Prescaler=3
CAN2.TXFP=ENABLE
Dma.ADC1.8.Direction=DMA_PERIPH_TO_MEMORY
Dma.ADC1.8.FIFOMode=DMA_FIFOMODE_DISABLE
Dma.ADC1.8.Instance=DMA2_Stream4

158
modules/BMI088/bmi088.c
View File

@ -151,7 +151,7 @@ static uint8_t BMI088AccelInit(BMI088Instance *bmi088)
*/
static uint8_t BMI088GyroInit(BMI088Instance *bmi088)
{
// 后续添加reset和通信检查
// 后续添加reset和通信检查?
// code to go here ...
BMI088GyroWriteSingleReg(bmi088, BMI088_GYRO_SOFTRESET, BMI088_GYRO_SOFTRESET_VALUE); // 软复位
DWT_Delay(0.08);
@ -164,9 +164,8 @@ static uint8_t BMI088GyroInit(BMI088Instance *bmi088)
DWT_Delay(0.001);
// 初始化寄存器,提高可读性
uint8_t reg = 0;
uint8_t data = 0;
uint8_t error = 0;
uint8_t reg = 0, data = 0;
BMI088_ERORR_CODE_e error = 0;
// 使用sizeof而不是magic number,这样如果修改了数组大小,不用修改这里的代码;或者使用宏定义
for (uint8_t i = 0; i < sizeof(BMI088_Gyro_Init_Table) / sizeof(BMI088_Gyro_Init_Table[0]); i++)
{
@ -195,25 +194,31 @@ static void BMI088AccSPIFinishCallback(SPIInstance *spi)
{
static BMI088Instance *bmi088;
bmi088 = (BMI088Instance *)(spi->id);
// code to go here ...
// 若第一次读取加速度,则在这里启动温度读取
// 如果使用异步姿态更新,此处唤醒量测更新的任务
}
static void BMI088GyroSPIFinishCallback(SPIInstance *spi)
{
static BMI088Instance *bmi088;
bmi088 = (BMI088Instance *)(spi->id);
// 若不是异步,啥也不做;否则启动姿态的预测步(propagation)
}
static void BMI088AccINTCallback(GPIOInstance *gpio)
{
static BMI088Instance *bmi088;
bmi088 = (BMI088Instance *)(gpio->id);
// 启动加速度计数据读取(和温度读取,如果有必要),并转换为实际值
// 读取完毕会调用BMI088AccSPIFinishCallback
}
static void BMI088GyroINTCallback(GPIOInstance *gpio)
{
static BMI088Instance *bmi088;
bmi088 = (BMI088Instance *)(gpio->id);
// 启动陀螺仪数据读取,并转换为实际值
// 读取完毕会调用BMI088GyroSPIFinishCallback
}
// -------------------------以上为私有函数,private用于IT模式下的中断处理---------------------------------//
@ -227,64 +232,44 @@ static void BMI088GyroINTCallback(GPIOInstance *gpio)
* @param bmi088
* @return BMI088_Data_t
*/
BMI088_Data_t BMI088Acquire(BMI088Instance *bmi088)
uint8_t BMI088Acquire(BMI088Instance *bmi088, BMI088_Data_t *data_store)
{
// 分配空间保存返回的数据,指针传递
static BMI088_Data_t data_store;
static float dt_imu = 1.0; // 初始化为1,这样也可以不用first_read_flag,各有优劣
// 如果是blocking模式,则主动触发一次读取并返回数据
if (bmi088->work_mode == BMI088_BLOCK_PERIODIC_MODE)
{
static uint8_t buf[6] = {0}; // 最多读取6个byte(gyro/acc,temp是2)
static uint8_t first_read_flag; // 判断是否时第一次进入此函数(第一次读取)
// 用于初始化DWT的计数,暂时没想到更好的方法
if (!first_read_flag)
DWT_GetDeltaT(&bmi088->bias_dwt_cnt); // 初始化delta
else
dt_imu = DWT_GetDeltaT(&bmi088->bias_dwt_cnt);
