[RISC-V MCU 应用开发]RISC-V MCU-遥控智能小车

先介绍一下CH32V307吧，赤菟V307是搭载沁恒自研RISC-V内核青稞V4F的高性能互联型MCU，主频支持144MHz，支持硬件浮点运算（FPU），提供八个UART接口、USB2.0高速接口（480Mbps）并内置了PHY收发器、千兆以太网MAC并集成10M PHY、2个CAN接口等丰富的外设资源。赤菟V307评估板自带WCH-Link仿真调试器，并配备丰富的板载资源，包括LCD显示屏、距离与环境光传感器、六轴姿态传感器、温湿度传感器、麦克风、蓝牙模块接口。

板子上有一个蓝牙BLE模块，所以想着用这个模块开发一个基于蓝牙控制的小车系统。该系统采用了上位机和下位机两个部分。下位机采用的是CH32V307作为主控制器，通过PWM控制小车，并通过AHT10读取环境温湿度，并将参数显示在LCD上，通过MOS模块驱动加湿器模块。下位机和上位机通过蓝牙模块进行交互，下位机将温湿度数据发送给APP，同时，上位机通过APP将数据发给下位机。APP通过android studio编写。
系统框图如下所示。

建立系统工程文件，记得要选择是CH32V307的芯片，这里没有使用操作系统。

该开发板提供的资料不少，很多的源代码都不需要自己来编写的，使用官网的代码即可。

 建立的工程如下所示。

因为我们后期需用到AHT11和LCD，所以将两个系统文件复制到工程文件下。

这里的驱动文件就不再赘述了。使用用来读取数据和显示数据使用。
首先，要实现的是读取温湿度数据并将该数据显示在LCD，并发送数据到蓝牙上。
驱动代码中已经提供了如何获取温湿度数据，这里只要需要调用即可。

 temperature = AHT10_Read_Temperature();

            humidity = AHT10_Read_Humidity();

            lcd_set_color(BLACK,GREEN);

            lcd_show_string(30, 192, 16,"Temperature : %5d", (int)(temperature));

            lcd_show_string(30, 208, 16,"Humidity    : %5d", (int)(humidity));

为了更好的实现控制，这里不使用延时函数，而是采用定时器实现内部时钟，采用的是定时器2实现中断计数的功能。
然后通过时间差实现1s采集和更新一次数据的功能。计算时间差的函数如下

u32 get_tDiff(u32 lt)

{

    return timer_cnt-lt;

}

timer_cnt为全局变量，用于定时器的计数，形成系统时钟。

void TIM2_IRQHandler(void)

{

    if(TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) != RESET) //检查TIM2中断是否发生。

      {

        TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_IT_Update);    //清除TIM2的中断挂起位。

timer_cnt++;

      }

}

BLE模块的数据主要是通过串口实现的 ，只要向串口发送数据，手机端就可以收到相关的数据了。
串口的配置这里就不再赘述了，官网提供个代码已经实现了，只需要简单的复制就行了。
这里是将温湿度数据转换为json格式的数据，发送到手机上，然后在手机端进行解析，将温湿度数据显示在手机上。
实现的代码如下所示。

        if(get_tDiff(last_time0)>1000){

            last_time0=timer_cnt;

            temperature = AHT10_Read_Temperature();

            humidity = AHT10_Read_Humidity();

            lcd_set_color(BLACK,GREEN);

            lcd_show_string(30, 192, 16,"Temperature : %5d", (int)(temperature));

            lcd_show_string(30, 208, 16,"Humidity    : %5d", (int)(humidity));

            sprintf(s_Str,"{\"t\":%d,\"h\":%d}",(int)(temperature),(int)(humidity));

            while(uartWriteBLEstr(s_Str)==RESET);

        }

为了能够更好的控制小车，这里使用的是PWM来控制，PWM的占空比可以通过手机端进行操作。
其初始化代码如下所示，pwm.h

/*

 * pwm.h

 *

 *  Created on: Jun 8, 2022

 *      Author: flying

 */



#ifndef USER_PWM_H_

#define USER_PWM_H_





void initPwm(void);



#endif /* USER_PWM_H_ */

pwm.c，配置的定时器3的1和2通道，分别对PB0和PB1输出PWM信号，并通过驱动电路实现小车的控制。
PWM的周期为1ms，默认的占用比为50%；

#include "pwm.h"

void initPwm(void)

{

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure={0};

        TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure={0};

        TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStructure={0};

        RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOB , ENABLE );

        RCC_APB1PeriphClockCmd( RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE );

        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1;

        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;

        GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

        GPIO_Init( GPIOB, &GPIO_InitStructure );

        TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period = 1000-1;

        TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler = 72-1;

        TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;

        TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;

        TIM_TimeBaseInit( TIM3, &TIM_TimeBaseInitStructure);

        TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;

        TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;

        TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0;

        TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;

        TIM_OC3Init( TIM3, &TIM_OCInitStructure );

        TIM_OC4Init( TIM3, &TIM_OCInitStructure );

        TIM_CtrlPWMOutputs(TIM3, ENABLE );

        TIM_OC3PreloadConfig( TIM3, TIM_OCPreload_Disable );

        TIM_OC4PreloadConfig( TIM3, TIM_OCPreload_Disable );

        TIM_ARRPreloadConfig( TIM3, ENABLE );

        TIM_Cmd( TIM3, ENABLE );

}

下面开始对小车的控制方式进行设计，分别涉及到前进、后退、左转和右转、停止三个功能。
其实现函数如下所示。

uint16_t speed=500;

void foward(void)

{

    GPIO_WriteBit(GPIOE, GPIO_Pin_13,Bit_RESET);

    GPIO_WriteBit(GPIOE, GPIO_Pin_15,Bit_RESET);

    TIM_SetCompare3(TIM3, speed);

    TIM_SetCompare4(TIM3, speed);

}



void back(void)

{

    GPIO_WriteBit(GPIOE, GPIO_Pin_13,Bit_SET);

    GPIO_WriteBit(GPIOE, GPIO_Pin_15,Bit_SET);

    TIM_SetCompare3(TIM3, 0);

    TIM_SetCompare4(TIM3, 0);

}



void left(void)

{

    GPIO_WriteBit(GPIOE, GPIO_Pin_13,Bit_RESET);

    GPIO_WriteBit(GPIOE, GPIO_Pin_15,Bit_RESET);

    TIM_SetCompare3(TIM3, 0);

    TIM_SetCompare4(TIM3, speed);

}

void right(void)

{

    GPIO_WriteBit(GPIOE, GPIO_Pin_13,Bit_RESET);

    GPIO_WriteBit(GPIOE, GPIO_Pin_15,Bit_RESET);

    TIM_SetCompare3(TIM3, speed);

    TIM_SetCompare4(TIM3, 0);

}

void stop(void)

{    GPIO_WriteBit(GPIOE, GPIO_Pin_13,Bit_RESET);

    GPIO_WriteBit(GPIOE, GPIO_Pin_15,Bit_RESET);

    TIM_SetCompare3(TIM3, 0);

    TIM_SetCompare4(TIM3, 0);

}

 小车部分的实现图片。

然后再开始设计BLE的控制程序，这个代码参考的是沁恒的BLE程序，下载链接如下所示。
https://www.wch.cn/downloads/WCHBleLib_MultiOS_ZIP.html
只需要简单修改几个代码就可以，然后是修改发送的功能，
在安卓里面定义显示温湿度的TextView和控制按键Button
然后修改MainActivity.java的功能
这里显示温湿度的代码在private void updateValueTextView(final byte[] data) 中，修改代码为

 JSONObject jb = new JSONObject(new String(data));





            double tt =jb.getDouble("t");

            tv_tt.setText(""+tt +" ℃");

            tt =jb.getDouble("h");

            tv_temp.setText(""+tt +" %");

这样温湿度数据就会显示了。
下面实现发送的代码。前面根据xml文件的ID，将实例化该空间。
因为代码重复性太大，这里就拿左转命令来介绍，当发送‘A’的时候小车实现前进，
在APP实现的代码

        btn_qian.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {

            @Override

            public void onClick(View v) {

                if (!checkBtEnabled()) {

                    showToast("请先打开蓝牙");

                    return;

                }

                try {

                    byte[] bytes = new byte[0];

                    bytes = "A".getBytes("utf-8");

                    write(SendType.TYPE_SINGLE, bytes, 0);

                } catch (UnsupportedEncodingException e) {

                    e.printStackTrace();

                }

            }

        });

在单片机里面实现控制的方式就是

            if(buffer[0]=='A'){

                foward();

}

 buffer[0]=0;

设计的APP界面如下所示。

因为视频上传不了，所以放两张操作图片吧。
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作者：51xlf
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