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玖叁 2024-12-15 18:09:40 +08:00
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5
.vscode/settings.json vendored
View File

@ -4,5 +4,10 @@
"**/*.rpa": true,
"**/*.rpymc": true,
"**/cache/": true
},
"files.associations": {
"*.toml": "toml",
"Comfyfile": "raw",
"*.tcc": "cpp"
}
}

56
packet.md Normal file
View File

@ -0,0 +1,56 @@
# 数据包格式
## 基础
| 含义 | 数据 |
| ---- | ---- |
| 发送包头 | 0x00 |
| 发送包尾 | 0xff |
| 返回包头 | 0x01 |
| 返回包尾 | 0xfe |
`数据包头` + `包体长度` + `指令` + `数据包体` + `数据包尾`
如：
`00 06 20 AA BB FF`
## 信息查询
### 查询蓝牙连接状态 `0x10`
查询示例 `00 04 10 FF`
| 返回数据 | 含义 |
| -------- | ---- |
| 01 | 已连接 |
| 00 | 未连接 |
返回示例 `01 05 10 01 FE`
## 控制
### 行进控制 `0x20`
| 方向数据 | 含义 |
| -------- | ---- |
| 0x00 | 停止 |
| 0x01 | 前进 |
| 0x02 | 后退 |
| 0x03 | 左转 |
| 0x04 | 右转 |
包体 `00 06 20 方向 速度 FF`
控制示例 `00 06 20 01 FF FF`
### 原地控制 `0x21`
| 方向数据 | 含义 |
| -------- | ---- |
| 0x00 | 顺时针 |
| 0x01 | 逆时针 |
包体 `00 06 21 方向 时间 FF`
控制示例 `00 06 21 01 01 FF`

378
src/main.cpp
View File

@ -1,34 +1,35 @@
#include <Arduino.h>
#include <BluetoothSerial.h>
#define STATUS_LED 2
#define HC_SR04_TRIG 34
#define HC_SR04_ECHO 35
// 使用 2 片 TB6612 控制 4 个电机
// 使用差速控制转向
// TB6612 #1 控制 A B 电机
#define MOTOR_AB_STBY 14 // TB6612 #1 待机控制
// A 电机 左前轮
#define MOTOR_A_PWMA 25 // 电机 A PWM
#define MOTOR_A_AIN1 26 // 电机 A 方向控制1
#define MOTOR_A_AIN2 27 // 电机 A 方向控制2
#define MOTOR_A_PWMA 21 // 电机 A PWM
#define MOTOR_A_AIN1 18 // 电机 A 方向控制1
#define MOTOR_A_AIN2 19 // 电机 A 方向控制2
// B 电机 左后轮
#define MOTOR_B_PWMB 32 // 电机 B PWM
#define MOTOR_B_BIN1 33 // 电机 B 方向控制1
#define MOTOR_B_BIN2 34 // 电机 B 方向控制2
#define MOTOR_B_PWMB 5 // 电机 B PWM
#define MOTOR_B_BIN1 16 // 电机 B 方向控制1
#define MOTOR_B_BIN2 17 // 电机 B 方向控制2
// TB6612 #2 控制 C D 电机
#define MOTOR_CD_STBY 19 // TB6612 #2 待机控制
// C 电机 右后轮
#define MOTOR_C_PWMA 4 // 电机 C PWM
#define MOTOR_C_AIN1 15 // 电机 C 方向控制1
#define MOTOR_C_AIN2 2 // 电机 C 方向控制2
// C 电机 右前轮
#define MOTOR_C_PWMA 16 // 电机 C PWM
#define MOTOR_C_AIN1 17 // 电机 C 方向控制1
#define MOTOR_C_AIN2 18 // 电机 C 方向控制2
// D 电机 右后轮
#define MOTOR_D_PWMB 21 // 电机 D PWM
#define MOTOR_D_BIN1 22 // 电机 D 方向控制1
#define MOTOR_D_BIN2 23 // 电机 D 方向控制2
// D 电机 右前轮
#define MOTOR_D_PWMB 32 // 电机 D PWM
#define MOTOR_D_BIN1 25 // 电机 D 方向控制1
#define MOTOR_D_BIN2 33 // 电机 D 方向控制2
// 运动控制参数
#define MAX_SPEED 255 // 最大速度
@ -45,99 +46,53 @@ bool isTurning = false; // 转向状态
BluetoothSerial SerialBT;
// 在全局变量定义区域添加以下内容
#define PACKET_R_HEAD 0x00
#define PACKET_R_TAIL 0xFF
#define PACKET_T_HEAD 0x01
#define PACKET_T_TAIL 0xFE
#define PACKET_MAX_LENGTH 32 // 数据包最大长度
// 指令定义
#define CMD_CHECK_BT_STATUS 0x10
#define CMD_MOTOR_MOVE_CONTROL 0x20
