小米电机与STM32——CAN通信

背景先容：为了利用小米电机，搭建机器臂的关节，需要学习小米电机的利用方法。计划采用STM32驱动小米电机，实现指定运动，为此需要了解他们之间的通信方式，指令写入方法等。花了很多时间学习，但网络上相关资料很少，且对于我这类基础一般的同学，注释不够详细。为此，我认真研读了电机的说明书，参考相关的博文，实现了电机的CAN通信，特作此记录。
一、环回测试接线图

元件：ST-Link  ， STM32F103C8T6， 显示屏， 按键开关*2

二、CAN通信实现过程

1.CAN收发

需要设计一个CAN的报文输入与报文接收的函数，以用来举行数据收发，这里前面已经实现了
STM的CAN通信学习_stmcan通讯-CSDN博客
2.小米电机协议转化

需要弄清楚小米电机的CAN通讯协议类型，封装成相应的函数，再结合CAN收发函数举行对应的指令发送以及接收
1）小米电机通信：CAN 2.0通信接口，波特率为1Mbps，采用的扩展帧格式
2）小米电机通信相应的数据格式如下：

结合说明书可以得到详细通信指令对应关系如下：

参照小米电机的说明书内容，29位扩展ID中，Bit28~Bit24用来表示通信类型，说明书关于通信类型包括10种，详细解释与对应关系如下：

1. //控制命令宏定义，与说明书对应
2. //获取设备ID（通信类型为0）
3. #define Communication_Type_GetID 0x00           //获取设备的ID和64位MCU唯一标识符
4. //运控模式电机控制指令（通信类型为1）
5. #define Communication_Type_MotionControl 0x01         //用来向主机发送控制指令
6. //电机反馈数据（通信类型为2）
7. #define Communication_Type_MotorRequest 0x02        //用来向主机反馈电机运行状态
8. //电机使能运行（通信类型为3）
9. #define Communication_Type_MotorEnable 0x03            //电机使能运行
10. //电机停止运行（通信类型为4）
11. #define Communication_Type_MotorStop 0x04            //电机停止运行
12. //电机机械零位（通信类型为6）
13. #define Communication_Type_SetPosZero 0x06            //设置电机机械零位
14. //更改电机的CAN_ID(通信类型为7)
15. #define Communication_Type_CanID 0x07                //更改当前电机CAN_ID
16. //单个参数读取（通信类型为17，即0x11）
17. #define Communication_Type_GetSingleParameter 0x11        //读取单个参数
18. //单个参数写入（通信类型为18，即0x12）
19. #define Communication_Type_Control_Mode 0x12
20. #define Communication_Type_SetSingleParameter 0x12        //设定单个参数
21. //故障反馈帧（通信类型为21，即0x15）
22. #define Communication_Type_ErrorFeedback 0x15            //故障反馈帧

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当要利用STM32发送时，要结合说明书的差别通信类型对应的数据格式，整理获取扩展ID（29位）和对应的数据内容（8Byte）。
例如：下图为获取装备ID的协议利用说明，根据其特点，可以写成扩展ID如下：

1. //扩展ID由通信类型+主CANID+目标电机ID
2. txMsg.ExtId = Communication_Type_GetID<<24|Master_CAN_ID<<8|ID;

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利用上述方法，参照说明书可以获得所有通讯协议的扩展ID的写法，只要对应的按位填上数据即可。同理也可以写出对应的数据区参数。则可以逐一写出各个函数，实现与小米电机的CAN通信。
三、代码实现与解释说明

1.CAN收发

==》MyCAN.c文件，包括初始化、发送报文、接收报文函数。
1) 初始化函数：MyCAN_Init()

用来初始化CAN，留意里面的引脚和工作模式，以及相应的波特率设置可以按照控制元件要求修改。这里有一个FIFO0，要与后面接收数据时的FIFO对应。初始化的流程与GPIO口初始化流程类似：开启时钟——定义结构体——调用初始化函数

