基于DWM1000的UWB测距调试(二)

下面开始测距程序的移植。因为官方提供的ds_twr测距程序是分A、B设备的，所以这就意味着接下来需要同时调试两份程序，双倍的快乐QAQ
首先测试双方能否顺利收发。
在此之前需要重新对SPI的波特率进行配置，KEA128的SPI通道最大波特率为总线时钟二分频，这里取12MHz。
对于设备A(发送方)：

  /* Configure DW1000. See NOTE 7 below. */
  dwt_configure(&config);
  
//  /* Apply default antenna delay value. See NOTE 1 below. */
//  dwt_setrxantennadelay(RX_ANT_DLY);
//  dwt_settxantennadelay(TX_ANT_DLY);
//  /* Set expected response's delay and timeout. See NOTE 4, 5 and 6 below.
//  * As this example only handles one incoming frame with always the same delay and timeout, those values can be set here once for all. */
//  dwt_setrxaftertxdelay(POLL_TX_TO_RESP_RX_DLY_UUS);
//  dwt_setrxtimeout(RESP_RX_TIMEOUT_UUS);
//  dwt_setpreambledetecttimeout(PRE_TIMEOUT);

之后直到while循环为止的这一部分除了第一句dwt_configure(&config); 是必须的外，其余的都用于双向测距，而当前仅测试两个DWM1000模块间能否正常收发信息包，故直接注释。

    /* Write frame data to DW1000 and prepare transmission. See NOTE 4 below.*/
    dwt_writetxdata(sizeof(tx_msg), tx_msg, 0); /* Zero offset in TX buffer. */
    dwt_writetxfctrl(sizeof(tx_msg), 0, 0); /* Zero offset in TX buffer, no ranging. */
    
    /* Start transmission. */
    dwt_starttx(DWT_START_TX_IMMEDIATE);
    
    /* Poll DW1000 until TX frame sent event set. See NOTE 5 below.
    * STATUS register is 5 bytes long but, as the event we are looking at is in the first byte of the register, we can use this simplest API
    * function to access it.*/
    while (!(dwt_read32bitreg(SYS_STATUS_ID) & SYS_STATUS_TXFRS))
    { };
    
    /* Clear TX frame sent event. */
    dwt_write32bitreg(SYS_STATUS_ID, SYS_STATUS_TXFRS);
    
    /* Execute a delay between transmissions. */
    systick_delay_ms(TX_DELAY_MS);
    
    /* Increment the blink frame sequence number (modulo 256). */
    tx_msg[BLINK_FRAME_SN_IDX]++;

while循环体内直接移植官方提供的Simple TX例程，同理对于设备B(接收方)也直接移植Simple RX例程，唯一多出来的就是接收完一帧数据后利用UART0将收到的数据中的一部分发到PC端以校验具体数据传输情况：

    if (status_reg & SYS_STATUS_RXFCG)
    {
      frame_len = dwt_read32bitreg(RX_FINFO_ID) & RX_FINFO_RXFL_MASK_1023;
      if (frame_len <= FRAME_LEN_MAX)
      {
        dwt_readrxdata(rx_buffer, frame_len, 0);
        uart_putchar(uart0,rx_buffer[2]);
        uart_putchar(uart0,rx_buffer[3]);
      }
      dwt_write32bitreg(SYS_STATUS_ID, SYS_STATUS_RXFCG);
    }