// 读取accel的x轴数据首地址,bmi088内部自增读取地址 // 3* sizeof(int16_t)
BMI088AccelRead(bmi088, BMI088_ACCEL_XOUT_L, buf, 6);
static float calc_coef_acc; // 防止重复计算
if (!first_read_flag) // 初始化的时候赋值
calc_coef_acc = bmi088->BMI088_ACCEL_SEN * bmi088->acc_coef; // 你要是不爽可以用宏或者全局变量,但我认为你现在很爽
bmi088->acc[0] = calc_coef_acc * (float)(int16_t)(((buf[1]) << 8) | buf[0]);
bmi088->acc[1] = calc_coef_acc * (float)(int16_t)(((buf[3]) << 8) | buf[2]);
bmi088->acc[3] = calc_coef_acc * (float)(int16_t)(((buf[5]) << 8) | buf[4]);
for (uint8_t i = 0; i < 3; i++)
data_store->acc[i] = bmi088->acc_coef * (float)(int16_t)(((buf[2 * i + 1]) << 8) | buf[2 * i]);
BMI088GyroRead(bmi088, BMI088_GYRO_X_L, buf, 6); // 连续读取3个(3*2=6)轴的角速度
static float gyrosen, bias1, bias2, bias3;
if (!first_read_flag)
{ // 先保存,减少访问内存的开销,直接访问栈上变量
gyrosen = bmi088->BMI088_GYRO_SEN;
bias1 = bmi088->gyro_offset[0];
bias2 = bmi088->gyro_offset[1];
bias3 = bmi088->gyro_offset[2];
first_read_flag = 1; // 最后在这里,完成一次读取,标志第一次读取完成
} // 别担心,初始化调用的时候offset(即零飘bias)是0
bmi088->gyro[0] = (float)(int16_t)(((buf[1]) << 8) | buf[0]) * gyrosen - bias1;
bmi088->gyro[0] = (float)(int16_t)(((buf[3]) << 8) | buf[2]) * gyrosen - bias2;
bmi088->gyro[0] = (float)(int16_t)(((buf[5]) << 8) | buf[4]) * gyrosen - bias3;
for (uint8_t i = 0; i < 3; i++)
data_store->gyro[i] = bmi088->BMI088_GYRO_SEN * (float)(int16_t)(((buf[2 * i + 1]) << 8) | buf[2 * i]);
BMI088AccelRead(bmi088, BMI088_TEMP_M, buf, 2); // 读温度,温度传感器在accel上
bmi088->temperature = (float)(int16_t)(((buf[0] << 3) | (buf[1] >> 5))) * BMI088_TEMP_FACTOR + BMI088_TEMP_OFFSET;
data_store->temperature = (float)(int16_t)(((buf[0] << 3) | (buf[1] >> 5))) * BMI088_TEMP_FACTOR + BMI088_TEMP_OFFSET;
return data_store;
return 1;
}
// 如果是IT模式,则检查标志位.当传感器数据准备好会触发外部中断,中断服务函数会将标志位置1
if (bmi088->work_mode == BMI088_BLOCK_TRIGGER_MODE && bmi088->update_flag.imu_ready == 1)
return data_store;
{
memcpy(data_store, &bmi088->gyro, sizeof(BMI088_Data_t));
bmi088->update_flag.imu_ready = 0;
return 1;
}
// 如果数据还没准备好,则返回空数据?或者返回上一次的数据?或者返回错误码? @todo
if (bmi088->update_flag.imu_ready == 0)
return data_store;
return 0;
}
/* pre calibrate parameter to go here */
#warning REMEMBER TO SET PRE CALIBRATE PARAMETER IF YOU CHOOSE NOT TO CALIBRATE
#define BMI088_PRE_CALI_ACC_X_OFFSET 0.0f
#define BMI088_PRE_CALI_ACC_Y_OFFSET 0.0f
// macro to go here... 预设标定参数 gNorm
#define BMI088_PRE_CALI_ACC_Z_OFFSET 0.0f
#define BMI088_PRE_CALI_G_NORM 9.805f
/**
