环境配置学习了稚晖君的教程，知乎链接 : 配置CLion用于STM32开发【优雅の嵌入式开发】
- stm32cubemx
- clion
- arm-none-eabi-gcc
- openocd
- c++语言
|-- common_lib
| |-- code_specification.cpp // 代码风格模板(暂定)
| |-- code_specification.hpp
| |-- communication // 通信模块
| | |-- fixed_packet.hpp // 模板类-数据包
| | |-- transporter_can.cpp // can通信-只负责原始数据接受与发送
| | |-- transporter_can.hpp
| | |-- transporter_interface.hpp //接口虚基类，规定通信类的function
| | `-- transporter_usart.hpp //模板类-串口通信类
| |-- controller
| | |-- cascade_pid.cpp //双环PID, 实现interface
| | |-- cascade_pid.hpp
| | |-- control_interface.hpp //控制接口，抽象PID接口,多态
| | |-- general_pid.cpp //单环PID, 实现interface
| | `-- general_pid.hpp
| |-- encoder
| | |-- encoder.cpp //编码类，transporter_can作为数据成员，通过指针绑定
| | `-- encoder.hpp
| |-- motor
| | |-- motor.cpp //组合encoder类和control_interface类，封装电机
| | `-- motor.hpp
| `-- utilities //工具类，暂时未写代码
| `-- link_list.hpp
CmakeList添加一下头文件
<yourUserfilepath>/common_lib/communication
<yourUserfilepath>/common_lib/controller
<yourUserfilepath>/common_lib/encoder
<yourUserfilepath>/common_lib/motor
提示：初期大家还是一个一个写，熟悉下各个头文件名和关系，今后可以直接创建一个common_lib.hpp包含所有通用类的hpp
#include "transporter_can.hpp"
#include "cascade_pid.hpp"
#include "general_pid.hpp"
#include "motor.hpp"
//encoder我集成到motor类中了，无需考虑包含头文件////这两个函数定义到main.cpp中(必须配置Freertos,我用的CMSIS-V1)
void * operator new(size_t size)
{
auto ptr = pvPortMalloc(size);
memset(ptr,0,size);
return ptr;
}
void operator delete(void *m)
{
vPortFree(m);
}#include "transporter_can.hpp"
#include "motor.hpp"/**
* communication::TransporterCan 构造函数参数说明
* @param hcan : hcan1为hal库can封装 -- extern CAN_HandleTypeDef hcan1 or hcan2;
* @param fifo : can接受的FIFO,此为枚举参数,可选FIFO0_E 和 FIFO1_E
* @attention : communication::为cpp特性，命名空间
*/
communication::TransporterCan can1(hcan1,communication::FIFO0_E);
communication::TransporterCan can2(hcan2,communication::FIFO0_E); motor::Motor yaw(motor::GM_YAW_E, motor::M6020_E, motor::CAN1_E, motor::ONE_E, can1);
//此处参数说明，使用6020电机作为YAW电机，硬件连接到Can1且ID为1,开环控制
/**
* @brief :motor constructor 参数说明,大部分为枚举类型
* @param app ?: motor application
* 可选参数: 自定义，这个参数其实暂时没什么用
*
* @param type ?: Dji motor type
* 可选参数：enum eMotorType{
M3508_E = 0,
M2006_E = 1,
M6020_E = 2
};
* @param can ?: Motor connect which can
可选参数: enum eCanX{
CAN1_E = 0,
CAN2_E = 1
};
* @param id ?: Dji motor can id
可选参数：enum eCANID{
ONE_E = 1,
TWO_E = 2,
THREE_E = 3,
FOUR_E = 4,
FIVE_E = 5,
SIX_E = 6,
SEVEN_E = 7,
EIGHT_E = 8
};
* @param can ?: encoder can
