medical-car-master.zip

# 基于立创梁山派的21年电赛F题智能送药小车 **⚙️简介：**：全国产化器件制作的基于立创梁山派的21年电赛F题智能送药小车 * **硬件部分**：扩展板由电机驱动，国产姿态传感器及磁力计，蜂鸣器驱动，按键和药物检测，ADC电压采集，CAN芯片等组成。国产蓝牙模块实现双车通讯，K210实现数字识别和巡红线。 * **软件部分**：国产RT-Thread，PID控制电机实现位置环和速度环，姿态解算，K210数字识别和红线识别，定义串口通讯协议并DMA接收+ringbufer缓存处理，各数据交换使用发布订阅机制。 * **教程部分**：[请点这里](https://dri8c0qdfb.feishu.cn/wiki/ZDYbwqDfCiwVlckUEcScF0KSnRh)  **简要视频：** 1. [赛题分析](https://www.bilibili.com/video/BV1Ku411s7Pu/) 2. [电路设计](https://www.bilibili.com/video/BV1424y1A7b2/) 3. [代码编写](https://www.bilibili.com/video/BV18M4y1e7UP/) ------ **简要文章：** 1. [赛题分析](./4_Docs/赛题分析.md) 1. [电路设计](./4_Docs/电路设计.md) ------ **精简文档:** 1. [00_单个小车BOM表](./4_Docs/00_单个小车BOM表.md) 2. [01_组装文档](./4_Docs/01_组装文档.md) 3. [02_编译文档](./4_Docs/02_编译文档.md) 4. [03_软件工具与调试工具介绍](./4_Docs/03_软件工具与调试工具介绍.md) 5. [04_建立RT-Thread工程模板](./4_Docs/04_建立RT-Thread工程模板.md) 6. [05_Finsh控制台的使用](./4_Docs/05_Finsh控制台的使用.md) 7. [06_如何计算小车轮子转速](./4_Docs/06_如何计算小车轮子转速.md) 8. [07_电机驱动-舵机-蜂鸣器PWM配置](./4_Docs/07_电机驱动-舵机-蜂鸣器PWM配置.md) 9. [08_直流减速电机PID速度环与位置环调试](./4_Docs/08_直流减速电机PID速度环与位置环调试.md) 10. [09_国产IMU移植及姿态解算](./4_Docs/09_国产IMU移植及姿态解算.md) 11. [10_小车角度环的调试与实现](./4_Docs/10_小车角度环的调试与实现.md) 12. [11_K210更换固件-运行基础颜色识别例程](./4_Docs/11_K210更换固件-运行基础颜色识别例程.md) 13. [12_K210的KPU数字识别训练](./4_Docs/12_K210的KPU数字识别训练.md) 14. [13_K210功能实现代码讲解](./4_Docs/13_K210功能实现代码讲解.md) 15. [14_立创梁山派与K210串口通信协议框架搭建](./4_Docs/14_立创梁山派与K210串口通信协议框架搭建.md) 16. [15_小车寻红线环的调试与实现](./4_Docs/15_小车寻红线环的调试与实现.md) 17. [16_按键检测的消抖和实现](./4_Docs/16_按键检测的消抖和实现.md) 18. [17_送药小车数据的发布与订阅](./4_Docs/17_送药小车数据的发布与订阅.md) 19. [18_送药小车实现思路](./4_Docs/18_送药小车实现思路.md) # 一 目录结构 - [0_STL](./0_STL):小车上的3D打印文件。 - [1_Hardware](./1_Hardware)：小车扩展板PCB以及底板PCB结构件。 - [2_Code](./2_Code):代码部分，包含梁山派MDK工程和K210程序。 - [3_Tool](./3_Tool):常用软件工具。 - [4_Docs](./4_Docs):文档说明。 # 二 使用说明 ## 了解过 RT-Thread ENV 开发工具 1. 克隆本仓库到本地。 2. 进入`2_Code`目录，使用 [ENV](https://club.rt-thread.org/ask/question/5699.html) 工具执行 `pkgs --update`下载缺失的软件包。 3. 使用 [ENV](https://club.rt-thread.org/ask/question/5699.html) 工具执行 `scons --target=mdk5`更新MDK5工程文件。 4. 打开`2_Code`目录下的`project.uvprojx`即可正常编译使用了。 ## 从来没用过RT-Thread 1. 去[RT-Thread文档中心](https://www.rt-thread.org/document/site/#/)了解了解。 