* @brief BMI088 acc gyro 标定
* @note 标定后的数据存储在bmi088->bias和gNorm中,用于后续数据消噪和单位转换归一化
@ -300,80 +285,58 @@ void BMI088CalibrateIMU(BMI088Instance *_bmi088)
{
if (_bmi088->cali_mode == BMI088_CALIBRATE_ONLINE_MODE) // 性感bmi088在线标定,耗时6s
{
_bmi088->acc_coef = BMI088_ACCEL_6G_SEN; // 标定完后要乘以9.805/gNorm
_bmi088->BMI088_GYRO_SEN = BMI088_GYRO_2000_SEN; // 后续改为从initTable中获取
// 一次性参数用完就丢,不用static
float startTime; // 开始标定时间,用于确定是否超时
uint16_t CaliTimes = 6000; // 标定次数(6s)
int16_t bmi088_raw_temp; // 临时变量,暂存数据移位拼接后的值
uint8_t buf[6] = {0}; // buffer
float gyroMax[3], gyroMin[3]; // 保存标定过程中读取到的数据最大值判断是否满足标定环境
float gNormTemp, gNormMax, gNormMin; // 同上,计算矢量范数(模长)
float gyroDiff[3], gNormDiff; // 每个轴的最大角速度跨度及其模长
BMI088_Data_t raw_data;
startTime = DWT_GetTimeline_s();
// 循环继续的条件为标定环境不满足
do // 用do while至少执行一次,省得对上面的参数进行初始化
{ // 标定超时,直接使用预标定参数(如果有)
if (DWT_GetTimeline_s() - startTime > 12.5)
if (DWT_GetTimeline_s() - startTime > 12.01)
{ // 两次都没有成功就切换标定模式,丢给下一个if处理,使用预标定参数
_bmi088->cali_mode = BMI088_LOAD_PRE_CALI_MODE;
break;
}
DWT_Delay(0.005);
DWT_Delay(0.0005);
_bmi088->gNorm = 0;
_bmi088->gyro_offset[0] = 0;
_bmi088->gyro_offset[1] = 0;
_bmi088->gyro_offset[2] = 0;
for (uint8_t i = 0; i < 3; i++) // 重置gNorm和零飘
_bmi088->gyro_offset[i] = 0;
// @todo : 这里也有获取bmi088数据的操作,后续与BMI088Acquire合并.注意标定时的工作模式是阻塞,且offset和acc_coef要初始化成0和1,标定完成后再设定为标定值
// @todo : 这里也有获取bmi088数据的操作,后续与BMI088Acquire合并.注意标定时的工作模式是阻塞,且offset和acc_coef要初始化成0和1,标定完成后再设定为标定值
for (uint16_t i = 0; i < CaliTimes; ++i) // 提前计算,优化
{
BMI088AccelRead(_bmi088, BMI088_ACCEL_XOUT_L, buf, 6); // 读取
bmi088_raw_temp = (int16_t)((buf[1]) << 8) | buf[0]; // 拼接
_bmi088->acc[0] = bmi088_raw_temp * _bmi088->BMI088_ACCEL_SEN; // 计算真实值
bmi088_raw_temp = (int16_t)((buf[3]) << 8) | buf[2];
_bmi088->acc[1] = bmi088_raw_temp * _bmi088->BMI088_ACCEL_SEN;
bmi088_raw_temp = (int16_t)((buf[5]) << 8) | buf[4];
_bmi088->acc[2] = bmi088_raw_temp * _bmi088->BMI088_ACCEL_SEN;
gNormTemp = sqrtf(_bmi088->acc[0] * _bmi088->acc[0] +
_bmi088->acc[1] * _bmi088->acc[1] +
_bmi088->acc[2] * _bmi088->acc[2]);
BMI088Acquire(_bmi088, &raw_data);
gNormTemp = NormOf3d(raw_data.acc);
_bmi088->gNorm += gNormTemp; // 计算范数并累加,最后除以calib times获取单次值
BMI088GyroRead(_bmi088, BMI088_GYRO_CHIP_ID, buf, 8); // 可保存提前计算,优化
bmi088_raw_temp = (int16_t)((buf[1]) << 8) | buf[0];
_bmi088->gyro[0] = bmi088_raw_temp * _bmi088->BMI088_ACCEL_SEN;
_bmi088->gyro_offset[0] += _bmi088->gyro[0];
bmi088_raw_temp = (int16_t)((buf[3]) << 8) | buf[2];