参数说明: 此为motor encoder所使用的can,motor与can绑定,传入transporter_can类实例化的对象,此处为can1
* @param ctrlPtr ?: ctrl ptr interface(不设置便为开环控制)
*///主控函数
void main(){
//init
can1.open(); //启动can1的底层can通信
yaw.setDirectCur(5000); //直接设置电流
//loop
while(1){
motor::Motor::sendAllMotorCur(); //发送电流，此处不管你创建了多少电机，调用这个static函数，就可以全部发送出去
osDelay(1);
}
}#include "tranporter_can.hpp"
#include "general_pid.hpp"
#include "motor.hpp"////这两个函数定义到main.cpp中(必须配置Freertos,我用的CMSIS-V1)
void * operator new(size_t size)
{
auto ptr = pvPortMalloc(size);
memset(ptr,0,size);
return ptr;
}
void operator delete(void *m)
{
vPortFree(m);
}communication::TransporterCan can1(hcan1,communication::FIFO0_E);
communication::TransporterCan can2(hcan2,communication::FIFO0_E); //使用了重载构造函数
//下为速度环斜坡模式，需要设置五个参数,一般会选择斜坡函数
/**
*
* @param errAllMax : 误差总和
* @param outMax : 输出最大值，限幅，例如速度环M6020:30000
* @param outStep : 输出步进
* @param rampTarStep : 斜坡模式
* @param state : 枚举类型，选择正常或者斜坡模式
*/
controller::GeneralPID vec1(1000,30000,3000,50,controller::Ramp_e);motor::Motor yaw(motor::GM_YAW_E, motor::M6020_E, motor::CAN1_E, motor::ONE_E, can1, &vec1); //新增一个参数，取vec1的地址，将motor和控制器绑定在一起//encoder就是在can中断中使用
extern "C" void HAL_CAN_RxFifo0MsgPendingCallback(CAN_HandleTypeDef *hcan){
can1.read();
can2.read();
yaw.encoder_.encoderSloveLoop();
}
/**
* 此处encoder还有一个接口函数
* yaw.encoder_.getEncoder().xxx会返回一个结构体，有总角度、速度、扭矩、电流等信息
*
* ///主控函数
void main(){
//init
can1.open(); //启动can1的底层can通信
yaw.ctrl_->setPID(70,6.5,0); //设置PID
yaw.ctrl_->setTarget(100); //设置目标
uint16_t count = 0;
//loop
while(1){
count++;
if(count % 10 == 0){
count = 0;
////debug
printf("A:%.2f,%.2f,%.2f\n",yaw.ctrl_->getDebugParam().target_,
yaw.ctrl_->getDebugParam().input_,
yaw.ctrl_->getDebugParam().output_
);
}
yaw.ctrl_->ctrlLoop();
motor::Motor::sendAllMotorCur(); //发送电流，此处不管你创建了多少电机，调用这个static函数，就可以全部发送出去
osDelay(1);
}
}//这里我就直接写到注释里了
//1 include 其他太长了就没加
#include "transporter_can.hpp"
#include "encoder.hpp"
#include "motor.hpp"
#include "cascade_pid.hpp"
//2 重载new 和 delete
void * operator new(size_t size)
{
auto ptr = pvPortMalloc(size);
memset(ptr,0,size);
return ptr;
}
void operator delete(void *m)
{
vPortFree(m);
}
int main()
{
//上面没用的就删了
MX_FREERTOS_Init();
osKernelStart();
while (1)
{
LEDB_TOGGLE;
HAL_Delay(500);
}
}
//3 实例化can通信
communication::TransporterCan can1(hcan1,communication::FIFO0_E);
communication::TransporterCan can2(hcan2,communication::FIFO0_E);
//4 控制器实例化-串级PID