1. /**************************************
2. cMyCAN_Init   CAN 初始化函数
3. Param：No
4. Init Pin：GPIOA P11   CAN_RX，输入引脚是A11
5.           GPIOA P12   CAN_TX，输出引脚是A12
6. **************************************/
7. void MyCAN_Init(void)
8. {
9.         /**********************开启GPIOA和CAN1时钟************************************/
10.         RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);//启用GPIOA时钟
11.         RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_CAN1, ENABLE);//启用CAN1时钟
12.         /***********************初始化GPIOA的12号引脚，CAN 输出***********************/
13.         GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
14.         GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;//模式为复用推挽输出，注意如果要用作CAN通信，需要选择复用推挽输出
15.         GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12;//12号引脚
16.         GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;//引脚速度
17.         GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//引脚初始化
18.         /*********************初始化GPIO的11号引脚，CAN输入***************************/
19.         GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;//上拉输入
20.         GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11;
21.         GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
22.         GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
23.         /*************************初始化CAN1控制器************************************/
24.         CAN_InitTypeDef CAN_InitStructure;//定义一个CAN的结构体
25.         /*CAN工作模式选择
26.      CAN_Mode_Normal             ((uint8_t)0x00)  正常模式
27.      CAN_Mode_LoopBack           ((uint8_t)0x01)  环回模式
28.            CAN_Mode_Silent             ((uint8_t)0x02)  静默模式，只听不发
29.      CAN_Mode_Silent_LoopBack    ((uint8_t)0x03)  环回静默模式*/
30.         CAN_InitStructure.CAN_Mode = CAN_Mode_LoopBack;//CAN工作模式为环回模式，用于自收自发测试用,实际通信时可以改成正常模式
31.         /*波特率计算
32.         波特率 = 36M（时钟频率） / 48 （预分频器的值）/ (1 + 2（BS1）+ 3（BS2）) = 125K    */
33.         CAN_InitStructure.CAN_Prescaler = 48;        //预分频器的值为48       
34.         CAN_InitStructure.CAN_BS1 = CAN_BS1_2tq;//BS1的时间长度，1-16tq
35.         CAN_InitStructure.CAN_BS2 = CAN_BS2_3tq;//BS2的时间长度，1-8tq
36.         CAN_InitStructure.CAN_SJW = CAN_SJW_2tq;//SJW的时间长度，1-4tq
37.         CAN_InitStructure.CAN_NART = DISABLE;//DISABLE，表示寄存器置0，表示自动重传，这个功能叫做不自动重传，一般系统默认是自动重传
38.         CAN_InitStructure.CAN_TXFP = DISABLE;//发送邮箱优先级，DISABLE置零，ID小的先发送，如果是ENABLE置一，先进先出
39.         CAN_InitStructure.CAN_RFLM = DISABLE;//禁用FIOF锁定，溢出后，新报文覆盖最后一个报文，如果是ENABLE，则溢出时新报文丢弃
40.         CAN_InitStructure.CAN_AWUM = DISABLE;//DISABLE 手动唤醒，ENABLE 自动唤醒
41.         CAN_InitStructure.CAN_TTCM = DISABLE;//关闭时间触发通信
42.         CAN_InitStructure.CAN_ABOM = DISABLE;//DISABLE 手动恢复，ENABLE 自动恢复（离线自动恢复）
43.         CAN_Init(CAN1, &CAN_InitStructure);//初始化CAN
44.         /*****************************初始化CAN过滤器*********************************/
45.         CAN_FilterInitTypeDef CAN_FilterInitStructure;//定义CAN过滤器结构体
46.         CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterNumber = 0;//过滤器编号，0-13
47.         /*几种不同的
48.         16位列表模式，四个参数分别存入一组ID即可，共四个16位ID列表
49.         屏蔽模式：IDHIGH存入第一组ID，MaskIDHIGH存入对应的屏蔽位，共两组16位ID和两组屏蔽位
50.         32位列表模式：IDHIGH和IDLOW组合成一个32位ID，MaskIDHIGH和MaskIDLOW组成第二组32位ID
51.         32位频闭模式：IDHIGH和IDLOW组合成一个32位ID，MaskIDHIGH和MaskIDLOW组成第二组32位屏蔽位
52.         */
53.         CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdHigh = 0x0000;//高16位
54.         CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterIdLow = 0x0000;//低16位
55.         CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdHigh = 0x0000;
56.         CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMaskIdLow = 0x0000;
57.         //选则相应模式为32位屏蔽模式
58.         CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterScale = CAN_FilterScale_32bit;//过滤器位宽，32位或者16位，这里是32位
59.         CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterMode = CAN_FilterMode_IdMask;//过滤器模式，CAN_FilterMode_IdMask 屏蔽模式 CAN_FilterMode_IdList  列表模式
60.         CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterFIFOAssignment = CAN_Filter_FIFO0;//配置过滤器关联，这里有两个CAN_Filter_FIFO0，CAN_Filter_FIFO1
61.         CAN_FilterInitStructure.CAN_FilterActivation = ENABLE;//激活过滤器
62.         CAN_FilterInit(&CAN_FilterInitStructure);//初始化过滤器
63. }