_bmi088->gyro[1] = bmi088_raw_temp * _bmi088->BMI088_ACCEL_SEN;
_bmi088->gyro_offset[1] += _bmi088->gyro[1];
bmi088_raw_temp = (int16_t)((buf[5]) << 8) | buf[4];
_bmi088->gyro[2] = bmi088_raw_temp * _bmi088->BMI088_ACCEL_SEN;
_bmi088->gyro_offset[2] += _bmi088->gyro[2]; // 累加当前值,最后除以calib times获得零飘
// 因为标定时传感器静止,所以采集到的值就是漂移
for (uint8_t i = 0; i < 3; i++)
_bmi088->gyro_offset[i] += raw_data.gyro[i]; // 因为标定时传感器静止,所以采集到的值就是漂移,累加当前值,最后除以calib times获得零飘
if (i == 0) // 避免未定义的行为(else中)
{
gNormMax = gNormTemp; // 初始化成当前的重力加速度模长
gNormMin = gNormTemp;
gNormMax = gNormMin = gNormTemp; // 初始化成当前的重力加速度模长
for (uint8_t j = 0; j < 3; ++j)
{
gyroMax[j] = _bmi088->gyro[j];
gyroMin[j] = _bmi088->gyro[j];
gyroMax[j] = raw_data.gyro[j];
gyroMin[j] = raw_data.gyro[j];
}
}
else // 更新gNorm的Min Max和gyro的minmax
{
if (gNormTemp > gNormMax)
gNormMax = gNormTemp;
if (gNormTemp < gNormMin)
gNormMin = gNormTemp;
gNormMax = gNormMax > gNormTemp ? gNormMax : gNormTemp;
gNormMin = gNormMin < gNormTemp ? gNormMin : gNormTemp;
for (uint8_t j = 0; j < 3; ++j)
{
if (_bmi088->gyro[j] > gyroMax[j]) // 可以写的更简短,宏? :?
gyroMax[j] = _bmi088->gyro[j];
if (_bmi088->gyro[j] < gyroMin[j])
gyroMin[j] = _bmi088->gyro[j];
gyroMax[j] = gyroMax[j] > _bmi088->gyro[j] ? gyroMax[j] : _bmi088->gyro[j];
gyroMin[j] = gyroMin[j] < _bmi088->gyro[j] ? gyroMin[j] : _bmi088->gyro[j];
}
}
@ -387,15 +350,11 @@ void BMI088CalibrateIMU(BMI088Instance *_bmi088)
break; // 超出范围了,重开! remake到while循环,外面还有一层
DWT_Delay(0.0005); // 休息一会再开始下一轮数据获取,IMU准备数据需要时间
}
_bmi088->gNorm /= (float)CaliTimes; // 加速度范数重力
for (uint8_t i = 0; i < 3; ++i)
_bmi088->gyro_offset[i] /= (float)CaliTimes; // 三轴零飘
BMI088AccelRead(_bmi088, BMI088_TEMP_M, buf, 2);
bmi088_raw_temp = (int16_t)((buf[0] << 3) | (buf[1] >> 5)); // 保存标定时的温度,如果已知温度和零飘的关系
// 这里直接存到temperature,可以另外增加BMI088Instance的成员变量TempWhenCalib
_bmi088->temperature = bmi088_raw_temp * BMI088_TEMP_FACTOR + BMI088_TEMP_OFFSET;
_bmi088->temperature = raw_data.temperature * BMI088_TEMP_FACTOR + BMI088_TEMP_OFFSET; // 保存标定时的温度,如果已知温度和零飘的关系
// caliTryOutCount++; 保存已经尝试的标定次数?由你.
} while (gNormDiff > 0.5f ||
fabsf(_bmi088->gNorm - 9.8f) > 0.5f ||
@ -410,12 +369,12 @@ void BMI088CalibrateIMU(BMI088Instance *_bmi088)
// 离线标定
if (_bmi088->cali_mode == BMI088_LOAD_PRE_CALI_MODE) // 如果标定失败也会进来,直接使用离线数据
{
// 读取标定数据
// code to go here ...
_bmi088->gyro_offset[0] = BMI088_PRE_CALI_ACC_X_OFFSET;
// ...
// acc_coef,gNorm ...