#define CMD_MOTOR_ROTATE_CONTROL 0x21
// 数据包缓冲区
uint8_t packetBuffer[PACKET_MAX_LENGTH];
int packetIndex = 0;
bool isReceivingPacket = false;
// 在全局变量定义区域添加
#define LED_FLASH_INTERVAL 1000 // LED闪烁间隔(ms)
unsigned long lastLedToggle = 0; // 上次LED切换状态的时间
bool ledState = false; // LED当前状态
// 电机控制函数
void motorControl(int pwmPin, int in1Pin, int in2Pin, int speed) {
if (speed > 0) {
void motorControl(int pwmPin, int in1Pin, int in2Pin, int speed)
{
if (speed > 0)
{
digitalWrite(in1Pin, HIGH);
digitalWrite(in2Pin, LOW);
} else if (speed < 0) {
}
else if (speed < 0)
{
digitalWrite(in1Pin, LOW);
digitalWrite(in2Pin, HIGH);
speed = -speed;
} else {
}
else
{
digitalWrite(in1Pin, LOW);
digitalWrite(in2Pin, LOW);
}
analogWrite(pwmPin, speed);
}
// 小车运动控制函数
void carControl(int leftSpeed, int rightSpeed) {
motorControl(MOTOR_A_PWMA, MOTOR_A_AIN1, MOTOR_A_AIN2, leftSpeed); // 左前
motorControl(MOTOR_B_PWMB, MOTOR_B_BIN1, MOTOR_B_BIN2, leftSpeed); // 左后
motorControl(MOTOR_C_PWMA, MOTOR_C_AIN1, MOTOR_C_AIN2, rightSpeed); // 右前
motorControl(MOTOR_D_PWMB, MOTOR_D_BIN1, MOTOR_D_BIN2, rightSpeed); // 右后
}
// 计算左右轮速度
void calculateWheelSpeeds(int baseSpeed, int turnOffset, int &leftSpeed, int &rightSpeed) {
// turnOffset 范围：-100 到 100
// 负值表示向左转，正值表示向右转
float turnMultiplier = 1.0 - (abs(turnOffset) / 100.0) * (1.0 - TURN_RATIO);
if (turnOffset < 0) { // 向左转
leftSpeed = baseSpeed * turnMultiplier;
rightSpeed = baseSpeed;
} else if (turnOffset > 0) { // 向右转
leftSpeed = baseSpeed;
rightSpeed = baseSpeed * turnMultiplier;
} else { // 直行
leftSpeed = baseSpeed;
rightSpeed = baseSpeed;
}
}
// 更新小车运动
void updateCarMovement() {
int leftSpeed = 0, rightSpeed = 0;
if (isMoving) {
calculateWheelSpeeds(currentSpeed, turnOffset, leftSpeed, rightSpeed);
if (!isTurning) {
// 逐渐加速
currentSpeed = min(currentSpeed + SPEED_INCREMENT, BASE_SPEED);
}
} else {
// 逐渐减速
currentSpeed = max(currentSpeed - SPEED_INCREMENT, 0);
if (currentSpeed > 0) {
calculateWheelSpeeds(currentSpeed, turnOffset, leftSpeed, rightSpeed);
}
}
carControl(leftSpeed, rightSpeed);
}
// CCD 巡线相关函数
#define CCD_PIN 35 // CCD 数据引脚
#define CCD_CLK_PIN 36 // CCD 时钟引脚
#define CCD_SI_PIN 39 // CCD 启动引脚
#define CCD_PIXELS 128 // CCD 像素数
int ccdData[CCD_PIXELS]; // CCD 数据数组
// 读取 CCD 数据
void readCCD() {
// 启动信号
digitalWrite(CCD_SI_PIN, HIGH);
digitalWrite(CCD_CLK_PIN, HIGH);
digitalWrite(CCD_SI_PIN, LOW);
digitalWrite(CCD_CLK_PIN, LOW);
// 读取像素数据
for(int i = 0; i < CCD_PIXELS; i++) {
digitalWrite(CCD_CLK_PIN, HIGH);
ccdData[i] = analogRead(CCD_PIN);
digitalWrite(CCD_CLK_PIN, LOW);
}
}
// 计算巡线偏移量
int calculateLineOffset() {
// 这里添加线位置检测算法
// 返回值范围：-100 到 100
// 0 表示线在中间，负值表示线在左边，正值表示线在右边