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2.发送报文函数：MyCAN_Transmit(TxID, TxLength, TxData)  

发送报文，发送报文的时间，先定义一个CanTxMsg结构体，说明其ID形式，留意小米电机用的是这里假如设计为标准ID，后面环回接收时，IDtype对应数值位0，设计为扩展ID，则环回接收时，IDtype对应数值为1，以便用于区分差别的ID类型。

1. /*************************************
2. Name：MyCAN_Transmit CAN 发送报文
3. Param： ID       ID是32位，便于后面使用扩展帧
4.         Length   数据长度
5.         *Data    数据指针
6. **************************************/
7. void MyCAN_Transmit(uint32_t ID, uint8_t Length, uint8_t *Data)
8. {
9.         CanTxMsg TxMessage; //定义CanTxMsg结构体变量，表示待发送的报文
10.         TxMessage.StdId = ID; //标准ID
11.         TxMessage.ExtId = ID; //扩展ID
12.         //TxMessage.IDE = CAN_Id_Standard; //扩展标志位，CAN_Id_Standard 标准ID ，CAN_Id_Extended扩展ID
13.         TxMessage.IDE = CAN_Id_Extended; //扩展标志位，CAN_Id_Standard 标准ID ，CAN_Id_Extended扩展ID
14.         TxMessage.RTR = CAN_RTR_Data; //遥控标志位，CAN_RTR_Remote 遥控帧，        CAN_RTR_Data数据帧
15.         TxMessage.DLC = Length; //数据段长度，传入的参数
16.         //把形参DATA传过来的数组赋值给TxMessage.Data
17.         for (uint8_t i = 0; i < Length; i ++)
18.         {
19.                 TxMessage.Data[i] = Data[i];//将传入的Data数组的值赋值给结构体的Data，他们都是8字节的数组
20.         }
21.        
22.         //请求发送报文函数
23.         //CAN_Transmit的原理：选择空发送邮箱——如果邮箱有空位，则将报文写入指定寄存器——TXRQ置1，请求发送
24.         uint8_t TransmitMailbox = CAN_Transmit(CAN1, &TxMessage);//请求发送结构体指向的报文，返回值是邮箱编号
26.         uint32_t Timeout = 0;
27.         //CAN_TransmitStatus表示返回传输状态函数，返回请求发送邮箱的邮箱状态，CAN_TxStatus_OK表示发送成功
28.         //等待函数返回OK，当CAN1的邮箱状态为CAN_TxStatus_Ok表示发送成功，如果不成功则进入循环
29.         while (CAN_TransmitStatus(CAN1, TransmitMailbox) != CAN_TxStatus_Ok)
30.         {
31.                 Timeout ++;
32.                 //如果大于超时时间，则跳出循环
33.                 if (Timeout > 100000)
34.                 {
35.                         break;
36.                 }
37.         }
38. }

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3）接收报文函数：MyCAN_Receive(&RxID, &RxLength, RxData, &RxIDtype)

函数里面的IDtype参数用于到显示屏幕上，验证发送的ID类型是标准ID还是扩展ID。起首定义一个接收报文的结构体，判断收到的数据是标准ID还是扩展ID，再获取ID值。假如是数据帧，则还需要逐个字节获取。

