基于STM32+FreeRTOS的四轴机械臂

目录

代码：

注释写的较少，但本文出现的代码都有注释，所以请直接在本文里看注释

项目概述：

一 准备阶段（都是些废话）

 二 裸机测试功能

1.摇杆控制

接线：

CubeMX配置：

代码

2.蓝牙控制

接线：

CubeMX配置

代码：

3.示教器控制

4.记录动作信息

5.执行记录的动作

注：

三 FreeRTOS上完成项目

1.加入IIC的OLED屏显 和 动作执行（数组版） 

CubeMX配置：

 代码：

2.链表的增删遍历实现动作记忆和执行

3.SPI扩容

功能测试

w25q128芯片分析与功能实现

---

代码：

注释写的较少，但本文出现的代码都有注释，所以请直接在本文里看注释

 链接：https://pan.baidu.com/s/14GJF8ZCnkNkKkz5R0uJwOA?pwd=1111 
提取码：1111 
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项目概述：

基于STM32的FreeRTOS四轴机械臂

        基于FreeRTOS实时操作系统，主控为 STM32F103C8T6 ，机械臂为四轴分别被四个Mg90s舵机控制。本项目实现了 3 种控制方法，分别为 摇杆控制  、 串口蓝牙控制 和 示教器控制。可以进行动作录制和执行。

        采用8路ADC采集摇杆和示教器的模拟量并由DMA搬运数据，USART串口实时收发信息，IIC驱动OLED屏幕实时显示信息。并且实现了动作录制和执行功能，动作记忆可以由二维数组或者链表实现存储。通过SPI驱动W25Q128模块进行动作记忆扩容，即可以录制上百组动作。

一 准备阶段（都是些废话）

        首先你需要一台四轴机械臂，才能开始这个项目。可以自己建模3D打印，也可以直接某宝购买了一套成品套件，来做功能实现。而你的机械臂会配备四个电机，本文采用的是舵机，型号无所谓，控制起来是一样的，注意需要是180度的角度型舵机，而不是360度的速度型舵机。

        然后是单片机及开发环境，使用STM32F103C8T6。开发环境为STM32cubeM和Keil5。

（如果你没有STM32开发经验：首先你至少要有一点C语言基础，最基本的代码要能读懂什么意思；然后最好有过其它单片机开发经验，比如C51、ESP8266等等，或者直接学习一下STM32开发。板子随便买一个此型号的开发板就行，买最小系统板＋面包板也可以。STM32cubeMX＋Keil5，可以自行百度搜索并下载安装，我建议在B站找一个STM32HAL库的教程，跟着安装，且最好教程芯片型号与你使用的要一致。按照教程走一遍。确认开发板和开发环境可用之后，简单学习一下HAL库开发。然后可以继续下面的步骤。）

STM32cubeM和Keil5的教程推荐：

【中科大RM电控合集】手把手Keil+STM32CubeMX+VsCode环境配置_哔哩哔哩_bilibili

        其它硬件准备：

HC系列蓝牙串口模块，实测HC-05和HC-08都可以

摇杆模块，买两个即可。

四个旋钮电位器，质量别太差。

IIC协议OLED屏幕

SPI协议W25Q128模块

按钮模块若干，我用了四个，有板载的按钮也可以，尽量买带电容的防抖按钮

舵机拓展板，可有可无，面包板也能用。

各式杜邦线若干。

 二 裸机测试功能

1.摇杆控制

        首先是摇杆控制STM32，需要4路1ADC＋DMA采集摇杆输出的模拟量。根据这个数据来控制舵机角度。蓝牙串口把ADC信息和舵机角度打印出来。蓝牙直接用HC官方的HC蓝牙串口助手就行。

接线：

摇杆4个输出模拟量的引脚连接stm32的A0，A1，A2，A3，VCC这里接5V。

舵机A，夹爪    CH4_B11;adc4_A3

舵机B，上下    CH3_B10;adc3_A2

舵机C，前后    CH2_B3;adc2_A1

舵机D，底座    CH1_A15;adc1_A0

蓝牙TX对板子RX A10，

蓝牙RX对板子TX A9。

CubeMX配置：

基本配置（后面每个工程都是这一套）

 

 ADC1：4路

 

 DMA：搬运ADC数据的

PWM输出：选用799*1799，这样可以把舵机有效的 0.5~2.5ms / 20ms 这个区间分成180段，对应0~180度。

 usart，9600波特率给蓝牙模块用。

然后 generate code 即可

代码：

注：只有这种注释之间是用户自己写业务代码的地方，写其它地方再重生成功能会被清除。

/* USER CODE BEGIN */。。。。 。。。。/* USER CODE END */

main.c

关键控制代码在于check的四个函数，首先限制舵机的角度范围避免损坏，再根据采集的摇杆信息值判断每个舵机的角度是增加还是减小。

注释比较清楚，直接看代码就行。

/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "stdio.h"
/* USER CODE END Includes *//* Private variables ---------------------------------------------------------*//* USER CODE BEGIN PV */
uint16_t adc_dma[4];//DMA搬运的ADC采集值uint8_t angle[4] = {90,90,90,90};//舵机角度uint8_t cnt = 0;//计数用，定时串口打印信息/* USER CODE END PV *//* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */
//覆写printf，用于串口打印数据
int fputc(int ch, FILE *f)
{      unsigned char temp[1]={ch};HAL_UART_Transmit(&huart1,temp,1,0xffff);  return ch;
}//根据输入的0~180角度获取对应pwm占空比参数
uint8_t Angle(uint8_t pwm_pulse)
{return pwm_pulse + 44;
}//舵机A，夹爪	CH4_B11
void cheack_A()
{if(adc_dma[3] > 4000 && angle[3] < 90){angle[3]++;}else if(adc_dma[3] <1000 && angle[3] > 0){angle[3]--;}
}
//舵机B，上下	CH3_B10
void cheack_B()
{if(adc_dma[2] <1000 && angle[2] < 135){angle[2]++;}else if(adc_dma[2] > 4000 && angle[2] > 45){angle[2]--;}
}
//舵机C，前后	CH2_B3
void cheack_C()
{if(adc_dma[1] <1000 && angle[1] < 135){angle[1]++;}else if(adc_dma[1] > 4000 && angle[1] > 45){angle[1]--;}
}
//舵机D，底座	CH1_A15
void cheack_D()
{if(adc_dma[0] <1000 && angle[0] < 180){angle[0]++;}else if(adc_dma[0] > 4000 && angle[0] > 0){angle[0]--;}
}/* USER CODE END 0 *//* USER CODE BEGIN 2 */HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1,(uint32_t *)adc_dma,4); //开始ADC和DMA采集//开启4路PWMHAL_TIM_PWM_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_1);HAL_TIM_PWM_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_2);HAL_TIM_PWM_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_3);HAL_TIM_PWM_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_4);//延时半秒，系统稳定一下HAL_Delay(500);/* USER CODE END 2 *//* Infinite loop *//* USER CODE BEGIN WHILE */while (1){/* USER CODE END WHILE *//* USER CODE BEGIN 3 *///根据摇杆DMA判断舵机该如何运动cheack_A();cheack_B();cheack_C();cheack_D();//输出PWM波使舵机运动__HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_1, Angle(angle[0]));__HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_2, Angle(angle[1]));__HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_3, Angle(angle[2]));__HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_4, Angle(angle[3]));cnt++;//计数，每循环一次+1if(cnt>= 50)//循环50次，每次20ms，即一共1s。每一秒发送一次数据{printf("Angle = {%d, %d, %d, %d}\r\n",angle[0],angle[1],angle[2],angle[3]);cnt = 0;}HAL_Delay(20);//每20ms循环一次（改成15更流畅）}/* USER CODE END 3 */

这里要勾选才能使用printf串口打印信息 

2.蓝牙控制

这里提前写了一点示教器的业务代码，执行切换模式操作会切换获取摇杆模拟值还是电位器模拟值。

注意：我这里整活儿搞了个ADC通道切换，但实测还是存在一点问题，你们直接使用8通道一起就好。

接线：

先不使用示教器，但是可以先测试一下功能，切换模式和采集一下数据。

把四个旋钮电位器接好，四根线接到ADC 5 6 7 8

CubeMX配置

打开串口中断，中断接收数据。 

我这里是ADC再开四个，其它不配置。

你们开启共8个之后把下面个数也4改成8，新的组别5678也改成IN4 5 6 7 四个通道

代码：

都写在main.c里面会太冗长，我这里分文件编程了，不懂可以百度keil怎么添加.c .h文件，实在不行就都放在main.c里吧。。。

adc.c

纯粹整活儿，自定义了一个ADC初始化，把采集1234换成5678来采集电位器信号。直接用八个通道一起采集就行，然后把原来放采集数据的那个数组adc_dma长度也改成8。

