【野火】第二期瑞萨RA MCU创意氛围赛+遛娃三轮车

argent

一、引言

现如今独生子女越来越普遍，大人对小孩的宠爱也是常态，儿童玩具市场新品层出不穷，买一款小巧且安全耐用的儿童电动摩托车既能满足小孩的玩耍，又能减少遛娃的辛苦。开发一款性价比相对较高的儿童电动摩托车具有很大的市场需求，本期计划使用野火启明RA6T2电机控制板实现电动摩托车基本功能。野火启明RA6T2电机板是集成R7FA6T2BD3CFP MCU，该款MCU具备高性能，240MHz主频，Arm Cortex-M33内核、高达512KB的后台运行代码闪存、16KB数据闪存和带ECC的64KBSRAM，想必开发一款儿童电动摩托车是游刃有余吧。


二、系统框图

      根据以上系统框图，可大致解说一下，该系统支持手机小程序与串口调试接口控制motorA与motorB运行状态，按键组控制SG90舵机转动。其它外加功能，OLED屏显示DHT11实时采集周围环境的温湿度值，HC-SR04超声波测距传感器驱使自动避障减速功能。这里的motorA代表电动摩托车的左轮，motorB代表电动摩托车的右轮，SG90舵机代表电动摩托车的前轮，按键组表示手握的方向盘。

三、硬件资源
      启明6T2电机板硬件资源非常丰富，尤其是在电机应用方面，项目中只是运用到部分硬件接口。启明6T2电机板硬件资源标注图：


      首先直接来张实物连线全景图！

     基于以上硬件资源，相信大家都比较熟悉了，这里着重介绍一下蓝牙模块。该蓝牙模块是本人在某宝平台上掏得的，MX-01P模块的封装尺寸脚位定义如下：

    这款性价比不错，本人还专程买了搭配的底板，这样焊接在底板上，只需要将BRTS管脚接地，然后通过四根杜邦线与电机板正确连接好即可。模组的管脚定义如下：


四、FSP灵活配置
使用的Stacks资源如下：

         主控R7FA6T2BD3CFP的管脚利用分布：

       这个简单解说一下：
（1）“g_ioport”包括项目中所有用到IO口的配置g_bsp_pin_cfg，包括LED、蜂鸣器、DHT11等GPIO口的基本配置。
（2）“debug_uart9”为type-c接口的USB转串口，用于串口信息打印，上位机串口调试助手的指令控制。
（3）“g_i2c0”是OLED屏的IIC接口的配置。
（4）“sw2_irq”与“sw3_irq”为Key1、Key2按键的配置。
（5）“gear_pwm”是方向舵机的配置。
（6）“g_timer0”为HC-SR04超声波测距模块的定时器配置，“g_external_irq10”为HC-SR04的外部中断检测。
（7）“g_timer1”为GTIOC1A（PE12），一路PWM信号连接L298N模块的IN1脚。
（8）“g_timer2”为GTIOC2A（PE10），一路PWM信号连接L298N模块的IN2脚。
（9）“g_timer3”为GTIOC3A（PC14），一路PWM信号连接L298N模块的IN3脚。
（10）“g_timer4”为GTIOC4B（PE01），一路PWM信号连接L298N模块的IN4脚。
（11）“g_uart3”为连接蓝牙模块的接口配置。
（12）“g_external_irq0”、“g_external_irq1”、“g_timer5”为电机转速反馈控制，引入pid算法。


五、指令说明
使用两个字节来控制，recv_buf[0]为电机参数控制命令，recv_buf[1]为自动模式、手动模式选项。
       recv_buf[0]：0，空闲默认状态
       recv_buf[0]：1，左右电机前进
       recv_buf[0]：2，左右电机后退
       recv_buf[0]：3，左电机转，向右转大弯
       recv_buf[0]：4，右电机转，向左转大弯
       recv_buf[0]：5，左右电机全速运行，快速前进
       recv_buf[0]：6，左右电机停止运行


       recv_buf[1]：1，自动模式
       recv_buf[1]：2，手动模式


六、部分代码
       hal_entry.c

1. #include "hal_data.h"
   
2. 
   
