[项目]基于FreeRTOS的STM32四轴飞行器: 六.2.4g通信

news2025/3/19 23:50:30

基于FreeRTOS的STM32四轴飞行器: 六.2.4g通信

一.Si24Ri原理图
二.Si24R1芯片手册解读
三.驱动函数讲解
五.移植2.4g通讯（飞控部分）
六.移植2.4g通讯（遥控部分）
七.通讯模块的完成（遥控部分）

一.Si24Ri原理图

Si24R1芯片原理图如下：
右侧为晶振。
在这里插入图片描述
模块芯片与主控芯片连接引脚如下：

SI-EN：使能引脚。
SI-IRO：可屏蔽中断信号，低电平有效。
SPI1-NSS：片选信号。
SPI1-CLK：时钟信号。
SPI1-MOSI：主设备输出从设备输入。
SPI1-MISO：主设备输入从设备输出。

二.Si24R1芯片手册解读

在这里插入图片描述
信道取值范围1到126，如果两个人同时使用一个信道会导致干扰。
状态机转换图：

TX工作模式：

RX工作模式：

当芯片数据过多处理不过来时，FIFO中可以存储三个数据包起到存储缓冲作用，当满了时接收到的数据包被自动丢掉。所以最好协调发送接收的频率相等，或者发送稍微慢一些。
数据包处理协议：
在这里插入图片描述
在实际代码编写时在负载数据中加入自己的数据校验。

三.驱动函数讲解

定义两个地址：
在这里插入图片描述
定义两个缓冲区：

在.h文件中extern两个缓冲区：

标记位：

写寄存器：

读寄存器：

写多个字节：

自检判断校验是否成功：

五.移植2.4g通讯（飞控部分）

文件夹创建.c.h文件，将代码复制粘贴进文件：
在这里插入图片描述
配置为全双工模式，不能超过18M，设置为4分频：

观察配置引脚是否与原理图一致：

配置片选信号NSS低电平有效，所以PA4引脚设置为高电平，使用时拉低电平：

配置使能信号，默认使能：

配置IRQ中断输入引脚，低电平有效默认上拉：
在这里插入图片描述

.h文件2.4g通道设置：

将该函数Driver_SPI_SwapByte定义：

在应用层编写Start函数，在中间自检：

App_Task中编写通信任务：
与飞控任务优先级保持一致，与飞控任务重要性差不多。

测试通讯任务：
因为通讯任务和飞控任务优先级相同，所以可能会导致硬件出问题，在该处开头延时1000ms。使用Inf_Si24R1_TxPacket函数接受数据包，将数据保存在RX_BUFF中，返回值0接收到数据，1未接收到数据。
在这里插入图片描述

六.移植2.4g通讯（遥控部分）

根据原理图配置SPI接口：
在这里插入图片描述

在keil中配置.h文件：

管理目录结构：

删除多余功能后，编写通讯任务：
将数据填入TX_BUFF并根据返回值判读发射成功与否。

配置为发送模式：

根据原理图更改为串口一：

飞控端串口有数据打印，通讯正常：
在这里插入图片描述

七.通讯模块的完成（遥控部分）

定义了一个长度为18的发送数组：
在这里插入图片描述
在发送数组中定义前3个字节为自定义帧头，可以进行数据验证。第4个字节放真正的数据长度，如下显示数据长度为10个字节，之后10个字节存放真正的数据。最后4个字节将数据全部加起来存成校验和，接收方和发送方进行比较看是否相等。
在这里插入图片描述
代码逻辑：
在此代码中用于按大端序拆分多字节数据，确保传输的字节顺序符合协议要求。

/**
 * @description: 通过2.4g发送摇杆数据
 *  前3个字节: 0x01,0x02,0x03
 *  1个字节:   真正的数据长度  = 10
 *  10个字节:  真正的数据
 *  4个字节 :  校验和
 *
 * @return {*}
 */
void App_Communication_SendJoyStickData(void)
{
    uint8_t index = 0;
    /* 定义帧头 */
    TX_BUFF[index++] = FRAME_0;
    TX_BUFF[index++] = FRAME_1;
    TX_BUFF[index++] = FRAME_2;

    /* 定义实际的数据长度  后面根据实际的数据,再修改*/
    TX_BUFF[index++] = 0;

    /* 摇杆数据 */
    TX_BUFF[index++] = joyStick.THR >> 8;
    TX_BUFF[index++] = joyStick.THR;

    TX_BUFF[index++] = joyStick.YAW >> 8;
    TX_BUFF[index++] = joyStick.YAW;

    TX_BUFF[index++] = joyStick.PIT >> 8;
    TX_BUFF[index++] = joyStick.PIT;

    TX_BUFF[index++] = joyStick.ROL >> 8;
    TX_BUFF[index++] = joyStick.ROL;

    TX_BUFF[index++]     = joyStick.isPowerDown;
    joyStick.isPowerDown = 0; /* 清零关机命令 */

    TX_BUFF[index++]     = joyStick.isFixHeight; /* 接收方收到1之后,对定高进行取反操作 */
    joyStick.isFixHeight = 0;                    /* 只发一次 */

    TX_BUFF[3] = index - 4;

    /* 计算校验和 */
    int32_t sum = 0;
    for(uint8_t i = 0; i < index; i++)
    {
        sum += TX_BUFF[i];
    }
    TX_BUFF[index++] = sum >> 24;
    TX_BUFF[index++] = sum >> 16;
    TX_BUFF[index++] = sum >> 8;
    TX_BUFF[index++] = sum;

    taskENTER_CRITICAL();
    Inf_Si24R1_TxPacket(TX_BUFF);
    taskEXIT_CRITICAL();
}

任务调用：

/* 2. 通讯任务 */
void communicationTask(void *args)
{
    vTaskDelay(1000);
    debug_printfln("通讯任务开始调度");
    uint32_t preTime = xTaskGetTickCount();

    while(1)
    {
        App_Communication_SendJoyStickData();
        vTaskDelayUntil(&preTime, COMMUNICATION_EXEC_CYCLE);
    }
}