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上個周末其實通訊協議就已經擬定完成了，這一個星期主要成了通訊協議的解析，然后通過通訊協議的實現，加入遙控器的控制和飛控信息的傳遞，從飛控傳到遙控器，再從遙控器傳到電腦上，通過matlab現實姿態信息和電機輸出控制信息。這章會一步一步介紹實現的過程。
1：遙控和飛控之間的通訊。
2：通訊協議的擬定。
3：通訊協議的實現與解析。
4：通過遙控控制飛控並且飛控姿態通過nrf上傳數據。
先上通過遙控控制飛控並且飛控姿態通過nrf上傳數據的視頻哈，看看效果，解釋在后面；
視頻地址http://v.youku.com/v_show/id_XNzg3NjcwMDc2.html
1：遙控和飛控之間的通訊
有了上章的環形緩沖和通訊的基礎，現在就驗證下環形緩沖和通訊結合起來的工作效果。
有了環形緩沖，我們實現發送和接收就比較簡單了，需要發送數據的時候，我們只要把數據push到緩沖里面，接收數據的時候在接受中斷了里將數據push進緩沖。我們有一個專門通訊管理的task，用來判斷緩沖里面是否有數據，如果發送緩沖里面有數據，就讀取數據，發送，發送后然后將數據pop，如果接收緩沖里面有數據，就讀取數據，並且根據協議解析，然后pop。
根據上面的說明，我們在遙控上面發送數據，然后飛控接到數據后會返回數據給遙控，如此往復。。具體通訊效果如下圖。
上圖左邊是遙控器的串口輸出信息，右邊是飛控輸出的信息。圖中txds為收到ACK包，txed為發送完成，rxed為接受完成，trmax為重試了設定的次數還沒收到ACK包，意味着發送失敗。發送失敗的還是有的哈，不過暫時沒有做發送失敗的處理，也沒有判斷。。我們可以失敗了不pop，稍微等待個幾毫秒再試着發送一次。。
2：通訊協議的擬定
通訊協議需要簡單，盡量少的數據傳輸盡量多的信息。。。
首先我們將協議進行了分類，分為控制類，查詢類，和主動上報類，一共三類，所以需要占用2位，一個字節里面占2位后還有6位，有64種組合，目前看應該夠我們用了，然后后面就是根據各個命令來傳輸數據了。協議大致如下圖：
根據協議我們定義了如下結構體：
1 typedef union 2 { 3 u8 mode; //飛行模式的mode參數 4 Com_Att_t Att; //姿態信息 5 u32 Height; //高度參數 6 Com_PID_t Pid; //PID信息 7 u8 RetPara; //返回信息 8 Com_Sensor_t Sensor; //傳感器數據 9 u8 Battery; //電池電量 10 }Comm_Para_tu; 11 12 typedef struct 13 { 14 u8 Command:6; //0~5位為命令 15 u8 ComType:2; //6~7位為命令類型 16 }Order_t; 17 18 19 typedef struct 20 { 21 u8 Len; //數據長度 22 Order_t Order; //命令類型 23 Comm_Para_tu Para; //參數 24 }Comm_Data_ts;
Comm_Data_ts是我們通訊用到的結構體，根據協議，里面有數據長度，然后有命令類型和對應的命令，后面就跟着參數。發送數據只需要對這個結構體賦值，接收數據后解析只需要根據這個機構體的Order找到對應的命令，然后根據對應的參數讀取數據就好了，這樣在上層操作的時候，我們不需要管通訊協議的哪個字節存什么數據，只需要對結構體進行操作。
3：通訊協議的實現與解析
為了方便代碼的實現，我們對每個命令寫了一個解析函數。那我們是怎樣找到這個函數的呢？雖然我們可以按照命令的排序做一個指向函數的指針數組，調用的時候根據命令就可以直接調用，而且速度非常快，但是這樣並不利於我們后期的維護，不能根據后期協議的更改方便的添加和刪除命令，所以我們棄用那種方法。而是創建一個結構體，里面有命令和命令對應的處理函數的函數指針，我們只需要進行命令匹配，匹配好后，就調用對應的函數指針調用對應的函數，這樣就完成了解析。
結構體如下：