3. FSP_CPP_HEADER
   
4. void R_BSP_WarmStart(bsp_warm_start_event_t event);
   
5. FSP_CPP_FOOTER
   
6. 
   
7. #include "led/bsp_led.h"
   
8. #include "dht11/bsp_dht11.h"
   
9. #include "key.h"
   
10. #include "debug_uart/bsp_debug_uart.h"
    
11. #include "motor_servo/motor_servo.h"
    
12. #include "oled.h"
    
13. #include "bmp.h"
    
14. #include "hc_sr04.h"
    
15. #include "bluetooth.h"
    
16. #include "motor_dc.h"
    
17. #include "motor_pid.h"
    
18. #include "pid_calculate.h"
    
19. #include "motor_speed.h"
    
20. 
    
21. extern char Order_Buff[1];
    
22. extern int8_t direct;
    
23. 
    
24. /*******************************************************************************************************************//**
    
25. * main() is generated by the RA Configuration editor and is used to generate threads if an RTOS is used.  This function
    
26. * is called by main() when no RTOS is used.
    
27. **********************************************************************************************************************/
    
28. void hal_entry(void)
    
29. {
    
30.     uint8_t temper[2] = {0};     
    
31.     uint8_t humidity[2] = {0};
    
32.     /* TODO: add your own code here */
    
33.     IRQ_Init();
    
34.     InitServoMotor();
    
35.     LED_Init();
    
36.     HC_SR04_Init();
    
37.     motor_dc_init();
    
38.     Debug_UART9_Init();
    
39.     blueTooth_Init();
    
40.     setGearAngle(0);//上电使舵机回到0度位置
    
41.     pid_param_init();
    
42.     Motor_speed_Init();
    
43.     oled_Init();
    
44.     oled_Clear();
    
45.     printf("\r\n***********************\r\n");
    
46.     printf("\n欢迎使用启明6T2开发板\r\n");
    
47.     printf("\n儿童三轮代步车控制实验\r\n");
    
48.     printf("\n按下按键1：小幅度左转\r\n");
    
49.     printf("\n按下按键2：小幅度右转\r\n");
    
50.     printf("\r\n***********************\r\n");
    
51.         
    
52.      oled_Clear();
    
53.      oled_ShowCHinese(10,0,0);//欢
    
54.      oled_ShowCHinese(18+10,0,1);//迎
    
55.      oled_ShowCHinese(36+10,0,2);//使
    
56.      oled_ShowCHinese(54+10,0,3);//用
    
57.      oled_PrintfString(6,3,(unsigned char*)"RA6T2 MotorTest");
    
58.      oled_PrintfString(6,6,(unsigned char*)"2024-12-08");
    
59.      R_BSP_SoftwareDelay(1200, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);
    
60.      oled_Clear();
    
61.      oled_ShowCHinese(10,0,4);//瑞
    
62.      oled_ShowCHinese(28,0,5);//萨
    
63.      oled_PrintfString(46,0,(unsigned char*)"MCU");
    
64.      oled_PrintfString(76,0,(unsigned char*)"2024");
    
65.      oled_ShowCHinese(110,0,9);//年
    
66.      oled_DrawBMP(0,2,128,8,BMP1);
    
67.      R_BSP_SoftwareDelay(1200, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);
    
68.      oled_Clear();
    
69.      oled_DrawBMP(0,0,128,8,BMP2);
    
70.      R_BSP_SoftwareDelay(1000, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);        
    
71.      oled_SetCharSize(FONT_16);
    
72.      while(1)
    
73.      {
    
74.                 DHT11_Read_Data(temper,humidity);
    
75.                 R_BSP_SoftwareDelay(300,BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);
    
76. 
    
