【TI-RSLK 试用报告】+ 避障小车

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      大约23号下午收到机器人套件，急忙拿着回家，到手后怀着激动的心情打开，结果少了5个螺丝:L，盒子里面是2个手册，外加小车的各种套件，金属底盘还是挺好看的，以前就玩过以低功耗为特点的msp430，msp432和msp430（图1）长得很像。但是430有点老了，16位的单片机也过时了，432的到来TI还是有意识的。好了废话不多说，进入主题。
      MSP432还是以ARMCortex-M4F为内核（图2，ARM的合作伙伴），本文将以CCS（图3）作为IDE来编写程序，用图文展示一个避障小车的一步步成型。

       首先准备材料：TI小车一部，CCS安装包一个，CCS程序包及相关软件一个，TI培训课程一套，MSP432数据手册和引脚图（图4）

       1.小车，要注意螺丝很多，不要掉了。盒中没有J-link，ST-link之类的仿真器，直接用线连就可以。要注意线的安全，车下的传感器的线很容易弄坏，由其是从底盘的洞中塞的时候。

       2.关于IDE安装包，Keil，IAR，CCS都可以用，注意安装时的选项就行。但是因为是TI赞助的，我就用CCS了（第一次用），还有就是下载CCS时最好不要用下载器，直接下安装包就好。下载器会因为网络问题波动很大。

       3.CCS程序包及相关软件，链接：CCS程序包

      4.TI培训课程，要注意有一节是没有中文的，不过无伤大雅，下面是课程介绍和我的学习过程

         （1）电流和电压，主要是介绍电流电压电阻的关系，学好物理就行:lol，还介绍了TI的软件示波器，在程序包的文件夹里

         （2）ARM芯片的介绍，比如用的Cortex-M系列的内核，介绍了冯诺依曼和哈佛结构（猜猜单片机是哪个？）后面又介绍了寻址和汇编，以及ROM和RAM，还有大小端存储，RISC和CISC的关系

          （3）MSP432，主要介绍了中断和断点

          （5）电池电压调节，介绍了电池的供电和超频，说起超频我想起了当时做过的飞思卡尔的KEAZ128，为了提高性能，超频是最有用的，还有一个问题，你知道VCCVDDVSS，GND，AGND，DGND，PGND之间的区别吗？

          （6）GPIO，主要是介绍了IO口的通常用法和寄存器，各个IO口都有自己独特的功能，比如PWM，中断。。。。其实从这往后都是数据手册的领域了，而且TI的数据手册很有意思，比如IO口，P1口和P2口可以合成PA，用半字操作写入端口PA时，所有的16位都写入端口，当用字节操作写入端口PA的下字节时，上字节保持不变，所以说MSP432中int字长应该是2还是4，（keil，VC++，TC）

           （7）有限状态机，比如mealy状态的转变不仅和当前状态有关，而且跟各输入信号有关，Moore状态机状态的转变只和当前状态有关，寻线的指导理论。

           （8）连接输入与输出，主要说触碰开关，正负逻辑的设计，再次强调LED的作用。

           （9）SysTick 定时器，脉宽调制，PWM，定时/计数器的工作原理和相关寄存器，电机响应的正弦曲线

           （10）调试实时系统，主要介绍了中断向量表，优先级，种类

           （11）液晶显示屏，说到这让我想起了LCD1602，12864，OLED，只要弄好通讯和引脚就没有问题，还有就是本单片机中同步串行通信大约 6 微秒，如果慢，可以采用DMA。

           （12）直流电机，主要介绍了电机内部结构，而且PWM的方向控制很有意思，方向引脚以及直接用PWM控制方向

           （13）定时器 ，定时器来生成脉宽调制输出，轮子相同的PWM但其速度还是有差别，所以我们可以用PID控制，形成闭环

           （14）实时系统 ，主要还是讲中断

           （15）数据采集系统，信号采集的平均值作为返回值，可以提高信噪比，在以前做体重仪的时候，采集10次取平均值，才能做到精准测量

           （16）转速计，其实就是我们经常用的编码器，光电码盘，与其类似。不过他是给你发上升沿，1圈360个，没有涉及正交解码

           （17）控制系统，主要讲了PID控制，

           （18）串行通讯，就是UART，做好功课，了解原理和名词就行，比如波特率和比特率。

           （19）(20)这都是套装里没有的就不多说了，想学的可以去查，主要就是CC2650，ZigBee，WiFi。这3种无线技术，从传输距离来说，是WIFI>ZigBee>蓝牙;从功耗来说，是WIFI>蓝牙>ZigBee，后两者仅靠电池供电即可; 从传输速率来讲，是WIFI>蓝牙>ZigBee。目前来说，WIFI的优势是应用广泛，已经普及到千家万户；ZigBee的优势是低功耗和自组网；UWB无载波无线通信技术的优势是传输速率；蓝牙的优势组网简单。