1 /*命令回調結構*/ 2 typedef struct 3 { 4 void (*Comm_CallBack)(Comm_Data_ts *msg); 5 u8 command; 6 } SubComm_Fun; 7 8 9 typedef struct 10 { 11 const SubComm_Fun *SubComm; //指向子命令 12 u8 ComType; //命令類型 13 u8 Len; //子命令個數，優化搜索時間 14 } Comm_Fun;
因為我們命令分兩層，所以先對命令類型解析，然后搜索下一層命令，然后再運行對應的函數指針，打個比方，上面結構體的部分初始化如下：
1 //查詢類命令於對應函數定義 2 //注意，一定要注意，一定要修改FLY_QUERY_FUN_LEN宏定義 3 const SubComm_Fun Fly_Query_Fun[]= 4 { 5 { 6 Fly_Query_Sensor, 7 FLY_QUERY_SENSOR 8 }, 9 10 { 11 Fly_Query_Attitude, 12 FLY_QUERY_ATTITUDE 13 }, 14 15 { 16 Fly_Query_System_Sta, 17 FLY_QUERY_SYSTEM_STA 18 }, 19 20 { 21 Fly_Query_Battery, 22 FLY_QUERY_BATTERY 23 }, 24 }; 25 #define FLY_QUERY_FUN_LEN 4 26 27 28 //命令類型對子命令數定義 29 //注意，一定要注意，一定要修改Comm_Fun_Len宏定義 30 const Comm_Fun Fly_Fun[]= 31 { 32 { 33 Fly_Ctrl_Fun, 34 FLY_CTRL, 35 FLY_CTRL_FUN_LEN 36 }, 37 38 { 39 Fly_Query_Fun, 40 FLY_QUERY, 41 FLY_QUERY_FUN_LEN 42 }, 43 44 { 45 Fly_Report_Fun, 46 FLY_REPORT, 47 FLY_REPORT_FUN_LEN 48 }, 49 };
初始化上面的機構體后，我們就根據命令來解析，解析代碼如下：
1 void Comm_Decode(Comm_Data_ts *msg) 2 { 3 u8 i,k; 4 5 for(i = 0 ; i < COMM_FUN_LEN; i++) 6 { 7 /*查詢消息命令*/ 8 if(msg->Order.ComType == Fly_Fun[i].ComType) 9 { 10 for(k = 0 ;k < Fly_Fun[i].Len; k++) 11 { 12 if(Fly_Fun[i].SubComm[k].command == msg->Order.Command) 13 { 14 Fly_Fun[i].SubComm[k].Comm_CallBack(msg); 15 break; 16 } 17 } 18 break; 19 } 20 21 } 22 23 }
這樣一是代碼重用率很高，而且增加和刪減命令很簡單。不過我們可以將命令類型改成枚舉類型，可以避免出現錯誤的命令可能。
解析的效果如下圖:
上圖左邊為遙控器的nrf的debug信息，右邊為遙控器接收到數據后的解析的debug信息。遙控器通過手柄的及格按鍵發送不同的命令進行測試，通過實際觀察，運行良好。
4：通過遙控控制飛控並且飛控姿態通過nrf上傳數據
將上面功能全部結合起來，同時實現無線姿態采集，都是通過協議實現的。
先說明下我們的運行方式：飛控定時給遙控器發送傳感器信息和姿態信息，遙控通過串口發給matlab，並且進行實時現實。這里我們上傳的信息添加了電機的控制信息，包括總油門和每個電機的單獨油門，通過這個我們可以觀察飛控對槳的操作邏輯是否正確。同時遙控可以發送遙控命令，命令飛控的目標姿態。效果圖圖下：
左邊的柱狀圖12345分別為moto1，moto2，moto3，moto4和油門。
電機位置示意如下：
字很丑哈，隨便畫的當時，看不太明白的可以到如下網址看，電機的方位和角度的定義有點不同哈，但是原理是一樣的。
網址：http://bbs.21ic.com/icview-605405-1-1.html
最后聯機測試的視頻見頂端，通過測試，電機輸出邏輯正常，放心了哈。。后面加電調控制進去，調下PID，應該可以飛了。。