feat(gml670-v2): 添加工程骨架与构建配置
基于 V1 副本新建 V2 工程,包含 CMakeLists.txt、Kconfig、prj.conf、 app.overlay、README.md 及 ADS1256/GML670 参考数据手册。 Co-Authored-By: Claude Opus 4.6 (1M context) <noreply@anthropic.com>
This commit is contained in:
@@ -0,0 +1,6 @@
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# editors
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*.swp
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*~
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# build
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/build*/
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@@ -0,0 +1,198 @@
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# 平衡板协议说明
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本文说明当前固件里的数据包格式和 BLE 通讯方式。
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## 1. BLE 通讯方式
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平衡板工作在 BLE `Peripheral` 角色,通过 Nordic UART Service(NUS)与基站通信。
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- 上行方向:平衡板 -> 基站,使用 NUS `Notify`
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- 下行方向:基站 -> 平衡板,使用 NUS `Write`
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- 广播内容:包含设备名和 NUS 128-bit UUID
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### 1.1 NUS UUID
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| 项目 | UUID | 方向 | 说明 |
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|------|------|------|------|
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| Service | `6E400001-B5A3-F393-E0A9-E50E24DCCA9E` | - | NUS 主服务 |
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| TX Characteristic | `6E400003-B5A3-F393-E0A9-E50E24DCCA9E` | 平衡板 -> 基站 | Notify,上报 CoP 和编码器数据 |
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| RX Characteristic | `6E400002-B5A3-F393-E0A9-E50E24DCCA9E` | 基站 -> 平衡板 | Write,下发阻力参数和控制命令 |
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### 1.2 当前连接行为
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- 连接建立后,平衡板会请求 `7.5-15 ms` 连接区间(`min=6, max=12`)。
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- 所有数据通过 NUS 二进制帧发送,不走文本协议。
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## 2. 数据包总览
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当前协议使用双帧头 `0xAA 0x55` 作为包起始标记。所有多字节字段按 Little Endian 编码。
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| 类型名 | 值 | 方向 | 长度 | 频率 | 说明 |
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|--------|----|------|------|------|------|
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| `PROTO_TYPE_COP` | `0x01` | 平衡板 -> 基站 | `17` | 50 Hz | 压力中心帧 |
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| `PROTO_TYPE_ENCODER` | `0x02` | 平衡板 -> 基站 | `13` | TBD | 电机编码器帧(预留) |
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| `PROTO_TYPE_RESISTANCE` | `0x10` | 基站 -> 平衡板 | `15` | 按需 | 阻力参数帧 |
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| `PROTO_TYPE_SPOTTER` | `0x11` | 基站 -> 平衡板 | `8` | 按需 | 保护模式帧 |
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| `PROTO_TYPE_HEARTBEAT` | `0x20` | 基站 -> 平衡板 | `4` | ~1 Hz | 心跳帧 |
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## 3. 上行数据包
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### 3.1 压力中心帧 (CoP)
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CoP 帧固定 17 字节,结构如下:
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| 字节偏移 | 字段 | 类型 | 值/范围 | 说明 |
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|----------|------|------|---------|------|
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| `0` | `sync0` | `uint8` | `0xAA` | 帧头第 1 字节 |
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| `1` | `sync1` | `uint8` | `0x55` | 帧头第 2 字节 |
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||||
| `2` | `type` | `uint8` | `0x01` | CoP 包类型 |
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| `3` | `seq` | `uint8` | `0-255` | 包序号,循环递增 |
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| `4` | `flags` | `uint8` | 见下表 | 状态标志位 |
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| `5-8` | `cop_x` | `float32 LE` | - | 压力中心 X 坐标 (mm) |
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| `9-12` | `cop_y` | `float32 LE` | - | 压力中心 Y 坐标 (mm) |
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| `13-16` | `force` | `float32 LE` | - | 总压力 (N) |
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#### flags 位定义
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| 位 | 名称 | 说明 |