           剩下的就是程序的编写和思路了，因为要做避障小车，主要用车子前端的触碰开关，电机，测速计，后方的距离传感器。所以我们用的技术就是IO口的输入，ADC的检测，上升沿的检测，以及中断和优先级设置，还有定时器的定时检测。所以我前进时触碰开关设为第一优先级，后退时距离检测器优先，所以用定时器一直循环，就可以实现避障小车的避障。下面是主要程序。

1.   DisableInterrupts();  
   
2.   Clock_Init48MHz();
   
3.   LaunchPad_Init();   // built-in switches and LEDs
   
4.   Bump_Init();        // bump switches
   
5.   Motor_InitSimple(); // initialization
   
6.   Tach_Init(); //tachometer
   
7.   EnableInterrupts();
   
8.   Distance_Init(); //Distance measure
   
9.   while(1){
   
10.       Detection();
    
11.      }

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其实中断和定时是最难的，也是最精粹的，接下来是诉苦时间，哈哈。TI公司从我刚进大学就有耳闻，学校还有TI的合作实验室但是一直没用TI的核心板，只用了TPS63070，很惊艳，就是不好焊，想起当时的数据手册看的我头皮发麻，一句一句翻译，电阻还选错了，害我烧了板子，焊板子也难受，因为引脚都在下面，VQFN封装。后来就是一直用ST的32，恩智浦的KEA和K60，现在用TI的板子一个最大的问题就是程序少，数据手册是英文还可以克服，还有就是教程的所用下载包有点难受，开始时一直没找到，直到后来才发现，还有寄存器编程真难受，想库了，不过这是必经的路。这次看数据手册一开始半天都没找到IO口的寄存器，没想到在后面，我还以为是GPIO，PORT之类的名字，还有就是检测黑线的红外还需要充能。。。。没想到。TI的网上资料还是少了，尤其是微处理器方面，希望用的人越来越多。插一句：有一点我要说，CCS我开始没抱希望，不过很好用（真香），尤其是鼠标移到函数上下方会出现函数的释义框，惊艳。没有Keil的日常崩溃（狗头）

最后感谢电赛论坛的小编**姐，TI论坛的SusanYang，（日常泡TI，还是挺好的），以及 TI和全国大学生电子设计竞赛培训网给我们的机会，谢谢。

冰月银离

感谢楼主的分享，非常的详细，尤其是代码，能给予的启发很多，希望能有更多人能像楼主一样分享宝贵的经验。:)

jason-peng

赞美楼主！非常详细的试用报告！:)