return 0; // 临时返回值
u_char getSerialBTStatus()
{
return SerialBT.connected() ? 0x01 : 0x00;
}
void setup()
@ -146,11 +101,11 @@ void setup()
Serial.begin(115200);
// 初始化蓝牙
SerialBT.begin("ESP32_Car"); // 蓝牙设备名称
SerialBT.begin("WhiteTiger");
// 设置引脚模式
pinMode(MOTOR_AB_STBY, OUTPUT);
pinMode(MOTOR_CD_STBY, OUTPUT);
pinMode(STATUS_LED, OUTPUT);
digitalWrite(STATUS_LED, HIGH);
pinMode(MOTOR_A_PWMA, OUTPUT);
pinMode(MOTOR_A_AIN1, OUTPUT);
@ -168,64 +123,179 @@ void setup()
pinMode(MOTOR_D_BIN1, OUTPUT);
pinMode(MOTOR_D_BIN2, OUTPUT);
// 启用电机驱动
digitalWrite(MOTOR_AB_STBY, HIGH);
digitalWrite(MOTOR_CD_STBY, HIGH);
pinMode(HC_SR04_TRIG, INPUT);
pinMode(HC_SR04_ECHO, INPUT);
}
// 添加 CCD 引脚初始化
// pinMode(CCD_CLK_PIN, OUTPUT);
// pinMode(CCD_SI_PIN, OUTPUT);
// pinMode(CCD_PIN, INPUT);
void handleSerialPacket(uint8_t *packet, int length, Stream &serial)
{
if (length < 4)
return; // 最小包长度：包头(1) + 长度(1) + 指令(1) + 包尾(1)
uint8_t packetLength = packet[1]; // 获取长度
uint8_t cmd = packet[2]; // 获取指令
uint8_t direction, speed, time;
switch (cmd)
{
case CMD_CHECK_BT_STATUS:
Serial.println("CMD_CHECK_BT_STATUS");
// 回复状态
serial.write(PACKET_T_HEAD);
serial.write(0x05); // 包体长度
serial.write(CMD_CHECK_BT_STATUS);
serial.write(getSerialBTStatus());
serial.write(PACKET_T_TAIL);
break;
case CMD_MOTOR_MOVE_CONTROL:
// 获取方向和速度
direction = packet[3];
speed = packet[4];
Serial.printf("CMD_MOTOR_MOVE_CONTROL: direction = 0x%02X, speed = %d\n", direction, speed);
// 移动
if (direction == 0x00)
{
motorControl(MOTOR_A_PWMA, MOTOR_A_AIN1, MOTOR_A_AIN2, 0);
motorControl(MOTOR_B_PWMB, MOTOR_B_BIN1, MOTOR_B_BIN2, 0);
motorControl(MOTOR_C_PWMA, MOTOR_C_AIN1, MOTOR_C_AIN2, 0);
motorControl(MOTOR_D_PWMB, MOTOR_D_BIN1, MOTOR_D_BIN2, 0);
}
// 前进
if (direction == 0x01)
{
motorControl(MOTOR_A_PWMA, MOTOR_A_AIN1, MOTOR_A_AIN2, speed);
motorControl(MOTOR_B_PWMB, MOTOR_B_BIN2, MOTOR_B_BIN1, speed);
motorControl(MOTOR_C_PWMA, MOTOR_C_AIN2, MOTOR_C_AIN1, speed);
motorControl(MOTOR_D_PWMB, MOTOR_D_BIN1, MOTOR_D_BIN2, speed);
}
// 后退
if (direction == 0x02)
{
motorControl(MOTOR_A_PWMA, MOTOR_A_AIN1, MOTOR_A_AIN2, -speed);
motorControl(MOTOR_B_PWMB, MOTOR_B_BIN2, MOTOR_B_BIN1, -speed);
motorControl(MOTOR_C_PWMA, MOTOR_C_AIN2, MOTOR_C_AIN1, -speed);
motorControl(MOTOR_D_PWMB, MOTOR_D_BIN1, MOTOR_D_BIN2, -speed);
}
break;
case CMD_MOTOR_ROTATE_CONTROL:
// 获取方向和时间
direction = packet[3];
time = packet[4];
// 原地旋转
Serial.printf("CMD_MOTOR_ROTATE_CONTROL: direction = 0x%02X, time = %d\n", direction, time);
// 顺时针
if (direction == 0x00)
{
// 左侧电机向前转
motorControl(MOTOR_A_PWMA, MOTOR_A_AIN1, MOTOR_A_AIN2, 255); // 左前
motorControl(MOTOR_B_PWMB, MOTOR_B_BIN2, MOTOR_B_BIN1, 255); // 左后
