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网络收发报文
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控制板可复用，通过指令设置工作类型
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程序整体流程图
- 串口，需连接串口模块（舵轮控制板后期无法使用该接口）
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115200 1 8 None
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指令示例(结尾必须增加空格，方便解析)
ip:192.168.0.199 type:4 freq:100
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配置信息写入eeprom，掉电后不失效
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超时时间可调整 CMD_TIMEOUT(Core/main.h)，目前默认为5s
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启动网络服务前，会打印板配置信息
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如需打印调试信息，使用print(char str);
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- 网口，全程可用
- 5001端口
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支持网络配置，数据解析成功后写入eeprom，提示掉电重启生效，掉电前仍以当前控制板类型工作
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指令示例(结尾必须增加空格，方便解析)
ip:192.168.0.199 type:4 freq:100
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如需打印调试信息，使用eprint(char str); (方便串口 网口共同)
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- 5000端口
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按配置周期进行数据上报
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接收用户发送的指令信息
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指令信息格式参考示例代码(发送指令结尾必须增加空格，方便控制板解析不同包；上报的数据包增加了
\r\n，方便上位机解包；其他类型控制指令参考网络通信协议)io_state:0 ts:0
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- 5001端口
- adsorption_fan_tsk
- 风机控制任务，为方便兼容主动吸附和普通吸附，单独创建任务
- 定时器捕获计算转速，利用freertos notify特性进行数据传输，保障中断与任务间的共享数据同步
- ADC采集真空度，为方便兼容主动吸附和普通吸附，单独使用ADC2，只有一个通道，未使用dma
- 控制量、真空度已考虑符号，使用正值控制、反馈
- 周期接收5000端口控制指令，更新控制量
- 周期性更新pwm，控制风机
- 周期提供风机反馈数据给5000端口
- 风机控制任务，为方便兼容主动吸附和普通吸附，单独创建任务
- adsorption_motion_tsk
- 吸附单元控制任务
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平板姿态解算为位移（解算的前提条件参考Core/Inc/physparams.h）
- 对位移传感器的位置定义如下，z轴以指向地面方向为正
$~~~~~~~~~~$Y
$~~~~~~~~~~$ ^ $~~~~$1$~~~~~$|$~~~~~$2$~~~~~~~~~~~$ | ----------+---------------> X$~~~~~~~~~~$ |$~~~~~~~~~~$ | 3 以平面法向量与x轴的夹角为$\alpha$，以平面法向量与y轴的夹角为$\beta$，由于平面实际可旋转范围较小，法向量贴近z轴，则绕x轴的旋转角$\phi_x$近似为$\beta-90$，绕y轴的旋转角$\phi_y$近似为$90-\alpha$ (绕轴定义右手螺旋顺时针为正)，认为质心为平面中心点，代表平板的z轴位置， 平面单位法向量、质心、传感器位置关系式如下
$$ \begin{aligned}\vec{n} &=[\cos\alpha\ \cos\beta\ n_z ] \ nz &= -\sqrt{1 - \cos^2\alpha - \cos^2\beta}\ \vec{r_0}&=[0, 0, z_0]\ \vec{r_i}&=[x_i, y_i, z_i]\ 0 &= \vec{n} \cdot(\vec{r_i} -\vec{r_0}) \ \end{aligned} $$
给定姿态$[z_0\ \phi_x\ \phi_y]$ 有
$$ z_i=z_0+\frac{x_i\cos\alpha+y_i\cos\beta}{n_z}=z_0+\frac{x_i\sin\phi_y-y_i\sin\phi_x}{\sqrt{1 - \sin^2\phi_y - \sin^2\phi_x}}\approx z_0+x_i\sin\phi_y-y_i\sin\phi_x $$
- 对位移传感器的位置定义如下，计算公式同上
$~~~~~~~~~~$Y
$~~~~~~~~~~$ ^ $~~~~~~~~~~$2$~~~~~~~~~~~$ | ----------+---------------> X $~~~~$1$~~~~~$|$~~~~~$3$~~~~~~~~~~$ |
- 对位移传感器的位置定义如下，z轴以指向地面方向为正
$~~~~~~~~~~$Y
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位移解算为姿态
- 位移传感器位移转换为姿态
