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思岚激光雷达A1使用串口测算距离角度https://download.csdn.net/

发布时间：2021-07-01 00:00| 有位朋友查看

简介：文章内容思岚激光雷达M8A1使用STM32F407来做初步的数据观测。注:由于激光雷达发送数据量十分之大因此使用串口来做测距与测角度得到的与当前值的偏差较大因此本文只是初步介绍。若需要解算出精确数据则需要使用DMA我将在之后的文章使用DMA来解算数据敬请期……

文章内容：

思岚激光雷达M8A1使用STM32F407来做初步的数据观测。
注:由于激光雷达发送数据量十分之大，因此使用串口来做测距与测角度得到的与当前值的偏差较大，因此本文只是初步介绍。
若需要解算出精确数据则需要使用DMA，我将在之后的文章使用DMA来解算数据，敬请期待！
文章包含：
1>使用串口发送数据来启动激光雷达旋转.
2>再串口打印出具体的十六进制距离和角度数据

学习目标：

通过本文初步了解激光雷达如何使用STM32来做到测距测角度。

学习内容：

1>配置串口
2>配置PWM
3>串口发送数据给激光雷达
4>配置占空比来使激光雷达旋转

在这里插入图片描述
途中已经表示出激光雷达的串口协议。我们只需按照要求配置串口即可。
激光雷达在只为了测算距离和角度时不需要配置双串口，但由于本文目的是为了让大家能在串口处看到激光雷达返回的数据，因此需要第二个串口来打印出返回数据。
注：本文使用串口1与串口6，也可使用其他串口.以及我是用的是CH340串口工具，接线在接下来提出。

代码讲解：

1> 串口1的配置


#include "sys.h"
#include "usart.h"	
#include "led.h"
#include "delay.h"

#if SYSTEM_SUPPORT_UCOS					//时钟配置
#include "includes.h"					//ucos 使用	  
#endif

#if 1
#pragma import(__use_no_semihosting)             
//标准库需要的支持函数                 
struct __FILE 
{ 
	int handle; 
}; 

FILE __stdout;       
//定义_sys_exit()以避免使用半主机模式    
int _sys_exit(int x) 
{ 
	x = x; 
} 
//重定义fputc函数 
//使串口1能使用printf函数
int fputc(int ch, FILE *f)
{ 	
	while((USART1->SR&0X40)==0);//循环发送,直到发送完毕   
	USART1->DR = (u8) ch;      
	return ch;
}
#endif
 
#if EN_USART1_RX   //如果使能了接收
//串口1中断服务程序
//注意,读取USARTx->SR能避免莫名其妙的错误   	
u8 USART_RX_BUF[USART_REC_LEN];     //接收缓冲,最大USART_REC_LEN个字节.
//接收状态
//bit15，	接收完成标志
//bit14，	接收到0x0d
//bit13~0，	接收到的有效字节数目
u16 USART_RX_STA=0;       //接收状态标记	
u8 RX_buffer[5]={0};
//初始化IO 串口1 
//bound:波特率
void uart_init(u32 bound)  //串口1
	{
   //GPIO端口设置
  	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
	
	RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA,ENABLE); //使能GPIOA时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);//使能USART1时钟
 
	//串口1对应引脚复用映射
	GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource9,GPIO_AF_USART1); //GPIOA9复用为USART1
	GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource10,GPIO_AF_USART1); //GPIOA10复用为USART1
	
	//USART1端口配置
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10; //GPIOA9与GPIOA10
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;//复用功能
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;	//速度50MHz
	GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; //推挽复用输出
	GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP; //上拉
	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure); //初始化PA9，PA10

   //USART1 初始化设置
	USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//波特率设置
	USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字长为8位数据格式
	USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一个停止位
	USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//无奇偶校验位
	USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件数据流控制
	USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;	//收发模式
  USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); //初始化串口1
	
  USART_Cmd(USART1, ENABLE);  //使能串口1 
	
	USART_ClearFlag(USART1, USART_FLAG_TC);
	

	USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启相关中断

	//Usart1 NVIC 配置
  	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;//串口1中断通道
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3;//抢占优先级3
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority =3;		//子优先级3
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;			//IRQ通道使能
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);	//根据指定的参数初始化VIC寄存器、
}

void USART1_IRQHandler(void)			//串口1中断服务函数
{
		printf("distance=%d\n",distance);
		printf("angle=%d\n",angle);

}

2>串口6配置

void init(u32 bound)  //串口6 	
	{
   //GPIO端口设置
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
	
	RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOC,ENABLE); //使能GPIOA时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART6,ENABLE);//使能USART1时钟
 
	//串口1对应引脚复用映射
	GPIO_PinAFConfig(GPIOC,GPIO_PinSource6,GPIO_AF_USART6); //GPIOC6复用为USART6
	GPIO_PinAFConfig(GPIOC,GPIO_PinSource7,GPIO_AF_USART6); //GPIOC7复用为USART6
	
	//USART1端口配置
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7; //GPIOC6与GPIOC7
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;//复用功能
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;	//速度50MHz
	GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; //推挽复用输出
	GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP; //上拉
	GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_InitStructure); //初始化PA9，PA10

   //USART1 初始化设置
	USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//波特率设置
	USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字长为8位数据格式
	USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一个停止位
	USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//无奇偶校验位
	USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件数据流控制
	USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;	//收发模式
  USART_Init(USART6, &USART_InitStructure); //初始化串口1
                                                                                            	