1. /****************************************
2. Name:MyCAN_ReceiveFlag
3. Param:
4. 函数用于判断接收FIFO里是否有报文，返回值为表示有报文，返回值为0表示没有报文
5. *****************************************/
6. uint8_t MyCAN_ReceiveFlag(void)
7. {
8.         if (CAN_MessagePending(CAN1, CAN_FIFO0) > 0)//如果大于零，表明FIFO0里面有报文，此处的FIFO0与前面的设置一致
9.         {
10.                 return 1;
11.         }
12.         return 0;
13. }
15. /*****************************************
16. @brief: 接收 CAN message
17. @param： *ID        the ID，用于做返回值
18.          *Length    the length of DATA，用于做返回值
19.          *DATA      the Data of CAN massage
20. 注意，接收信息是需要输出参数，但C语言不支持多个值输出，
21. 所以这里用指针表示，可以通过函数修改相应的值
22. *****************************************/
23. void MyCAN_Receive(uint32_t *ID, uint8_t *Length, uint8_t *Data,uint8_t *IDtype)
24. {
25.         CanRxMsg RxMessage;//定义一个CanRxMsg结构体，用于存放接收报文
26.         CAN_Receive(CAN1, CAN_FIFO0, &RxMessage);//接收报文
27.         //判断接收的报文是标准ID还是扩展ID
28.         if (RxMessage.IDE == CAN_Id_Standard)
29.         {
30.                 *IDtype=0;//表示接受的是标准帧
31.                 *ID = RxMessage.StdId;//标准ID
32.         }
33.         else
34.         {
35.                 *IDtype=1;//表示接收的是扩展帧
36.                 *ID = RxMessage.ExtId; //扩展ID
37.         }
38.         //判断接收报文是否为数据帧还是遥控帧
39.         if (RxMessage.RTR == CAN_RTR_Data)//是否为数据帧
40.         {
41.                 //数据帧
42.                 *Length = RxMessage.DLC;//数据长度
43.                 //数据内容
44.                 for (uint8_t i = 0; i < *Length; i ++)
45.                 {
46.                         Data[i] = RxMessage.Data[i];
47.                 }
48.         }
49.         else
50.         {
51.                 //遥控帧，暂时不做处理
52.         }
53. }

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2.小米电机相应指令函数

0）获取装备ID

1. /*—————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————*/
2. /** @brief          小米电机ID检查，通信类型为0
3.   * @param[in]      id:  控制电机CAN_ID【出厂默认0x7F】
4.   **/
5. void check_cybergear(uint8_t ID)
6. {
7.     uint8_t tx_data[8] = {0};//没有数据
8.                 //扩展ID的组合，依旧是3个部分
9.     txMsg.ExtId = Communication_Type_GetID<<24|Master_CAN_ID<<8|ID;
10.         MyCAN_Transmit(txMsg.ExtId,txMsg.DLC,tx_data);//写入指令       
11. }

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1）运控模式电机控制指令

1. /*——————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————*/
2. /** @brief          小米运控模式指令，通信类型：1
3.   * @param[in]      Motor:  目标电机结构体
4.   * @param[in]      torque: 力矩设置[-12,12] N*M
5.   * @param[in]      MechPosition: 位置设置[-12.5,12.5] rad
6.   * @param[in]      speed: 速度设置[-30,30] rpm
7.   * @param[in]      kp: 比例参数设置
8.   * @param[in]      kd: 微分参数设置
9.   * @retval         none
10.   **/
11. void motor_controlmode(MI_Motor *Motor,float torque, float MechPosition, float speed, float kp, float kd)
12. {   
13.     uint8_t tx_data[8]={0};//发送数据初始化
14.     //装填发送数据
15.           //将目标角度转化为16位2进制数，对应字节0~1，假设是0x1234
16.     tx_data[0]=float_to_uint(MechPosition,P_MIN,P_MAX,16)>>8;  //取得是高位的结果，即0x12
17.     tx_data[1]=float_to_uint(MechPosition,P_MIN,P_MAX,16);  //取得是低位的结果，即0x34
18.           //将目标速度转化为16位2进制数，对应字节2~3
19.     tx_data[2]=float_to_uint(speed,V_MIN,V_MAX,16)>>8;  
20.     tx_data[3]=float_to_uint(speed,V_MIN,V_MAX,16);  
21.           //目标KP
22.     tx_data[4]=float_to_uint(kp,KP_MIN,KP_MAX,16)>>8;  
23.     tx_data[5]=float_to_uint(kp,KP_MIN,KP_MAX,16);  
24.           //目标KD
25.     tx_data[6]=float_to_uint(kd,KD_MIN,KD_MAX,16)>>8;  
26.     tx_data[7]=float_to_uint(kd,KD_MIN,KD_MAX,16);
27.        
28.     txMsg.ExtId = Communication_Type_MotionControl<<24|float_to_uint(torque,T_MIN,T_MAX,16)<<8|Motor->CAN_ID;//装填扩展帧数据
29.     MyCAN_Transmit(txMsg.ExtId,txMsg.DLC,tx_data);//写入指令       
30. }

