ROV-Master

1.简介

主机通过 UART 下发命令，控制镜头上的两个4相步进电机实现聚焦（focus）与变焦（zoom），与程序相对应的硬件存放于变焦镜头控制器。

2.说明

步进	1	22	33	4
A+	1	1	0	0
A-	0	0	1	1
B+	0	1	1	0
B-	1	0	0	1
对应HEX值	0x09	0x0A	0x06	0x05

该步进电机励磁序列节拍表如上图，由此可以定义出其 4拍正反转表对应的数组：

static rt_uint8_t F_Rotation[4] = {0x09,0x0A,0x06,0x05} ;  // 4节拍正转表 Forward
static rt_uint8_t R_Rotation[4] = {0x05,0x06,0x0A,0x09} ;  // 4节拍反转表 Reverse

因此其对应的控制程序为：

/**
 * @brief  根据节拍控制字选择输出引脚
 * @param  *stepper 步进电机结构体指针，beat 节拍控制字
 */
void selete_pin(rt_uint32_t pin, rt_uint8_t beat)
{
	if(beat)
        rt_pin_write(pin, PIN_HIGH);
    else
        rt_pin_write(pin, PIN_LOW);
}

/**
 * @brief  步进电机控制
 * @param  *stepper 步进电机结构体指针，*beat_table 节拍控制表首地址，*angle角度变量指针
 */
void stepper_set(stepper_t *stepper, rt_uint8_t *beat_table)
{
	/* 角度自减，等待完成对应的角度数 */
	while(((stepper->angle)--) > 0) // 由于数据手册未给定步距角，暂定为1步进1°
	{
		for(int k = 0; k < 4; k++) // 4节拍，完成一个步进
		{
			selete_pin(stepper->Ap_pin,beat_table[k] & 0x08); /* A+ */
			selete_pin(stepper->Am_pin,beat_table[k] & 0x04); /* A- */
			selete_pin(stepper->Bp_pin,beat_table[k] & 0x02); /* B+ */
			selete_pin(stepper->Bm_pin,beat_table[k] & 0x01); /* B- */
			rt_thread_mdelay(1); // 周波数大约为1000pps，因此这里延时1ms
		}
	}
	stepper_stop(stepper); // 步进电机停转
}

2.1 协议说明

• 以下为ROV发送给变焦摄像头设备的数据包定义(16进制)：

数组编号	0	1	2	3	4	5
数据所代表的含义	包头	包头	数据长度位	聚焦指令	变焦指令	累加校验和
具体描述	AA	55	02	xx	xx	SUM

每当变焦控制器收到正确数据包时则返回 "ok" 字符串（0x6F、0x6B），可用于检测变焦控制器是否存在、是否正常，也可以检测下发给变焦控制器的命令是否执行。

2.2.1 动作指令

当指令小于3时，为动作指令

• 聚焦指令为0x00时，为聚焦（focus）停止

• 聚焦指令为0x01时，为聚焦（focus）放大

• 聚焦指令为0x02时，为聚焦（focus）缩小

---

• 变焦指令为0x00时，为变焦（focus）停止
• 变焦指令为0x01时，为变焦（zoom）拉近（即镜头外突）
• 变焦指令为0x02时，为变焦（zoom）拉远（即镜头内缩）

// eg. 发送以下数值为转动指定动作
AA 55 02 01 01 03

2.2.1 修改步进角度

当指令大于等于3时，为修改步进角度指令

• 聚焦指令其他数值时（大于2），为设定每次步进的角度，默认值为10，周期为360，即一个周期需要36次指令

---

• 变焦指令其他数值时（大于2），为设定每次步进的角度，默认值为10，周期为360，即一个周期需要36次指令

// eg. 发送以下数值为设定两个步进电机每次的步进角度为 50 (0x32)
AA 55 02 32 32 65

2.2 调试说明

向 UART2 口发送上述数据包，（eg. 0xAA 0x55 0x02 0x01 0x01 0x03），可在逻辑分析仪上获取以下波形，符合该4相 步进电机的励磁序列，以下波形完成一个步进（即完成一个励磁序列）用时4ms，即单步为1ms。

MSH调试

• stepper 该命令会同时设置两个步进电机相同的方向与角度

：0停止，1逆时针，2顺时针 ：角度范围为[0，360]

3. 进度

• 驱动层

  • 🏍️ Stepper
  • 🔗 ​UART
  • 🐕 ​Watch-Dog

• 应用层

  • 🔧 ​驱动控制程序
  • 📝 ​UART 控制协议
  • 💫 ​Msh 调试

4.参考

• 【快速搭建】Env 创建 RT-Thread 项目工程

• RT-Thread 添加设备框架流程(PWM示例)