// 右侧电机向后转
motorControl(MOTOR_C_PWMA, MOTOR_C_AIN2, MOTOR_C_AIN1, -255); // 右后
motorControl(MOTOR_D_PWMB, MOTOR_D_BIN1, MOTOR_D_BIN2, -255); // 右前
}
// 逆时针
if (direction == 0x01)
{
// 左侧电机向后转
motorControl(MOTOR_A_PWMA, MOTOR_A_AIN1, MOTOR_A_AIN2, -255); // 左前
motorControl(MOTOR_B_PWMB, MOTOR_B_BIN2, MOTOR_B_BIN1, -255); // 左后
// 右侧电机向前转
motorControl(MOTOR_C_PWMA, MOTOR_C_AIN2, MOTOR_C_AIN1, 255); // 右后
motorControl(MOTOR_D_PWMB, MOTOR_D_BIN1, MOTOR_D_BIN2, 255); // 右前
}
break;
default:
// 未知指令处理
break;
}
}
void processSerialIncomingByte(uint8_t incomingByte, Stream &serial)
{
static uint8_t expectedLength = 0;
packetIndex++;
if (incomingByte == PACKET_R_HEAD && !isReceivingPacket)
{
isReceivingPacket = true;
packetIndex = 0;
packetBuffer[packetIndex] = incomingByte;
}
else if (isReceivingPacket)
{
if (packetIndex < PACKET_MAX_LENGTH)
{
packetBuffer[packetIndex] = incomingByte;
// 第二个字节是包体长度
if (packetIndex == 1)
{
expectedLength = incomingByte;
}
// 到达预期长度时检查包尾
if (packetIndex == expectedLength - 1)
{
isReceivingPacket = false;
if (incomingByte == PACKET_R_TAIL)
{
handleSerialPacket(packetBuffer, packetIndex + 1, serial);
}
}
}
else
{
isReceivingPacket = false;
}
}
}
void updateStatusLED()
{
if (SerialBT.connected())
{
// 蓝牙已连接，LED常亮
digitalWrite(STATUS_LED, HIGH);
}
else
{
// 蓝牙未连接，LED慢闪
unsigned long currentMillis = millis();
if (currentMillis - lastLedToggle >= LED_FLASH_INTERVAL)
{
lastLedToggle = currentMillis;
ledState = !ledState;
digitalWrite(STATUS_LED, ledState);
}
}
}
void loop()
{
if (SerialBT.available()) {
char cmd = SerialBT.read();
switch(cmd) {
case 'F': // 前进
isMoving = true;
turnOffset = 0;
break;
case 'B': // 后退
isMoving = true;
currentSpeed = -BASE_SPEED;
turnOffset = 0;
break;
case 'L': // 左转
isTurning = true;
turnOffset = -100;
break;
case 'R': // 右转
isTurning = true;
turnOffset = 100;
break;
case 'S': // 停止
isMoving = false;
isTurning = false;
turnOffset = 0;
break;
case 'l': // 微左转
turnOffset = max(turnOffset - 20, -100);
break;
case 'r': // 微右转
turnOffset = min(turnOffset + 20, 100);
break;
}
if (SerialBT.available())
{
uint8_t incomingByte = SerialBT.read();
processSerialIncomingByte(incomingByte, SerialBT);
Serial.printf("BT Received: 0x%02X\n", incomingByte);
}
// 更新小车运动
updateCarMovement();
if (Serial.available())
{
uint8_t incomingByte = Serial.read();
processSerialIncomingByte(incomingByte, Serial);
Serial.printf("UART Received: 0x%02X\n", incomingByte);
}
// 巡线模式代码（后续启用）
/*
readCCD();
int lineOffset = calculateLineOffset();
turnOffset = lineOffset;
isMoving = true;
updateCarMovement();
*/
delay(20); // 控制更新频率
updateStatusLED(); // 更新LED状态
}