77.                 if(direct == 0)
    
78.                 {
    
79.                         oled_Clear();
    
80.                         oled_ShowCHinese(0,2,10);//当
    
81.                         oled_ShowCHinese(18,2,11);//前
    
82.                         oled_ShowCHinese(36,2,12);//温
    
83.                         oled_ShowCHinese(54,2,13);//度
    
84.                         oled_PrintfString(72,2,(unsigned char*)":");
    
85.                         oled_ShowNum(80,2,temper[0],2);
    
86.                         oled_ShowCHinese(98,2,16);//℃
    
87.                         oled_ShowCHinese(0,5,10);//当
    
88.                         oled_ShowCHinese(18,5,11);//前
    
89.                         oled_ShowCHinese(36,5,14);//温
    
90.                         oled_ShowCHinese(54,5,15);//度
    
91.                         oled_PrintfString(72,5,(unsigned char*)":");
    
92.                         oled_ShowNum(80,5,humidity[0],2);
    
93.                         oled_PrintfString(98,5,(unsigned char*)"%RH");
    
94.                 }
    
95.                 if(direct==1)
    
96.                 {
    
97.                         oled_Clear();
    
98.                         oled_DrawBMP(0,0,128,8,BMP3);
    
99.                         direct = 0;
    
100.                 }
     
101.                 else if(direct==2)
     
102.                 {
     
103.                         oled_Clear();
     
104.                         oled_DrawBMP(0,0,128,8,BMP4);
     
105.                         direct = 0;
     
106.                 }
     
107.                  if( stru_BlueCmd.mode ==  MANUAL )
     
108.                {
     
109.                     motor_ActRunCtrl();
     
110.                }
     
111.                else if( stru_BlueCmd.mode ==  AUTO )
     
112.               {
     
113.                     motor_pid_control();
     
114.               }
     
115.              memset(temper,0,sizeof(temper));
     
116.              memset(humidity,0,sizeof(humidity));
     
117.          }
     
118.      
     
119. #if BSP_TZ_SECURE_BUILD
     
120.     /* Enter non-secure code */
     
121.     R_BSP_NonSecureEnter();
     
122. #endif
     
123. }
     
124. 
     
125. /*******************************************************************************************************************//**
     
126. * This function is called at various points during the startup process.  This implementation uses the event that is
     
127. * called right before main() to set up the pins.
     
128. *
     
129. * @param[in]  event    Where at in the start up process the code is currently at
     
130. **********************************************************************************************************************/
     
131. void R_BSP_WarmStart (bsp_warm_start_event_t event)
     
132. {
     
133.     if (BSP_WARM_START_RESET == event)
     
134.     {
     
135. #if BSP_FEATURE_FLASH_LP_VERSION != 0
     
136. 
     
137.         /* Enable reading from data flash. */
     
138.         R_FACI_LP->DFLCTL = 1U;
     
139. 
     
140.         /* Would normally have to wait tDSTOP(6us) for data flash recovery. Placing the enable here, before clock and
     
141.          * C runtime initialization, should negate the need for a delay since the initialization will typically take more than 6us. */
     
142. #endif
     
143.     }
     
144. 
     
145.     if (BSP_WARM_START_POST_C == event)
     
146.     {
     
147.         /* C runtime environment and system clocks are setup. */
     
148. 
     
149.         /* Configure pins. */
     
150.         R_IOPORT_Open(&g_ioport_ctrl, g_ioport.p_cfg);
     
151.     }
     
152. }
     
153. 
     
154. #if BSP_TZ_SECURE_BUILD
     
155. 
     
156. BSP_CMSE_NONSECURE_ENTRY void template_nonsecure_callable ();
     
157. 
     
158. /* Trustzone Secure Projects require at least one nonsecure callable function in order to build (Remove this if it is not required to build). */
     
159. BSP_CMSE_NONSECURE_ENTRY void template_nonsecure_callable ()
     
160. {
     
161. 
     
162. }
     
163. #endif
     

复制代码

七、控制效果演示
        录制的视频是采用手机端的小程序蓝牙无线控制方式，去控制左右电机的转动状态。由于HC-SR04超声波测距模块需要在比较空旷的地方，组装成小车模型才好演示其自动控制效果，这里就不再录制视频，不过发送指令切换成自动模式后，用手移动HC-SR04超声波测距模块，电机会做出相应动作。当然上位机串口调试助手也是可以通过发送hex格式的数据进行控制左右电机运转的。

第二期瑞萨RA MCU创意氛围赛+启明儿童三轮车

八、工程源码分享
       Remote_Control_Tricycle.zip (1.73 MB, 下载次数: 5)

2024-12-11 19:26 上传

点击文件名下载附件