在程序中要求发送的信息包如下：

而在PC端接收到的回馈信息如下：

从之前的uart发送函数可以知道，两个模块之间可以正常收发信息包。然而还是存在一点问题。使用官方的例程虽然可以收发信息包，但是在PC端看回馈信息的时候博主有注意到，官方的例程在KEA128上跑得似乎并不稳定，每一组DE都是不等时地回馈回来，而且在接收了54字节的时候更是彻底停下来了orz…
目前先不考虑代码优化的问题，暂且将SPI通信速率下调到8MHz，先把整体框架搭出来。那么，接下来的工作就是将官方提供的Double-sidedTwo-way Ranging例程移植到KEA里，然后逐步进行调试(直接移植过来直接就能用只需要校准一下这种情况是不存在的，毕竟用的是KEA128不是STM32QAQ)。
Double-sidedTwo-way Ranging的测距具体原理及实现算法网上不难找到，熊大已经很好地进行了说明：熊大UWB系列教程三，故在此不再赘述，只记录调试过程。
先将原来的收发测试部分移除，并将DS测距部分的程序全部移植到KEA这边。由于官方例程的DS测距程序也是在调用官方的库函数(带dwt前缀的函数)，所以代码基本上是兼容的，不同的地方有两点：一是保留中断状态的函数 decamutexon() 与 decamutexoff(stat)的调用，这里暂时不考虑中断，所以直接移除；二是关于延时函数的问题，官方例程中默认调用STM32的延时函数，而博主在KEA这边直接替换成了滴答定时器延时。
接着根据DS的单次测距流程，逐步检查流程中各步骤的执行情况。规定1:A发送起始poll包 2:B接收到poll包 3:B发送resp包 4:A接收到resp包 5:A发送final包 6:B接收到final包。这里直接使用之前测试双机收发的方式，即在相应的步骤执行完毕后，使用UART将对应的标号回发到PC端。
在设备A端读取到的回馈情况如下：

在设备B端读取到的回馈情况如下：

设备B回馈的标号只有2而没有3，也就是说设备B在接收到设备A发出的poll包后，在校验poll包的时候发现错误或是在发送resp包的过程中出现了问题。设备B收到的数据表明接收方接收到的poll包是正确的，但是却没有成功发送resp包：

//设备A的poll包
static uint8 tx_poll_msg[] = {0x41, 0x88, 0, 0xCA, 0xDE, 'W', 'A', 'V', 'E', 0x21, 0, 0};
//设备B的校验包
static uint8 rx_poll_msg[] = {0x41, 0x88, 0, 0xCA, 0xDE, 'W', 'A', 'V', 'E', 0x21, 0, 0};

接下来的测试也验证了博主的推测：

        ret = dwt_starttx(DWT_START_TX_DELAYED | DWT_RESPONSE_EXPECTED);        
        
        /* If dwt_starttx() returns an error, abandon this ranging exchange and proceed to the next one. See NOTE 11 below. */
        if (ret == DWT_ERROR)
        {
          uart_putchar(uart0,'E');
          continue;
        }

跟进dwt_starttx() 函数一看，官方在报错的情况处给出了说明：

        else
        {
            // I am taking DSHP set to Indicate that the TXDLYS was set too late for the specified DX_TIME.
            // Remedial Action - (a) cancel delayed send
            temp = (uint8)SYS_CTRL_TRXOFF; // This assumes the bit is in the lowest byte
            dwt_write8bitoffsetreg(SYS_CTRL_ID, SYS_CTRL_OFFSET, temp);
            // Note event Delayed TX Time too Late
            // Could fall through to start a normal send (below) just sending late.....
            // ... instead return and assume return value of 1 will be used to detect and recover from the issue.
            pdw1000local->wait4resp = 0;
            retval = DWT_ERROR ; // Failed !
        }

嗯，简单来说就是设备B程序设定的 POLL_RX_TO_RESP_TX_DLY_UUS小了，程序从dwt_setdelayedtrxtime(resp_tx_time); 这一句执行到 ret = dwt_starttx(DWT_START_TX_DELAYED | DWT_RESPONSE_EXPECTED); 这一句的时间已经超过了原本设置的延迟发送时间 resp_tx_time 而使得程序报错。把POLL_RX_TO_RESP_TX_DLY_UUS 上调到2800，问题就解决了：

再回接到设备A这边，设备B已经回发了resp包，但设备A并没有成功接收：

A没有成功接收只有两种情况，一是B在A打开接收之前就回发了，二是A的接收超时时间太短。但是，官方例程在A端的例程中设定的A打开接收的延迟时间POLL_TX_TO_RESP_RX_DLY_UUS只有150，而在B端的例程中设定的B接收以后延迟发送的时间POLL_RX_TO_RESP_TX_DLY_UUS 就达到了2600，在这里更是上调到了2800，所以第一种情况是不可能发生的。A端的接收超时时间RESP_RX_TIMEOUT_UUS原值为2700，将其上调到3000，再看B端回馈的数据时，整个过程就通了：

236后面这一段奇怪的东西就是距离了，只不过还没有进行转化而已，另外天线延迟也还需要调整，但就目前来说主体工作算是完成了。在使用官方例程完成DWM1000的校准后就可以进行正常的测距了，后续若有时间将尝试对官方测距代码进行优化。