2. 进入仓库的[发行版](https://gitee.com/lcsc/medical_car/releases/tag/V1.0.0)，下载附件[2_code.zip](https://gitee.com/lcsc/medical_car/releases/download/V1.0.0/2_Code.zip)。 3. 解压后打开目录下的`project.uvprojx`即可正常编译使用了。 # 三 代码介绍 所有自己添加的文件都在[applications](https://gitee.com/lcsc/medical_car/tree/master/2_Code/applications)目录下。 ## 梁山派GD32端 ### RTOS选择并建立模板 ​ 为了配合梁山派的全国产化，本次的RTOS选择国内优秀的RT-Thread，RT-Thread 是一款完全由国内团队开发维护的嵌入式实时操作系统（RTOS），具有完全的自主知识产权。经过 16 个年头的沉淀，伴随着物联网的兴起，它正演变成一个功能强大、组件丰富的物联网操作系统。 ​ 它与其他RTOS最大的区别是他有一个软件包库，有许多开源的大佬分享自己做的软件包。如果你选用支持RT-Thread的芯片来开发项目，就可以使用它丰富的软件包。比如说想读取MPU6050的数据，直接在ENV工具中选择MUP6050的软件包，重新生成工程，运行例程就可以获得数据了。比如想做一个按键驱动，在软件包中搜索 按钮，就会有数个软件包供你选择，你可以专注于做应用，底层的大部分驱动都是可以复用的。 ​ 梁山派目前已经适配基础版RT-Thread，[链接](https://github.com/RT-Thread/rt-thread/tree/master/bsp/gd32/arm/gd32470z-lckfb). ​ 建议不要选择master分支进行开发，因为主分支处于一直开发的状态，可能会有意想不到的BUG。一般要选一个稳定的版本。我这里选用的RT-Thread-V4.1.1。 ### BSP底层初始化编写 ​ 当前梁山派还没有适配RT-Thread的PWM，ENCODER等外设资源，所以需要我们自己进行初始化配置。 ​ 主要有蜂鸣器PWM的配置，电机驱动PWM的配置，正交编码器的配置，舵机PWM的配置。 ​ 以蜂鸣器初始化为例。 ​ 首先要知道确切的系统时钟和定时器时钟频率。打开GD32参考手册的第四章节：复位和时钟单元（RCU）里面的图4-2.时钟树。再找到keil工程下面Drivers里面的board.c里面的SystemClock_Config。找到系统时钟之后找一下APB2和APB1的时钟频率。以蜂鸣器的PWM配置为例。可以看到BEEP_TIMER就是TIMER12，它挂在APB1时钟下，/* APB1 = AHB/4 */就是说APB1是60M，TIMER时钟由AHB时钟分频获得，它的频率可以等于CK_APBx、CK_APBx的两倍或CK_APBx 的四倍。详细信息请参考RCU_CFG1寄存器的TIMERSEL位，因为我们是给APB分频了的。所以定时器时钟等于 APB 时钟的两倍，所以这里的TIMER12时钟是60M*2=120Mhz，在这里的30-1，要-1是因为这里的计数是从0开始的。接下来就是简单的除法计算了。//120Mhz/30=4000000Hz 这里用到了自动初始化：RT-Thread总共有六个初始化顺序 > 1 INIT_BOARD_EXPORT(fn) > > 非常早期的初始化，此时调度器还未启动 > > 2 INIT_PREV_EXPORT(fn) > > 主要是用于纯软件的初始化、没有太多依赖的函数 > > 3 INIT_DEVICE_EXPORT(fn) > > 外设驱动初始化相关，比如网卡设备 > > 4 INIT_COMPONENT_EXPORT(fn) > > 组件初始化，比如文件系统或者 LWIP > > 5 INIT_ENV_EXPORT(fn) > > 系统环境初始化，比如挂载文件系统 > > 6 INIT_APP_EXPORT(fn) > > 应用初始化，比如 GUI 应用 #### bsp_beep 这段代码是一个嵌入式系统中的示例程序，主要用于初始化和控制蜂鸣器（beep）的功能。 代码的主要功能如下： 1. 导入头文件：包含了一些需要使用的头文件，包括`stdio.h`（标准输入输出）、`rtthread.h`（RT-Thread操作系统）、`board.h`（板级支持包）、`gd32f4xx_libopt.h`（GD32F4xx外设库）、`bsp_beep.h`（蜂鸣器驱动头文件）等。 2. `beep_pwm_gpio_init`函数：该函数用于初始化蜂鸣器的GPIO引脚。具体操作包括使能蜂鸣器所在的GPIO时钟、配置GPIO引脚为复用功能、设置GPIO输出选项等。 3. `beep_timer_init`函数：该函数用于初始化蜂鸣器的定时器（timer）。具体操作包