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这里面有一个将浮点数转化为16位二进制数的函数，float_to_uint，此中对应的参数上下限在.h文件中举行了定义，其对应范围是0~65535，也就是0~2^16-1
此中的参数范围定义如下，这个地方不能修改，只能参照说明书定义：

1. /*****************控制参数最值，谨慎更改*********************/
2. #define P_MIN -12.56f
3. #define P_MAX 12.56f
4. #define V_MIN -30.0f
5. #define V_MAX 30.0f
6. #define KP_MIN 0.0f
7. #define KP_MAX 500.0f
8. #define KD_MIN 0.0f
9. #define KD_MAX 5.0f
10. #define T_MIN -12.0f
11. #define T_MAX 12.0f
12. #define MAX_P 720
13. #define MIN_P -720

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2）电机反馈数据 

电机反馈数据里面，我们需要读取的就是这几项：电机的ID号，电机的角度，电机的角速度，电机的力矩，电机的温度；根据下图，可以知道接收到的信息的详细位置，进而编写出程序如下：

1. /*——————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————*/
2. /** @brief         电机反馈数据，通信类型2
3.   * @param[in]     信息存放的地址
4.   * @retval         none
5.   */
6. void Rx_Fifo0_Msg(MI_Motor *Motor)
7. {
8.                 if (MyCAN_ReceiveFlag())//判断是否接收到报文信息
9.                 {
10.                         uint32_t RxID;
11.       uint8_t RxLength;
12.       uint8_t RxData[8];
13.                         //接收信息放到对应的接收报文之中
14.                         MyCAN_Receive(&RxID, &RxLength, RxData);
15.                   Motor->CAN_ID=(RxID&0xFFFF)>>8;//获取接收数据的ID：保留低16位，其余全变成零，再右移8位，则获得了bit8~bit15的canid
16.       Motor->Angle=uint16_to_float(RxData[0]<<8|RxData[1],MIN_P,MAX_P,16);//将字节0~1转化位浮点数，即为当前角度
17.                   Motor->Speed=uint16_to_float(RxData[2]<<8|RxData[3],V_MIN,V_MAX,16);//将字节2~3转化位浮点数，即为当前速度                       
18.                   Motor->Torque=uint16_to_float(RxData[4]<<8|RxData[5],T_MIN,T_MAX,16);//将字节4~5转化位浮点数，即为当前角度                               
19.                   Motor->Temp=(RxData[6]<<8|RxData[7])*Temp_Gain;//将字节4~5转化为当前温度       
20.                   Motor->error_code=(RxID&0x1F0000)>>16;       
21.                 }
22. }

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3）电机使能运行

1. /*****************************使能电机，通信类型为3*******************************
2.   * @brief          使能小米电机
3.   * @param[in]      Motor:对应控制电机结构体   
4.   * @retval         none
5.   *****************************************************/
6. void start_cybergear(MI_Motor *Motor)
7. {
8.     uint8_t tx_data[8] = {0};
9.     txMsg.ExtId = Communication_Type_MotorEnable<<24|Master_CAN_ID<<8|Motor->CAN_ID;
10.     MyCAN_Transmit(txMsg.ExtId,txMsg.DLC,tx_data);//写入指令       
11. }

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4)  电机停止运行

留意当数据区的Byte[0]=1时，表示清故障

1. /************************电机停止运行，通信类型为4********************************
2.   * @brief          停止电机
3.   * @param[in]      Motor:对应控制电机结构体   
4.   * @param[in]      clear_error:清除错误位（0 不清除 1清除）
5.   * @retval         None
6.   *******************************************************************************/
7. void stop_cybergear(MI_Motor *Motor,uint8_t clear_error)
8. {
9.         uint8_t tx_data[8]={0};
10.         tx_data[0]=clear_error;//清除错误位设置
11.         txMsg.ExtId = Communication_Type_MotorStop<<24|Master_CAN_ID<<8|Motor->CAN_ID;
12.   MyCAN_Transmit(txMsg.ExtId,txMsg.DLC,tx_data);//写入指令       
13. }