controller::CascadePID pos1(100,100,50,1000,30000,3000); //位置环pid初始化参数,以此为位置环errAllMax、outMax、outStep 和速度环 errAllMax、outMax、outStep
//5 电机实例化，创建多个电机就用数组实例化，第一个app参数也可以作为一个提示，也可以直接MotorArr[motor::GM_YAW_E]来索引某个具体电机
motor::Motor MotorArr[]{ //后面两个是演示
{motor::GM_YAW_E, motor::M6020_E, motor::CAN1_E, motor::ONE_E, can1, &pos1} , //1ff
{motor::GM_PITCH_E, motor::M6020_E, motor::CAN1_E, motor::TWO_E, can1} ,//1ff
{motor::GM_FRIC_0E, motor::M3508_E, motor::CAN1_E, motor::THREE_E, can1},//200
};
extern "C" void StartDebugTask(void const * argument)
{
osDelay(500);
/* USER CODE BEGIN StartDebugTask */
//6 can open 相当于完成can初始化工作
can1.open();
can2.open();
uint32_t count = 0;
//8 PID参数初始化设置
MotorArr[0].ctrl_->setTarget(360.0 * 3,controller::POS_E); //设置目标位置
MotorArr[0].ctrl_->setPID(2,0,0,controller::POS_E); //设置pos环 PID
MotorArr[0].ctrl_->setPID(70,6.5,0,controller::VEC_E); //设置速度环 PID
for(;;){
count++;
else if(count % 10 == 0){
count = 0;
////debug
//11.debug printf
printf("ecd:%.2f,%.2f,%.2f\n",MotorArr[0].ctrl_->getDebugParam(controller::POS_E).target_,
MotorArr[0].ctrl_->getDebugParam(controller::POS_E).input_,
MotorArr[0].ctrl_->getDebugParam(controller::POS_E).output_
);
}
//9.调用控制器的ctrlLoop函数
MotorArr[0].ctrl_->ctrlLoop();
//10.发送电流
motor::Motor::sendAllMotorCur();
osDelay(1);
}
/* USER CODE END StartDebugTask */
}
//7.编码循环
extern "C" void HAL_CAN_RxFifo0MsgPendingCallback(CAN_HandleTypeDef *hcan){
can1.read();
can2.read();
MotorArr[motor::GM_YAW_E].encoder_.encoderSloveLoop();
}
！！！！！！
- 我自己试用了一下，感觉还是有一些问题，主要是头文件包含和命名空间的不方便-2022/11/1
- 封装性强的话，不同文件需要extern，类似于Hal库extern的各种底层handle，但是不用担心数据的安全性，类本身就是主打封装性的，本身就是一个安全的集合-2022/11/1
- gimbal_task.cpp中写了一个简单的速度环和位置环控制两个电机demo-2022/11/1
|-- Shark
| |-- App //自己构建的上层应用
| | |-- gimbal
| | `-- vision
| |-- Task //任务级
| | |-- debug_task.cpp
| | `-- gimbal_task.cpp
-
bug描述: motor类中有一个
static vector<sCanSendMsg> sendMsg_的变量，他是一个全局变量，而我将motor类也实例化了为一个全局对象并且在motor的构造函数中对vector容器进行push_back的操作，从而放在不同文件夹中有时可以成功，有时不可以成功 -
问题原因: sendMsg_是一个全局变量，而motor实例化对象也是全局变量，而vector优势i动态分配的，所以无法确定vector先初始化还是motor的构造函数先被执行，从而motor构造函数先执行的话，就会在一个未构造的vector里面push_back，其实本应该程序崩溃，但是因为而后vector类型变量sendMsg_进行初始化了，所以就不行了。(询问了上交大佬-花山甲，感谢！！😘)
-
问题解决: 将sendMsg_定义为vector指针，然后再motor的构造函数中new一个vector指向它，如下：
//声明
static std::vector<sCanSendMsg> *sendMsg_;
//定义
std::vector<sCanSendMsg> Motor::sendMsg_;
//！！！！！
//↓初始化方式叫作静态初始化，在编译的时候就会找到位置进行初始化，而vector则是动态初始化(调用构造函数进行初始化)
std::vector<sCanSendMsg> *Motor::sendMsg_ = nullptr;