第四章(先学习第五章)-openmv和arduino和stm32的通信

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4.1-openmv与arduino通信

https://www.bilibili.com/video/BV1VK411j733/?vd_source=16940ba3adbc66f0fb14e0c1d87db878

json

通信控制一个lED. 0:关，1:开

控制两个LED灯 LED1 0 LED2 1 LED3 0

X:1 Y:8 (1,8)

JSON（JavaScript Object Notation）是一种轻量级的数据交换格式，以易于阅读和编写的文本格式表示结构化数据。它由键值对组成，其中键是字符串，值可以是字符串、数字、布尔值、对象、数组或者 null。

JSON 数据格式由以下几个基本规则组成：

键值对：键值对由键和值组成，用冒号 : 分隔。键是字符串，值可以是字符串、数字、布尔值、对象、数组或 null。示例："key": "value"
对象（Object）：对象由一系列键值对组成，用花括号 {} 包围。示例：{"key1": "value1", "key2": "value2"}
数组（Array）：数组是一个有序的值列表，用方括号 [] 包围。示例：["value1", "value2", "value3"]
值可以是嵌套的对象或数组。示例：{"key": ["value1", {"nested_key": "nested_value"}]}
JSON 数据必须使用双引号 " 来包围字符串值。示例：{"key": "value"}
JSON 文件的 MIME 类型是 application/json。

arduino-需要再次确定效果一般

这里我们使用arduino进行通信。

下面是arduino的代码，代码中使用了json 所以我们要安装一下json 的库。
在这里插入图片描述

上传到板子

带注释的代码

#include <ArduinoJson.h>
#include <SoftwareSerial.h>

SoftwareSerial softSerial(10, 11); // 创建一个软串口对象，用于与其他设备通信（传输数据）10是Arduino板子的RX  11是Arduino板子上午TX 记得还需要连接GND引脚。
volatile int left; // 定义一个全局变量，用于存储左边的值
volatile int right; // 定义一个全局变量，用于存储右边的值
volatile char c; // 定义一个全局变量，用于存储接收到的字符
String json; // 定义一个字符串变量，用于存储接收到的JSON数据

void setup(){
  left = 0; // 初始化左边的值为0
  right = 0; // 初始化右边的值为0
  c = 0; // 初始化接收到的字符为0
  json = ""; // 初始化接收到的JSON数据为空字符串
  Serial.begin(115200); // 初始化串口通信，波特率为115200
  softSerial.begin(115200); // 初始化软串口通信，波特率为115200
}

void loop(){
  if (softSerial.available() > 0) { // 如果软串口中有数据可读取
    c = char(softSerial.read()); // 读取一个字符
    json = String(json) + String(c); // 将读取的字符添加到接收到的JSON数据字符串中
    if (c == '}') { // 判断是否接收到了完整的JSON数据
      DynamicJsonDocument doc(200); // 创建一个大小为200的JsonDocument对象
      deserializeJson(doc, json); // 解析接收到的JSON数据
      JsonObject obj = doc.as<JsonObject>(); // 将解析后的JSON数据转换为JsonObject对象
      int left = doc["left"]; // 从JsonObject对象中获取左边的值
      int right = doc["right"]; // 从JsonObject对象中获取右边的值
      if (left!=0 && right!=0) { // 判断左右的值是否都不为0
        Serial.print("left = "); // 打印左边的值
        Serial.print(left);
        Serial.print("right = "); // 打印右边的值
        Serial.println(right);
      }
      json = ""; // 清空接收到的JSON数据字符串，为下一次接收做准备
    }
  }
}

我们把上述文件烧录到Arduino 板子

我们调试Arduino 看Arduino收到数据是否可以正确解析

Arduino 连接如下图:
在这里插入图片描述
使用串口软件模拟openmv 发送给Arduino JSON字符串

然后在Arduino IDE 串口监视器中查看解析的数据是否正确。

{"left":1,"right":28}

在这里插入图片描述
然后Arduino IDE中打开串口监视器

openmv-需要再次确定效果一般

下面我们用电脑接受openmv 执行的时候，openmv通过串口发送出的数据。

使用openmv H7 plus 执行一下代码

注意 openmv 和arduino 串口通信速率有限所以我们需要加入一个延时。

import sensor, image, time  # 导入sensor、image和time模块
import json  # 导入json模块
import time
from pyb import Servo  # 从pyb模块中导入Servo类
from pyb import UART  # 从pyb模块中导入UART类
left = 1
right = 2


