基于RT-Thread的RoboMaster电控框架（二）

由于 RT-Thread 稳定高效的内核，丰富的文档教程，积极活跃的社区氛围，以及设备驱动框架、Kconfig、Scons、日志系统、海量的软件包……很难不选择 RT-Thread 进行项目开发。但也正是因为这些优点的覆盖面较广，很多初学者会觉得无从下手，但只要步入 RT-Thread 的大门，你就发现她的美好。这系列文档将作为本人基于 RT-Thread 开发 RoboMaster 电控框架的记录与分享，希望能帮助到更多初识 RT-Thread 的小伙伴，也欢迎大家交流分享，指正不足，共同进步。

背景

使用的开发板为大疆的 RoboMaster-C 型开发板，基础工程为 rt-thread>bsp>stm32f407-robomaster-c

ist8310磁力计模块开发

ist8310 为 robomaster-c 开发板上集成的三轴磁力计，使用 I2C 通讯

添加 I2C 读写 API

首先将飞控程序中针对 RT-Thread 的 I2C 设备驱动封装的 I2C 读写函数借鉴过来：

rt_err_t i2c_read_reg(struct rt_i2c_bus_device bus, uint16_t slave_addr, uint8_t reg, uint8_t buffer)
{
rt_size_t ret;
struct rt_i2c_msg msgs[2];
msgs[0].addr = slave_addr;
msgs[0].flags = RT_I2C_WR | bus->flags;
msgs[0].buf = ®
msgs[0].len = 1;
msgs[1].addr = slave_addr;
msgs[1].flags = RT_I2C_RD | bus->flags;
msgs[1].buf = buffer;
msgs[1].len = 1;
ret = rt_i2c_transfer(bus, msgs, 2);
return ret == 2 ? RT_EOK : RT_ERROR;
}
rt_err_t i2c_write_reg(struct rt_i2c_bus_device *bus, uint16_t slave_addr, uint8_t reg, uint8_t val)
{
rt_size_t ret;
rt_uint8_t buffer[2];
struct rt_i2c_msg msgs;
buffer[0] = reg;
buffer[1] = val;
msgs.addr = slave_addr;
msgs.flags = RT_I2C_WR | bus->flags;
msgs.buf = buffer;
msgs.len = 2;
ret = rt_i2c_transfer(bus, &msgs, 1);
return ret == 1 ? RT_EOK : RT_ERROR;
}
rt_err_t i2c_read_regs(struct rt_i2c_bus_device bus, uint16_t slave_addr, uint8_t reg, uint8_t buffer, uint16_t count)
{
rt_size_t ret;
struct rt_i2c_msg msgs[2];
msgs[0].addr = slave_addr;
msgs[0].flags = RT_I2C_WR | bus->flags;
msgs[0].buf = ®
msgs[0].len = 1;
msgs[1].addr = slave_addr;
msgs[1].flags = RT_I2C_RD | bus->flags;
msgs[1].buf = buffer;
msgs[1].len = count;
ret = rt_i2c_transfer(bus, msgs, 2);
return ret == 2 ? RT_EOK : RT_ERROR;
}
rt_err_t i2c_write_regs(struct rt_i2c_bus_device bus, uint16_t slave_addr, uint8_t reg, uint8_t vals, uint16_t count)
{
rt_size_t ret;
struct rt_i2c_msg msgs[2];
msgs[0].addr = slave_addr;
msgs[0].flags = RT_I2C_WR | bus->flags;
msgs[0].buf = ®
msgs[0].len = 1;
msgs[1].addr = slave_addr;
msgs[1].flags = RT_I2C_WR | bus->flags;
msgs[1].buf = vals;
msgs[1].len = count;
ret = rt_i2c_transfer(bus, msgs, 2);
return ret == 2 ? RT_EOK : RT_ERROR;
}

BSP 中 STM32 I2C 设备驱动使用的是软件 I2C，于是进入到 menuconfig 中对 I2C 引脚进行配置：

/* Notice: PA8 --> 8; PC9 --> 41 */
#define BSP_I2C1_SCL_PIN 8
#define BSP_I2C1_SDA_PIN 41
IST8310 驱动

主要就是先对 IST8310 进行初始化，设置相关采样参数，之后就可以读取磁力计的信息了

static rt_err_t mag_raw_measure(int16_t mag[3])
{
uint8_t buffer[6];
i2c_read_regs(i2c_bus, IST8310_ADDRESS, REG_DATA_OUT_X_L, buffer, sizeof(buffer));
/* swap the data /
mag[0] = ((int16_t)buffer[1] << 8) | (int16_t)buffer[0];
mag[1] = ((int16_t)buffer[3] << 8) | (int16_t)buffer[2];
mag[2] = ((int16_t)buffer[5] << 8) | (int16_t)buffer[4];
/ start next measurement /
// i2c_write_reg(i2c_bus, IST8310_ADDRESS, REG_CTRL1, CTRL1_ODR_SINGLE));
return RT_EOK;
}
static rt_err_t mag_measure(float mag[3])
{
int16_t raw[3];
mag_raw_measure(raw);
mag[0] = _range_scale * raw[0];
mag[1] = _range_scale * raw[1];
mag[2] = _range_scale * raw[2];
ist8310_rotate_to_frd(mag);
if (ist8310_user_calibrate != RT_NULL) {
/ do user defined calibration */
ist8310_user_calibrate(mag);
}
return RT_EOK;
}

其中 ist8310_user_calibrate 和 ist8310_rotate_to_frd 为预留的虚函数，用户可根据校准及转化需求，自行定义实现。

attribute ((weak)) void ist8310_user_calibrate(float data[3]);
/* Re-implement this function to define customized rotation /
attribute ((weak)) void ist8310_rotate_to_frd(float data);

抽象设备

为提高程序的模块化，选用不同传感器时的灵活性，将 ist8310 抽象为 mag 一类设备，抽象出 mag_init 和 mag_read 两个操作方法。

struct mag_ops{
rt_err_t (mag_init)(const char i2c_bus_name);
rt_err_t (*mag_read)(float data[3]);
};

项目选用不同的磁力计传感器时，对接这两个接口即可，以 ist8310 为例：

/**

@brief 调用此函数初始化 ist8310

@param i2c_bus_name ist8310 所挂载的总线名称

@return RT_EOK
/
static rt_err_t drv_ist8310_init(const char i2c_bus_name);
/**
@brief 调用此函数读取 ist8310 数据

@param data[3] 存储读取数据的数组

@return 读取成功 RT_EOK ; 读取失败 -RT_ERROR
*/
static rt_err_t ist8310_read(float data[3]);
struct mag_ops mag = {
.mag_init = drv_ist8310_init,
.mag_read = ist8310_read,
};

应用层需要使用磁力计时，调用 mag_ops 中的操作方法即可：

static float read_data[3];
mag.mag_init("i2c1"); // 初始化 mag 设备
mag.mag_read(read_data); // 将设备数据读取到 read_data 中

到此就可以方便的使用磁力计模块啦

存在问题及优化方向

目前为了提高性能，mag设备的注册对接形式是比较简陋的。
后续考虑能不能也优化为，read，write，control 等形式。