/* USER CODE BEGIN 1 */
//写一个切换通道的函数
/* ADC1_Mode2 init function */
void MX_ADC1_Mode2_Init(void)
{ADC_ChannelConfTypeDef sConfig = {0};/** Common config*/hadc1.Instance = ADC1;hadc1.Init.ScanConvMode = ADC_SCAN_ENABLE;hadc1.Init.ContinuousConvMode = ENABLE;hadc1.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE;hadc1.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START;hadc1.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT;hadc1.Init.NbrOfConversion = 4;if (HAL_ADC_Init(&hadc1) != HAL_OK){Error_Handler();}/** Configure Regular Channel*/sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_4;sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_1;sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_1CYCLE_5;if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig) != HAL_OK){Error_Handler();}/** Configure Regular Channel*/sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_5;sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_2;if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig) != HAL_OK){Error_Handler();}/** Configure Regular Channel*/sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_6;sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_3;if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig) != HAL_OK){Error_Handler();}/** Configure Regular Channel*/sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_7;sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_4;if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig) != HAL_OK){Error_Handler();}
}
/* USER CODE END 1 */

adc.h

/* USER CODE BEGIN Prototypes */
void MX_ADC1_Mode2_Init(void);
/* USER CODE END Prototypes */

usart.c

注：STM32串口接收到的信息都在这里进行处理,千万别忘了最下面一行代码，开启中断。

	//=======中断信息处理=======。。。。。。。。        //==========================

/* USER CODE BEGIN 0 */
#include "stdio.h"
#include "string.h"
#include "PWM.h"#include "adc.h"
#include "dma.h"/*机械臂控制模式，默认为1
1：摇杆控制	
2：示教器控制	*/
uint8_t Mode = 1;/*蓝牙控制机械臂指令：
s		停
l/r 左右
u/d 上下
f/b 前后
o/c 开合*/
uint8_t cmd_BLE = 's';extern uint16_t adc_dma[4];//DMA搬运的ADC采集值//覆写printf
int fputc(int ch, FILE *f)
{      unsigned char temp[1]={ch};HAL_UART_Transmit(&huart1,temp,1,0xffff);  return ch;
}//=====串口（中断）=======
//串口接收缓存（1字节）
uint8_t buf=0;
//定义最大接收字节数 200，可根据需求调整
#define UART1_REC_LEN 200
// 接收缓冲, 串口接收到的数据放在这个数组里，最大UART1_REC_LEN个字节
uint8_t UART1_RX_Buffer[UART1_REC_LEN];
//  接收状态
//  bit15，      接收完成标志
//  bit14，      接收到0x0d
//  bit13~0，    接收到的有效字节数目
uint16_t UART1_RX_STA=0;// 串口中断：接收完成回调函数，收到一个数据后，在这里处理
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{// 判断中断是由哪个串口触发的if(huart->Instance == USART1){// 判断接收是否完成（UART1_RX_STA bit15 位是否为1）if((UART1_RX_STA & 0x8000) == 0){// 如果已经收到了 0x0d （回车），if(UART1_RX_STA & 0x4000){// 则接着判断是否收到 0x0a （换行）if(buf == 0x0a){// 如果 0x0a 和 0x0d 都收到，则将 bit15 位置为1UART1_RX_STA |= 0x8000;//=======中断信息处理=======//模式切换if (!strcmp((const char *)UART1_RX_Buffer, "M1")) {Mode = 1;HAL_ADC_Stop_DMA(&hadc1);//停止ADC DMAMX_ADC1_Init();//初始化ADC1HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1,(uint32_t *)adc_dma,4); //开启ADC DMAprintf("摇杆模式\r\n");}else if(!strcmp((const char *)UART1_RX_Buffer, "M2")) {Mode = 2;HAL_ADC_Stop_DMA(&hadc1);//停止ADC DMAMX_ADC1_Mode2_Init();//自定义初始化ADC1，把1234换成5678采集电位器HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1,(uint32_t *)adc_dma,4); //开启ADC DMAprintf("示教器模式\r\n");}//获取蓝牙控制指令，A打头，后面一个字母就是指令内容else if(Mode == 1 && UART1_RX_Buffer[0] == 'A'){cmd_BLE = UART1_RX_Buffer[1];}else {if(UART1_RX_Buffer[0] != '\0')printf("指令发送错误：%s\r\n", UART1_RX_Buffer);}//==========================memset(UART1_RX_Buffer, 0, strlen((const char *)UART1_RX_Buffer));// 重新开始下一次接收UART1_RX_STA = 0;//==========================}else// 否则认为接收错误，重新开始UART1_RX_STA = 0;}else	// 如果没有收到了 0x0d （回车）{//则先判断收到的这个字符是否是 0x0d （回车）if(buf == 0x0d){// 是的话则将 bit14 位置为1UART1_RX_STA |= 0x4000;}else{// 否则将接收到的数据保存在缓存数组里UART1_RX_Buffer[UART1_RX_STA & 0X3FFF] = buf;UART1_RX_STA++;// 如果接收数据大于UART1_REC_LEN（200字节），则重新开始接收if(UART1_RX_STA > UART1_REC_LEN - 1)UART1_RX_STA = 0;}}}// 重新开启中断HAL_UART_Receive_IT(&huart1, &buf, 1);}
}/* USER CODE END 0 *//* USER CODE BEGIN USART1_Init 2 */// 开启接收中断HAL_UART_Receive_IT(&huart1, &buf, 1);/* USER CODE END USART1_Init 2 */

我这里新建了两个PWM.c和.h文件。

把蓝牙指令控制和摇杆控制放在一起判断了。

#include "PWM.h"
#include "main.h"extern uint16_t adc_dma[4];//DMA搬运的ADC采集值
extern uint8_t angle[4];//舵机角度
extern uint8_t Mode;
extern uint8_t cmd_BLE;//根据输入的角度获取对应pwm占空比参数
uint8_t Angle(uint8_t pwm_pulse)
{return pwm_pulse + 44;
}//舵机A，夹爪	CH4_B11
void check_A()
{if(Mode == 1){if((cmd_BLE == 'c' || adc_dma[3] > 4000) && angle[3] < 90)//合{angle[3]++;}else if((cmd_BLE == 'o' || adc_dma[3] <1000) && angle[3] > 0)//开{angle[3]--;}}}//舵机B，上下	CH3_B10
void check_B()
{if(Mode == 1){if((cmd_BLE == 'u' || adc_dma[2] <1000) && angle[2] < 135)//上{angle[2]++;}else if((cmd_BLE == 'd' || adc_dma[2] > 4000) && angle[2] > 45)//下{angle[2]--;}}}//舵机C，前后	CH2_B3
void check_C()
{if(Mode == 1){if((cmd_BLE == 'f' || adc_dma[1] <1000) && angle[1] < 135)//前{angle[1]++;}else if((cmd_BLE == 'b' || adc_dma[1] > 4000) && angle[1] > 45)//后{angle[1]--;}}}
//舵机D，底座	CH1_A15
void check_D()
{if(Mode == 1){if((cmd_BLE == 'l' || adc_dma[0] <1000) && angle[0] < 180)//左{angle[0]++;}else if((cmd_BLE == 'r' || adc_dma[0] > 4000) && angle[0] > 0)//右{angle[0]--;}}}

#ifndef __PWM_H__
#define __PWM_H__//根据输入的角度获取对应pwm占空比参数
unsigned char Angle(unsigned char pwm_pulse);//舵机A，夹爪	CH4_B11
void check_A(void);//舵机B，上下	CH3_B10
void check_B(void);//舵机C，前后	CH2_B3
void check_C(void);//舵机D，底座	CH1_A15
void check_D(void);#endif

main.c 

/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "stdio.h"
#include "PWM.h"
/* USER CODE END Includes *//* Private variables ---------------------------------------------------------*//* USER CODE BEGIN PV */
uint16_t adc_dma[4];//DMA搬运的ADC采集值uint8_t angle[4] = {90,90,90,90};//舵机角度uint8_t cnt = 0;//计数用/* USER CODE END PV *//* USER CODE BEGIN 2 */printf("Start\r\n");HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1,(uint32_t *)adc_dma,4); HAL_TIM_PWM_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_1);HAL_TIM_PWM_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_2);HAL_TIM_PWM_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_3);HAL_TIM_PWM_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_4);HAL_Delay(500);/* USER CODE END 2 *//* Infinite loop *//* USER CODE BEGIN WHILE */while (1){/* USER CODE END WHILE *//* USER CODE BEGIN 3 *///根据摇杆DMA判断舵机该如何运动check_A();check_B();check_C();check_D();//输出PWM波使舵机运动__HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_1, Angle(angle[0]));__HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_2, Angle(angle[1]));__HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_3, Angle(angle[2]));__HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_4, Angle(angle[3]));cnt++;if(cnt>= 50){printf("Angle = {%d, %d, %d, %d}\r\n",angle[0],angle[1],angle[2],angle[3]);cnt = 0;}HAL_Delay(20);}/* USER CODE END 3 */