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6）设置电机机器零位

1. /**********************设计电机的零点，通信类型6***************************
2.   * @brief          设置电机零点
3.   * @param[in]      Motor:  电机结构体
4.   * @retval         none
5.   ***********************************************************/
6. void set_zeropos_cybergear(MI_Motor *Motor)
7. {
8.         uint8_t tx_data[8]={0};
9.         tx_data[0] = 1;//数据区为1
10.         //扩展帧格式
11.         txMsg.ExtId = Communication_Type_SetPosZero<<24|Master_CAN_ID<<8|Motor->CAN_ID;
12.         MyCAN_Transmit(txMsg.ExtId,txMsg.DLC,tx_data);//写入指令               
13. }

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7）设置电机的CAN_ID

1. /**********************设置电机的CAN_ID,通信类型为7********************
2.   * @brief          设置电机CANID
3.   * @param[in]      Motor:  电机结构体
4.   * @param[in]      Motor:  设置新ID
5.   * @retval         none
6.   **********************************************************************/
7. void set_CANID_cybergear(MI_Motor *Motor,uint8_t CAN_ID)
8. {
9.         uint8_t tx_data[8]={0};
10.         txMsg.ExtId = Communication_Type_CanID<<24|CAN_ID<<16|Master_CAN_ID<<8|Motor->CAN_ID;
11.     Motor->CAN_ID = CAN_ID;//将新的ID导入电机结构体
12.    MyCAN_Transmit(txMsg.ExtId,txMsg.DLC,tx_data);//写入指令       
13. }

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17)  单个参数读取

1. /*************************单个参数读取，通信类型17******************
2. *@brief         电机参数读取
3. *@param[in]     ID,电机的ID号
4. */
5. void check_param_cybergear(MI_Motor *Motor, uint_8 index)
6. {
7.   uint8_t tx_data[8]={0}
8.   txMsg.ExtId = Communication_Type_GetSingleParameter<<24|Master_CAN_ID<<8|Motor->CAN_ID;//装填扩展帧数据
9.   tx_data[0]=index>>8;//高8位
10.   tx_data[1]=index;//低8位
11.   MyCAN_Transmit(txMsg.ExtId,txMsg.DLC,tx_data);//写入指令       
12. }

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此中的index为说明书里面的参数列表中的值

1. /******************参数读取宏定义，Index***********************/
2. #define Run_mode 0x7005        //运动模式
3. #define Iq_Ref   0x7006    //电流模式指令
4. #define Spd_Ref  0x700A   //转速模式转速
5. #define Limit_Torque 0x700B  //转矩限制
6. #define Cur_Kp 0x7010     //电流的kp
7. #define Cur_Ki 0x7011    //电流的ki
8. #define Cur_Filt_Gain 0x7014  //电流滤波系数
9. #define Loc_Ref 0x7016       //位置模式角度指令
10. #define Limit_Spd 0x7017    //位置模式速度限制
11. #define Limit_Cur 0x7018    //速度位置模式电流限制
12. #define mechPos  0x7019    //负载端计圈机械角度
13. #define iqf  0x701A       //iq滤波值
14. #define mechVel  0x701B    //负载端转速
15. #define VBUS  0x701C       //母线电压
16. #define rotation  0x701D   //圈数
17. #define loc_kp  0x701E    //位置的kp
18. #define spd_kp  0x701F    //速度的kp
19. #define spd_ki  0x7020   //速度的ki

