假设您使用无线串口控制小车，那么你需要设计一个串口指令协议，一般来说，通信协议的数据帧包括3部分，一是指令头，又叫做帧同步字；二是指令内容，也叫帧内容；三是校验码。
同步字是为了便于程序分析连续传输的数据中，帧与帧之间的间隔，帧内容包含了所有经过16进制编码的各种控制指令和数据，校验码通常采用累加和与异或算法，为了计算本数据帧是否正确。（工业环境中，所有数据传输系统都存在一定的误码干扰，校验字能有效判别数据传输是否正确，进而通过错误处理机制，有效避免错误动作）。
刚好前段时间写了个小车的控制程序，使用的是双路H桥来驱动电机的，不过不是控制履带式的，稍微改动了下。
（注意，本程序仅适用于履带式小车，即左右电机正反转实现前后及转向，程序支持前后左右混控）
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// 遥控帧协议和结构
// FB|80|51|AA|FF|BB|FF|BY|BY|BY|BY|BY|BY|CR
// 00|01|02|03|04|05|06|07|08|09|10|11|12|13
// 14 byte
//FB 80 51 遥控帧同步字 00-02
//AA 前后控制量 128为中立位 03
//FF 恒定为0xFF 04
//BB 左右控制量 128为中立位 05
//FF 恒定为0xFF 06
//BY 备用控制指令 本程序为空 07-12
//CR 校验码，从00至12字节逐字节位异或 13
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// 遥测帧协议结构
// FB|80|61|AA|FF|BB|FF|BY|BY|BY|BY|BY|BY|CR
// 00|01|02|03|04|05|06|07|08|09|10|11|12|13
// 14 byte
// 重复遥控指令，除帧头外，其定义与遥控指令相同
#define BR 9600 //定义串口波特率
//遥控指令接收处理相关定义
#define TCDL 14 //定义遥控数据帧长度字节数
#define BUFF_LONG 30 //定义串口接收缓存的长度
byte BUFF[BUFF_LONG]; //定义串口数据接收存储缓存
int BUFF_IDX = 0; //定义串口数据接收存储缓存的指针
//遥测指令发送处理相关定义
#define TMFQ 80 //定义遥测数据帧发送间隔为80ms
#define TMDL 14 //定义遥测数据帧长度字节数
byte TM_Data[TMDL]; //定义遥测数据缓存
int TM_Index = 0; //定义遥测数据指针
unsigned long Time = 0; //定义遥测发送计时器为0
//定义左、右电机与Arduino的驱动信号接口
//注意，这里用了4个PWM输出，部分Arduino板可能不支持，请查看手册
int Moto_Right_A = 3;
int Moto_Right_B = 5;
int Moto_Left_A = 6;
int Moto_Left_B = 9;
//数据接收指示灯相关定义
boolean IS_Blink = false; //定义是否闪烁LED灯的变量
int LED = 13; //定义LED灯接口为13
//指令变量定义
byte RunPWM = 128; //定义前进、后退控制PWM指令变量
byte TurnPWM = 128; //定义左转、右转控制PWM指令变量
void setup()
{
pinMode(Moto_Right_A, OUTPUT); //定义输出
pinMode(Moto_Right_B, OUTPUT); //定义输出
pinMode(Moto_Left_A, OUTPUT); //定义输出
pinMode(Moto_Left_B, OUTPUT); //定义输出
pinMode(LED, OUTPUT); //定义LED管脚为数字输出
Port_Init(); //初始化串口
Blink_LED(false); //关闭指示灯
}
void loop()
{
byte c;
if (Serial.available() > 0) //如果接收到串口数据
{
c = Serial.read(); //读一个字节
Buff_AddChar(c); //塞进缓存进行存储、校验和解码
}
TM_Freq(); //尝试按要求逐字节发送遥测数据
Driver_CAR(RunPWM, TurnPWM); //驱动左右电机正反转，实现运动控制
}
//驱动左右电机调速运行，实现左右正反转组合，实现控制
//前后、左右混控
void Driver_CAR(byte Run, byte Turn)
{
byte Run_L, Run_R; //定义左右前进混合值
byte PWM_R_A, PWM_R_B, PWM_L_A, PWM_L_B; // 定义4个信号的独立PWM
Run_L = Run - (128 - Turn); //将转向PWM混合到左路
Run_R = Run - (Turn - 128); //将转向PWM混合到右路
PWM_L_A = (255 / 128) * Run_L - 255; //左路混合值结算为左路A信号PWM
PWM_L_B = (-1 * 255 / 128) * Run_L + 255; //左路混合值结算为左路B信号PWM
PWM_R_A = (255 / 128) * Run_R - 255; //右路混合值结算为右路A信号PWM
PWM_R_B = (-1 * 255 / 128) * Run_R + 255; //右路混合值结算为右路B信号PWM
analogWrite(Moto_Right_A, PWM_R_A); //输出右路A信号
analogWrite(Moto_Right_B, PWM_R_B); //输出右路B信号
analogWrite(Moto_Left_A, PWM_L_A); //输出左路A信号
analogWrite(Moto_Left_B, PWM_L_B); //输出左路B信号
}