3.示教器控制

把示教器控制的业务代码也写出来，和蓝牙/摇杆控制封装在一个函数里，main里直接调用这个函数就行。

主要是PWM.c添加了一些代码,直接修改上面代码即可。

extern uint16_t adc_dma[4];//DMA搬运的ADC采集值，直接用8通道就改长度8
extern uint8_t angle[4];//舵机角度
extern uint8_t Mode;
extern uint8_t cmd_BLE;//根据输入的角度获取对应pwm占空比参数
uint8_t Angle(uint8_t pwm_pulse)
{return pwm_pulse + 44;
}
//舵机角度如何变化和模式判断的函数
void sg()
{if(Mode == 1)//蓝牙/摇杆模式{check_A();check_B();check_C();check_D();}else if(Mode == 2)//示教器模式{translate();}//输出PWM波使舵机运动__HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_1, Angle(angle[0]));__HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_2, Angle(angle[1]));__HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_3, Angle(angle[2]));__HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_4, Angle(angle[3]));HAL_Delay(20);
}void translate()//把采集的模拟值转变为角度。即0~4095变为0~180，除以22.75即可。
{angle[3] = (uint8_t)((double)adc_dma[0] / 22.75)/2;angle[2] = (uint8_t)((double)adc_dma[1] / 22.75);angle[1] = (uint8_t)((double)adc_dma[2] / 22.75) - 10;angle[0] = 180 - (uint8_t)((double)adc_dma[3] / 22.75);//电位器装反，改为 180 - 即可//直接用8通道就是adc_dma[4~7]
}

PWM.h

#ifndef __PWM_H__
#define __PWM_H__//根据输入的角度获取对应pwm占空比参数
unsigned char Angle(unsigned char pwm_pulse);//舵机A，夹爪	CH4_B11
void check_A(void);//舵机B，上下	CH3_B10
void check_B(void);//舵机C，前后	CH2_B3
void check_C(void);//舵机D，底座	CH1_A15
void check_D(void);void sg(void);void translate(void);#endif

 main.c

  /* USER CODE BEGIN 2 */printf("Start\r\n");HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1,(uint32_t *)adc_dma,4); HAL_TIM_PWM_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_1);HAL_TIM_PWM_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_2);HAL_TIM_PWM_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_3);HAL_TIM_PWM_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_4);HAL_Delay(500);/* USER CODE END 2 *//* Infinite loop *//* USER CODE BEGIN WHILE */while (1){/* USER CODE END WHILE *//* USER CODE BEGIN 3 */sg();//判断舵机该如何运动cnt++;if(cnt>= 25){printf("Angle = {%d, %d, %d, %d}\r\n",angle[0],angle[1],angle[2],angle[3]);//printf("adc_dma = {%d, %d, %d, %d}\r\n",adc_dma[0],adc_dma[1],adc_dma[2],adc_dma[3]);cnt = 0;}}/* USER CODE END 3 */

至此，基本的控制功能代码已经完成了。小白的话完成到这里已经很不错了。

4.记录动作信息

本质上就是保存当前的舵机的四个角度值。

这里暂时先用二维数组来做。

被添加的代码：

蓝牙指令A后的 m g D ，对应我们这里 记录当前角度、获取所有记录的角度、删除所有记录。

#include "stdio.h"
#include "string.h"uint8_t memory[10][4];//记录用的数组
uint8_t i,j = 0;void sg()
{if(Mode == 1){check_A();check_B();check_C();check_D();}else if(Mode == 2){translate();if(cmd_BLE == 'm' && i<9){for(j=0;j<4;j++){memory[i][j] = angle[j];}printf("储存动作\r\n");cmd_BLE = 's';i++;}else if(cmd_BLE == 'm' && i>=9)printf("动作已满\r\n");cmd_BLE = 's';}if(cmd_BLE == 'g'){for(i=0;i<10;i++){for(j=0;j<4;j++){printf("%d ",memory[i][j] + 0x30);}printf("\r\n");if(memory[i][j] == '\0')	break;}cmd_BLE = 's';}else if(cmd_BLE == 'D'){for(i=0;i<10;i++){memset(memory[i],'\0',4);}i = 0;printf("已清除动作");cmd_BLE = 's';}//输出PWM波使舵机运动__HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_1, Angle(angle[0]));__HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_2, Angle(angle[1]));__HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_3, Angle(angle[2]));__HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_4, Angle(angle[3]));HAL_Delay(20);
}

5.执行记录的动作

这里开始已经转到FreeRTOS上了，没继续在裸机上做。所以没写对应源码，不过可以拿后面FreeRTOS上实现的代码放在这里。没区别一样可以用。需要你们自己来实现和调试。

PWM.c

主要就是下面这两个函数：

location_cnt是数组长度，宏定义出来就行，自己调整长度

uint8_t memory[location_cnt][4];
uint8_t i,j = 0;uint8_t angle_target[4] = {90,90,90,90};
uint8_t angle_target_flag = 0;void get_target()//从数组获得位置信息并转换位角度目标值
{angle_target_flag = 0;for(j=0;j<4;j++){if(angle[j] == angle_target[j])	angle_target_flag++;}if(angle_target_flag == 4)	i++;for(j=0;j<4;j++){if(memory[i][j] == '\0'){i = 0;}angle_target[j] = memory[i][j];}
}void reach_target()//角度值像角度目标值靠近，用于简单防抖和执行记忆动作
{for(j = 0;j <4;j++){if(angle[j] > angle_target[j]){angle[j]--;}else if(angle[j] < angle_target[j]){angle[j]++;}}
}void translate()//根据实际情况做了一点角度矫正和限位
{angle_target[3] = (uint8_t)((double)adc_dma[4] / 22.75)/2;angle_target[2] = (uint8_t)((double)adc_dma[5] / 22.75);angle_target[1] = (uint8_t)((double)adc_dma[6] / 22.75) - 10;angle_target[0] = 180 - (uint8_t)((double)adc_dma[7] / 22.75);if(angle_target[1]<45)	angle_target[1]=45;else if(angle_target[1]>135)	angle_target[1]=135;if(angle_target[2]<45)	angle_target[1]=45;else if(angle_target[2]>135)	angle_target[1]=135;
}//是否记录当前位置信息
void if_BLE_cmd()
{switch(cmd_BLE){case 'm':if(i < location_cnt){for(j=0;j<4;j++){memory[i][j] = angle[j];}printf("储存动作\r\n");cmd_BLE = 's';i++;}else{printf("动作已满\r\n");cmd_BLE = 's';}break;case 'g':for(i=0;i < location_cnt;i++){for(j=0;j<4;j++){printf("%d ",memory[i][j]);}printf("\r\n");if(memory[i][j] == '\0')	break;}cmd_BLE = 's';break;case 'D':for(i=0; i < location_cnt ;i++){memset(memory[i],'\0',4);}i = 0;printf("已清除动作");cmd_BLE = 's';break;}
}void check_sg_cmd()//蓝牙和摇杆控制
{check_A();check_B();check_C();check_D();
}

usart.c

/*机械臂控制模式，默认为1
1：摇杆控制	
2：示教器控制
3：执行记忆动作
*/
uint8_t Mode = 1;//=======中断信息处理=======//模式切换if (!strcmp((const char *)UART1_RX_Buffer, "M1")) {			Mode = 1;printf("摇杆模式\r\n");}else if(!strcmp((const char *)UART1_RX_Buffer, "M2")) {			Mode = 2;printf("示教模式\r\n");}else if(!strcmp((const char *)UART1_RX_Buffer, "M3")) {			Mode = 3;printf("执行记忆动作\r\n");}

freertos.c内相关代码       

和main.c的while循环一样理解就行，一样用

  /* Infinite loop */for(;;){if(Mode == 1)//摇杆和蓝牙控制{check_sg_cmd();}else if(Mode == 2)//示教器控制{translate();reach_target();}else if(Mode == 3)//动作执行{get_target();reach_target();}if_BLE_cmd();//蓝牙指令处理//输出PWM波使舵机运动__HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_1, Angle(angle[0]));__HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_2, Angle(angle[1]));__HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_3, Angle(angle[2]));__HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_4, Angle(angle[3]));osDelay(15);//通过调整此延时可以改变机械臂运行速度}