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18)  写入单个参数

1. /******************对应说明书的单个参数写入，通信类型为18*************
2.   * @brief          写入电机参数
3.   * @param[in]      Motor:对应控制电机结构体
4.   * @param[in]      Index:写入参数对应地址
5.   * @param[in]      Value:写入参数值
6.   * @param[in]      Value_type:写入参数数据类型，可以对照字节数进行区分
7.   * @retval         none
8.   */
9. static void Set_Motor_Parameter(MI_Motor *Motor,uint16_t Index,float Value,char Value_type){
10.         uint8_t tx_data[8]={0};//写入的数据
11.         //扩展ID，包括三个部分：通信类型、主ID、电机ID
12.         txMsg.ExtId = Communication_Type_SetSingleParameter<<24|Master_CAN_ID<<8|Motor->CAN_ID;
13.         //参见说明书的通信类型18里面，Index的相关应用方法，Index共
14.         tx_data[0]=Index>>8;      //高8位
15.         tx_data[1]=Index;   //低8位
16.         tx_data[2]=0x00;
17.         tx_data[3]=0x00;
18.         //如果参数类型为浮点型，则对应的数据所占字节数为4，对应的数据需要转化为8个字节
19.         if(Value_type == 'f'){
20.                 Float_to_Byte(Value);//将数值转化为4个byte 作为返回值
21.                 tx_data[4]=byte[0];//高8位
22.                 tx_data[5]=byte[1];
23.                 tx_data[6]=byte[2];
24.                 tx_data[7]=byte[3];//低8位               
25.         }
26.         //如果参数类型为uint8，只有一个字节
27.         else if(Value_type == 's'){
28.                 tx_data[4]=(uint8_t)Value;
29.                 tx_data[5]=0x00;
30.                 tx_data[6]=0x00;
31.                 tx_data[7]=0x00;                               
32.         }
33.         //can_txd();
34.   MyCAN_Transmit(txMsg.ExtId,txMsg.DLC,tx_data);//写入指令
35. }

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此外还有几个转化函数

1. /*———————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————*/
2. /** @brief          小米电机回文16位数据转浮点
3.   * @param[in]      x:16位回文     x_min:对应参数下限     
4.                     x_max:对应参数上限    bits:参数位数
5.   * @retval         返回浮点值
6.   **/
7. static float uint16_to_float(uint16_t x,float x_min,float x_max,int bits)
8. {
9.     uint32_t span = (1 << bits) - 1;//二进制数的范围2^bits-1
10.     float offset = x_max - x_min;//实际范围
11.         return offset * x / span + x_min;//转换为浮点数
12. }
13. /*———————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————*/
14. /** @brief         小米电机发送浮点转16位数据
15.                     每个数据都是2个字节也就是16位二进制数
16.   * static 表示其作用域仅限于这个文件
17.   */
18. static int float_to_uint(float x, float x_min, float x_max, int bits)
19. {
20.   float span = x_max - x_min;//浮点数的范围
21.   float offset = x_min;
22.         //限制X的范围
23.   if(x > x_max) x=x_max;
24.   else if(x < x_min) x= x_min;
25.   return (int) ((x-offset)*((float)((1<<bits)-1))/span);//（x-下限）/（（2^bits-1）/范围）
26. }
27. /*————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————*/
28. /** @brief          浮点数转4字节函数,这个用于写入参数时使用
29.   */
30. static uint8_t* Float_to_Byte(float f)
31. {
32.         unsigned long longdata = 0;//无符号长整型
33.         longdata = *(unsigned long*)&f; //取f的地址，将该地址强制转化为无符号长整型指针，通过*解引用，获得该地址处的值      
34.         byte[0] = (longdata & 0xFF000000) >> 24;//将最高8位提出来
35.         byte[1] = (longdata & 0x00FF0000) >> 16;//将第二个高8位提出来
36.         byte[2] = (longdata & 0x0000FF00) >> 8;//将第三个高8位提出来
37.         byte[3] = (longdata & 0x000000FF);//将第四个高8位提出来
38.         return byte;//返回的byte为四个字节的数组
39. }

