云恒制造：一起来开发一个磁条机器人（五）

描述

这一篇介绍磁条机器人的算法思路，并开源部分代码

算法核心思路

磁条机器人的算法核心思路很简单，我愿意称之为“消息触发型”，意思就是机器人接收消息再通过代码进行判断和操作。

当然了，整体代码还是要分几部分去实现。以下几个小节来概述

消息处理

指令处理

上位机发送过来的命令，需要将命令解析，并对命令进行处理，令机器人做出相应的改变。

磁条信号处理

磁传感器的数据，由算法来判断磁条现在和机器人的位姿状态，改变左右电机的转速

RFID模块信息处理

RFID读到卡片后会产生中断信号，算法根据读到的卡片信息，来做相应的改变

超声信息处理

超声模块不停的将正前方距离数据返回，算法根据数值大小，判断机器人是否遇到障碍物 状态维护

机器人自身信息

需要维护的数据信息有很多，这些信息都需要在运行过程中被维护，包括机器人自身的状态、上一时刻的状态、左右电机的当前转速，设置的最大转速、运行方向、收到的命令、是否有目标点、目标点卡号等等。

不一一列出，这些在代码中或通过全局常量或通过struct进行动态调整，总之将全部的信息维护好很重要，这样即使出现问题我们可以知道机器人究竟发生了什么。

状态切换

机器人在运行过程中，最重要的就是状态。机器人出现问题，我们常问的也是，机器人现在是什么状态啊。因此机器人状态机的切换是尤为关键的。

机器人遇到什么状况转换成什么状态机，除了改变算法中的一些变量，另外一个要做的就是改变状态灯。这让我们能够很好的判断机器人的宏观运行状态。

为此我们另开一个小节，专门来讲一下我算法设置的机器人状态 状态介绍

我的算法中，将机器人状态分为4类，分别是READY，BLOCK，RUNNING，DERAILED，它们分别代表的顾名思义就是准备运行、有障碍、正常运行、脱轨。机器人在运行过程中的全部状态，都可以分为这四类。

（以下涉及到的命令会在之后的篇章中做出解释）

READY

含义：机器人准备好去运行

状态转入：机器人开机后，到达指定目标后，接收到stop命令后，会进入READY状态

状态转出：在这一状态下，机器人收到start和to两种命令后，会转到状态RUNNING

灯：机器人常亮青色灯

BLOCK

含义：机器人被障碍物卡住

状态转入：目前只有超声传感器的数据能令机器人进入BLOCK状态

状态转出：前方障碍物消除后，BLOCK状态会自动恢复到阻塞之前的状态，不用人为干预

灯：机器人常亮黄色灯

RUNNING

含义：机器人正常运行

状态转入：收到start和to的前进命令后，而当前的状态为READY时，才会进入RUNNING；或由BLOCK恢复

状态转出：会因障碍物转为BLOCK，会因脱轨转为DERAILED，会因到达目标转为READY

灯：机器人常亮绿色灯

DERAILED

含义：机器人脱轨

状态转入：目前只有磁条传感器的数据能令机器人进入DERAILED 状态，只要磁传感器返回数据证证明没有检测到磁条，READY、BLOCK和RUNNING状态都可以转为DERAILED状态

状态转出：状态不可自动恢复，只有通过开关机将状态转为READY；或者经人为处理矫正后发送命令“start”命令，可以转为RUNNING

灯：机器人常亮红色灯 添加代码文件

添加.h文件

点击菜单栏中的魔法棒

在弹出的窗口找到“Include Paths”，在文件编辑框最后有一个“…”的按钮，点击

可以进入头文件添加的窗口，我们在这里面可以添加需要用到的头文件

添加.c文件

找到最左侧的项目文件树，可以发现“Application/User/Core”

右键点击后，选择“Add Existing files…”，就可以添加已经写好的.c文件了 代码详解

我们首先增加状态灯的两个文件，分别是ws2812.h和ws2812.c

ws2812.h

#ifndef __WS2812_LED_H__#define __WS2812_LED_H__#include“tim.h”#define ONE_PULSE 54#define ZERO_PULSE 26#define LED_NUM 60#define LED_DATA_LEN 24#define RESET_PULSE_LEN 80#define DATA_BUFFER_LEN RESET_PULSE_LEN+(LED_DATA_LEN*LED_NUM)uint16_tstatic data_buffur[DATA_BUFFER_LEN]={0};void led_init(void);void led_on(void);void led_set(uint8_t led_id,uint8_t value_r,uint8_t value_g,uint8_t value_b);#endif

ws2812.c

#include“ws2812.h”void led_init(void){for(uint8_t i =0; i < LED_NUM; i++){ led_set(i,0x00,0x00,0x00);}}void led_set(uint8_t led_id,uint8_t value_r,uint8_t value_g,uint8_t value_b){uint16_t* p =(data_buffur + RESET_PULSE_LEN)+(LED_DATA_LEN * led_id);for(uint16_t i =0; i <8; i++){ p[i]=(value_g << i)&(0x80)? ONE_PULSE: ZERO_PULSE; p[i +8]=(value_r << i)&(0x80)? ONE_PULSE: ZERO_PULSE; p[i +16]=(value_b << i)&(0x80)? ONE_PULSE: ZERO_PULSE;}}void led_on(void){ HAL_TIM_PWM_Start_DMA(&htim4, TIM_CHANNEL_1,(uint32_t*)data_buffur, DATA_BUFFER_LEN);}

这两个文件的代码，将被主控用来控制状态灯的颜色。

总结

这篇文章暂时介绍到这儿，除了介绍算法的整体思路，还介绍了状态灯的代码文件。

接下来还有一篇文章，我们将全部的代码放到下一篇文章中，这样便于阅读