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|----|------|------|
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| bit0 | `COP_FLAG_FORCE_VALID` | `1` 表示总力超过阈值,CoP 坐标有意义 |
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| bit1-7 | 预留 | 填 `0` |
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#### CoP 解算公式
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传感器布局(俯视):
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```text
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S4 (FL) -------- S1 (FR)
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| center |
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S3 (BL) -------- S2 (BR)
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```
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传感器坐标(单位:mm,板面中心为原点):
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| 传感器 | 位置 | X | Y |
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|--------|------|---|---|
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| S1 | 右前 (FR) | `+200` | `+200` |
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||||
| S2 | 右后 (BR) | `+200` | `-200` |
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||||
| S3 | 左后 (BL) | `-200` | `-200` |
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||||
| S4 | 左前 (FL) | `-200` | `+200` |
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计算公式:
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```text
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||||
F_total = F0 + F1 + F2 + F3
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||||
CoP_X = (F0 * x0 + F1 * x1 + F2 * x2 + F3 * x3) / F_total
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CoP_Y = (F0 * y0 + F1 * y1 + F2 * y2 + F3 * y3) / F_total
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```
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||||
当 `F_total < COP_MIN_FORCE_THRESHOLD` 时,CoP 坐标无意义,`flags.bit0 = 0`,`cop_x` 和 `cop_y` 填 `0.0f`。
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#### 示例
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下面是一个 CoP 帧示例(CoP 有效):
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```text
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AA 55 01 2A 01 00 00 F0 41 00 00 48 42 00 80 BB 44
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```
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含义如下:
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- `AA 55`:双帧头
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- `01`:CoP 包
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- `2A`:序号 `0x2A`
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- `01`:flags = `force_valid`
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- `00 00 F0 41`:`cop_x = 30.0` mm(LE float32)
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||||
- `00 00 48 42`:`cop_y = 50.0` mm(LE float32)
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||||
- `00 80 BB 44`:`force = 1500.0` N(LE float32)
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### 3.2 电机编码器帧(预留)
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编码器帧固定 13 字节,结构如下。该帧目前仅在协议中预留定义,固件暂不实现。
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| 字节偏移 | 字段 | 类型 | 值/范围 | 说明 |
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|----------|------|------|---------|------|
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||||
| `0` | `sync0` | `uint8` | `0xAA` | 帧头第 1 字节 |
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||||
| `1` | `sync1` | `uint8` | `0x55` | 帧头第 2 字节 |
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||||
| `2` | `type` | `uint8` | `0x02` | 编码器包类型 |
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||||
| `3` | `seq` | `uint8` | `0-255` | 包序号 |
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||||
| `4` | `flags` | `uint8` | `0` | 预留 |
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||||
| `5-8` | `cable_length` | `float32 LE` | - | 拉索长度 (mm) |
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||||
| `9-12` | `velocity` | `float32 LE` | - | 拉索速度 (mm/s) |
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## 4. 下行数据包
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### 4.1 阻力参数帧
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阻力参数帧固定 15 字节,用于基站向平衡板下发电机阻力控制参数。
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| 字节偏移 | 字段 | 类型 | 值/范围 | 说明 |