注：

裸机开发到这里就结束了，大部分功能都简单实现出来了。

如果发现舵机运动每秒顿一次，请把每秒串口打印信息关掉就行，这是裸机的劣势之一所在。

三 FreeRTOS上完成项目

1.加入IIC的OLED屏显 和 动作执行（数组版） 

下面是移植到FreeRTOS操作系统上运行，没法介绍太详细，建议先系统学一下STM32 HAL开发以及FreeRTOS，再进行。

快速简述，就是把需求分给多个任务去执行，

一个任务负责角度信息处理，

一个任务负责串口发送数据

一个任务负责OLED屏显

且这里开始把adc改成直接测8组了

接线，把OLED的SDA和SCL对应板子接好 

CubeMX配置：

打开IIC

 设置4个外部中断，把原来的 ADC IN1~7 ==> IN2~9,因为我板载两个按钮位于A0和A1

然后B4 B5我自己外接了两个按钮。中断都是下降沿触发

FreeRTOS配置：使用了V1版本，创建三个任务，优先级都设为普通

 

打开定时器用于两个外部中断按钮B4 B5的定时器消抖，我这两个没有硬件防抖，如果你们的按钮有电容，就不用。

 

使用单次定时器 

 

 代码：

usart.c

/* USER CODE BEGIN 0 */
#include "stdio.h"
#include "string.h"
#include "PWM.h"#include "adc.h"
#include "dma.h"/*机械臂控制模式，默认为1
1：摇杆控制	
2：示教器控制
3：执行记忆动作
*/
uint8_t Mode = 1;/*蓝牙控制机械臂指令：
s/m	停/储存当前动作
l/r 左右
u/d 上下
f/b 前后
o/c 开合*/
uint8_t cmd_BLE = 's';extern uint16_t adc_dma[8];//DMA搬运的ADC采集值
extern uint8_t angle[4];uint8_t k;//覆写printf
int fputc(int ch, FILE *f)
{      unsigned char temp[1]={ch};HAL_UART_Transmit(&huart1,temp,1,0xffff);  return ch;
}//=====串口（中断）=======
//串口接收缓存（1字节）
uint8_t buf=0;
//定义最大接收字节数 200，可根据需求调整
#define UART1_REC_LEN 200
// 接收缓冲, 串口接收到的数据放在这个数组里，最大UART1_REC_LEN个字节
uint8_t UART1_RX_Buffer[UART1_REC_LEN];
//  接收状态
//  bit15，      接收完成标志
//  bit14，      接收到0x0d
//  bit13~0，    接收到的有效字节数目
uint16_t UART1_RX_STA=0;// 串口中断：接收完成回调函数，收到一个数据后，在这里处理
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{// 判断中断是由哪个串口触发的if(huart->Instance == USART1){// 判断接收是否完成（UART1_RX_STA bit15 位是否为1）if((UART1_RX_STA & 0x8000) == 0){// 如果已经收到了 0x0d （回车），if(UART1_RX_STA & 0x4000){// 则接着判断是否收到 0x0a （换行）if(buf == 0x0a){// 如果 0x0a 和 0x0d 都收到，则将 bit15 位置为1UART1_RX_STA |= 0x8000;//=======中断信息处理=======//模式切换if (!strcmp((const char *)UART1_RX_Buffer, "M1")) {			Mode = 1;printf("摇杆模式\r\n");}else if(!strcmp((const char *)UART1_RX_Buffer, "M2")) {			Mode = 2;printf("示教模式\r\n");}else if(!strcmp((const char *)UART1_RX_Buffer, "M3")) {			Mode = 3;printf("执行记忆动作\r\n");}//获取蓝牙控制指令else if(UART1_RX_Buffer[0] == 'A'){cmd_BLE = UART1_RX_Buffer[1];}else {if(UART1_RX_Buffer[0] != '\0')printf("指令发送错误：%s\r\n", UART1_RX_Buffer);}//==========================memset(UART1_RX_Buffer, 0, strlen((const char *)UART1_RX_Buffer));// 重新开始下一次接收UART1_RX_STA = 0;//==========================}else// 否则认为接收错误，重新开始UART1_RX_STA = 0;}else	// 如果没有收到了 0x0d （回车）{//则先判断收到的这个字符是否是 0x0d （回车）if(buf == 0x0d){// 是的话则将 bit14 位置为1UART1_RX_STA |= 0x4000;}else{// 否则将接收到的数据保存在缓存数组里UART1_RX_Buffer[UART1_RX_STA & 0X3FFF] = buf;UART1_RX_STA++;// 如果接收数据大于UART1_REC_LEN（200字节），则重新开始接收if(UART1_RX_STA > UART1_REC_LEN - 1)UART1_RX_STA = 0;}}}// 重新开启中断HAL_UART_Receive_IT(&huart1, &buf, 1);}
}/* USER CODE END 0 *//* USER CODE BEGIN USART1_Init 2 */HAL_UART_Receive_IT(&huart1, &buf, 1);/* USER CODE END USART1_Init 2 */

 PWM.c        解释注释在前面说过

#include "PWM.h"
#include "main.h"
#include "tim.h"
#include "stdio.h"
#include "string.h"extern uint16_t adc_dma[8];//DMA搬运的ADC采集值
extern uint8_t angle[4];//舵机角度
extern uint8_t Mode;
extern uint8_t cmd_BLE;uint8_t memory[location_cnt][4];
uint8_t i,j = 0;uint8_t angle_target[4] = {90,90,90,90};
uint8_t angle_target_flag = 0;//根据输入的角度获取对应pwm占空比参数
uint8_t Angle(uint8_t pwm_pulse)
{return pwm_pulse + 44;
}void get_target()
{angle_target_flag = 0;for(j=0;j<4;j++){if(angle[j] == angle_target[j])	angle_target_flag++;}if(angle_target_flag == 4)	i++;for(j=0;j<4;j++){if(memory[i][j] == '\0'){i = 0;}angle_target[j] = memory[i][j];}
}void reach_target()
{for(j = 0;j <4;j++){if(angle[j] > angle_target[j]){angle[j]--;}else if(angle[j] < angle_target[j]){angle[j]++;}}
}void translate()//根据实际情况做了一点角度矫正和限位
{angle_target[3] = (uint8_t)((double)adc_dma[4] / 22.75)/2;angle_target[2] = (uint8_t)((double)adc_dma[5] / 22.75);angle_target[1] = (uint8_t)((double)adc_dma[6] / 22.75) - 10;angle_target[0] = 180 - (uint8_t)((double)adc_dma[7] / 22.75);if(angle_target[1]<45)	angle_target[1]=45;else if(angle_target[1]>135)	angle_target[1]=135;if(angle_target[2]<45)	angle_target[1]=45;else if(angle_target[2]>135)	angle_target[1]=135;
}//是否记录当前位置信息
void if_BLE_cmd()
{switch(cmd_BLE){case 'm':if(i < location_cnt){for(j=0;j<4;j++){memory[i][j] = angle[j];}printf("储存动作\r\n");cmd_BLE = 's';i++;}else{printf("动作已满\r\n");cmd_BLE = 's';}break;case 'g':for(i=0;i < location_cnt;i++){for(j=0;j<4;j++){printf("%d ",memory[i][j]);}printf("\r\n");if(memory[i][j] == '\0')	break;}cmd_BLE = 's';break;case 'D':for(i=0; i < location_cnt ;i++){memset(memory[i],'\0',4);}i = 0;printf("已清除动作");cmd_BLE = 's';break;}
}void check_sg_cmd()
{check_A();check_B();check_C();check_D();
}//舵机A，夹爪	CH4_B11-D1;adc4_A3
void check_A()
{if(Mode == 1){if((cmd_BLE == 'c' || adc_dma[3] > 4000) && angle[3] < 90)//合{angle[3]++;}else if((cmd_BLE == 'o' || adc_dma[3] <1000) && angle[3] > 0)//开{angle[3]--;}}}//舵机B，上下	CH3_B10-D2;adc3_A2
void check_B()
{if(Mode == 1){if((cmd_BLE == 'u' || adc_dma[2] <1000) && angle[2] < 135)//上{angle[2]++;}else if((cmd_BLE == 'd' || adc_dma[2] > 4000) && angle[2] > 45)//下{angle[2]--;}}}//舵机C，前后	CH2_B3-D3;adc2_A1
void check_C()
{if(Mode == 1){if((cmd_BLE == 'f' || adc_dma[1] <1000) && angle[1] < 135)//前{angle[1]++;}else if((cmd_BLE == 'b' || adc_dma[1] > 4000) && angle[1] > 45)//后{angle[1]--;}}}
//舵机D，底座	CH1_A15-D0;adc1_A0
void check_D()
{if(Mode == 1){if((cmd_BLE == 'l' || adc_dma[0] <1000) && angle[0] < 180)//左{angle[0]++;}else if((cmd_BLE == 'r' || adc_dma[0] > 4000) && angle[0] > 0)//右{angle[0]--;}}}

