K210视觉机械臂发送坐标值（与下位机通信)

本文作者水平尚且有限，如有不对的地方，期待您的指正。

我参考了一些文章，很多博主是用stm32做下位机来做控制，但我目前还未接触，所以用的51单片机。

萌发了一个想法，做智能捡网球的小车，先从机械臂上做起，机械臂上的细节也很多，一个一个问题慢慢克服。

K210视觉机械臂的设想：

K210摄像头是固定的，要夹取的物品也是静止不动的

C51端利用最小单片机系统，控制舵机，一个机械臂由多个舵机("手臂关节")组成。

工作原理：K210识别出要夹取的物体并将所要夹取的物体横纵坐标值(X,Y)传输给51单片机，X和Y的值通过数学计算，控制舵机的上下左右平移，到达目标位置，实现夹取的功能。

构想图如下：

上面是一个整体的畅想，一步一步来，这篇文章仅谈如何实现C51和K210的通信，实现将坐标传送过去，并能接收到。

k210发送数据：

from machine import UART,Timer
from fpioa_manager import fm
import time
fm.register(6, fm.fpioa.UART1_RX, force=True)
fm.register(7, fm.fpioa.UART1_TX, force=True)
hengzuobiao = 256
zongzuobiao = 257
class K210_transmit():                              
    head1  = 0xAA                                                                   
    x      = hengzuobiao                                       
    y      = zongzuobiao                                                                     
    head2  = 0xAA
    mo  = 0xab
K210 = K210_transmit()                            

def K210_data():                                  
    data=bytearray([K210.head1,                                          
                    K210.x>>8,K210.x,            
                    K210.y>>8,K210.y,            
                    K210.head2,K210.mo])                        
    return data
uart = UART(UART.UART1, 9600, read_buf_len=4096)
while True:
        uart.write(K210_data()) #数据回传
        time.sleep(1)

坐标值先直接给出：hengzuobiao = 256 zongzuobiao = 257。我们先实现通信，后续再做K210端返回识别物体的坐标。

代码解析：k210能自由映射引脚，我将引脚6设为RXD，引脚7设为TXD。定义了一个类，用来保存串口要发送的信息。设计了head1 = 0xAA 和 mo = 0xab 将核心数据"夹住"，这样的话，在51端，我们就可以判断是否接收到了这一串数据。

uart = UART(UART.UART1, 9600, read_buf_len=4096)

串口的初始化配置，k210共两个串口，这个是串口一，波特率设置的是9600，因为我这边出厂的HC-05蓝牙模块没有内部修改，一直是9600，为保持一致。(HC-05蓝牙用在后面的测试)，uart.write()用来发送。

实验心得：一步一步来，到这一步的时候，我们有些担心是否现在发送的数据就是上面代码的值？这个发送有没有出错？先确认这一步的发送是正确的，这样等我们慢慢往后搭建下一步接收的时候，就不用再去找之前发送的问题了；这里我用HC-05蓝牙模块来测试数据的发送。HC-05蓝牙模块的使用超级简单入门，如有疑问，可以参考我这篇文章： C51单片机利用HC-05蓝牙模块实现手机点灯_良辰353的博客

启动运行K210那边的程序，接线图与现象图如下：

从现象可见，数据发送成功！我们的核心数据在里面! X = 01 *256 + 00 = 256; Y =01 *256 +01 = 257

可以看见我们的每一个发送的数据包是七位数据。

在这之前，绕进了一个坑，因为k210在发送数据的时候只能发字符串类的，就是uart.write()，直接发256，257是发不过去的。然后思路就是把257，257转为"256","257"，发过去在提取出来整型，可51端那里，用不了atoi()函数，这是一个可以把字符型转为整型的函数，在C编译器能用，在Keil里会提醒少一个文件，去网上找也有，全是付费下载的，我真的晕...后来参考其他博主看到这个方法了。打包在一起，又都是整型，在51端，做个乘256的计算就OK了，非常nice!