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||||
|----------|------|------|---------|------|
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||||
| `0` | `sync0` | `uint8` | `0xAA` | 帧头第 1 字节 |
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||||
| `1` | `sync1` | `uint8` | `0x55` | 帧头第 2 字节 |
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||||
| `2` | `type` | `uint8` | `0x10` | 阻力参数包类型 |
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||||
| `3-6` | `K` | `float32 LE` | - | 刚度 (N/m) |
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||||
| `7-10` | `B` | `float32 LE` | - | 阻尼 (Ns/m) |
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| `11-14` | `Tau` | `float32 LE` | - | 时间常数 (s) |
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||||
#### 示例
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```text
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AA 55 10 00 00 C8 42 00 00 48 41 CD CC 4C 3E
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```
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含义如下:
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- `AA 55 10`:阻力参数帧头
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- `00 00 C8 42`:`K = 100.0` N/m
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||||
- `00 00 48 41`:`B = 12.5` Ns/m
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||||
- `CD CC 4C 3E`:`Tau = 0.2` s
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||||
### 4.2 Spotter Mode 帧
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||||
Spotter 帧固定 8 字节,用于启用或关闭保护模式。
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| 字节偏移 | 字段 | 类型 | 值/范围 | 说明 |
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||||
|----------|------|------|---------|------|
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||||
| `0` | `sync0` | `uint8` | `0xAA` | 帧头第 1 字节 |
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||||
| `1` | `sync1` | `uint8` | `0x55` | 帧头第 2 字节 |
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||||
| `2` | `type` | `uint8` | `0x11` | Spotter 包类型 |
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| `3-6` | `threshold` | `float32 LE` | - | 保护力阈值 (N) |
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| `7` | `enable` | `uint8` | `0` 或 `1` | `0` = 关闭, `1` = 启用 |
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#### 示例
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||||
启用 Spotter Mode,阈值 500 N:
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```text
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||||
AA 55 11 00 00 FA 43 01
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||||
```
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||||
### 4.3 心跳帧
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||||
心跳帧固定 4 字节,基站以约 1 Hz 频率发送,用于活性检测。
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| 字节偏移 | 字段 | 类型 | 值/范围 | 说明 |
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||||
|----------|------|------|---------|------|
|
||||
| `0` | `sync0` | `uint8` | `0xAA` | 帧头第 1 字节 |
|
||||
| `1` | `sync1` | `uint8` | `0x55` | 帧头第 2 字节 |
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||||
| `2` | `type` | `uint8` | `0x20` | 心跳包类型 |
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||||
| `3` | `counter` | `uint8` | `0-255` | 滚动计数 |
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||||
|
||||
#### 示例
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||||
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||||
```text
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||||
AA 55 20 05
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||||
```
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||||
含义:心跳包,计数 `5`。
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## 5. 当前实现约束
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- CoP 帧固定 17 字节,可在最小 ATT MTU 23(NUS 有效负载 20 字节)下传输。
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||||
- 50 Hz CoP 上行流隐式充当平衡板到基站的活性检测,因此心跳仅为下行。
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||||
- 传感器通道到物理位置的映射:MUX `{0x01, 0x23, 0x45, 0x67}` → FL/FR/BR/BL。
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||||
- `BOARD_HALF_WIDTH_MM = 200`,`BOARD_HALF_LENGTH_MM = 200`(后续可能调整)。
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||||
- `ADC_TO_FORCE_SCALE` 当前为占位值 `1.0f`,待 10 kg 砝码标定后修正。
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||||