PWM.h

#ifndef __PWM_H__
#define __PWM_H__#define location_cnt 20//根据输入的角度获取对应pwm占空比参数
unsigned char Angle(unsigned char pwm_pulse);//舵机A，夹爪	CH4_B11
void check_A(void);//舵机B，上下	CH3_B10
void check_B(void);//舵机C，前后	CH2_B3
void check_C(void);//舵机D，底座	CH1_A15
void check_D(void);void check_sg_cmd(void);void if_BLE_cmd(void);void translate(void);void get_target(void);void reach_target(void);#endif

OLED.c

#include "OLED.h"
#include "i2c.h"
#include "oledfont.h"void Oled_Write_Cmd(uint8_t OLED_cmd)
{HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c1, 0x78, 0x00, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, &OLED_cmd, 1, 0xff);
}void Oled_Write_Data(uint8_t OLED_data)
{HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c1, 0x78, 0x40, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, &OLED_data, 1, 0xff);
}//OLED初始化代码，直接复制粘贴
void Oled_Init(void){Oled_Write_Cmd(0xAE);//--display offOled_Write_Cmd(0x00);//---set low column addressOled_Write_Cmd(0x10);//---set high column addressOled_Write_Cmd(0x40);//--set start line addressOled_Write_Cmd(0xB0);//--set page addressOled_Write_Cmd(0x81); // contract controlOled_Write_Cmd(0xFF);//--128Oled_Write_Cmd(0xA1);//set segment remapOled_Write_Cmd(0xA6);//--normal / reverseOled_Write_Cmd(0xA8);//--set multiplex ratio(1 to 64)Oled_Write_Cmd(0x3F);//--1/32 dutyOled_Write_Cmd(0xC8);//Com scan directionOled_Write_Cmd(0xD3);//-set display offsetOled_Write_Cmd(0x00);//Oled_Write_Cmd(0xD5);//set osc divisionOled_Write_Cmd(0x80);//Oled_Write_Cmd(0xD8);//set area color mode offOled_Write_Cmd(0x05);//Oled_Write_Cmd(0xD9);//Set Pre-Charge PeriodOled_Write_Cmd(0xF1);//Oled_Write_Cmd(0xDA);//set com pin configuartionOled_Write_Cmd(0x12);//Oled_Write_Cmd(0xDB);//set VcomhOled_Write_Cmd(0x30);//Oled_Write_Cmd(0x8D);//set charge pump enableOled_Write_Cmd(0x14);//Oled_Write_Cmd(0xAF);//--turn on oled panel
}void Oled_Clear()
{unsigned char i,j; //-128 --- 127for(i=0;i<8;i++){Oled_Write_Cmd(0xB0 + i);//page0--page7//每个page从0列Oled_Write_Cmd(0x00);Oled_Write_Cmd(0x10);//0到127列，依次写入0，每写入数据，列地址自动偏移for(j = 0;j<128;j++){Oled_Write_Data(0);}}
}//在屏幕上显示
//===============================官方提供的代码============================================
void Oled_Show_Char(char row,char col,uint8_t oledChar){ //row*2-2unsigned int  i;Oled_Write_Cmd(0xb0+(row*2-2));                           //page 0Oled_Write_Cmd(0x00+(col&0x0f));                          //lowOled_Write_Cmd(0x10+(col>>4));                            //high	for(i=((oledChar-32)*16);i<((oledChar-32)*16+8);i++){Oled_Write_Data(F8X16[i]);                            //写数据oledTable1}Oled_Write_Cmd(0xb0+(row*2-1));                           //page 1Oled_Write_Cmd(0x00+(col&0x0f));                          //lowOled_Write_Cmd(0x10+(col>>4));                            //highfor(i=((oledChar-32)*16+8);i<((oledChar-32)*16+8+8);i++){Oled_Write_Data(F8X16[i]);                            //写数据oledTable1}		
}/******************************************************************************/
// 函数名称：Oled_Show_Char 
// 输入参数：oledChar 
// 输出参数：无 
// 函数功能：OLED显示单个字符
/******************************************************************************/
void Oled_Show_Str(char row,char col,char *str){while(*str!=0){Oled_Show_Char(row,col,*str);str++;col += 8;	}		
}

OLED.h

#ifndef __OLED_H__
#define __OLED_H__void Oled_Init(void);
void Oled_Clear(void);void Oled_Show_Str(char row,char col,char *str);#endif

main.c        放了一点初始化配置

/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "stdio.h"
/* USER CODE END Includes *//* Private variables ---------------------------------------------------------*//* USER CODE BEGIN PV */uint16_t adc_dma[8];//DMA搬运的ADC采集值uint8_t angle[4] = {90,90,90,90};//舵机角度/* USER CODE END PV *//* USER CODE BEGIN 2 */// 开启接收中断printf("Start\r\n");//程序开始运行HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1,(uint32_t *)adc_dma,8); //开启ADC和DMA//系统稳定半秒HAL_Delay(500);/* USER CODE END 2 */

freeRTOS.c

uint8_t anti_shake = 0;//定时器按钮消抖标志位

最下面的函数就是外部中断回调函数，anti_shake为0才能通过判断，一旦进入就将anti_shake置为1，避免因为按下的抖动导致按一次触发好几次中断。通过判断之后，启动单次定时器800ms，定时器到时间后触发定时器中断回调函数，在这里再把anti_shake重新置为0。