	USART_ClearFlag(USART6, USART_FLAG_TC);
	USART_ITConfig(USART6, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启相关中断

	//Usart1 NVIC 配置
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART6_IRQn;//串口1中断通道
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3;//抢占优先级3
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority =2;		//子优先级3
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;			//IRQ通道使能
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);	//根据指定的参数初始化VIC寄存器、

}

u8 jp=0;  //声明一个变量用于存储数据

void USART6_IRQHandler(void)                	//串口6中断服务程序
{		
	if(USART_GetITStatus(USART6, USART_IT_RXNE) != RESET) 
	{	                
		RX_buffer[jp]=USART_ReceiveData(USART6);
			jp++;	
		if(jp%5==0)					//确保收到了完整的一组5个数据后才开始解算数据
		{
			distance=(RX_buffer[2]<<8|RX_buffer[1])/0X04;
			angle=(RX_buffer[4]<<8|RX_buffer[3]>>1)/0X80;
			//printf("distance=%d\n",distance);		距离角度等数据通过串口1打印
			//printf("angle=%d\n",angle);
			jp=0;
			delay_ms(50);			//由于32算力不够，且数据量过大，选择延迟一定时间来漏掉一些数据，
											//是否需要可看自己
		}
	}		 
}

至此，串口配置完成，接下来开始PWM的配置。
我使用的是TIM1的定时器，时钟频率为168MHz.
3>PWM配置
代码如下：

void RIGHT_PWM_Init(u32 arr,u32 psc)  //激光雷达旋转
{		 					 
	//此部分需手动修改IO口设置
	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
	TIM_OCInitTypeDef  TIM_OCInitStructure;
	
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1,ENABLE);  	//TIM14时钟使能    
	RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE); 	//使能PORTF时钟	
	
	
	GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource6,GPIO_AF_TIM1); //GPIOF9复用为定时器1
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8;           //GPIOF8
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;        //复用功能
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;	//速度100MHz
	GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;      //推挽复用输出
	GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;        //上拉
	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);              //初始化PF8
	  
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler=psc;  //定时器分频
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up; //向上计数模式
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=arr;   //自动重装载值
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1; 
	
	TIM_TimeBaseInit(TIM1,&TIM_TimeBaseStructure);//初始化定时器13
	
	//初始化TIM13 Channel1 PWM模式	 
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; //选择定时器模式:TIM脉冲宽度调制模式2
 	TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; //比较输出使能
	TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_Low; //输出极性:TIM输出比较极性低
	TIM_OC1Init(TIM1, &TIM_OCInitStructure);  //根据T指定的参数初始化外设TIM1 4OC1

	TIM_OC1PreloadConfig(TIM1, TIM_OCPreload_Enable);  //使能TIM14在CCR1上的预装载寄存器
 
  TIM_ARRPreloadConfig(TIM1,ENABLE);//ARPE使能 
	
	TIM_Cmd(TIM1, ENABLE);  //使能TIM14									  
}

4>串口6发送启动激光雷达的数据

{

	USART_ClearFlag(USART6,USART_FLAG_TC);	
  if(1)    
	{	USART_SendData(USART6,0xA5);   //从串口1发送开始指令  USART_FLAG_TC： 发送移位寄存器发送完成标志位，全部发送完毕会置 1
		while(USART_GetFlagStatus(USART6,USART_FLAG_TC)!=SET);//等待发送结束
		USART_SendData(USART6,0x20);		//从串口1发送结束指令
		while(USART_GetFlagStatus(USART6,USART_FLAG_TC)!=SET);//等待发送结束
	}
}

5>主函数配置（波特率选择以及PWM频率配置）

#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"	//串口1 6配置
#include "led.h"  //pwm和激光雷达初始化
u16 distance;			//距离
u8 angle;  			    //角度
int main(void)
{ 
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//设置系统中断优先级分组2
	delay_init(168);		//延时初始化
	LidarInit();  //初始化激光雷达	
	uart_init(115200);	//串口1
	init(115200);		//串口6
	RIGHT_PWM_Init(2500-1,168-1); 	//PA8  1000000/5000=2000；
																	//每一秒能计数250/1000000=1/4000,也就是1s能进入4000次更新，250us进入一次更新
	while(1)
	{		
		
	}	
}

至此，代码部分结束。现在来接线。
在这里插入图片描述

图中可以观察到激光雷达的电压供给为5V，因此我们需要接在STM32F407的5V接口上且需要两个，但这样做并满足不了电流的要求，因此需要为STM32接上一根供电线。
接线：
TX与PC7连接
RX与PC6连接
VCC_5V，5V_MOTO与5V连接
GND，GND_MOTO与GND连接
MOTOCTL与PA8连接

在这里插入图片描述
上图为CH340，通过杜邦线连接GND,RXD,TXD,3.3V到STM32上完成与STM32的连接，并将另一头与电脑连接。
至此，所有接线也完成，此时发现激光雷达开始旋转。
之后便是使用SSCOM,这一部分不多讲解，之后便会发现串口工具疯狂打印数据。
至此，全部结束。
如果不满足于使用串口来做距离和角度测算的，可以使用DMA，若有机会我会使用DMA来讲解激光雷达。
敬请期待！

；原文链接：https://blog.csdn.net/Zhangsama1/article/details/115674927
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