- ARM Cortex-M33 为小端架构,`float32` 在 packed struct 中天然符合 Little Endian 要求。
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||||
@@ -0,0 +1,32 @@
|
||||
#
|
||||
# Copyright (c) 2018 Nordic Semiconductor
|
||||
#
|
||||
# SPDX-License-Identifier: LicenseRef-Nordic-5-Clause
|
||||
#
|
||||
cmake_minimum_required(VERSION 3.20.0)
|
||||
|
||||
find_package(Zephyr REQUIRED HINTS $ENV{ZEPHYR_BASE})
|
||||
project(GML670_V2)
|
||||
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||||
if(SYSBUILD)
|
||||
get_filename_component(SYSBUILD_TOP_BINARY_DIR "${CMAKE_BINARY_DIR}" DIRECTORY)
|
||||
add_custom_target(sync_compile_commands ALL
|
||||
COMMAND ${CMAKE_COMMAND} -E copy_if_different
|
||||
${CMAKE_BINARY_DIR}/compile_commands.json
|
||||
${SYSBUILD_TOP_BINARY_DIR}/compile_commands.json
|
||||
COMMENT "Sync ${PROJECT_NAME} compile_commands.json to sysbuild top-level build/"
|
||||
VERBATIM
|
||||
)
|
||||
endif()
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||||
|
||||
# NORDIC SDK APP START
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||||
target_sources(app PRIVATE
|
||||
src/main.c
|
||||
src/ads1256.c
|
||||
src/sensor.c
|
||||
src/ble_transport.c
|
||||
)
|
||||
target_include_directories(app PRIVATE
|
||||
inc
|
||||
)
|
||||
# NORDIC SDK APP END
|
||||
@@ -0,0 +1,45 @@
|
||||
#
|
||||
# Copyright (c) 2018 Nordic Semiconductor
|
||||
#
|
||||
# SPDX-License-Identifier: LicenseRef-Nordic-5-Clause
|
||||
#
|
||||
|
||||
source "Kconfig.zephyr"
|
||||
|
||||
menu "Nordic UART BLE GATT service sample"
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||||
|
||||
config BT_NUS_THREAD_STACK_SIZE
|
||||
int "Thread stack size"
|
||||
default 1024
|
||||
help
|
||||
Stack size used in each of the two threads
|
||||
|
||||
config BT_NUS_UART_BUFFER_SIZE
|
||||
int "UART payload buffer element size"
|
||||
default 40
|
||||
help
|
||||
Size of the payload buffer in each RX and TX FIFO element
|
||||
|
||||
config BT_NUS_SECURITY_ENABLED
|
||||
bool "Security"
|
||||
default y
|
||||
select BT_SMP
|
||||
help
|
||||
Enable Bluetooth LE security for the UART service
|
||||
|
||||
config BT_NUS_UART_RX_WAIT_TIME
|
||||
int "Timeout for UART RX complete event"
|
||||
default 50000
|
||||
help
|
||||
Wait for RX complete event time in microseconds
|
||||
|
||||
config SETTINGS
|
||||
default y
|
||||
|
||||
config ZMS
|
||||
default y if (SOC_FLASH_NRF_RRAM || SOC_FLASH_NRF_MRAM)
|
||||
|
||||
config NVS
|
||||
default y if !(SOC_FLASH_NRF_RRAM || SOC_FLASH_NRF_MRAM)
|
||||
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||||
endmenu
|
||||
@@ -0,0 +1,279 @@
|
||||
# GML670 Balance Board
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||||
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||||
> 当前目录是 `GML670x4_V1`。代码内的 CMake 项目名为 `GML670_V2`,BLE 设备名为 `GML670_System`。
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||||
>
|
||||
> 本文档是当前工程的总入口说明,重点覆盖已落地的固件行为。更细的协议字段和示例帧见 [BALANCE_BOARD_PROTOCOL.md](./BALANCE_BOARD_PROTOCOL.md)。
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## 目录
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1. [产品概述](#1-产品概述)
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2. [硬件组成](#2-硬件组成)
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3. [系统架构](#3-系统架构)
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4. [功能需求与当前状态](#4-功能需求与当前状态)
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||||
5. [BLE 协议规格](#5-ble-协议规格)
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||||
6. [ADS1256 / CoP 规格](#6-ads1256--cop-规格)
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||||
7. [开发环境与板级配置](#7-开发环境与板级配置)
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||||
8. [项目结构](#8-项目结构)
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||||
9. [构建与烧录](#9-构建与烧录)
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||||
10. [日志与当前约束](#10-日志与当前约束)
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## 1. 产品概述
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本工程是平衡板的 nRF5340 App Core 固件,当前版本的核心能力是:
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- 通过 ADS1256 轮询 4 路传感器输入
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- 在板端完成去皮、中值滤波和 CoP(Center of Pressure,压力中心)解算
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- 通过 BLE NUS 以二进制帧持续上报 CoP 数据
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- 接收基站下发的阻力参数、Spotter 模式和心跳帧
