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MiniFly微型四轴学习与开发日志（五）——遥控器任务详解

2023-05-16

文章目录

    • radiolinkTask无线连接任务
    • usblinkTxTask usb发送任务
    • usblinkRxTask usb接收任务
    • commanderTask飞控指令发送任务
    • keyTask按键扫描任务
    • displayTask显示任务
    • configParamTask参数配置任务
    • radiolinkDataProcessTask无线通信数据处理任务
    • usblinkDataProcessTaskUSB通信数据处理任务

radiolinkTask无线连接任务

xTaskCreate(radiolinkTask, "RADIOLINK", 100, NULL, 6, &radiolinkTaskHandle);/*创建无线连接任务*/

radiolinkTask 主要功能是发送 ATKP 数据包给四轴，并接收四轴返回的应答包。
radiolinkTask 函数在 radiolink.c 中。

/*无线连接任务*/
void radiolinkTask(void* param)
{
	u8 rx_len;
	atkp_t rx_p;
	while(1)
	{
		nrf_txPacket((u8*)&tx_p, tx_p.dataLen+2);
		xSemaphoreTake(nrfIT, 1000);
		nrfEvent_e status = nrf_checkEventandRxPacket((u8*)&rx_p, &rx_len);
		if(status == RX_DR)//发送成功
		{	
			LED_BLUE = 0;
			LED_RED  = 1;
			statusCount = 0;
			connectStatus = true;
			if(rx_p.dataLen <= ATKP_MAX_DATA_SIZE)
			{
				xQueueSend(rxQueue, &rx_p, portMAX_DELAY);
			}
			if(xQueueReceive(txQueue, &tx_p, 0) == pdFALSE)
			{
				tx_p.msgID = DOWN_RADIO;
				tx_p.dataLen = 1;
				tx_p.data[0] = D_RADIO_HEARTBEAT;
			}
		}
		else if(status == MAX_RT)//发送失败
		{
			LED_BLUE = 1;
			LED_RED  = 0;
			failRxCount++;
			if(++statusCount > 10)//连续10次无应答则通讯失败
			{
				statusCount = 0;
				connectStatus = false;
			}
		}
		
		/*1000ms统计一次收发失败次数*/
		if(connectStatus==true && xTaskGetTickCount()>=failRxcountTime+1000)
		{
			failRxcountTime = xTaskGetTickCount();
			failReceiveNum = failRxCount;
			failRxCount = 0;
		}
		
	}
}

① 定义8位数据rx_len、通讯数据结构体rx_p；
② nrf_txPacket()发送数据包（PTX模式）；
③ nrf_checkEventandRxPacket()查询事件并接收数据包；
④ 若发送成功，则蓝灯亮，执行相应操作；若发送失败，则红灯亮，如果连续10次无应答则通讯失败；
⑤ 1000ms统计一次收发失败次数。

usblinkTxTask usb发送任务

xTaskCreate(usblinkTxTask, "USBLINK_TX", 100, NULL, 5, NULL);	/*创建usb发送任务*/

usblinkTxTask 主要功能是给 ATKP 数据包加上帧头和校验并发送给上位机。
usblinkTxTask 函数在 usblink.c 中。

/*usb连接发送任务*/
void usblinkTxTask(void* param)
{
	atkp_t p;
	u8 sendBuffer[64];
	u8 cksum;
	u8 dataLen;
	while(bDeviceState != CONFIGURED)//等usb配置成功
	{
		vTaskDelay(1000);
	}
	while(1)
	{
		xQueueReceive(txQueue, &p, portMAX_DELAY);
		if(p.msgID != UP_RADIO)/*NRF51822的数据包不上传*/
		{
			if(p.msgID == UP_PRINTF)/*打印数据包去掉帧头*/
			{
				memcpy(&sendBuffer, p.data, p.dataLen);
				dataLen = p.dataLen;
			}
			else
			{
				sendBuffer[0] = UP_BYTE1;
				sendBuffer[1] = UP_BYTE2;
				sendBuffer[2] = p.msgID;
				sendBuffer[3] = p.dataLen;
				memcpy(&sendBuffer[4], p.data, p.dataLen);
				cksum = 0;
				for (int i=0; i<p.dataLen+4; i++)
				{
					cksum += sendBuffer[i];
				}
				dataLen = p.dataLen+5;
				sendBuffer[dataLen - 1] = cksum;
			}
			usbsendData(sendBuffer, dataLen);
		}		
	}
}

