我現在要用AT9S PRO 跟R9DS加上SBUS轉UART模組 控制我的馬達前進後退左右轉 你可以教我怎麼設定嗎 一樣用UART4

<think>我們將使用SBUS協議來接收遙控器的信號。SBUS是一種串行通信協議，通常使用倒極性UART（即高電平為0，低電平為1），波特率為100000，8位數據，偶校驗（EVEN），2個停止位（通常描述為8E2）。但是，STM32的UART不支持直接設置倒極性，因此我們需要使用一個轉換模塊（硬體）將SBUS信號轉換為標準UART信號（通常為3.3V TTL電平）。 接線： SBUS接收機（R9DS的SBUS輸出） -> SBUS轉UART模塊 -> STM32F407的UART4 注意：SBUS轉UART模塊會將SBUS信號轉換為標準UART信號（非倒極性），因此我們可以直接使用STM32的UART接收。 步驟： 1. 配置UART4為100000波特率，8位數據，偶校驗（EVEN），2個停止位（在STM32中，偶校驗和2停止位可以通過設置UART_CR1和UART_CR2來實現）。 2. 接收SBUS數據包（25字節，包括起始字節0x0F，22個通道數據（每個通道11位），標誌字節和結束字節0x00）。 3. 解析SBUS數據包，提取出各個通道的值（通常為16個通道，但SBUS數據包包含22個通道的數據，我們可以只取前4個通道）。 4. 將通道值轉換為電機控制信號（例如，通道1控制左右轉向，通道3控制前進後退）。 假設我們使用以下映射： - 通道1（搖桿左右）：控制轉向（左轉/右轉） - 通道3（搖桿上下）：控制前進後退 注意：SBUS通道值範圍通常為0-2047（11位），但實際使用中，搖桿中立點在992-1008左右，最小值約為352，最大值約為1696（不同遙控器可能有所不同，需要校準）。 我們將通道值轉換為電機控制速度： - 前進後退：通道3的值，映射到電機速度（例如，中立點附近停止，向上推前進，向下拉後退）。 - 轉向：通道1的值，映射到左右電機差速（例如，向左推則左輪減速、右輪加速，實現左轉）。 我們需要設計一個混合控制（混控）： 左側電機速度 = 前進速度 - 轉向量 右側電機速度 = 前進速度 + 轉向量 具體步驟如下： 1. UART4配置：100000波特率，8數據位，偶校驗，2停止位（在STM32中，偶校驗設置為UART_PARITY_EVEN，停止位設置為UART_STOPBITS_2）。 2. 接收數據：使用DMA或中斷接收25字節的SBUS數據包。注意：SBUS數據包每14ms發送一次（約72Hz），但也可以配置為7ms。 3. 解析數據包：根據SBUS協議解析。 4. 混控計算：將通道3和通道1的值轉換為電機速度。 5. 控制電機：根據計算出的速度設置電機PWM。 代碼實現： 首先，我們配置UART4： 在CubeMX中設置UART4： - Baud Rate: 100000 - Word Length: 8 Bits - Parity: Even - Stop Bits: 2 - Receiver: Enable 或者使用代碼配置： 我們假設使用HAL庫。 定義SBUS數據包結構： SBUS數據包共25字節： Byte[0]: 起始字節 0x0F Byte[1-22]: 22個通道的數據（每個通道11位，共22*8=176位，但實際用於16個通道，每個通道11位，共176位，但SBUS有18個通道，其中16個標準通道，2個數字通道，所以22字節可以容納） Byte[23]: 標誌位（包括數字通道17和18，以及幀丟失和故障安全信息） Byte[24]: 結束字節 0x00 注意：SBUS數據包是25字節，但我們需要連續接收，並且要處理同步（即找到起始字節0x0F和結束字節0x00）。 由於SBUS數據包是定長的，我們可以每次接收25字節，然後檢查起始和結束字節。 我們使用UART接收中斷，每次接收25字節，並在回調函數中解析。 在main.c中：</think>### SBUS遥控系统集成方案（STM32F407 + AT9S PRO + R9DS + SBUS转UART） #### 系统架构 ``` AT9S PRO遥控器 → R9DS接收机 → SBUS转UART模块 → UART4 (STM32F407) → 电机控制 ``` #### 一、硬件连接与配置 1. **硬件接线**： ``` R9DS接收机 SBUS输出 → SBUS转UART模块 RX SBUS转UART模块 TX → STM32F407 UART4_RX (PC11) SBUS转UART模块 GND → STM32 GND ``` 2. **遥控器设置**： - 在AT9S PRO上进入「系统设置」→「接收机设置」 - 选择输出协议：SBUS - 设置通道顺序（默认AETR）： - 通道1：方向左右（左摇杆X轴） - 通道2：方向前后（左摇杆Y轴） - 通道3：油门（右摇杆Y轴） - 通道4：转向（右摇杆X轴） 3. **SBUS模块配置**： - 确保模块设置为100kbps波特率 - 输出格式：标准UART（非反相） #### 二、STM32代码实现 ```c #include "stm32f4xx_hal.h" // UART4 句柄 UART_HandleTypeDef huart4; // SBUS 协议参数 #define SBUS_PACKET_LEN 25 #define SBUS_HEADER 0x0F #define SBUS_FOOTER 0x00 uint8_t sbus_data[SBUS_PACKET_LEN]; uint16_t channels[16]; // 16个通道数据 // 电机控制参数 int throttle = 0; // 油门值 int steering = 0; // 转向值 // UART4初始化 void MX_UART4_Init(void) { huart4.Instance = UART4; huart4.Init.BaudRate = 100000; // SBUS标准波特率 huart4.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B; huart4.Init.StopBits = UART_STOPBITS_2; // SBUS需要2个停止位 huart4.Init.Parity = UART_PARITY_EVEN; // SBUS偶校验 huart4.Init.Mode = UART_MODE_RX; huart4.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE; huart4.