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[项目]基于FreeRTOS的STM32四轴飞行器: 六.2.4g通信

news 来源：原创 2025/8/8 9:59:04

基于FreeRTOS的STM32四轴飞行器: 六.2.4g通信

一.Si24Ri原理图
二.Si24R1芯片手册解读
三.驱动函数讲解
五.移植2.4g通讯（飞控部分）
六.移植2.4g通讯（遥控部分）
七.通讯模块的完成（遥控部分）
七.通讯模块的完成（飞控部分）

一.Si24Ri原理图

Si24R1芯片原理图如下：
右侧为晶振。
在这里插入图片描述
模块芯片与主控芯片连接引脚如下：

SI-EN：使能引脚。
SI-IRO：可屏蔽中断信号，低电平有效。
SPI1-NSS：片选信号。
SPI1-CLK：时钟信号。
SPI1-MOSI：主设备输出从设备输入。
SPI1-MISO：主设备输入从设备输出。

二.Si24R1芯片手册解读

在这里插入图片描述
信道取值范围1到126，如果两个人同时使用一个信道会导致干扰。
状态机转换图：

TX工作模式：

RX工作模式：

当芯片数据过多处理不过来时，FIFO中可以存储三个数据包起到存储缓冲作用，当满了时接收到的数据包被自动丢掉。所以最好协调发送接收的频率相等，或者发送稍微慢一些。
数据包处理协议：
在这里插入图片描述
在实际代码编写时在负载数据中加入自己的数据校验。

三.驱动函数讲解

定义两个地址：
在这里插入图片描述
定义两个缓冲区：

在.h文件中extern两个缓冲区：

标记位：

写寄存器：

读寄存器：

写多个字节：

自检判断校验是否成功：

五.移植2.4g通讯（飞控部分）

文件夹创建.c.h文件，将代码复制粘贴进文件：
在这里插入图片描述
配置为全双工模式，不能超过18M，设置为4分频：

观察配置引脚是否与原理图一致：

配置片选信号NSS低电平有效，所以PA4引脚设置为高电平，使用时拉低电平：

配置使能信号，默认使能：

配置IRQ中断输入引脚，低电平有效默认上拉：
在这里插入图片描述

.h文件2.4g通道设置：

将该函数Driver_SPI_SwapByte定义：

在应用层编写Start函数，在中间自检：

App_Task中编写通信任务：
与飞控任务优先级保持一致，与飞控任务重要性差不多。

测试通讯任务：
因为通讯任务和飞控任务优先级相同，所以可能会导致硬件出问题，在该处开头延时1000ms。使用Inf_Si24R1_TxPacket函数接受数据包，将数据保存在RX_BUFF中，返回值0接收到数据，1未接收到数据。
在这里插入图片描述

六.移植2.4g通讯（遥控部分）

根据原理图配置SPI接口：
在这里插入图片描述

在keil中配置.h文件：

管理目录结构：

删除多余功能后，编写通讯任务：
将数据填入TX_BUFF并根据返回值判读发射成功与否。

配置为发送模式：

根据原理图更改为串口一：

飞控端串口有数据打印，通讯正常：
在这里插入图片描述

七.通讯模块的完成（遥控部分）

定义了一个长度为18的发送数组：
在这里插入图片描述
在发送数组中定义前3个字节为自定义帧头，可以进行数据验证。第4个字节放真正的数据长度，如下显示数据长度为10个字节，之后10个字节存放真正的数据。最后4个字节将数据全部加起来存成校验和，接收方和发送方进行比较看是否相等。
在这里插入图片描述
代码逻辑：
在此代码中用于按大端序拆分多字节数据，确保传输的字节顺序符合协议要求。