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||||
当前实现的上行主数据是固定 17 字节的 CoP 帧,发送频率为 50 Hz。阻力、Spotter、Heartbeat 的下行协议已经接入接收路径,但控制逻辑还没有继续向执行器或保护动作落地。
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||||
## 2. 硬件组成
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当前仓库里能直接确认的硬件如下:
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| 器件 | 型号 / 对象 | 接口 | 作用 | 状态 |
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|------|-------------|------|------|------|
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||||
| 主控 | nRF5340 DK App Core | - | 运行 BLE、SPI 采样和 CoP 解算 | ✅ |
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||||
| ADC | ADS1256 | SPI1 | 4 路多通道采样 | ✅ |
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||||
| 传感器输入 | 4 路差分输入 | ADS1256 MUX | 用于压力类信号采样 | ✅ |
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||||
| 基站链路 | Nordic UART Service | BLE | 上报 CoP、接收控制参数 | ✅ |
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||||
| 编码器链路 | 预留 | BLE 协议 | 编码器上行帧结构已定义,固件未发送 | 🔲 |
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||||
### ADS1256 相关引脚
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||||
`app.overlay` 当前把 ADS1256 绑定到 `spi1`,连线如下:
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||||
| 信号 | nRF5340 引脚 | 说明 |
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||||
|------|--------------|------|
|
||||
| SCK | `P1.15` | `spi1` 时钟 |
|
||||
| MOSI | `P1.13` | `spi1` 主发从收 |
|
||||
| MISO | `P1.14` | `spi1` 主收从发 |
|
||||
| CS | `P1.12` | 片选,`GPIO_ACTIVE_LOW` |
|
||||
| DRDY | `P1.11` | 数据就绪输入 |
|
||||
| RESET | `P1.10` | ADS1256 复位控制 |
|
||||
|
||||
## 3. 系统架构
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||||
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||||
```text
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||||
4 路传感器输入
|
||||
|
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||||
v
|
||||
ADS1256
|
||||
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|
||||
v
|
||||
SPI1
|
||||
|
|
||||
v
|
||||
nRF5340 App Core
|
||||
|
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||||
+--> tare / 7 点中值滤波 / CoP 解算
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||||
|
|
||||
+--> BLE NUS Notify --> 基站
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||||
+<-- BLE NUS Write <-- 基站
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||||
| | |
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||||
| | +-- Heartbeat
|
||||
| +------------ Spotter 参数
|
||||
+--------------------- Resistance 参数
|
||||
```
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||||
|
||||
当前主循环完成 4 路轮询采样、滤波、CoP 解算和上行发送。下行方向只负责解析三类控制帧并保存参数,参数接收后会记录到内存并打印日志,不会继续驱动执行机构。
|
||||
|
||||
## 4. 功能需求与当前状态
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||||
|
||||
### 4.1 采样与解算
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||||
|
||||
| 项目 | 说明 | 状态 |
|
||||
|------|------|------|
|
||||
| 4 路轮询采样 | 通过 ADS1256 MUX 依次读取 `0x01 / 0x23 / 0x45 / 0x67` 四组通道 | ✅ |
|
||||
| tare 去皮 | 启动阶段每路取 7 个样本,中值作为零点偏移 | ✅ |
|
||||
| 中值滤波 | 每路保留最近 7 个样本,排序后取中位数 | ✅ |
|
||||
| 死区抑制 | 中值落在 `-80 ~ 80` 时压到 `0` | ✅ |
|
||||
| CoP 解算 | 根据四角力值计算 `cop_x / cop_y / force` | ✅ |
|
||||
| 力值标定 | `ADC_TO_FORCE_SCALE` 仍为占位值 `1.0f` | 🔲 |
|
||||
|
||||
### 4.2 BLE 通信
|
||||
|
||||
| 项目 | 说明 | 状态 |
|
||||
|------|------|------|
|
||||
| BLE 角色 | `Peripheral`,使用 NUS 私有服务 | ✅ |
|
||||
| 广播 | 广播包带 NUS UUID,扫描响应带设备名 | ✅ |
|
||||
| 连接参数请求 | 连接后请求 `7.5-15 ms` 区间 | ✅ |
|
||||
| CoP 上行 | 固定 17 字节二进制帧,50 Hz | ✅ |
|
||||
| 断线重广播 | 断开 1 秒后重新广播 | ✅ |
|
||||
| NUS 下行解析 | Resistance / Spotter / Heartbeat 三类帧已接收解析 | ✅ |
|
||||
| 编码器上行 | 协议已预留,主循环未发送 | 🔲 |
|
||||
|
||||
### 4.3 控制参数与保护逻辑
|
||||
|
||||
| 项目 | 说明 | 状态 |
|
||||
|------|------|------|
|
||||
| Resistance 参数接收 | 接收 `K / B / Tau` 并保存到内存 | ✅ |
|
||||
| Spotter 参数接收 | 接收 `threshold / enable` 并保存到内存 | ✅ |
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||||
| Heartbeat 接收 | 接收后刷新时间戳 | ✅ |
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| 阻力闭环控制 | 参数已接入协议层,控制逻辑未落地 | 🔲 |
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||||
| Spotter 保护动作 | 参数已接入协议层,保护动作未落地 | 🔲 |
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## 5. BLE 协议规格
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平衡板工作在 BLE `Peripheral` 角色,通过 Nordic UART Service 与基站交换二进制帧。
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- 上行方向:平衡板 -> 基站,使用 NUS `Notify`
