ESP32控制器开发入门
1. ESP32单片机实现控制原理
目前小车上需要使用ESP32进行控制的主要为四个电机以及摄像头云台的两轴舵机,二者的实现方式均是依靠PWM信号脉冲的占空比,改变信号的占空比就可以改变电机的转速以及舵机旋转的角度。
2. 小车运动控制与接口程序
串口实现数据通信
Arduino
封装了ESP32的串口库函数,可以直接使用并自定义引脚为收发串口,但是选择的引|脚心须是能够支持双向收发的I/O口;同样在Python中的`Pyserial
包也封装了主控设备串口库函数,修改HardwareSerial
类指定对应的引脚即可。
通信协议及控制逻辑
串口通信的方式是单一字节传输,为了减少指令传输时间、提高控制灵敏度,将控制指令数据格式定义为7个short类型的有符号数字,其中前四位是对应四个电机的速度值,后接两个舵机的角度值,最后一个是校验码。
3. ESP32主程序与python接口程序设计
ESP32主程序设计
具有了ESP32控制电机、舵机的底层硬件封装库之后,ESP32主程序店要由4个部分组成。
ESP32主程序
setup
函数针对串口、电机、舵机等进行初始化,输入波特率
115200
打开串口并配置电机与鴕机的驱动
set_motor
函数预配置好四个电机的初始速度之后,为每个电机设置相应的速度
set_servo
函数预配置好两个舵机的初始角度之后,为每个舵机设置相应的角度
loop
函数不断循环并读取串口中的返回数据,根据校验码验证结果下发指令
Python主程序设计
在拥有ESP32控制程序后,使用Python主程序来进行通信和基本函数的封装,在其他设备上对其进行控制,并方便模型推理之后的调用,主要功能是实现基本运动控制的功能函数、对控制指令进行序列化防止指令冲突和丢失、串口通信数据收发等。两个必须要保证的是同一时刻仅能下发一个指令到ESP32,以及正确将动作解析为电机速度和舵机角度。