① 定义相关数据与结构体，然后等待usb配置成功；
② 当NRF51822的数据包不上传时，若p.msgID == UP_PRINTF，则打印数据包去掉帧头；否则执行相应操作。

usblinkRxTask usb接收任务

xTaskCreate(usblinkRxTask, "USBLINK_RX", 100, NULL, 5, NULL);	/*创建usb接收任务*/

usblinkRxTask 主要功能是接收上位机发下来的串口数据，按照 ATKP 格式打包。
usblinkRxTask 函数在 usblink.c 中。

/*usb连接接收任务*/
void usblinkRxTask(void *param)
{
	u8 c;
	u8 dataIndex = 0;
	u8 cksum = 0;
	rxState = waitForStartByte1;
	while(1)
	{
		if (usbGetDataWithTimout(&c))
		{
			switch(rxState)
			{
				case waitForStartByte1:
					rxState = (c == DOWN_BYTE1) ? waitForStartByte2 : waitForStartByte1;
					cksum = c;
					break;
				case waitForStartByte2:
					rxState = (c == DOWN_BYTE2) ? waitForMsgID : waitForStartByte1;
					cksum += c;
					break;
				case waitForMsgID:
					rxPacket.msgID = c;
					rxState = waitForDataLength;
					cksum += c;
					break;
				case waitForDataLength:
					if (c <= ATKP_MAX_DATA_SIZE)
					{
						rxPacket.dataLen = c;
						dataIndex = 0;
						rxState = (c > 0) ? waitForData : waitForChksum1;	/*c=0,数据长度为0，校验1*/
						cksum += c;
					} else 
					{
						rxState = waitForStartByte1;
					}
					break;
				case waitForData:
					rxPacket.data[dataIndex] = c;
					dataIndex++;
					cksum += c;
					if (dataIndex == rxPacket.dataLen)
					{
						rxState = waitForChksum1;
					}
					break;
				case waitForChksum1:
					if (cksum == c)/*所有校验正确*/
					{
						xQueueSend(rxQueue, &rxPacket, 0);
					} 
					else
					{
						rxState = waitForStartByte1;
					}
					rxState = waitForStartByte1;
					break;
				default:
					break;
			}
		}
		else	/*超时处理*/
		{
			rxState = waitForStartByte1;
		}
	}
}

① 相关数据与结构体的定义与赋值；
② 若满足usbGetDataWithTimout(&c)的条件，根据rxState的值执行相应操作，其中rxState = (c > 0) ? waitForData : waitForChksum1则为c=0,数据长度为0，校验1，cksum == c为所有校验正确。

commanderTask飞控指令发送任务

xTaskCreate(commanderTask, "COMMANDER", 100, NULL, 4, NULL);	/*创建飞控指令发送任务*/

commanderTask 主要功能是将采集摇杆电位器的 AD 值转换为姿态控制命令，并以 10ms的周期通过 radiolink 链路发送给四轴。
commanderTask 函数在 remoter_ctrl.c 中。

/*发送飞控命令任务*/
void commanderTask(void* param)
{
	float max_thrust = LOW_SPEED_THRUST;
	float max_pitch = LOW_SPEED_PITCH;
	float max_roll = LOW_SPEED_ROLL;
	joystickFlyf_t  percent;
	
	while(1)
	{
		vTaskDelay(10);
		switch(configParam.flight.speed)
		{
			case LOW_SPEED:
				max_thrust = LOW_SPEED_THRUST;
				max_pitch = LOW_SPEED_PITCH;
				max_roll = LOW_SPEED_ROLL;
				break;
			case MID_SPEED:
				max_thrust = MID_SPEED_THRUST;
				max_pitch = MID_SPEED_PITCH;
				max_roll = MID_SPEED_ROLL;
				break;
			case HIGH_SPEED:
				max_thrust = HIGH_SPEED_THRUST;
				max_pitch = HIGH_SPEED_PITCH;
				max_roll = HIGH_SPEED_ROLL;
				break;
		}
		
		ADCtoFlyDataPercent(&percent);
		
		//THRUST
		if(configParam.flight.ctrl == ALTHOLD_MODE || configParam.flight.ctrl == THREEHOLD_MODE)/*定高模式 和定点模式*/
		{
			flydata.thrust = percent.thrust * ALT_THRUST;
			flydata.thrust += ALT_THRUST;
			flydata.thrust = limit(flydata.thrust, 0, 100);
		}
		else
		{
			flydata.thrust = percent.thrust * (max_thrust - MIN_THRUST);
			flydata.thrust += MIN_THRUST;
			flydata.thrust = limit(flydata.thrust, MIN_THRUST, max_thrust);
		}
		//ROLL
		flydata.roll = percent.roll * max_roll;
		flydata.roll = limit(flydata.roll, -max_roll, max_roll);
		//PITCH
		flydata.pitch = percent.pitch * max_pitch;
		flydata.pitch = limit(flydata.pitch, -max_pitch, max_pitch);
		//YAW
		flydata.yaw = percent.yaw * MAX_YAW;
		flydata.yaw = limit(flydata.yaw, -MAX_YAW, MAX_YAW);
		