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16; HAL_UART_Init(&huart4); // 启动DMA接收 HAL_UART_Receive_DMA(&huart4, sbus_data, SBUS_PACKET_LEN); } // SBUS数据解析 void Parse_SBUS(void) { // 检查包头和包尾 if(sbus_data[0] != SBUS_HEADER || sbus_data[24] != SBUS_FOOTER) return; // 提取通道数据（11位/通道） channels[0] = (sbus_data[1] | (sbus_data[2] << 8)) & 0x07FF; channels[1] = ((sbus_data[2]>>3) | (sbus_data[3] << 5)) & 0x07FF; channels[2] = ((sbus_data[3]>>6) | (sbus_data[4] << 2) | (sbus_data[5]<<10)) & 0x07FF; channels[3] = ((sbus_data[5]>>1) | (sbus_data[6] << 7)) & 0x07FF; // 获取油门和转向值（映射到-1000~1000） throttle = (int)((channels[2] - 172) * 2000.0 / (1811 - 172) - 1000); steering = (int)((channels[3] - 172) * 2000.0 / (1811 - 172) - 1000); // 设置死区（防止摇杆微动） if(abs(throttle) < 50) throttle = 0; if(abs(steering) < 50) steering = 0; } // UART DMA接收完成回调 void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart) { if(huart == &huart4) { Parse_SBUS(); // 解析SBUS数据 HAL_UART_Receive_DMA(&huart4, sbus_data, SBUS_PACKET_LEN); // 重新启动接收 } } // 混控函数（根据油门和转向计算电机速度） void Mixer_Control(void) { int left_speed = throttle - steering; int right_speed = throttle + steering; // 限制速度范围 left_speed = (left_speed > 1000) ? 1000 : (left_speed < -1000) ? -1000 : left_speed; right_speed = (right_speed > 1000) ? 1000 : (right_speed < -1000) ? -1000 : right_speed; // 设置电机速度 Set_Motor(1, left_speed); // 左前 Set_Motor(2, left_speed); // 左后 Set_Motor(3, right_speed); // 右前 Set_Motor(4, right_speed); // 右后 } // 主循环 int main(void) { // 初始化代码... while(1) { Mixer_Control(); // 更新电机控制 HAL_Delay(10); // 10ms控制周期 } } ``` ### 三、关键代码解释 1. **SBUS协议解析**： - SBUS使用100kbps波特率，8位数据，偶校验，2停止位 - 数据包固定25字节：0x0F(包头) + 22字节通道数据 + 1字节标志 + 0x00(包尾) - 每个通道11位数据（范围172-1811，中立点992） 2. **通道映射**： ```c // 典型通道映射 #define CH_THROTTLE 2 // 油门通道 #define CH_STEERING 3 // 转向通道 ``` 3. **混控算法**： - 差速转向：`左速 = 油门 - 转向`，`右速 = 油门 + 转向` - 速度范围限制在-1000~1000（对应PWM占空比） 4. **死区处理**： ```c // 防止摇杆微动导致电机抖动 if(abs(throttle) < 50) throttle = 0; ``` ### 四、调试步骤 1. **硬件测试**： ```mermaid graph LR A[AT9S PRO] -->|SBUS| B[R9DS接收机] B -->|SBUS信号| C[SBUS转UART模块] C -->|TTL UART| D[STM32 UART4] D -->|逻辑分析仪| E[验证数据包] ``` 2. **通道校准**： ```c // 在main函数中添加调试输出 printf("Throttle: %d, Steering: %d\n", throttle, steering); ``` 3. **遥控器校准**： - 打开AT9S PRO菜单 - 进入「舵机行程」设置 - 将油门和转向摇杆推到最大位置进行校准 ### 五、常见问题解决 1. **数据包不完整**： - 检查接线是否正确（TX→RX，GND→GND） - 确认SBUS模块供电稳定（3.3V） - 添加硬件滤波电容（10uF） 2. **通道值跳动**： ```c // 添加软件滤波 #define FILTER_SAMPLES 5 static int throttle_history[FILTER_SAMPLES] = {0}; // 中值滤波函数 int Median_Filter(int new_val) { // 更新历史记录 for(int i=1; i<FILTER_SAMPLES; i++) { throttle_history[i-1] = throttle_history[i]; } throttle_history[FILTER_SAMPLES-1] = new_val; // 排序并取中值 // ... 实现排序算法 ... return throttle_history[FILTER_SAMPLES/2]; } ``` 3. **响应延迟**： - 使用DMA接收代替中断 - 优化控制循环周期（建议10-20ms） ### 六、安全机制 1. **故障保护**： ```c // 在Parse_SBUS函数中添加 uint8_t flags = sbus_data[23]; // 检查故障安全标志 if(flags & 0x08) { // 故障安全激活 Set_Motor(1, 0); // ... 停止所有电机 ... } ``` 2. **信号丢失检测**： ```c static uint32_t last_packet_time = 0; // 主循环中添加 if(HAL_GetTick() - last_packet_time > 200) { // 200ms超时 Set_Motor(1, 0); // 停止所有电机 } ```