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- 下行方向:基站 -> 平衡板,使用 NUS `Write`
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||||
- 广播行为:广播包包含 NUS 128-bit UUID,扫描响应包含设备名 `GML670_System`
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### 5.1 NUS UUID
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||||
| 项目 | UUID | 方向 | 说明 |
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|------|------|------|------|
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| Service | `6E400001-B5A3-F393-E0A9-E50E24DCCA9E` | - | NUS 主服务 |
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| TX Characteristic | `6E400003-B5A3-F393-E0A9-E50E24DCCA9E` | 平衡板 -> 基站 | Notify,上报 CoP 数据 |
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||||
| RX Characteristic | `6E400002-B5A3-F393-E0A9-E50E24DCCA9E` | 基站 -> 平衡板 | Write,下发控制参数 |
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### 5.2 连接参数
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| 参数 | 当前值 | 说明 |
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|------|--------|------|
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| 广播模式 | `BT_LE_ADV_CONN_FAST_2` | 上电和断线后通过同一入口启动 |
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| 连接间隔请求 | `7.5-15 ms` | `interval_min = 6`,`interval_max = 12` |
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| 从站延迟 | `0` | 不跳过连接事件 |
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| 监督超时 | `4000 ms` | `timeout = 400` |
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### 5.3 帧类型总览
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| 类型名 | 值 | 方向 | 长度 | 频率 | 说明 |
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|--------|----|------|------|------|------|
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| `PROTO_TYPE_COP` | `0x01` | 平衡板 -> 基站 | `17` | `50 Hz` | CoP 上行帧 |
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| `PROTO_TYPE_ENCODER` | `0x02` | 平衡板 -> 基站 | `13` | TBD | 编码器上行帧,预留 |
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||||
| `PROTO_TYPE_RESISTANCE` | `0x10` | 基站 -> 平衡板 | `15` | 按需 | 阻力参数帧 |
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||||
| `PROTO_TYPE_SPOTTER` | `0x11` | 基站 -> 平衡板 | `8` | 按需 | Spotter 参数帧 |
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||||
| `PROTO_TYPE_HEARTBEAT` | `0x20` | 基站 -> 平衡板 | `4` | `~1 Hz` | 心跳帧 |
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||||
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### 5.4 当前上行主帧
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CoP 帧固定 17 字节,结构如下:
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| 字节偏移 | 字段 | 类型 | 说明 |
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|----------|------|------|------|
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| `0` | `sync0` | `uint8` | 固定 `0xAA` |
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| `1` | `sync1` | `uint8` | 固定 `0x55` |
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||||
| `2` | `type` | `uint8` | 固定 `0x01` |
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||||
| `3` | `seq` | `uint8` | 包序号,循环递增 |
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||||
| `4` | `flags` | `uint8` | `bit0` 表示 `force_valid` |
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| `5-8` | `cop_x` | `float32 LE` | 压力中心 X 坐标,单位 mm |
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||||
| `9-12` | `cop_y` | `float32 LE` | 压力中心 Y 坐标,单位 mm |
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||||
| `13-16` | `force` | `float32 LE` | 总压力,单位 N |
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||||
更完整的协议示例帧和字段说明见 [BALANCE_BOARD_PROTOCOL.md](./BALANCE_BOARD_PROTOCOL.md)。
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## 6. ADS1256 / CoP 规格
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### 6.1 初始化与采样流程
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当前固件的 ADS1256 侧流程如下:
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```text
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上电
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+-- 配置 CS / DRDY / RESET GPIO
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+-- 绑定 SPI1,频率 500 kHz
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+-- 关闭 ADS1256 连续输出
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+-- 配置 STATUS / MUX / ADCON / DRATE
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||||
+-- 执行自校准
