怎样去设计一种基于RT-Thread+RA6M4的双足机器人

使用RA6M4开发板的I2C用于控制PWM输出模块，串口与蓝牙模块hc-05通信，满足短距离机器人与手机间的通信。

本项目实现了使用手机通过蓝牙控制双足机器人前进、左转、右转等功能。

手机发送蓝牙信号命令至控制板，控制板通过HC05模块进行接收，并处理。通过I2C控制PWM模块，进而分别控制6个舵机。PCA9685模块是使用I2C总线可以控制16路舵机模块，在后续舵机控制中也会更方便。舵机采用的是MG995，金属齿轮，满足。

新增串口1

首先打开RA工具，在PIn Selection选择区中选择connectivity:SCI

选中SCI1，设置模式为Asynchronous UART模式

点击Stacks栏，点击New Stack，如下图选择串口。

点击串口，编辑串口名 通道设定波特率等信息，见下图，由于hc-05的默认波特率是9600，这时我们就设置9600.

点击Generate Project Content。关闭RA软件

点击RT-Thread Setting,打开串口1

在hal_entry.c文件中新增串口接收函数，并在hal_entry函数中调用HC05_UART_Entry();即可

#define HC05_UART_NAME "uart1"

/* 串口接收消息结构*/

struct rx_msg

{

rt_device_t dev;

rt_size_t size;

};

/* 串口设备句柄 */

static rt_device_t serial;

/* 消息队列控制块 */

static struct rt_messagequeue rx_mq;

rt_uint8_t hc_cmd;

void HC05_UART_Entry(void);

/* 接收数据回调函数 */

static rt_err_t uart_input(rt_device_t dev, rt_size_t size)

{

struct rx_msg msg;

rt_err_t result;

msg.dev = dev;

msg.size = size;

result = rt_mq_send(&rx_mq, &msg, sizeof(msg));

if ( result == -RT_EFULL)

{

    /* 消息队列满 */

    rt_kprintf("message queue full！
");

}

return result;

}

static void serial_thread_entry(void *parameter)

{

struct rx_msg msg;

    rt_err_t result;

    rt_uint32_t rx_length;

    static char rx_buffer[200 + 1];

    while (1)

    {

        rt_memset(&msg, 0, sizeof(msg));

        /* 从消息队列中读取消息*/

        result = rt_mq_recv(&rx_mq, &msg, sizeof(msg), RT_WAITING_FOREVER);

        if (result == RT_EOK)

        {

            /* 从串口读取数据*/

            rx_length = rt_device_read(msg.dev, 0, rx_buffer, msg.size);

            rx_buffer[rx_length] = '';

            hc_cmd=rx_buffer[0] ;

        }

    }

}

void HC05_UART_Entry(void)

{

static char msg_pool[256];

char str[] = "hello RT-Thread!666
";

/* 查找串口设备 */

   serial = rt_device_find(HC05_UART_NAME);

   if (!serial)

   {

       rt_kprintf("find %s failed!
", HC05_UART_NAME);

   }

   /* 初始化消息队列 */

   rt_mq_init(&rx_mq, "rx_mq",

              msg_pool,                 /* 存放消息的缓冲区 */

              sizeof(struct rx_msg),    /* 一条消息的最大长度 */

              sizeof(msg_pool),         /* 存放消息的缓冲区大小 */

              RT_IPC_FLAG_FIFO);        /* 如果有多个线程等待，按照先来先得到的方法分配消息 */

   /* 以 DMA 接收及轮询发送方式打开串口设备 */

   rt_device_open(serial, RT_DEVICE_FLAG_DMA_RX);

   /* 设置接收回调函数 */

   rt_device_set_rx_indicate(serial, uart_input);

   /* 发送字符串 */

   rt_device_write(serial, 0, str, (sizeof(str) - 1));

   /* 创建 serial 线程 */

   rt_thread_t thread = rt_thread_create("serial", serial_thread_entry, RT_NULL, 1024, 25, 10);

   /* 创建成功则启动线程 */

   if (thread != RT_NULL)

   {

       rt_thread_startup(thread);

   }

   else

   {

       rt_kprintf("Create %s Entry failed!
", HC05_UART_NAME);

   }

}

添加PWM模块

在软件包中搜寻PCA9685组件并添加。打开I2C.

设置引脚，注意这是16进制。

舵机控制

static void Servo_entry(void *parameter)

{

run_state=0;

 left_up_num=left_up_int_num;

 left_mid_num=left_mid_int_num;

 left_down_num=left_down_int_num;

 right_up_num=right_up_int_num;

 right_mid_num=right_mid_int_num;

 right_down_num=right_down_int_num;

 set_robot_left(left_up_num,left_mid_num,left_down_num);

 set_robot_right(right_up_num,right_mid_num,right_down_num);

 rt_kprintf("Servo_entry 
");

while (1)

{

    if(hc_cmd!=0)

    {

        run_state=hc_cmd;

        hc_cmd=0;

        rt_kprintf("run_state=%d
",run_state);

        switch (run_state) {

        case 0x00:{

            rt_thread_mdelay(1);

           break;}

        case 0x31:{

            go_left_step(50,2,100);

            go_right_step(50,2,100);

           break;}

        case 0x32:{

            go_left(50,2,100);

           break;}

        case 0x33:{

            go_right(50,2,100);

           break;}

        default:

           rt_thread_mdelay(1);

           break;

         }

    }

    rt_thread_mdelay(20);

}

}

和PWM初始化等其他的程序详见我的附件。

遇到的一点麻烦

在实际测试的时候发现PCA9685模块I2C通信正常，但是就是不能输出PWM，然后就进行一行一行的排查在pca9685.c的代码中pca9685_set_pwm_freq函数中

if (PWM_All_Call)

{

    oldmode |= 0xA1;

}

else

{

    oldmode |= 0xA0;

}

LOG_D("auto run..
");

write_reg(dev, PCA9685_MODE1, 1, &oldmode);

oldmode按道理来说 oldmode的最高位进行置1进行了复位;

最后在write_reg前新增了一句oldmode |= 0x80;模块正常运行。

原作者：403463275