		/*发送飞控数据*/
		if(getRCLock()==false && radioinkConnectStatus()==true && getIsMFCanFly()==true)
		{	
			remoterData_t send;
			switch(configParam.flight.mode)
			{
				case HEAD_LESS:
					send.flightMode = 1;
					break;
				case X_MODE:
					send.flightMode = 0;
					break;
			}
			
			switch(configParam.flight.ctrl)
			{
				case ALTHOLD_MODE:
					send.ctrlMode = 1;
					break;
				case MANUAL_MODE:
					send.ctrlMode = 0;
					break;
				case THREEHOLD_MODE:
					send.ctrlMode = 3;
					break;
			}
			
			if(flydata.thrust<=MIN_THRUST && send.ctrlMode==0)
			{
				send.thrust = 0;
			}
			else
			{
				send.thrust = flydata.thrust;
			}
			
			if(getTrimFlag() == true)
			{
				send.pitch = 0;
				send.roll = 0;
			}
			else
			{
				send.pitch = flydata.pitch ;
				send.roll = flydata.roll;
			}
			send.yaw = flydata.yaw;
			send.trimPitch = configParam.trim.pitch;
			send.trimRoll = configParam.trim.roll;
			
			/*发送飞控数据*/
			sendRmotorData((u8*)&send, sizeof(send));
		}
		
		/*发送遥感数据至匿名上位机*/
		if(radioinkConnectStatus()==true)
		{
			atkp_t p;
			joystickFlyui16_t rcdata;
			
			rcdata.thrust = flydata.thrust*10 + 1000;
			rcdata.pitch = percent.pitch*500 + 1500;
			rcdata.roll = percent.roll*500 + 1500;
			rcdata.yaw = percent.yaw*500 + 1500;
			
			p.msgID = DOWN_RCDATA;
			p.dataLen = sizeof(rcdata);
			memcpy(p.data, &rcdata, p.dataLen);
			radiolinkSendPacket(&p);
		}
	}
}

/*获取飞控数据*/
joystickFlyf_t getFlyControlData(void)
{
	return flydata;
}

① 定义油门值、俯仰角与滚转角的最大值，定义飞控数据结构体percent，其中

//飞控数据结构
typedef struct 
{
	float roll;
	float pitch;
	float yaw;
	float thrust;
}joystickFlyf_t;

② 做简短延时后，根据配置参数中的速度speed来选择油门值、俯仰角与滚转角的值；
③ ADCtoFlyDataPercent(&percent)将ADC值转换成飞控数据百分比；
④ 根据飞行模式是定高模式/定点模式还是手动模式来配置飞控数据的油门值；
⑤ 配置飞控数据的滚转角、俯仰角与偏航角；
⑥ 发送飞控数据：定义遥控数据结构，根据相应参数的值配置要发送的遥控数据结构的值，通过sendRmotorData()发送遥控控制数据；
⑦ 发送遥感数据至匿名上位机。

keyTask按键扫描任务

xTaskCreate(keyTask, "BUTTON_SCAN", 100, NULL, 3, NULL);		/*创建按键扫描任务*/

keyTask 主要功能是扫描按键，根据按键按下的时间来区分长按和短按。
keyTask 函数在 keyTask.c 中。

void keyTask(void* param)
{
	while(1)
	{
		vTaskDelay(20);
		
		if(keyL_pressed==false && READ_KEY_L()==PRESSED)
		{
			keyL_pressed = true;
			pressedTime = xTaskGetTickCount();
		}
		if(keyR_pressed==false && READ_KEY_R()==PRESSED)
		{
			keyR_pressed = true;
			pressedTime = xTaskGetTickCount();
		}
		if(keyJ1_pressed==false && READ_KEY_J1()==PRESSED)
		{
			keyJ1_pressed = true;
			pressedTime = xTaskGetTickCount();
		}
		if(keyJ2_pressed==false && READ_KEY_J2()==PRESSED)
		{
			keyJ2_pressed = true;
			pressedTime = xTaskGetTickCount();
		}
		