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||||
+-- tare 去皮
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||||
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||||
+-- 主循环
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||||
+-- 轮询 4 路 MUX
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||||
+-- 读取 ADC 原始值
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+-- 扣除零点偏移
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||||
+-- 7 点中值滤波
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||||
+-- 死区抑制
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||||
+-- CoP 解算
|
||||
+-- 打包 CoP 帧并发送
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||||
```
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||||
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||||
### 6.2 关键参数
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||||
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||||
| 项目 | 当前值 | 说明 |
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||||
|------|--------|------|
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| SPI 频率 | `500 kHz` | `spi_cfg.frequency = 500000` |
|
||||
| 中值滤波窗口 | `7` | `MEDIAN_WINDOW = 7` |
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||||
| 死区 | `±80` | `-80 < median_val < 80` 时压到 `0` |
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||||
| 主循环周期 | `20 ms` | `k_msleep(20)` |
|
||||
| CoP 上行频率 | `50 Hz` | 与主循环周期一致 |
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||||
| 板面半宽 | `200 mm` | `BOARD_HALF_WIDTH_MM = 200.0f` |
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||||
| 板面半长 | `200 mm` | `BOARD_HALF_LENGTH_MM = 200.0f` |
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||||
| CoP 最小有效总力 | `50 N` | `COP_MIN_FORCE_THRESHOLD = 50.0f` |
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||||
| 力值换算系数 | `1.0f` | `ADC_TO_FORCE_SCALE` 仍是占位值 |
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||||
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||||
### 6.3 CoP 判定规则
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||||
- 四路滤波后 ADC 值先通过 `ADC_TO_FORCE_SCALE` 转成力值
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||||
- 总力小于 `50 N` 时,`cop_x` 和 `cop_y` 置 `0.0f`
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||||
- 此时 `flags.bit0 = 0`,表示 CoP 坐标没有物理意义
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||||
- 总力达到阈值后,再根据四个角点坐标做加权平均
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||||
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||||
## 7. 开发环境与板级配置
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||||
当前工程采用标准 Zephyr / NCS 应用结构,目标板为 `nrf5340dk/nrf5340/cpuapp`。
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`prj.conf` 当前可以直接确认的配置点包括:
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||||
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||||
- `CONFIG_BT=y`,启用 BLE
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||||
- `CONFIG_BT_PERIPHERAL=y`,工作在外设角色
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||||
- `CONFIG_BT_NUS=y`,启用 Nordic UART Service
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||||
- `CONFIG_BT_DEVICE_NAME="GML670_System"`,设置广播设备名
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||||
- 日志走 RTT:`CONFIG_USE_SEGGER_RTT=y`
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||||
- 关闭 UART Console:`CONFIG_CONSOLE=n`、`CONFIG_UART_CONSOLE=n`
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||||
- 关闭串口驱动:`CONFIG_SERIAL=n`
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||||
`app.overlay` 当前只保留了 SPI1 和 ADS1256 控制 GPIO 的定义,没有额外启用 UART 控制台复用。
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## 8. 项目结构
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当前阅读和维护时最关键的文件如下:
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| 路径 | 说明 |
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|------|------|
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| `src/main.c` | 主流程,包含 BLE、ADS1256 采样、滤波、CoP 解算和发送 |
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||||
| `src/protocol.h` | 二进制协议结构、常量、几何参数和阈值 |
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||||
| `app.overlay` | SPI1、CS、DRDY、RESET 的板级连线 |
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||||
| `prj.conf` | BLE、日志和控制台相关配置 |
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||||
| `BALANCE_BOARD_PROTOCOL.md` | 协议专项说明、字段表和示例帧 |
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||||