其中由于我的板载按键0和1本身有硬件消抖，所以不用软件定时器消抖。

/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "stdio.h"
#include "PWM.h"
#include "tim.h"
#include "adc.h"
#include "OLED.h"
/* USER CODE END Includes *//* Private variables ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Variables */
uint8_t anti_shake = 0;//定时器按钮消抖标志位extern uint16_t adc_dma[8];//DMA搬运的ADC采集值extern uint8_t angle[4];//舵机角度extern uint8_t Mode;extern uint8_t memory[location_cnt][4];
extern uint8_t i,j;//角度信息字符串
char speedMes[8];  //IIC发送角度数据的字符串缓冲区
char speedMes1[8];
char speedMes2[8];
char speedMes3[8];
char speedMes4[8];
char speedMes5[8];/* USER CODE END Variables *//* USER CODE BEGIN Header_Start_check_angle */
/*** @brief  Function implementing the check_angle thread.* @param  argument: Not used* @retval None*/
/* USER CODE END Header_Start_check_angle */
void Start_check_angle(void const * argument)
{/* USER CODE BEGIN Start_check_angle *///开启4路PWMHAL_TIM_PWM_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_1);HAL_TIM_PWM_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_2);HAL_TIM_PWM_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_3);HAL_TIM_PWM_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_4);/* Infinite loop */for(;;){if(Mode == 1){check_sg_cmd();}else if(Mode == 2){translate();reach_target();}else if(Mode == 3){get_target();reach_target();}if_BLE_cmd();//输出PWM波使舵机运动__HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_1, Angle(angle[0]));__HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_2, Angle(angle[1]));__HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_3, Angle(angle[2]));__HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_4, Angle(angle[3]));osDelay(15);//通过调整此延时可以改变机械臂运行速度}/* USER CODE END Start_check_angle */
}/* USER CODE BEGIN Header_Start_usart_show */
/**
* @brief Function implementing the usart_show thread.
* @param argument: Not used
* @retval None
*/
/* USER CODE END Header_Start_usart_show */
void Start_usart_show(void const * argument)
{/* USER CODE BEGIN Start_usart_show *//* Infinite loop */for(;;){printf("Angle = {%d, %d, %d, %d}\r\n",angle[0],angle[1],angle[2],angle[3]);printf("adc_dma1 = {%d, %d, %d, %d}\r\n",adc_dma[0],adc_dma[1],adc_dma[2],adc_dma[3]);printf("adc_dma2 = {%d, %d, %d, %d}\r\n",adc_dma[4],adc_dma[5],adc_dma[6],adc_dma[7]);printf("\r\n");osDelay(1000);}/* USER CODE END Start_usart_show */
}/* USER CODE BEGIN Header_Start_OLED_Task */
/**
* @brief Function implementing the OLED_Task thread.
* @param argument: Not used
* @retval None
*/
/* USER CODE END Header_Start_OLED_Task */
void Start_OLED_Task(void const * argument)
{/* USER CODE BEGIN Start_OLED_Task */Oled_Init();Oled_Clear();/* Infinite loop */for(;;){//串口数据的字符串拼装，speed是格子，每个格子1cmsprintf(speedMes,"A: %d ",angle[0]);sprintf(speedMes1,"B: %d ",angle[1]);sprintf(speedMes2,"C: %d ",angle[2]);sprintf(speedMes3,"D: %d ",angle[3]);sprintf(speedMes4,"Mode %d ",Mode);sprintf(speedMes5,"S %d ",i);Oled_Show_Str(1,5,speedMes);Oled_Show_Str(1,69,speedMes1);Oled_Show_Str(2,5,speedMes2);Oled_Show_Str(2,69,speedMes3);Oled_Show_Str(4,0,speedMes4);Oled_Show_Str(4,64,speedMes5);osDelay(500);}/* USER CODE END Start_OLED_Task */
}/* Callback01 function */
void Callback01(void const * argument)
{/* USER CODE BEGIN Callback01 */anti_shake = 0;/* USER CODE END Callback01 */
}/* Private application code --------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Application */
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{switch(GPIO_Pin){case GPIO_PIN_0:HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_8, GPIO_PIN_RESET);HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_9, GPIO_PIN_SET);Mode = 1;printf("摇杆模式\r\n");break;case GPIO_PIN_1:HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_8, GPIO_PIN_SET);HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_9, GPIO_PIN_RESET);Mode = 2;printf("示教模式\r\n");break;case GPIO_PIN_4:if(anti_shake == 0){anti_shake = 1;osTimerStart(myTimer01Handle,800);if(i<location_cnt){for(j=0;j<4;j++){memory[i][j] = angle[j];}printf("储存动作\r\n");i++;}else if(i>=9){printf("动作已满\r\n");}}case GPIO_PIN_5:if(anti_shake == 0){anti_shake = 1;Mode = 3;HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_8, GPIO_PIN_RESET);HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_9, GPIO_PIN_RESET);printf("执行记忆动作\r\n");osTimerStart(myTimer01Handle,800);}}
}
/* USER CODE END Application */

2.链表的增删遍历实现动作记忆和执行

创建 Memary_LinkList.c和.h文件，放链表相关代码

#include "Memary_LinkList.h"
#include "main.h"
#include "stdio.h"
#include <stdlib.h>struct Memary//每个链表节点的结构组成
{uint8_t A,B,C,D,cnt;//四个角度和节点的对应编号struct Memary *next;//下一个链表节点的地址
}*head,*tail,*temp;//声明三个指针，分别指向链表头尾，和一个临时指针void Memary_Init()//初始化链表
{head = (struct Memary *)malloc(sizeof(struct Memary));head -> cnt = 0;//链表里没记忆信息时编号只有0head -> next = NULL;tail = head;temp = head;
}void prinrt_List()//打印整个链表的内容
{temp = head;while(1){printf("%d:{%d,%d,%d,%d}\r\n",temp->cnt,temp->A,temp->B,temp->C,temp->D);if(temp->next != NULL)	temp = temp->next;else	break;}
}void delete_List()//清空整个链表
{while(head->next != NULL){temp = head;head = head->next;free(temp);}temp = head;head->cnt = 0;
}void addNode(uint8_t angle[4])//记忆动作，即新增一个节点
{if(head->cnt != 0)//编号cnt从1开始，从头节点开始存数据{struct Memary *p = (struct Memary *)malloc(sizeof(struct Memary));tail->next = p;p->cnt = tail->cnt;tail = p;}tail->A = angle[0];tail->B = angle[1];tail->C = angle[2];tail->D = angle[3];tail->cnt++;temp = tail;
}uint8_t angle_temp[4];//用于提取记忆的角度
uint8_t *p = angle_temp;//用指针传递uint8_t *getNode()//把记忆信息传出去，自动循环传整个链表
{angle_temp[0] = temp->A;angle_temp[1] = temp->B;angle_temp[2] = temp->C;angle_temp[3] = temp->D;if(temp->next == NULL)temp = head;elsetemp = temp->next;return p;
}uint8_t sizeof_List()//别管名字，看temp在哪用的，
{//反应在OLED上就是可以看见当前存储到第几个动作了或者正在执行第一个动作return temp->cnt;
}

#ifndef __MEMARY_LINKLIST__
#define __MEMARY_LINKLIST__#include "main.h"void Memary_Init(void);void addNode(uint8_t angle[4]);void prinrt_List(void);void delete_List(void);uint8_t *getNode(void);uint8_t sizeof_List(void);#endif

原PWM.c改成了MG90s.c

#include "MG90s.h"
#include "main.h"
#include "tim.h"
#include "stdio.h"
#include "string.h"
#include "Memary_LinkList.h"extern uint16_t adc_dma[8];//DMA搬运的ADC采集值
extern uint8_t angle[4];//舵机角度
extern uint8_t Mode;
extern uint8_t cmd_BLE;uint8_t i;uint8_t angle_target[4] = {90,90,90,90};
uint8_t *p_angle_target;uint8_t angle_target_flag = 4;//默认第一次为4//根据输入的角度获取对应pwm占空比参数
uint8_t Angle(uint8_t pwm_pulse)
{return pwm_pulse + 44;
}void getAngleFromMemary()
{	if(angle_target_flag == 4){p_angle_target = getNode();for(i = 0;i <4;i++){angle_target[i] = *(p_angle_target + i);}}angle_target_flag = 0;for(i=0;i<4;i++){if(angle[i] == angle_target[i])	angle_target_flag++;}
}void reach_target()
{for(i = 0;i <4;i++){if(angle[i] > angle_target[i]){angle[i]--;}else if(angle[i] < angle_target[i]){angle[i]++;}}
}void translate()
{angle_target[3] = (uint8_t)((double)adc_dma[4] / 22.75)/2;angle_target[2] = (uint8_t)((double)adc_dma[5] / 22.75);angle_target[1] = (uint8_t)((double)adc_dma[6] / 22.75) - 10;angle_target[0] = 180 - (uint8_t)((double)adc_dma[7] / 22.75);if(angle_target[1]<45)	angle_target[1]=45;else if(angle_target[1]>135)	angle_target[1]=135;if(angle_target[2]<45)	angle_target[1]=45;else if(angle_target[2]>135)	angle_target[1]=135;
}//是否记录当前位置信息
void if_BLE_cmd()
{switch(cmd_BLE){case 'm':addNode(angle);printf("储存动作\r\n");cmd_BLE = 's';break;case 'g':prinrt_List();cmd_BLE = 's';break;case 'D':delete_List();printf("已清除动作\r\n");cmd_BLE = 's';break;}
}void check_sg_cmd()
{check_A();check_B();check_C();check_D();
}//舵机A，夹爪	CH4_B11-D1;adc4_A3
void check_A()
{if(Mode == 1){if((cmd_BLE == 'c' || adc_dma[3] > 4000) && angle[3] < 90)//合{angle[3]++;}else if((cmd_BLE == 'o' || adc_dma[3] <1000) && angle[3] > 0)//开{angle[3]--;}}}//舵机B，上下	CH3_B10-D2;adc3_A2
void check_B()
{if(Mode == 1){if((cmd_BLE == 'u' || adc_dma[2] <1000) && angle[2] < 135)//上{angle[2]++;}else if((cmd_BLE == 'd' || adc_dma[2] > 4000) && angle[2] > 45)//下{angle[2]--;}}}//舵机C，前后	CH2_B3-D3;adc2_A1
void check_C()
{if(Mode == 1){if((cmd_BLE == 'f' || adc_dma[1] <1000) && angle[1] < 135)//前{angle[1]++;}else if((cmd_BLE == 'b' || adc_dma[1] > 4000) && angle[1] > 45)//后{angle[1]--;}}}
//舵机D，底座	CH1_A15-D0;adc1_A0
void check_D()
{if(Mode == 1){if((cmd_BLE == 'l' || adc_dma[0] <1000) && angle[0] < 180)//左{angle[0]++;}else if((cmd_BLE == 'r' || adc_dma[0] > 4000) && angle[0] > 0)//右{angle[0]--;}}}