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//子程序 Port_Init()
//功能：初始化串口通信
void Port_Init()
{
BUFF_IDX = 0; //初始化串口缓存指针为0
TM_Data[0] = 0xFB; //初始化遥测数据帧头
TM_Data[1] = 0x80; //初始化遥测数据帧头
TM_Data[2] = 0x61; //初始化遥测数据帧头
Serial.begin(BR); //定义波特率并启动串口
}
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// 子程序 Buff_AddChar(byte b)
// 功能：串口接收字节加入缓存
// 1、加入字节到缓存；
// 2、检测到帧头则尝试检测遥控帧；
// 3、管理缓存指针
void Buff_AddChar(byte b)
{
BUFF[BUFF_IDX] = b; // 缓存[缓存指针] = 接收字节
if (BUFF_IDX >= 2)
{
if (BUFF[BUFF_IDX] == 0x51 && BUFF[BUFF_IDX - 1] == 0x80 && BUFF[BUFF_IDX - 2] == 0xFB) // 检测遥控帧头
{
if (BUFF_IDX == (TCDL - 1))
{
Buff_DCHK(); // 检测校验码
}
BUFF_IDX = 0; // 缓存指针归零
return;
}
}
BUFF_IDX++;
if (BUFF_IDX > (BUFF_LONG - 1)) // 缓存指针越界
{
BUFF_IDX = 0; // 缓存指针归零
}
}
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//子程序 Buff_DCHK()
//功能：校验遥控帧校验字是否正确
void Buff_DCHK()
{
byte DCHK = 0x00;
// 0xFB XOR 0x80 XOR 0x51
DCHK = BUFF[0];
DCHK = DCHK ^ BUFF[1];
DCHK = DCHK ^ BUFF[2];
int i;
for (i = 0; i < (TCDL - 4); i++)
{
DCHK = DCHK ^ BUFF[i];
}
if (DCHK == BUFF[TCDL - 4])
{
//校验字正确
Blink_LED(true); //闪烁LED
Get_CMD(); //解码指令
}
}
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// 子程序 Get_CMD()
// 功能：解码遥控指令
void Get_CMD()
{
RunPWM = BUFF[0];
TurnPWM = BUFF[2];
//后面可以自己添加关于BY指令的解码处理
}
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//子程序 TM_Freq()
//功能：遥测数据发送帧率控制
void TM_Freq()
{
unsigned long t;
if (TM_Index < TMDL) //如果一帧数据还没有发完
{
Serial.write(TM_Data[TM_Index]); //继续发数据
TM_Index++; //指针累加
}
else //如果发完
{
if (Time == 0) //检测计时器是否为0
{
Time = millis(); //是则赋予计时器初始值
}
else //不是
{
t = millis();
if (t - Time >= TMFQ) //检测计时器是否到达帧率控制的时间
{
Time = t;
TM_Make_Data(); //到达发送时间，则组一帧遥测数据，并开始发送
}
}
}
}
//********************************
// 子程序 TM_Make_Data()
// 功能：发送遥测数据
void TM_Make_Data()
{
// 遥测帧协议结构
//FB|80|61|AA|FF|BB|FF|BY|BY|BY|BY|BY|BY|CR
//00|01|02|03|04|05|06|07|08|09|10|11|12|13
byte CHK = 0xFB; //赋值帧头
CHK = CHK ^ 0x80; //赋值帧头
CHK = CHK ^ 0x61; //赋值帧头
TM_Data[3] = RunPWM; //回写前后指令
TM_Data[4] = 0xFF;
CHK = CHK ^ TM_Data[3]; //计算校验码
CHK = CHK ^ TM_Data[4]; //计算校验码
TM_Data[5] = TurnPWM; //回写转向指令
TM_Data[6] = 0xFF;
CHK = CHK ^ TM_Data[5]; //计算校验码
CHK = CHK ^ TM_Data[6]; //计算校验码
CHK = CHK ^ TM_Data[7]; //计算校验码
CHK = CHK ^ TM_Data[8]; //计算校验码
CHK = CHK ^ TM_Data[9]; //计算校验码
CHK = CHK ^ TM_Data[10]; //计算校验码
CHK = CHK ^ TM_Data[11]; //计算校验码
CHK = CHK ^ TM_Data[12]; //计算校验码
TM_Data[13] = CHK; //计算校验码
TM_Index = 0; //清除遥测发送指针位置
}
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//子程序 Blink_LED()
//功能：闪烁内置LED灯
void Blink_LED(boolean Blink)
{
if (Blink == false)
{
IS_Blink = false;
}
else
{
IS_Blink = !IS_Blink;
}
digitalWrite(LED, IS_Blink);
}