sensor.reset()  # 初始化摄像头传感器
sensor.set_pixformat(sensor.RGB565)  # 设置像素格式为RGB565
sensor.set_framesize(sensor.QQVGA)  # 设置帧大小为QQVGA以加快处理速度
sensor.skip_frames(10)  # 跳过一些帧，让新设置生效
sensor.set_auto_whitebal(False)  # 关闭自动白平衡功能
clock = time.clock()  # 创建一个时钟对象，用于跟踪FPS（每秒帧数）
uart = UART(3, 115200)  # 创建一个UART对象，用于串口通信 始化串口三、波特率115200 TXD:P4\PB10 RXD:P5\PB11


while True:

    data = {
        "left": left,
        "right": right
    }
    right = right+1
    data_out = json.dumps(data)  # 将数据转换为JSON字符串
    uart.write(data_out + '')  # 通过串口发送数据
    print(data)
    time. sleep_ms(8)  #延时8毫秒 串口通信速率有限，测试后发现这里需要延时8ms

然后我们执行代码，并将openmv连接到电脑连接TTL 模块到电脑
在这里插入图片描述
串口软件显示接受的数据

检查数据格式是JSON 格式
在这里插入图片描述

openmv和arduino连接调试

在这里插入图片描述

4.2-openmv与STM32通信

openmv

openmv和STM32通信我们使用自己构造数据帧进行通信
在这里插入图片描述
连接方法按照下图

import pyb, sensor, image, math, time
from pyb import UART
import ustruct
from image import SEARCH_EX, SEARCH_DS
import time
import sensor, lcd
#导入需要的库和模块
#2.注意是否有下面两句根据自己摄像头调整
  #sensor.set_vflip(True)
  #sensor.set_hmirror(True)

uart = UART(3,115200,bits=8, parity=None, stop=1, timeout_char = 1000)#初始化串口三、波特率115200 TXD:P4\PB10 RXD:P5\PB11

sensor.reset()#初始化相机传感器。
sensor.set_pixformat(sensor.RGB565)#设置相机模块的像素模式:sensor.RGB565: 16 bits/像素。
sensor.set_framesize(sensor.QQVGA)#设置图像分辨率、如果改变分辨率也要调整ROI区域。摄像头不同、应用场景不同可以选择不同分辨率。这里使用QQVGA可能画质很胡，但是为了兼容不同型号摄像头我们先使用QQVGA 不影响循迹效果
sensor.skip_frames(time=2000)#跳过指定数目的帧。在这里，设置为跳过2000毫秒（即2秒）的帧。这样可以给传感器一些时间进行初始化和自适应调整。
sensor.set_auto_whitebal(True)#设置为自动白平衡模式。这使得摄像头可以根据场景中的光照条件自动调整图像的白平衡，从而保持图像色彩更加准确和自然。
sensor.set_auto_gain(False)#关闭自动增益模式。通常情况下，开启自动增益会帮助摄像头自动调整亮度，并在低亮度环境下提高图像清晰度。通过设置为False，禁用了这个功能，使用固定增益值。

# 注意是否有下面两句根据自己摄像头调整
sensor.set_vflip(True)  #垂直方向翻转 根据自己摄像头和模块安装位置调整 ！！！重要不同摄像头是否需要镜像根据实际情况定，如果不需要镜像需要注释掉
sensor.set_hmirror(True) #水平方向反转 根据自己摄像头和模块安装位置调整 ！！！重要不同摄像头是否需要镜像根据实际情况定，如果不需要镜像需要注释掉

def send_five_uchar(c1,c2,c3,c4,c5):#功能发送五个整形
    global uart;
    data = ustruct.pack("<BBiiiiiB",#使用了 ustruct.pack() 函数将这些数据打包为二进制格式。使用 "<BBiiiiiB" 作为格式字符串来指定要打包的数据的类型和顺序：
                   0xA5,
                   0xA6,
                   int(c1),
                   int(c2),
                   int(c3),
                   int(c4),
                   int(c5),
                   0x5B
                   )
    uart.write(data);#uart.write(data) 将打包好的二进制数据帧写入 UART 发送缓冲区，从而将数据通过串口发送出去
    print(data)#通过 print(data) 打印发送的数据到串行终端，方便调试和确认发送的内容。