FreeRTOS.c要修改的部分

//                任务1/* USER CODE END Header_Start_check_angle */
void Start_check_angle(void const * argument)
{/* USER CODE BEGIN Start_check_angle */Memary_Init();//开启4路PWMHAL_TIM_PWM_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_1);HAL_TIM_PWM_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_2);HAL_TIM_PWM_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_3);HAL_TIM_PWM_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_4);/* Infinite loop */for(;;){if(Mode == 1){check_sg_cmd();}else if(Mode == 2){translate();reach_target();}else if(Mode == 3){getAngleFromMemary();reach_target();}if_BLE_cmd();//输出PWM波使舵机运动__HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_1, Angle(angle[0]));__HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_2, Angle(angle[1]));__HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_3, Angle(angle[2]));__HAL_TIM_SetCompare(&htim2, TIM_CHANNEL_4, Angle(angle[3]));osDelay(18);//通过调整此延时可以改变机械臂运行速度}/* USER CODE END Start_check_angle */
}//         任务3/* USER CODE END Header_Start_OLED_Task */
void Start_OLED_Task(void const * argument)
{/* USER CODE BEGIN Start_OLED_Task */Oled_Init();Oled_Clear();/* Infinite loop */for(;;){//串口数据的字符串拼装，speed是格子，每个格子1cmsprintf(speedMes,"A: %d ",angle[0]);sprintf(speedMes1,"B: %d ",angle[1]);sprintf(speedMes2,"C: %d ",angle[2]);sprintf(speedMes3,"D: %d ",angle[3]);sprintf(speedMes4,"Mode %d ",Mode);sprintf(speedMes5,"S %d ",sizeof_List());Oled_Show_Str(1,5,speedMes);Oled_Show_Str(1,69,speedMes1);Oled_Show_Str(2,5,speedMes2);Oled_Show_Str(2,69,speedMes3);Oled_Show_Str(4,0,speedMes4);Oled_Show_Str(4,54,speedMes5);osDelay(500);}/* USER CODE END Start_OLED_Task */
}//         外部中断case GPIO_PIN_4:if(anti_shake == 0){anti_shake = 1;osTimerStart(myTimer01Handle,800);addNode(angle);printf("储存动作\r\n");}

到这里位置，视频里我实现的内容都可以完成了。

至于这个链表最大能存多长的动作我是没去实测，反正我们玩绝对是够用了。

3.SPI扩容

 不幸的是我板子的SPI2坏了，只有SPI1正常，所以我没真正去完成这个功能。

但是这里我提供了完整的存储思路。大家可自己来实现

功能测试

 PB12设为GPIO输出引脚默认设为高电平，充当CS口，接线就是CS对CS，SCK对CLK，MOSI对DI，MISO对DO

VCC用3.3，5v没试过。

 在spi.c中添加        比如如果SPI1就是hspi1，SPI2就是hspi2，别的都不用动

/* USER CODE BEGIN 1 */
uint8_t spi2_read_write_byte(uint8_t data)
{uint8_t rec_data = 0;HAL_SPI_TransmitReceive(&hspi2, &data, &rec_data, 1, 1000);return rec_data;
}
/* USER CODE END 1 */

spi.h

/* USER CODE BEGIN Prototypes */
uint8_t spi2_read_write_byte(uint8_t data);
/* USER CODE END Prototypes */

w25q128.h        这里你CS用的哪个GPIO_OUT，W25Q128_CS_GPIO就改成对应的。

#ifndef __W25Q128_H__
#define __W25Q128_H__#include "stdint.h"/* W25Q128片选引脚定义 */
#define W25Q128_CS_GPIO_PORT           GPIOB
#define W25Q128_CS_GPIO_PIN            GPIO_PIN_12/* W25Q128片选信号 */
#define W25Q128_CS(x)      do{ x ? \HAL_GPIO_WritePin(W25Q128_CS_GPIO_PORT, W25Q128_CS_GPIO_PIN, GPIO_PIN_SET) : \HAL_GPIO_WritePin(W25Q128_CS_GPIO_PORT, W25Q128_CS_GPIO_PIN, GPIO_PIN_RESET); \}while(0)/* FLASH芯片列表 */
#define W25Q128     0XEF17          /* W25Q128  芯片ID *//* 指令表 */
#define FLASH_WriteEnable						0x06 
#define FLASH_ReadStatusReg1				0x05 
#define FLASH_ReadData							0x03 
#define FLASH_PageProgram						0x02 
#define FLASH_SectorErase						0x20 
#define FLASH_ChipErase							0xC7 
#define FLASH_ManufactDeviceID			0x90 /* 静态函数 */
static void w25q128_wait_busy(void);               /* 等待空闲 */
static void w25q128_send_address(uint32_t address);/* 发送地址 */
static void w25q128_write_page(uint8_t *pbuf, uint32_t addr, uint16_t datalen);    /* 写入page */
static void w25q128_write_nocheck(uint8_t *pbuf, uint32_t addr, uint16_t datalen); /* 写flash,不带擦除 *//* 普通函数 */
void w25q128_init(void);                   /* 初始化25QXX */
uint16_t w25q128_read_id(void);            /* 读取FLASH ID */
void w25q128_write_enable(void);           /* 写使能 */
uint8_t w25q128_rd_sr1(void);							/* 读取寄存器1的值 */void w25q128_erase_chip(void);             /* 整片擦除 */
void w25q128_erase_sector(uint32_t saddr); /* 扇区擦除 */
void w25q128_read(uint8_t *pbuf, uint32_t addr, uint16_t datalen);     /* 读取flash */
void w25q128_write(uint8_t *pbuf, uint32_t addr, uint16_t datalen);    /* 写入flash */#endif