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3.主函数main.c 对相应的函数举行调用与验证

1. #include "main.h"
2. #include "cybergear.h"
3. /*******************小米电机的控制***************/
4. /*
5. *v1：目前已经把小米电机的库程序建立起来，开始进行验证，已经验证的程序有：初始化和使能函数2024.10.7
6. */
7. uint8_t KeyNum;
9. uint32_t RxID;
10. uint8_t RxLength;
11. uint8_t RxData[8];
12. uint8_t RxIDtype;
13. MI_Motor Cyber;
14. uint8_t Motor_ID=0x7F;
15. uint8_t Mode=Motion_mode;//控制模式为运动控制
16. uint32_t id;
17. SM_Param M_set;
19. int main(void)
20. {
21.         //初始化
22.         OLED_Init();
23.         Key_Init();//按键初始化，按键对应的引脚分别位B1和B11
24.         MyCAN_Init();//CAN初始化，CAN对应的引脚位A11和A12，A11输入，A12输出
25.        
26.         //以下用于调用程序验证相应的通信数据是否准确
27.         init_cybergear(&Cyber, Motor_ID, Mode);//初始化电机
28.         //*校验用的内容
29.   id=check_cybergear(Cyber.CAN_ID);//小米电机ID检查，通信类型为0
30.        
31.         /*此处验证程序为运控模式的电机控制：motor_controlmode
32.          *扩展ID显示为01 BFFF 7F；其中01为通讯类型，BFFF为力矩；7F为电机ID号
33.          *数据为9001 BFFF 3851 428F 分别表示目标角度、目标角速度、对应KP，对应KD
34.         */
35.         //OLED_ShowHexNum(1, 1, Cyber.CAN_ID,2);
36.         M_set.Position=pi/2;//带入程序数据的计算结果为36865，映射到16进制为9001
37.         M_set.Speed=15;//45/60*65535=49151，转换为16进制是BFFF
38.         M_set.Kp=110;//110/500*65535=14417，转换为16进制是3851
39.         M_set.Kd=1.3;//1.3/5*65535=17039，转换为16进制是428F
40.         M_set.Torque=6;//映射到区域为（6-（-12））/（12-（-12））=3/4；3/4*65535=49151；49151转化为16进制为BFFF
41.         motor_controlmode(&Cyber,M_set.Torque, M_set.Position, M_set.Speed, M_set.Kp, M_set.Kd);
42.        
43.         //使能验证
44.         //扩展ID为：03 0000 7F
45.         //数据为：0000 0000 0000 0000
46.         start_cybergear(Cyber.CAN_ID);//使能小米电机，通信类型为3
47.        
48.         //停止验证
49.         //第二个参数为清除错误位，0表示不清除，1表示清除
50.         //扩展ID为：04 0000 7F
51.         //数据为：0000 0000 0000 0000/0100 0000 0000 0000
52.         stop_cybergear(&Cyber,1);
53.        
54.         //置零验证
55.         //扩展ID为：06 0000 7F
56.         //数据为：0100 0000 0000 0000
57.         set_zeropos_cybergear(&Cyber);
58.        
59.         //设置电机的ID号
60.         //扩展ID为：07 1200 7F
61.         //数据：0000 0000 0000 0000
62.         Motor_ID=0x12;
63.         set_CANID_cybergear(&Cyber,Motor_ID);
64.        
65.         //读取单个参数
66.         //扩展ID：11 0000 12；其中0x11表示的十进制的17
67.         //数据：7005 0000 0000 0000
68.         Index index;
69.         index=RunMode_idx;//0x7005
70.         check_param_cybergear(&Cyber, index);
71.        
72.         //设置电机模式
73.         //扩展ID：12 0000 12
74.         //数据：70 05 00 00 01 00 00 00
75.         set_mode_cybergear(&Cyber,Position_mode);
76.        
77.         //设置电机参数
78.         //扩展ID：12 0000 12；其中0x12 表示十进制的18
79.         //数据：70 05 00 00 01 00 00 00（1字节数据在byte4，其余数据为byte4~7）
80.         Value_type value_typ;
81.         value_typ=RunMode_Typ;
82.         Set_Motor_Parameter(&Cyber,index,Position_mode,value_typ);
83.        
84.         while (1)
85.         {
86.                
87.         }
88. }

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利用显示器验证相应的发送指令，验证代码如下：

1.     OLED_ShowString(1, 1, "ID:");//第3行第1列显示
2.         OLED_ShowHexNum(2, 1, txMsg.ExtId,8 );
3.         OLED_ShowString(3, 1, "Data:");//第3行第1列显示
4.         for (int i=1;i<=8;i++)
5.         {
6.         OLED_ShowHexNum(4, i*2-1, tx_data[i-1],2 );
7.         }

复制代码

本文电机函数的验证方法：逐个函数调用，然后通过屏幕显示指令举行验证，得到相应的显示效果与通讯协议的指令格式一致则表明函数无误。
本文参考了博文、视频教程：小米电机CyberGear STM32HAL 利用指南_小米电机瞬时电流串口指令-CSDN博客
[3-1] 单个装备环回测试&三个装备相互通信_哔哩哔哩_bilibili