		if(keyL_pressed==true)
		{
			if(READ_KEY_L()==RELEASED)
				keyL_pressed = false;
			if((xTaskGetTickCount() - pressedTime) > LONG_PRESS_COUNT)
				keyState = KEY_L_LONG_PRESS;
			else if(READ_KEY_L()==RELEASED)
				keyState = KEY_L_SHORT_PRESS;
		}
		if(keyR_pressed==true)
		{
			if(READ_KEY_R()==RELEASED)
				keyR_pressed = false;
			if((xTaskGetTickCount() - pressedTime) > LONG_PRESS_COUNT)
				keyState = KEY_R_LONG_PRESS;
			else if(READ_KEY_R()==RELEASED)
				keyState = KEY_R_SHORT_PRESS;
		}
		if(keyJ1_pressed==true)
		{
			if(READ_KEY_J1()==RELEASED)
				keyJ1_pressed = false;
			if((xTaskGetTickCount() - pressedTime) > LONG_PRESS_COUNT)
				keyState = KEY_J1_LONG_PRESS;
			else if(READ_KEY_J1()==RELEASED)
				keyState = KEY_J1_SHORT_PRESS;
		}
		if(keyJ2_pressed==true)
		{
			if(READ_KEY_J2()==RELEASED)
				keyJ2_pressed = false;
			if((xTaskGetTickCount() - pressedTime) > LONG_PRESS_COUNT)
				keyState = KEY_J2_LONG_PRESS;
			else if(READ_KEY_J2()==RELEASED)
				keyState = KEY_J2_SHORT_PRESS;
		}

	}
}

displayTask显示任务

xTaskCreate(displayTask, "DISPLAY", 200, NULL, 1, NULL);		/*创建显示任务*/

displayTask 主要功能是显示界面，50ms 刷新一次界面。
displayTask 函数在 display.c 中。

/*显示任务*/
void displayTask(void* param)
{
	while(1)
	{
		vTaskDelay(50);
		switch(show_ui)
		{
			case MAIN_UI:
				main_ui();
				break;
			case TRIM_UI:
				trim_ui();
				break;
			case MENU_UI:
				Menu_Run();
				break;
			case DEBUG_UI:
				debug_ui();
				break;
			case JOYSTICK_CALIB_UI:
				joystickCalib_ui();
				break;
			case MATCH_UI:
				match_ui();
				break;
			case RESET_UI:
				reset_ui();
				break;
			default:break;
		}
		GUI_Refresh();
	}
}

configParamTask参数配置任务

xTaskCreate(configParamTask, "CONFIG_TASK", 100, NULL, 1, NULL);/*创建参数配置任务*/

configParamTask 主要功能是保存参数。任务中 1000ms 判断一次配置参数有无改变，当有参数改变后 6S 内不再改变则将新参数写入 Flash。这样做的目的是避免在微调四轴时频繁写 Flash，Flash 擦写次数是有限的。
configParamTask 函数在 config_param.c 中。

/*配置参数任务*/
void configParamTask(void* param)
{
	u8 cksum = 0;
	static u8 count = 0;
	while(1) 
	{	
		vTaskDelay(1000);
		cksum = calculate_cksum(&configParam);
		if(configParam.cksum != cksum)	
		{
			configParam.cksum = cksum;
			count = 1;
		}
		if(count)
		{
			count ++;
		}
		if(count > 6)/*参数有改变之后6S内不再变则写入flash*/
		{
			count = 0;
			STMFLASH_Write(CONFIG_PARAM_ADDR,(u16*)&configParam,sizeof(configParam)/2);
		}
	}
}

radiolinkDataProcessTask无线通信数据处理任务

xTaskCreate(radiolinkDataProcessTask, "DATA_PROCESS", 100, NULL, 6, NULL);	/*创建无线通信数据处理任务*/

radiolinkDataProcessTask 主要功能是处理四轴返回的应答包数据，处理完之后再通过usblink 链路转发给上位机。
radiolinkDataProcessTask 函数在 atkp.c 中。

/*无线连接数据处理任务*/
void radiolinkDataProcessTask(void *param) 
{
	atkp_t p;
	while(1)
	{
		radiolinkReceivePacketBlocking(&p); /*接收四轴上传的数据，包括四轴数据和遥控器数据*/
		atkpAnalyze(&p); /*atkp解析*/
		usblinkSendPacket(&p);	/*把接收到的四轴数据发送到上位机*/
		vTaskDelay(1);
	}
}

usblinkDataProcessTaskUSB通信数据处理任务

xTaskCreate(usblinkDataProcessTask, "DATA_PROCESS", 100, NULL, 6, NULL);	/*创建USB通信数据处理任务*/

usblinkDataProcessTask 主要功能是处理上位机发下来的 ATKP 数据包，处理完之后通过radiolink 链路转发给四轴。上位机发下来的 ATKP 数据包由 usblinkRxTask 打包。
usblinkDataProcessTask 函数在 atkp.c 中。

/*USB连接数据处理任务*/
void usblinkDataProcessTask(void *param)
{
	atkp_t p;
	while(1)
	{
		usblinkReceivePacketBlocking(&p);	/*接收上位机发送的数据*/
		atkpAnalyze(&p);
		radiolinkSendPacket(&p);
	}
}
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