w25q128.c

#include "w25q128.h"
#include "spi.h"
#include "stdio.h"/*** @brief       初始化W25Q128* @param       无* @retval      无*/
void w25q128_init(void)
{uint16_t flash_type;spi2_read_write_byte(0xFF); /* 清除DR的作用 */W25Q128_CS(1);flash_type = w25q128_read_id();   /* 读取FLASH ID. */if (flash_type == W25Q128)printf("检测到W25Q128芯片\r\n");elseprintf("读取到的芯片ID为：%x\r\n",flash_type);printf("未检测到W25Q128芯片\r\n");
}/*** @brief       等待空闲* @param       无* @retval      无*/
static void w25q128_wait_busy(void)
{while ((w25q128_rd_sr1() & 0x01) == 0x01);   /* 等待BUSY位清空 */
}/*** @brief       读取W25Q128的状态寄存器1的值* @param       无* @retval      状态寄存器值*/
uint8_t w25q128_rd_sr1(void)
{uint8_t rec_data = 0;W25Q128_CS(0);spi2_read_write_byte(FLASH_ReadStatusReg1);     /* 读状态寄存器1 */rec_data = spi2_read_write_byte(0xFF);W25Q128_CS(1);return rec_data;
}/*** @brief       W25Q128写使能*   @note      将S1寄存器的WEL置位* @param       无* @retval      无*/
void w25q128_write_enable(void)
{W25Q128_CS(0);spi2_read_write_byte(FLASH_WriteEnable);   /* 发送写使能 */W25Q128_CS(1);
}/*** @brief       W25Q128发送地址* @param       address : 要发送的地址* @retval      无*/
static void w25q128_send_address(uint32_t address)
{spi2_read_write_byte((uint8_t)((address)>>16));     /* 发送 bit23 ~ bit16 地址 */spi2_read_write_byte((uint8_t)((address)>>8));      /* 发送 bit15 ~ bit8  地址 */spi2_read_write_byte((uint8_t)address);             /* 发送 bit7  ~ bit0  地址 */
}/*** @brief       擦除整个芯片*   @note      等待时间超长...* @param       无* @retval      无*/
void w25q128_erase_chip(void)
{w25q128_write_enable();    /* 写使能 */w25q128_wait_busy();       /* 等待空闲 */W25Q128_CS(0);spi2_read_write_byte(FLASH_ChipErase);  /* 发送读寄存器命令 */ W25Q128_CS(1);w25q128_wait_busy();       /* 等待芯片擦除结束 */
}/*** @brief       擦除一个扇区*   @note      注意,这里是扇区地址,不是字节地址!!*              擦除一个扇区的最少时间:150ms** @param       saddr : 扇区地址 根据实际容量设置* @retval      无*/
void w25q128_erase_sector(uint32_t saddr)
{//printf("fe:%x\r\n", saddr);   /* 监视falsh擦除情况,测试用 */saddr *= 4096;w25q128_write_enable();        /* 写使能 */w25q128_wait_busy();           /* 等待空闲 */W25Q128_CS(0);spi2_read_write_byte(FLASH_SectorErase);    /* 发送写页命令 */w25q128_send_address(saddr);   /* 发送地址 */W25Q128_CS(1);w25q128_wait_busy();           /* 等待扇区擦除完成 */
}/*** @brief       读取芯片ID* @param       无* @retval      FLASH芯片ID*   @note      芯片ID列表见: w25q128.h, 芯片列表部分*/
uint16_t w25q128_read_id(void)
{uint16_t deviceid;W25Q128_CS(0);spi2_read_write_byte(FLASH_ManufactDeviceID);   /* 发送读 ID 命令 */spi2_read_write_byte(0);    /* 写入一个字节 */spi2_read_write_byte(0);spi2_read_write_byte(0);deviceid = spi2_read_write_byte(0xFF) << 8;     /* 读取高8位字节 */deviceid |= spi2_read_write_byte(0xFF);         /* 读取低8位字节 */W25Q128_CS(1);return deviceid;
}/*** @brief       读取SPI FLASH*   @note      在指定地址开始读取指定长度的数据* @param       pbuf    : 数据存储区* @param       addr    : 开始读取的地址(最大32bit)* @param       datalen : 要读取的字节数(最大65535)* @retval      无*/
void w25q128_read(uint8_t *pbuf, uint32_t addr, uint16_t datalen)
{uint16_t i;W25Q128_CS(0);spi2_read_write_byte(FLASH_ReadData);       /* 发送读取命令 */w25q128_send_address(addr);                /* 发送地址 */for(i=0;i<datalen;i++){pbuf[i] = spi2_read_write_byte(0XFF);   /* 循环读取 */}W25Q128_CS(1);
}/*** @brief       SPI在一页(0~65535)内写入少于256个字节的数据*   @note      在指定地址开始写入最大256字节的数据* @param       pbuf    : 数据存储区* @param       addr    : 开始写入的地址(最大32bit)* @param       datalen : 要写入的字节数(最大256),该数不应该超过该页的剩余字节数!!!* @retval      无*/
static void w25q128_write_page(uint8_t *pbuf, uint32_t addr, uint16_t datalen)
{uint16_t i;w25q128_write_enable();    /* 写使能 */W25Q128_CS(0);spi2_read_write_byte(FLASH_PageProgram);    /* 发送写页命令 */w25q128_send_address(addr);                /* 发送地址 */for(i=0;i<datalen;i++){spi2_read_write_byte(pbuf[i]);          /* 循环写入 */}W25Q128_CS(1);w25q128_wait_busy();       /* 等待写入结束 */
}/*** @brief       无检验写SPI FLASH*   @note      必须确保所写的地址范围内的数据全部为0XFF,否则在非0XFF处写入的数据将失败!*              具有自动换页功能*              在指定地址开始写入指定长度的数据,但是要确保地址不越界!** @param       pbuf    : 数据存储区* @param       addr    : 开始写入的地址(最大32bit)* @param       datalen : 要写入的字节数(最大65535)* @retval      无*/
static void w25q128_write_nocheck(uint8_t *pbuf, uint32_t addr, uint16_t datalen)
{uint16_t pageremain;pageremain = 256 - addr % 256;  /* 单页剩余的字节数 */if (datalen <= pageremain)      /* 不大于256个字节 */{pageremain = datalen;}while (1){/* 当写入字节比页内剩余地址还少的时候, 一次性写完* 当写入直接比页内剩余地址还多的时候, 先写完整个页内剩余地址, 然后根据剩余长度进行不同处理*/w25q128_write_page(pbuf, addr, pageremain);if (datalen == pageremain)   /* 写入结束了 */{break;}else     /* datalen > pageremain */{pbuf += pageremain;         /* pbuf指针地址偏移,前面已经写了pageremain字节 */addr += pageremain;         /* 写地址偏移,前面已经写了pageremain字节 */datalen -= pageremain;      /* 写入总长度减去已经写入了的字节数 */if (datalen > 256)          /* 剩余数据还大于一页,可以一次写一页 */{pageremain = 256;       /* 一次可以写入256个字节 */}else     /* 剩余数据小于一页,可以一次写完 */{pageremain = datalen;   /* 不够256个字节了 */}}}
}/*** @brief       写SPI FLASH*   @note      在指定地址开始写入指定长度的数据 , 该函数带擦除操作!*              SPI FLASH 一般是: 256个字节为一个Page, 4Kbytes为一个Sector, 16个扇区为1个Block*              擦除的最小单位为Sector.** @param       pbuf    : 数据存储区* @param       addr    : 开始写入的地址(最大32bit)* @param       datalen : 要写入的字节数(最大65535)* @retval      无*/
uint8_t g_w25q128_buf[4096];   /* 扇区缓存 */void w25q128_write(uint8_t *pbuf, uint32_t addr, uint16_t datalen)
{uint32_t secpos;uint16_t secoff;uint16_t secremain;uint16_t i;uint8_t *w25q128_buf;w25q128_buf = g_w25q128_buf;secpos = addr / 4096;       /* 扇区地址 */secoff = addr % 4096;       /* 在扇区内的偏移 */secremain = 4096 - secoff;  /* 扇区剩余空间大小 *///printf("ad:%X,nb:%X\r\n", addr, datalen); /* 测试用 */if (datalen <= secremain){secremain = datalen;    /* 不大于4096个字节 */}while (1){w25q128_read(w25q128_buf, secpos * 4096, 4096);   /* 读出整个扇区的内容 */for (i = 0; i < secremain; i++)   /* 校验数据 */{if (w25q128_buf[secoff + i] != 0XFF){break;      /* 需要擦除, 直接退出for循环 */}}if (i < secremain)   /* 需要擦除 */{w25q128_erase_sector(secpos);  /* 擦除这个扇区 */for (i = 0; i < secremain; i++)   /* 复制 */{w25q128_buf[i + secoff] = pbuf[i];}w25q128_write_nocheck(w25q128_buf, secpos * 4096, 4096);  /* 写入整个扇区 */}else        /* 写已经擦除了的,直接写入扇区剩余区间. */{w25q128_write_nocheck(pbuf, addr, secremain);  /* 直接写扇区 */}if (datalen == secremain){break;  /* 写入结束了 */}else        /* 写入未结束 */{secpos++;               /* 扇区地址增1 */secoff = 0;             /* 偏移位置为0 */pbuf += secremain;      /* 指针偏移 */addr += secremain;      /* 写地址偏移 */datalen -= secremain;   /* 字节数递减 */if (datalen > 4096){secremain = 4096;   /* 下一个扇区还是写不完 */}else{secremain = datalen;/* 下一个扇区可以写完了 */}}}
}

main函数里用这段代码测试 

  /* USER CODE BEGIN 2 */w25q128_init();/* 写入测试数据 */sprintf((char *)datatemp, "stm32f103c8t6");w25q128_write(datatemp, FLASH_WriteAddress, TEXT_SIZE);printf("数据写入完成！\r\n");/* 读出测试数据 */memset(datatemp, 0, TEXT_SIZE);w25q128_read(datatemp, FLASH_ReadAddress, TEXT_SIZE);printf("读出数据：%s\r\n", datatemp);/* USER CODE END 2 */

运行结果第一句首先一定是都没读取到 w25q128 这个芯片，这段判断代码在w25q128_init();里

w25q128芯片分析与功能实现

以前在这个文章里讲过 

STM32:SPI_我有在好好学习的博客-CSDN博客

总之， 整个存储空间的组成是

256个Block * 16个Sector * 16个Page * 256个字节 = 共16MB

而我们代码增删改查储存信息的单位是按照Sector为单位的，即一个扇区一个扇区的处理信息

阅读官方的芯片手册：

可知存储地址为六位十六进制，刚好对应16MB

0        0        0        0        0        0

前两位表示BLOCK，16*16 即256个Block

第三位对应Sector，16个

第四位对应Page，16个

五六位对应16*16 即256个字节

所以通过设置这个六位的地址，我们就可以决定把数据存在哪个扇区

例如 3FD000 ,就表示第63Block的第13个Sector，又因为我们是按照Sector操作的

所以通过前三位来选择不同的扇区来存数据

存和读都是字符串形式。写两个函数分别把字符串转化为链表，链表转化为字符串即可。