while(True):
    data=0
    flag = [0,0,0,0,0]

    flag[0] = 0
    flag[1] = 1
    flag[2] = -1
    flag[3] = 500
    flag[4] = -99

    print(flag[0],flag[1],flag[2],flag[3],flag[4])#把数据打印在串行终端方便调试
    send_five_uchar(flag[0],flag[1],flag[2],flag[3],flag[4])#把五个数据通过串口发送出去、发送五个无符号字符。
    time. sleep_ms(8)  #延时8毫秒 串口通信速率有限，测试后发现这里需要延时8ms

STM32

这里延时如何使用STM32F103接收数据

我们使用HAL库新建工程

我们先新建一个工程(工程不能中午目录和中午名字)

在这里插入图片描述

设置调试下载接口

设置晶振

输入 72然后回车

初始化串口一

串口二是用于和摄像头通信的！！！！

另外初始化一下PC13

起一个名字

生成代码

先编写串口一映射printf

#include "stdio.h"

在这里插入图片描述

/**
* @brief 重定向printf (重定向fputc)，
					使用时候记得勾选上魔法棒->Target->UseMicro LIB 
					可能需要在C文件加typedef struct __FILE FILE;
					包含这个文件#include "stdio.h"
* @param 
* @return 
*/
int fputc(int ch,FILE *stream)
{
	HAL_UART_Transmit(&huart1,( uint8_t *)&ch,1,0xFFFF);
	return ch;
}

然后我们要继续编写STM32串口二接收数据，然后把解析的数据值通过串口一发送出去

我们先定义一个串口二接收数据变量

uint8_t g_ucUsart2ReceiveData;  //保存串口二接收的数据

在这里插入图片描述
开启接收中断

  HAL_UART_Receive_IT(&huart2,&g_ucUsart2ReceiveData,1);  //串口二接收数据

在这里插入图片描述
声明一下变量

extern uint8_t g_ucUsart2ReceiveData;  //保存串口二接收的数据

在这里插入图片描述
我们需要在串口中断回调函数中加入我们对接收到数据的解析

在usart.c文件中定义一个函数

/*******************
*  @brief  摄像头串口协议解析函数 可以连接K210或openmv等
*  @param  data:串口接收到的每个字节
*  @return  
*
*******************/
void usartCamera_Receive_Data(uint8_t data)
{
	static uint8_t state = 0;//定义静态static 变量
	
	if(state==0&&data==0xA5) //判断第一个是不是帧头0xA5
	{
		state=1;//是帧头0xA5 赋值state=1 表示接收下一个数据
		//数据存储在数组中 "g_ucUsart2ReceivCounter++",这里是先用后加，比如g_ucUsart2ReceivCounter 初值为0，执行这个是先g_ucaUsart2ReceiveBuffer[0]=data，然后g_ucUsart2ReceivCounter++，即后g_ucUsart2ReceivCounter = 1的
		g_ucaUsart2ReceiveBuffer[g_ucUsart2ReceivCounter++] = data;
	}
	else if(state==1&&data==0xA6) //第二个是不是帧头0xA6
	{
		state=2;//如果第二个是帧头0xA6 赋值state=2 表示接收下一个数据
		g_ucaUsart2ReceiveBuffer[g_ucUsart2ReceivCounter++] = data;//保存数据
	}
	else if(state==2)//然后确定开头是0XA5 0XA6 就开始接收
	{
		g_ucaUsart2ReceiveBuffer[g_ucUsart2ReceivCounter++]=data;
		if(g_ucUsart2ReceivCounter>25||data==0x5B) state=3;  //接收大于25个或者接收到帧尾0X5B 就置位状态三
	}
	else if(state==3) //状态三
	{
		if(g_ucaUsart2ReceiveBuffer[g_ucUsart2ReceivCounter-1] == 0x5B)  //确定 最后一个是不是0x5B帧尾 是帧尾0x5B 就认为通信正确 处理数据
		{
			state = 0;//这里就可以处理数据了、处理完记得清空数组和重置标志位与计数值
			g_ucUsart2ReceivCounter = 0;//清零计数值
			