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||||
## 9. 构建与烧录
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||||
在已经配置好 Zephyr / NCS 环境的前提下,可以直接在工程根目录执行:
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||||
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||||
```bash
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||||
west build -b nrf5340dk/nrf5340/cpuapp -p always .
|
||||
west flash
|
||||
```
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||||
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||||
如果只是重新编译当前应用,默认目标仍然是 `nrf5340dk/nrf5340/cpuapp`。
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||||
## 10. 日志与当前约束
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### 10.1 日志
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||||
当前日志走 RTT,不占用 UART Console。启动后可以看到如下类型的信息:
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- 启动 banner
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- tare 开始和结束
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- 下行 Resistance 参数日志
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||||
- 下行 Spotter 参数日志
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||||
- Heartbeat 接收路径已接入,默认 `INF` 级别下不会单独打印
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||||
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||||
### 10.2 当前约束
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||||
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||||
- 阻力参数、Spotter 参数和 Heartbeat 当前只做到协议接收、内存保存和日志打印
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||||
- 编码器上行帧只在协议头里预留,主循环没有产生这类数据
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||||
- `ADC_TO_FORCE_SCALE = 1.0f` 仍是占位值,真实力值需要结合实物标定修正
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||||
- CoP 当前依赖四角传感器的固定几何布局,默认使用 `200 mm x 200 mm` 半尺寸
|
||||
- 主循环固定为 `20 ms` 周期,当前 README 中所有频率描述都以这一实现为准
|
||||
+66
@@ -0,0 +1,66 @@
|
||||
/*
|
||||
* Copyright (c) 2022 Nordic Semiconductor ASA
|
||||
*
|
||||
* SPDX-License-Identifier: LicenseRef-Nordic-5-Clause
|
||||
*/
|
||||
|
||||
/*
|
||||
* nRF5340 DK (App Core) Overlay for ADS1256
|
||||
* 仅保留 SPI 和 GPIO 定义
|
||||
*/
|
||||
|
||||
&spi1 {
|
||||
compatible = "nordic,nrf-spim";
|
||||
status = "okay";
|
||||
pinctrl-0 = <&spi1_default>;
|
||||
pinctrl-1 = <&spi1_sleep>;
|
||||
pinctrl-names = "default", "sleep";
|
||||
|
||||
/* CS 引脚配置 */
|
||||
cs-gpios = <&gpio1 12 GPIO_ACTIVE_LOW>;
|
||||
|
||||
ads1256: ads1256@0 {
|
||||
compatible = "ti,ads1256";
|
||||
reg = <0>;
|
||||
spi-max-frequency = <1000000>;
|
||||
};
|
||||
};
|
||||
|
||||
&pinctrl {
|
||||
spi1_default: spi1_default {
|
||||
group1 {
|
||||
psels = <NRF_PSEL(SPIM_SCK, 1, 15)>,
|
||||
<NRF_PSEL(SPIM_MOSI, 1, 13)>,
|
||||
<NRF_PSEL(SPIM_MISO, 1, 14)>;
|
||||
};
|
||||
};
|
||||
spi1_sleep: spi1_sleep {
|
||||
group1 {
|
||||
psels = <NRF_PSEL(SPIM_SCK, 1, 15)>,
|
||||
<NRF_PSEL(SPIM_MOSI, 1, 13)>,
|
||||
<NRF_PSEL(SPIM_MISO, 1, 14)>;
|
||||
low-power-enable;
|
||||
};
|
||||
};
|
||||
};
|
||||
|
||||
/ {
|
||||
aliases {
|
||||
ads-cs = &ads_cs_pin;
|
||||
ads-drdy = &ads_drdy_pin;
|
||||
ads-reset = &ads_reset_pin;
|
||||
};
|
||||
|
||||
ads1256_control {
|
||||
compatible = "gpio-keys";
|
||||
ads_cs_pin: ads_cs {
|
||||
gpios = <&gpio1 12 GPIO_ACTIVE_LOW>;
|
||||
};
|
||||
ads_drdy_pin: ads_drdy {
|
||||
gpios = <&gpio1 11 GPIO_ACTIVE_LOW>;
|
||||
};
|
||||
ads_reset_pin: ads_reset {
|
||||
gpios = <&gpio1 10 GPIO_ACTIVE_LOW>;
|
||||
};
|
||||
};
|
||||
};
|
||||
Binary file not shown.
Binary file not shown.
@@ -0,0 +1,29 @@
|
||||
# 基础蓝牙
|
||||
CONFIG_BT=y
|
||||
CONFIG_BT_PERIPHERAL=y
|
||||
CONFIG_BT_DEVICE_NAME="GML670_System"
|
||||
CONFIG_BT_MAX_CONN=1
|
||||
CONFIG_BT_NUS=y
|
||||
|
||||
# 借鉴 Kiwii: 禁用 NUS 安全限制,提高连接成功率
|
||||
CONFIG_BT_NUS_SECURITY_ENABLED=n
|
||||
|
||||
# 借鉴 Kiwii: 优化缓冲区 (匹配硬件)
|
||||
CONFIG_BT_BUF_ACL_TX_COUNT=3
|
||||
CONFIG_BT_L2CAP_TX_BUF_COUNT=3
|
||||
|
||||
# 硬件驱动
|
||||
CONFIG_SPI=y
|
||||
CONFIG_GPIO=y
|
||||
CONFIG_CBPRINTF_FP_SUPPORT=y
|
||||
|
||||
# 日志 (切换到 RTT,避免日志占用 UART/Console 输出链)
|
||||
CONFIG_CONSOLE=n
|
||||
CONFIG_UART_CONSOLE=n
|
||||
CONFIG_SERIAL=n
|
||||
CONFIG_LOG=y
|
||||
CONFIG_USE_SEGGER_RTT=y
|
||||
CONFIG_LOG_BACKEND_RTT=y
|
||||
CONFIG_LOG_BACKEND_UART=n
|
||||
CONFIG_LOG_MODE_IMMEDIATE=y
|
||||
CONFIG_MAIN_STACK_SIZE=4096
|
||||
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