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IO口设置

1. void Port1_Init(void){
   
2.   P1->SEL0 = 0x00;
   
3.   P1->SEL1 = 0x00;                        // P1.4,P1.1选择通用I/O
   
4.   P1->DIR = 0x01;                         // P1.4 ,P1.1 输入, P1.0 输出
   
5.   P1->REN = 0x12;                         // 启用上拉或下拉
   
6.   P1->OUT = 0x12;                         // 上拉
   
7. }

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触碰开关bump

1. // P4.7,P4.6,P4.5,P4.3,P4.2,P4.0
   
2. void Bump_Init(void){
   
3.     P4->SEL0 &= ~0xED;//选择通用I/O   0001 0010
   
4.     P4->SEL1 &= ~0xED;
   
5.     P4->DIR &= ~0xED;//配置为输入
   
6.     P4->REN |= 0xED;//1110 1101启用上拉或下拉
   
7.     P4->OUT |= 0xED;//下拉
   
8. }

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线传感器

1. void Reflectance_Init(void){
   
2.     P7->SEL0 &= ~0xFF;
   
3.     P7->SEL1 &= ~0xFF;
   
4.     P7->DIR &= ~0xFF;
   
5.     P5->SEL0 &= ~0x08;
   
6.     P5->SEL1 &= ~0x08;
   
7.     P5->DIR |=0x08;
   
8. }

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Timer_A中断

1. //***********************A2*****************************//
   
2. void TimerA2_Init(void(*task)(void), uint16_t period){
   
3.   TimerA2Task = task;             // 用户功能
   
4.   TIMER_A2->CTL &= ~0x0030;       // 停止定时器A2
   
5.   TIMER_A2->CTL = 0x0280;
   
6.   TIMER_A2->CCTL[0] = 0x0010;
   
7.   TIMER_A2->CCR[0] = (period - 1);   // 比较匹配值
   
8.   TIMER_A2->EX0 = 0x0005;    // 时钟分频器/6
   
9. // 所有设备初始化后在主程序中启用的中断
   
10.   NVIC->IP[3] = (NVIC->IP[3]&0xFFFFFF00)|0x00000040; // 优先级2
    
11.   NVIC->ISER[0] = 0x00001000;   // 在NVIC中启用中断12
    
12.   TIMER_A2->CTL |= 0x0014;      // 在上升模式下重置和启动计时器A2
    
13. }
    
14. 
    
15. void TimerA2_Stop(void){
    
16.   TIMER_A2->CTL &= ~0x0030;       //停止计时器A2
    
17.   NVIC->ICER[0] = 0x00001000;     // 禁用NVIC中的中断12
    
18. }
    
19. 
    
20. void TA2_0_IRQHandler(void){
    
21.   TIMER_A2->CCTL[0] &= ~0x0001; // 确认捕获/比较中断0
    
22.   (*TimerA2Task)();             // 执行用户任务
    
23. }

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电机motor

1. void Motor_Init(void){
   
2.     P1->SEL0 &= ~0xC0;//0011 1111，P1.6，P1.7
   
3.     P1->SEL1 &= ~0xC0;
   
4.     P2->SEL0 &= ~0xC0;//P2.6，P2.7
   
5.     P2->SEL1 &= ~0xC0;
   
6.     P3->SEL0 &= ~0xC0;//P3.6，P3.7
   
7.     P3->SEL1 &= ~0xC0;   //初始化6个GPIO线路并将驱动程序置于休眠状态
   
8.     P1->DIR |= 0xC0;// 1100 0000配置为输出
   
9.     P2->DIR |= 0xC0;
   
10.     P3->DIR |= 0xC0;
    
11.     P3->OUT &= ~0xC0;//0011 1111输出低电平
    
12. }

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PWM

1. void PWM_Init1(uint16_t period, uint16_t duty){
   
2.   if(duty >= period) return;     // bad input
   
3.   P2->DIR |= 0x10;               // P2.4 output
   
4.   P2->SEL0 |= 0x10;              // P2.4 Timer0A functions
   
5.   P2->SEL1 &= ~0x10;             // P2.4 Timer0A functions
   
6.   TIMER_A0->CCTL[0] = 0x0080;    // CCI0 toggle    比较模式：输入选择 CCIxA（外部触发），异步捕获， 当计时器计数到 TAxCCRn值时，将切换输出。输出周期是定时器周期的两倍。
   
7.   TIMER_A0->CCR[0] = period;     // Period is 2*period*8*83.33ns is 1.333*period   保存数据（比较或者捕获）周期，分母
   
8.   TIMER_A0->EX0 = 0x0000;        //    divide by 1 扩展寄存器，除法器
   
9.   TIMER_A0->CCTL[1] = 0x0040;    // CCR1 toggle/reset        当计时器计数到taxccrn值时，将切换输出。当计时器计数为taxccr0值时，将被重置。
   
10.   TIMER_A0->CCR[1] = duty;       // CCR1 duty cycle is duty1/period    占空比，分子
    
11.   TIMER_A0->CTL = 0x0230;        // SMCLK=12MHz, divide by 1, up-down mode 0010 0011 0000，时钟源SMCLK，分频/1，上升下降模式，不允许中断

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转速计或者编码器

1. void Tachometer_Init(void){
   
2.   P9->SEL0 &= ~0x04;//  P9.2 作为输入口
   
3.   P9->SEL1 &= ~0x04;               
   
4.   P9->DIR &= ~0x04;               
   
5.   P10->SEL0 &= ~0x20; // P10.5作为输入口
   
6.   P10->SEL1 &= ~0x20;              
   
7.   P10->DIR &= ~0x20;              
   
8.   TimerA3Capture_Init(&tachometerRightInt, &tachometerLeftInt);//定时器A3取左右轮胎的转速
   
9. }

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以上就是大体的各部分初始化