C51接收数据：

#include 
#include 
#include 
#include 
#define MAX_SIZE 8
unsigned char Buffer[MAX_SIZE];
unsigned char dat;
unsigned int x,y;
unsigned int Receive_count = 0;
void UART_init()   
{
      TMOD = 0x20;
      TH1 = 0xfd;
      TL1 = 0xfd;  
      SM0 = 0;  
      SM1 = 1;   
      REN = 1;  
      TR1 = 1;
      EA = 1;
      ES =1 ;  
}

void UART_SendByte(unsigned char Byte)  
{
   SBUF = Byte;
    while(TI == 0);
     TI = 0; 
}
char putchar(char c)//閲嶅畾鍚?
{
    UART_SendByte(c);
    return c;
}
void main()
{
    
    UART_init();
    
  while(1)
    {
    }

}
void UART_INTERRUPT() interrupt 4
{   
        dat = SBUF;
        RI = 0;//手动置0是下一次能够进入中断的关键
        if(dat != 0xab)//判断是否接收完成我的那串数据了？
        {
            Buffer[Receive_count] = dat;
            Receive_count ++;
            if(Receive_count == MAX_SIZE)
            {
                x = Buffer[1]*256+Buffer[2];
                y = Buffer[3]*256+Buffer[4];
                if(Buffer[0] == 0xAA && Buffer[5] == 0xAA && x == 256 && y == 257)
                {
                    printf("the test was successful");
                }
                else
                {
                    printf("the test failed!");
                }
            }
        }
}

这里先总结一下我学习到的51单片机的串口通信：

void UART_init()   
{
      TMOD = 0x20;
      TH1 = 0xfd;
      TL1 = 0xfd;  
      SM0 = 0;  
      SM1 = 1;   
      REN = 1;  
      TR1 = 1;
      EA = 1;
      ES =1 ;  
}

串口的初始化，可以自己在 stc-isp上勾选生成，勾选9600波特率，这点要切记，两单片机之间的通信，波特率必须保持一致。模式一，八位数据等，EA,ES是总中断。

如图你可以看到51单片机串口通信的工作流程，RX和TX分别是发送数据和接收数据，比如，本来RI和TI两个管理着一个"闸门"，内部配置好的RI和TI都是0，当接收到数据时，系统会将RI自动置1，只要我们将后面的"闸门"配置好都接通，这时就是打开中断了，就可以写中断函数(51的串口通信中断是interrupt 4)，同理发送数据的时候是TI=1 ，同样地打开中断。但是寄存器SBUF一次性只能存一个字节的数据，如果像前面我们发的七个数据都想过去，就需要进入中断函数后，再手动置0,等待下一个数据发送时，RX---->致RI = 1再进中断，再提取数据。

SBUF寄存器的介绍：SBUF是用来存取数据的，在51单片机的系统内部，但dat=SBUF 和SBUF=dat是不一样的，dat = SBUF是我们自己创的一个变量dat来存装接收到的数据，SBUF=dat则是将数据发送出去，是同一个SBUF，但是功能不同，参考文章中有讲，底层配置时其实是两个的，这里不多再深探索。

定义一个数组用来存装每次传来的数据是很关键的一步，我之前以为dat = SBUF就可以一次性把数据都接来了，然后我就自以为的定义了一个dat[7]，以为数据分别装进每个[0],[1],[2]里面了，后来怎么都提不出来，因为根本就没有dat[2],dat[3]这些数！记住，我们的中断函数一次性接收到一个字节的数据后就跳出中断了，所以我们想提取出我们的核心数据，就要写个数组Buffer[]，每次接收到一个数据后就赶紧把它存进去,这时候，我们K210发送的数据mo = 0xab就有作用了，作为我们发送的一串数据的末尾，就能用来判断数据的发送完成。

void UART_SendByte(unsigned char Byte)  
{
   SBUF = Byte;
    while(TI == 0);
     TI = 0; 
}
char putchar(char c)
{
    UART_SendByte(c);
    return c;
}

这两段函数是为了实现printf函数，比如说我们写printf("Hello,world");先将寄存器SBUF为"H"，TI = 0表示接收完成，while(TI ==0);是判断是否接收完成，如果没有完成，就是TI ==0,让程序在循环里在等等，然后退出循环后，将TI打成0，等'e',进入....最后实现打印在串口通信助手上的效果，可参考之前有写的一篇51的printf()51单片机也能用printf()函数进行调试_良辰353的博客

终于到这一刻了！x,y就是我们想要的坐标值。

接线图：

一键启动发送数据

HEX显示不勾选，因为我们发的是字符串数据

波特率9600同C51同K210

外界问题总结：

烧录HEX文件时，串口调试器要关闭，因为此时是PC连了51占用了串口。

烧录时，先拔开与K210的接线，因为K210在通电，会干扰到相接的51的引脚。

现象：