			g_iUsart2_Data1 = int(g_ucaUsart2ReceiveBuffer[2]<<0) | int(g_ucaUsart2ReceiveBuffer[3]<<8) | int(g_ucaUsart2ReceiveBuffer[4]<<16)| int(g_ucaUsart2ReceiveBuffer[5]<<24);
			g_iUsart2_Data2 = int(g_ucaUsart2ReceiveBuffer[6]<<0) | int(g_ucaUsart2ReceiveBuffer[7]<<8) | int(g_ucaUsart2ReceiveBuffer[8]<<16)| int(g_ucaUsart2ReceiveBuffer[9]<<24);			
			g_iUsart2_Data3 = int(g_ucaUsart2ReceiveBuffer[10]<<0) | int(g_ucaUsart2ReceiveBuffer[11]<<8) | int(g_ucaUsart2ReceiveBuffer[12]<<16)| int(g_ucaUsart2ReceiveBuffer[13]<<24);			
			g_iUsart2_Data4 = int(g_ucaUsart2ReceiveBuffer[14]<<0) | int(g_ucaUsart2ReceiveBuffer[15]<<8) | int(g_ucaUsart2ReceiveBuffer[16]<<16)| int(g_ucaUsart2ReceiveBuffer[17]<<24);				
			g_iUsart2_Data5 = int(g_ucaUsart2ReceiveBuffer[18]<<0) | int(g_ucaUsart2ReceiveBuffer[19]<<8) | int(g_ucaUsart2ReceiveBuffer[20]<<16)| int(g_ucaUsart2ReceiveBuffer[21]<<24);				
			
			//2.然后清空数组
			for(int i=0;i<25;i++) g_ucaUsart2ReceiveBuffer[i]=0x00;//清空数组
				
		}
		else //不是帧尾说明通信错误重新开始接收
		{
			state=0;
			g_ucUsart2ReceivCounter =0;
			for(int i=0;i<25;i++) g_ucaUsart2ReceiveBuffer[i]=0x00;//清空数组
		}
	}
	else
	{	//其他异常清空
		state=0;
		g_ucUsart2ReceivCounter =0;
		for(int i=0;i<25;i++) g_ucaUsart2ReceiveBuffer[i]=0x00;//清空数组
	}
}

在这里插入图片描述
增加一些变量的定义
uint8_t g_ucaUsart2ReceiveBuffer[25];//保存串口接收有效数据的数组
uint8_t g_ucUsart2ReceivCounter=0;//串口接收计数值

增加串口帧数据解析
usartCamera_Receive_Data(g_ucUsart2ReceiveData);

然后增加一个声明
extern void usartCamera_Receive_Data(uint8_t data);
在这里插入图片描述
然后我们main中定义保存接收值的变量
int g_iUsart2_Data1 = 0; //保存最后转化的值
int g_iUsart2_Data2 = 0;
int g_iUsart2_Data3 = 0;
int g_iUsart2_Data4 = 0;
int g_iUsart2_Data5 = 0;

然后声明一下

extern int g_iUsart2_Data1 ;		//保存最后转化的值
extern int g_iUsart2_Data2 ;
extern int g_iUsart2_Data3 ;
extern int g_iUsart2_Data4 ;
extern int g_iUsart2_Data5 ;

在这里插入图片描述
增加串口一输出代码
printf(“g_iUsart2_Data:%d %d %d %d %d\r\n”,g_iUsart2_Data1,g_iUsart2_Data2,g_iUsart2_Data3,g_iUsart2_Data4,g_iUsart2_Data5);
HAL_Delay(15);
HAL_GPIO_TogglePin(PC13_LED_GPIO_Port,PC13_LED_Pin);

在这里插入图片描述
如果爆警告记得包含头文件
#include “stdio.h”
编译之后没有报错我们就可以烧录测试了

把程序烧录到单片机中可以使用DAP 、STlink等烧录均可

openmv与STM32连接调试

在这里插入图片描述

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