[项目]基于FreeRTOS的STM32四轴飞行器: 八.遥控器摇杆

一.摇杆数据的扫描

下面摇杆初始化时，启动了ADC-DMA进行了采集，已经开始转换直接将数据通过DMA存入buff数组中：

static uint16_t buff[4] = {0};
/*** @description: 摇杆初始化* @return {*}*/
void Inf_JoyStickAndKey_Init(void)
{debug_printfln("摇杆和按键数据的初始化 开始");/* 1. ADC校准 */HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc1);/* 2. 启动ADC转换 */HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1, (uint32_t *)buff, 4);debug_printfln("摇杆和按键数据的初始化 结束");
}

扫描摇杆数据时，直接从缓冲区中扫描就行了：
注意取数据要根据配置的Rank。

定义摇杆数据：
com_config.h使用int16防止数据突变。

typedef struct
{int16_t THR; /* 油门 */int16_t PIT; /* 俯仰 */int16_t ROL; /* 横滚 */int16_t YAW; /* 偏航 */uint8_t isPowerDown; /* 是否关机: 1:关机 0:不关机 */uint8_t isFixHeight; /* 是否翻转定高的状态 */
} JoyStick_Struct;

扫描摇杆数据：

/**
* @description: 扫描摇杆数据
* @return {*}
*/
void Inf_JoyStickAndKey_JoyStickScan(void)
{joyStick.THR = buff[0];joyStick.YAW = buff[1];joyStick.PIT = buff[2];joyStick.ROL = buff[3];
}

创建摇杆处理任务：
先定义一些任务参数。

/* 4. 摇杆处理任务 */
void joyStickTask(void *args);
#define JOY_STICK_TASK_NAME "joy_stick_task"
#define JOY_STICK_TASK_STACK 256
#define JOY_STICK_TASK_PRIORITY 7
TaskHandle_t joyStickTaskHandle;
#define JOY_STICK_EXEC_CYCLE 4/* 4. 摇杆处理任务 */
xTaskCreate(joyStickTask,JOY_STICK_TASK_NAME,JOY_STICK_TASK_STACK,NULL,JOY_STICK_TASK_PRIORITY,&joyStickTaskHandle);

测试打印摇杆数据：

/* 4. 摇杆处理 */
void joyStickTask(void *args)
{vTaskDelay(500);debug_printfln("摇杆处理任务开始调度");uint32_t preTime = xTaskGetTickCount();while(1){Inf_JoyStickAndKey_JoyStickScan();Com_Config_PrintJoyStick("a");vTaskDelayUntil(&preTime, JOY_STICK_EXEC_CYCLE);}
}

观察打印数据全部为0：
因为要先启动ADC采集数据。

在启动任务前启动处理模块：


这时可以打印数据：
观察发现数据有一些极性相反。

二.处理摇杆数据

摇杆极性和范围的处理：
处理摇杆数据范围0-4095转换为0-1000。

/*** @description: 处理摇杆数据的极性和范围* @return {*}*/
static void App_DataProcess_JoyStickPolarityAndRange(void)
{/* 1. 处理极性   [4095, 0]  => [0, 1000](4095 -  [4095, 0]) / 4.095(4095 -  [4095, 0]) / (4095 / 1000)(4095 -  [4095, 0]) * 1000 / 40951000 - [4095, 0] * 1000 / 4095*/joyStick.THR = 1000 - joyStick.THR * 1000 / 4095;joyStick.ROL = 1000 - joyStick.ROL * 1000 / 4095;joyStick.PIT = 1000 - joyStick.PIT * 1000 / 4095;joyStick.YAW = 1000 - joyStick.YAW * 1000 / 4095;
}

处理摇杆数据：

/*** @description: 处理摇杆数据* @return {*}*/
void App_DataProcess_JoyStickDataProcess(void)
{/* 1. 扫描摇杆 */Inf_JoyStickAndKey_JoyStickScan();/* 2. 极性和范围处理 */App_DataProcess_JoyStickPolarityAndRange();Com_Config_PrintJoyStick("2");}

观察发现该数据在默认情况下会有误差值，需要进行校准：

摇杆数据校准：
想办法求出数据偏移量，长按按键减去偏移量进行校准。
在Config.c中定义存储摇杆偏移量的结构体：

计算偏移量：

/*** @description: 计算摇杆的偏移量* @return {*}*/
static void App_DataProcess_JoyStickCaclBias(void)
{joyStickBias.THR = 0;joyStickBias.ROL = 0;joyStickBias.YAW = 0;joyStickBias.PIT = 0;for(uint8_t i = 0; i < 100; i++){Inf_JoyStickAndKey_JoyStickScan();App_DataProcess_JoyStickPolarityAndRange();joyStickBias.THR += (joyStick.THR - 0);   /* 0值校准 */joyStickBias.PIT += (joyStick.PIT - 500); /* 中值校准 */joyStickBias.YAW += (joyStick.YAW - 500);joyStickBias.ROL += (joyStick.ROL - 500);vTaskDelay(10);}joyStickBias.THR /= 100;joyStickBias.PIT /= 100;joyStickBias.ROL /= 100;joyStickBias.YAW /= 100;// Com_Config_PrintJoyStickBias("bias 2");
}

校准：

/*** @description: 对摇杆数据做校准* @return {*}*/
static void App_DataProcess_JoystickWithBias(void)
{/* 叠加偏移量 */joyStick.THR -= joyStickBias.THR;joyStick.PIT -= joyStickBias.PIT;joyStick.ROL -= joyStickBias.ROL;joyStick.YAW -= joyStickBias.YAW;/* 对校准后的数据做限幅处理 */joyStick.THR = LIMIT(joyStick.THR, 0, 1000);joyStick.PIT = LIMIT(joyStick.PIT, 0, 1000);joyStick.ROL = LIMIT(joyStick.ROL, 0, 1000);joyStick.YAW = LIMIT(joyStick.YAW, 0, 1000);
}

在打印数据时出现BUG，数值不正确：

原因是扫描摇杆值后未对极性和范围处理，数值错误。

解决：
在执行完扫描后执行极性和范围处理函数，之后再计算偏移量。

在按键处理时，将该函数放在临界区中可以避免在长按时，任务调度到摇杆扫描：

三.微调按键处理

在摇杆结构体中添加isPowerDown和isFixHeight：

在按键处理函数中继续添加关机和定高功能：

继续添加微调按钮：
保持飞行稳定不偏，将需要微调的数据直接加到偏移量中，之后减去偏移量可以达到效果。