_bmi088->gyro_offset[1] = BMI088_PRE_CALI_ACC_Y_OFFSET;
_bmi088->gyro_offset[2] = BMI088_PRE_CALI_ACC_Z_OFFSET;
_bmi088->gNorm = BMI088_PRE_CALI_G_NORM;
}
_bmi088->acc_coef *= 9.805 / _bmi088->gNorm;
}
// 考虑阻塞模式和非阻塞模式的兼容性,通过条件编译(则需要在编译前修改宏定义)或runtime参数判断
@ -428,14 +387,12 @@ BMI088Instance *BMI088Register(BMI088_Init_Config_s *config)
{
// 申请内存
BMI088Instance *bmi088_instance = (BMI088Instance *)zero_malloc(sizeof(BMI088Instance));
// 从右向左赋值,让bsp instance保存指向bmi088_instance的指针(父指针),便于在底层中断中访问bmi088_instance
config->acc_int_config.id =
config->gyro_int_config.id =
config->spi_acc_config.id =
config->spi_gyro_config.id =
config->heat_pwm_config.id = bmi088_instance;
// @todo:
// 目前只实现了!!!阻塞读取模式!!!.如果需要使用IT模式,则需要修改这里的代码,为spi和gpio注册callback(默认为NULL)
// 还需要设置SPI的传输模式为DMA模式或IT模式(默认为blocking)
@ -485,14 +442,9 @@ BMI088Instance *BMI088Register(BMI088_Init_Config_s *config)
// 可以增加try out times,超出次数则返回错误
} while (error != 0);
// 尚未标定时先设置为默认值,使得数据拼接和缩放可以正常进行,后续合并到BMI088Acquire()??
bmi088_instance->acc_coef = 1.0; // 尚未初始化时设定为1,使得BMI088Acquire可以正常使用
bmi088_instance->BMI088_GYRO_SEN = BMI088_GYRO_2000_SEN; // 后续改为从initTable中获取
bmi088_instance->BMI088_ACCEL_SEN = BMI088_ACCEL_6G_SEN; // 或使用宏字符串拼接
// bmi088->gNorm =
// 标定acc和gyro
BMI088CalibrateIMU(bmi088_instance);
bmi088_instance->work_mode = BMI088_BLOCK_PERIODIC_MODE; // 临时设置为阻塞模式
BMI088CalibrateIMU(bmi088_instance); // 标定acc和gyro
bmi088_instance->work_mode = config->work_mode; // 恢复工作模式
return bmi088_instance;
}

2
modules/BMI088/bmi088.h
View File

@ -104,7 +104,7 @@ BMI088Instance *BMI088Register(BMI088_Init_Config_s *config);
* @param bmi088 BMI088实例指针
* @return BMI088_Data_t 读取到的数据
*/
BMI088_Data_t BMI088Acquire(BMI088Instance *bmi088);
uint8_t BMI088Acquire(BMI088Instance *bmi088,BMI088_Data_t* data_store);
/**
* @brief 标定传感器.BMI088在初始化的时候会调用此函数. 提供接口方便标定离线数据

6
modules/algorithm/user_lib.c
View File

@ -174,6 +174,12 @@ float* Norm3d(float* v)
return v;
}
// 计算模长
float NormOf3d(float *v)
{
return Sqrt(v[0] * v[0] + v[1] * v[1] + v[2] * v[2]);
}
// 三维向量叉乘v1 x v2
void Cross3d(float* v1, float* v2,float* res)
{

4
modules/algorithm/user_lib.h
View File

@ -88,7 +88,7 @@ extern uint8_t GlobalDebugMode;
#define VAL_MAX(a, b) ((a) > (b) ? (a) : (b))
/**
* @brief 返回一å<EFBFBD>—干净的内å­?,ä¸<EFBFBD>过ä»<EFBFBD>ç„需è¦<EFBFBD>强åˆè½¬æ<EFBFBD>?为你需è¦<EFBFBD>的类型
* @brief 返回一块干净的内<EFBFBD>?,不过仍然需要强制转<EFBFBD>?为你需要的类型
*
* @param size 分配大小
* @return void*
@ -116,6 +116,8 @@ int float_rounding(float raw);
float* Norm3d(float* v);
float NormOf3d(float* v);
void Cross3d(float* v1, float* v2, float* res);
float Dot3d(float* v1, float* v2);