/*** @description: 通过2.4g发送摇杆数据*  前3个字节: 0x01,0x02,0x03*  1个字节:   真正的数据长度  = 10*  10个字节:  真正的数据*  4个字节 :  校验和** @return {*}*/
void App_Communication_SendJoyStickData(void)
{uint8_t index = 0;/* 定义帧头 */TX_BUFF[index++] = FRAME_0;TX_BUFF[index++] = FRAME_1;TX_BUFF[index++] = FRAME_2;/* 定义实际的数据长度  后面根据实际的数据,再修改*/TX_BUFF[index++] = 0;/* 摇杆数据 */TX_BUFF[index++] = joyStick.THR >> 8;TX_BUFF[index++] = joyStick.THR;TX_BUFF[index++] = joyStick.YAW >> 8;TX_BUFF[index++] = joyStick.YAW;TX_BUFF[index++] = joyStick.PIT >> 8;TX_BUFF[index++] = joyStick.PIT;TX_BUFF[index++] = joyStick.ROL >> 8;TX_BUFF[index++] = joyStick.ROL;TX_BUFF[index++]     = joyStick.isPowerDown;joyStick.isPowerDown = 0; /* 清零关机命令 */TX_BUFF[index++]     = joyStick.isFixHeight; /* 接收方收到1之后,对定高进行取反操作 */joyStick.isFixHeight = 0;                    /* 只发一次 */TX_BUFF[3] = index - 4;/* 计算校验和 */int32_t sum = 0;for(uint8_t i = 0; i < index; i++){sum += TX_BUFF[i];}TX_BUFF[index++] = sum >> 24;TX_BUFF[index++] = sum >> 16;TX_BUFF[index++] = sum >> 8;TX_BUFF[index++] = sum;taskENTER_CRITICAL();Inf_Si24R1_TxPacket(TX_BUFF);taskEXIT_CRITICAL();
}

任务调用：

/* 2. 通讯任务 */
void communicationTask(void *args)
{vTaskDelay(1000);debug_printfln("通讯任务开始调度");uint32_t preTime = xTaskGetTickCount();while(1){App_Communication_SendJoyStickData();vTaskDelayUntil(&preTime, COMMUNICATION_EXEC_CYCLE);}
}

七.通讯模块的完成（飞控部分）

接收摇杆数据：
返回值Com_Status 是否收到数据：Com_OK收到否则没。

/*** @description: 接收摇杆数据* @return {*} Com_Status 是否收到数据: Com_OK收到 否则没有收到*/
Com_Status App_Communication_ReceiveJoyStickData(void)
{/* 1. 接收数据, 如果没有收到, 直接返回 fail */taskENTER_CRITICAL();uint8_t r = Inf_Si24R1_RxPacket(RX_BUFF);taskEXIT_CRITICAL();if(r == 1) return Com_FAIL;/* 2. 收到数据: 判断帧头是否相等(是否是自己的遥控器发的) */if(RX_BUFF[0] != FRAME_0 ||RX_BUFF[1] != FRAME_1 ||RX_BUFF[2] != FRAME_2) return Com_FAIL;/* 3. 真正的数据 */joyStick.THR = (RX_BUFF[4] << 8) | RX_BUFF[5];joyStick.YAW = (RX_BUFF[6] << 8) | RX_BUFF[7];joyStick.PIT = (RX_BUFF[8] << 8) | RX_BUFF[9];joyStick.ROL = (RX_BUFF[10] << 8) | RX_BUFF[11];joyStick.isPowerDown = RX_BUFF[12];if(RX_BUFF[13]) /* 当 RX_BUFF[13] 是1时  切换定高模式 */{joyStick.isFixHeight = !joyStick.isFixHeight;isFixHeight = joyStick.isFixHeight == 1 ? Com_OK : Com_FAIL;}return Com_OK;
}

通讯任务调用：

/* 4. 通讯任务 */
void communicationTask(void *args)
{// vTaskDelay(1000);debug_printfln("通讯任务开始调度");uint32_t preTime = xTaskGetTickCount();while (1){/* 1. 读取2.4g数据 */Com_Status isReceiveData = App_Communication_ReceiveJoyStickData();/* 2. 判断遥控器的连接情况 */isRemoteConnected = App_Communication_CheckConnection(isReceiveData);// debug_printfln("%d", isRemoteConnected);/* 3. 遥控器解锁 */isRemoteUnlocked = App_Communication_RemoteUnlock(isRemoteConnected);/* 远程关机 */if (isReceiveData == Com_OK){if (joyStick.isPowerDown){xTaskNotifyGive(powerTaskHandle);}}vTaskDelayUntil(&preTime, COMMUNICATION_EXEC_CYCLE);}
}