- 已知三点计算平面表达式（计算过程略），平面单位法向量与旋转角的关系在平板姿态解算为位移中给出，将平面中心的的坐标代入计算z轴平移量，注：存在一段区间，位置传感器悬空，读数一直为0
- 电机位移转换为姿态
- 计算过程同上，但位移传感器悬空期间，电机位移为有效数据，即电机解算姿态与传感器解算姿态存在偏移量
- 位移传感器位移转换为姿态
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ADC采集3组位移传感器数据，使用循环DMA
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上电后必须先复位再进行控制
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周期接收5000端口控制指令，更新控制量
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周期提供吸附单元反馈数据给5000端口
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- TODO，电机编号修改
- 吸附单元控制任务
- cmd_tsk
- 串口发送任务，对外提供print接口进行调试
- 串口接收中断，将需处理的指令存储在uartDMAQueue中，由default_start_tsk获取并处理
- default_start_tsk
- 启动任务+5001端口接收任务
- 超时前，等待串口指令，解析
- 接收到指令或已超时，启动网络任务、控制任务
- 后续仅接收5001的指令，并解析
- 5001端口发送任务，对外提供eprint接口进行调试
- 启动任务+5001端口接收任务
- ethernet_data_tsk
- 由于spi读写寄存器时需占用收发，怀疑网络的数据传输仅为半双工，所以代码从前期的接收解包任务、打包发送任务，修改为收发任务、数据处理任务
- 5000端口收发任务
- 从端口获取控制指令，塞入待处理队列
- 从发送队列获取数据，通过端口发送
- 5000端口数据处理任务
- 待处理队列解包指令，发送给对应的控制任务
- 获取控制任务反馈数据，打包提供给发送队列
- steerwheel_tsk
- 舵机控制任务
- 电调提供反馈数据
- 周期接收5000端口控制指令，更新控制量
- 周期提供舵轮反馈数据给5000端口
- 舵机控制任务
- at24cxx
- eeprom接口程序，用于存储配置信息
- can
- can接口程序，融合电调信息(使用配置可参考 Bsp/inc/can.h)
- w5500_dev
- 网络芯片接口程序，实现spi读写接口后注册即可，可移植兼容不同主控芯片
- pid相关程序
- pid控制
- 基本代码由cube生成，非自动生成的代码已放置在user code中
- 主程序使用main.cpp而非main.c，更新cube配置后需对比修改
- 包括CMSIS，EthDriver, HAL库
- 请勿修改
- 5000、5001端口网络通信验证
- 可配置控制指令
- 可观察收发数据包
- 可配置控制板类型
- 安装所需python依赖库后，运行gui.py可看到上位机界面
- python上位机运行过程中将存储csv文件，可用于pid调试
- 运行ethernet_test_python/gui.py可查看收发实例
- python环境下需安装以下包
et-xmlfile 1.1.0 future 0.18.3 genicam 1.3.0 harvesters 1.4.2 iso8601 2.1.0 numpy 1.26.3 openpyxl 3.1.2 PyQt5 5.15.10 PyQt5-Qt5 5.15.2 PyQt5-sip 12.13.0 pyqtgraph 0.13.3 PyYAML 6.0.1
- 按照机器人结构重新调整了任务文件与头文件结构
- 重构PID参数结构
- 删除不再使用的任务头文件
- 清理了主要启动任务中残留的历史答辩
- 大致完成了舵轮控制PID部分的部署
- 封装代码中的motor控制器，还未更新任务中的调用
- 出发前版本
- 完全优化了舵轮控制器中的代码结构，替换掉了原有的使用
boardVal_进行PID计算的方式，全部替换为使用motor类进行 - 基本完成了仅含舵轮部分的命令接收、PID计算与CAN消息发送的部分
- 目前舵轮控制板仅剩机构电机的控制代码还没有写
- 进一步调整了舵轮控制结构，将电机部分拆分出来作为一个独立的线程，方便后续直接debug控制电机
- 处理了舵轮标定的问题，完成相关代码以及标定方法设计
- 目前给舵轮标定预留了一个传感器标定方式以及一个堵转标定的方式
在debug时发现了一个现象：当在can中断和我的motor_tsk任务的主循环中都打了断点时，程序每次只会停在can中断中，且手动运行程序仍然可以触发can中断
但是当关掉can中断中的断点，就发现can中断无法被触发了，程序貌似阻塞在了configASSERT(rtn)这里。查阅资料初步尝试：
- 将
stm32f4xx_hal_msp.c文件中的HAL_NVIC_SetPriority(CAN1_RX1_IRQn, 6, 0);这里，将原本can中断的优先级从5改为了6 结果不行 - 尝试2：在
motor_tsk中不再使用信号量来控制任务执行，而是改为使用vTaskDelay(2)来控制任务执行 行了 ………………所以为啥不直接用vDelay呢
- 结合前述，直接将所有的task都改为了
vTaskDelay()形式，不再使用定时器中断来诱发信号量了。 - 注意：创建对应的板子型号时不要忘了在
ethernet_data_tsk.cpp中配置对应的线程信号量！！！！！这就是之前一旦把板子的type设置为2就无法再与板子通讯的原因，因为旧版测通通讯时仅使用了type1的板子型号。
- 基本完成了前侧三个控制板的大部分工作
- 调好了主动与辅助驱动轮的PID，以及臂张角电机的PID
- 完成了舵轮标定问题
- 标定了前边两个角度传感器的位置偏移信息
- 遗留问题：上位机的
single_node运行时好像有问题，无法同时直接连接三个板子，明天解决上位机通讯问题、标定压缩量传感器，加装中间推杆限位传感器，测试后侧的三个板子
- 基本完成了32上主控制板与辅助轮控制板状态机以及不同机构电机控制逻辑的设计
- 需要标定压缩量传感器
- 需要先测试中间丝杠电机的PID以及旋转方向等细化参数
- 调整了压缩量传感器的安装位置，并进行了向弹簧真实长度线性映射的标定
- 修改了原来的夹紧过程控制方式，现在改为了可以直接发送给机器人目标弹簧长度的形式
- 新增了基于轮电机编码器的轮式里程计功能
- 回传单个舵轮在标定后在管道表面的轴向与周向的移动距离
- 重定义了与PC间通讯的帧名称
占位