并不智能的智能车

有问题发issues,欢迎PR

简介

一套低性能嵌入式开发库，基于C语言开发，封装了常用的传感器。 原本的用途是参加全国大学生智能汽车竞赛，但是在开发过程中逐步发现可以应用于一些奇奇怪怪的地方， 所以进行了相关的硬件分离便于使用。

序

一个和智能车没啥关系的东西

为什么会有呢？

或许是最开始的梦想吧

一个从入坑时候就开始的梦想

时光飞逝

少年终于实现了梦想

只不过

时光飞逝

话说回来

真的和智能车没啥关系吗？

或许吧

Demos & BSP

核心特性

• 高速显示器驱动
  • 可选的PFB(Partial Frame Buffer)，在DMA的加持下对比纯CPU帧率翻倍(MM32F3277@120MHz,SPI@60Mbit/s,ST7789)。
  • 可选的全屏缓冲。
  • 多平台同API。
  • 可以使用DMA2D等加速器(基于BSP内实现)。
  • 物理显示器抽象，方便的更换不同的物理实现。
• 灵活的菜单
  • 翻页菜单，最大支持255页，65536个菜单项。
  • 局部刷新。该刷的刷，不该刷的一点也不多刷。
  • 灵活的应用。一行代码加菜单，不用长长长的配置代码。
  • 支持文件内部变量(全局变量加static修饰)，全局变量不乱飞。
  • 支持LCD+按键+串口多方位调参。最少三个按键即可支持翻页+调参，简化硬件设计；串口调参支持使用菜单名至极修改，更加方便。
• 多传感器支持
  • 各种传感器，并不能一网打尽
• 跨平台支持
  • 非常先进落后的BSP机制，C99标准，移植简单。
  • 支持关闭模块，一步一个脚印慢慢移植，不再出现满屏报错。
  • 支持在电脑设备上模拟部分操作，例如LCD等，高效稳定进行测试开发。
• EKF
  • 扩展卡尔曼滤波器解算陀螺仪，效果好，算的慢。
  • 好像有些BUG
• 悦耳动听的蜂鸣器
  • 非常悦耳
  • 《原车》实机演示视频
• 先进的示波器
  • 数据自动命名自制
  • 可选阻塞发送
• 按键
  • 单击，长按，多次按

参考视频

• SCNS实机演示视频1-菜单LCD与触摸屏

• 《原车》实机演示视频

• 人类早期驯化手柄的珍贵影像资料1

• 在MM32F5277上使用ARM的DSP库

• 人类早期驯化手柄的珍贵影像资料2

• 【SCNS移植指北】第1期：核心特性速览

API大全

API大全

移植指北

首先回答一个问题：BSP是什么

在嵌入式系统中，板级支持包（英语：board support package，简称BSP）用作初始化与执行操作系统并用于评估板(Evaluation Board)的简易程式码。 它通常包含了以基础支持代码来加载操作系统的引导程序（英语：bootloader），以及主板上所有设备的驱动程序。

在SCNS中，BSP提供了各个操作具体应该如何执行。

BSP存在的核心意义是使得移植的范围可控，并减少移植工作量。在移植的过程中SCNS库的本体不需要进行修改，只有BSP中的东西需要修改。

然后回答一个问题：.C.H是什么

这个东西本质上是一个.h文件，因为后缀只看最后一个.后面的东西。

这个东西存在的意义是实现BSP的封闭，有一些类似于面向对象中的私有。

可以注意到在下面的结构图中，ScnsInclude作为include了所有模块的文件，只include了.h，而没有include .c.h。 这意味着，.c.h里面的东西不会随着include被include到别的地方，从而实现了对内的封闭。

看完上面两个问题，再来看看项目结构

项目主要位于scns文件夹下

其子文件夹bsp提供了板级支持包以供其余配置

模块主要分为两大类：需要BSP支持的模块与不需要BSP支持的模块。

需要BSP支持的模块由ScnsXxx.c、ScnsXxx.h、ScnsXxx.c.h以及在bsp中的ScnsBspXxx.c、ScnsBspXxx.c.h、ScnsBspXxx.h共6个文件组成。

不需要BSP的模块则只有ScnsXxx.c、ScnsXxx.h供2个文件。

设计这么多文件的主要目的是为了尽可能的封闭BSP中的内容。

各个文档之间的依赖于包含关系如下图所示。

这确实是个图，不过需要你的markdown解析器支持plantuml

@startuml
folder scns{
    file ScnsInclude.h{
    }
    file ScnsConfig.h{
    }
    file ScnsXxx.c{
    }
    file ScnsXxx.h{
    }
    file ScnsXxx.c.h{
    }
}
folder xxx/bsp{
    file ScnsBspConfig.h{
    }
    file ScnsBspXxx.c{
    }
    file ScnsBspXxx.c.h{
    }
    file ScnsBspXxx.h{
    }
}
ScnsInclude.h ---> ScnsXxx.h
ScnsInclude.h ---> ScnsConfig.h
ScnsConfig.h  ---> ScnsBspConfig.h


ScnsXxx.h --> ScnsConfig.h
ScnsBspXxx.h --> ScnsConfig.h
ScnsXxx.h ->  ScnsBspXxx.h

ScnsXxx.c.h --> ScnsXxx.h 
ScnsXxx.c.h --> ScnsBspXxx.h #white;line.dotted;
ScnsXxx.c.h -> ScnsBspXxx.c.h 

ScnsBspXxx.c.h --> ScnsXxx.h
ScnsBspXxx.c.h --> ScnsBspXxx.h #white;line.dotted;
' ScnsBspXxx.c.h -> ScnsXxx.c.h 


ScnsXxx.c --> ScnsXxx.c.h 
ScnsXxx.c --> ScnsBspXxx.c.h #white;line.dotted;

ScnsBspXxx.c --> ScnsXxx.c.h 
ScnsBspXxx.c --> ScnsBspXxx.c.h #white;line.dotted;

note left of ScnsXxx.c : 实现部分
note left of ScnsXxx.h : 对外作用的声明或者定义
note left of ScnsXxx.c.h : 声明要求在ScnsBspXxx.c中实现的内容

note left of ScnsBspXxx.c : BSP实现部分
note left of ScnsBspXxx.h : BSP中对外作用的声明或者定义
note left of ScnsBspXxx.c.h : BSP中不对外作用的声明或者定义

@enduml

搞仓库

先把仓库搞下来。

推荐通过git submodule引入，这也是为什么这个仓库的根目录就是一堆代码，主要就是为了方便git submodule引入。

搞BSP

然后再搞一个BSP，可以从SCNSDemos里复制一份过来。

搞「总的开关文件」

在BSP里，你会看到一个叫ScnsBspConfig.h，大概这样的文件

#ifndef __SCNS_BSP_CONFIG_MM32F3277_seekfree_H__
#define __SCNS_BSP_CONFIG_MM32F3277_seekfree_H__



#define SCNS_AP3216C_ENABLE              0
#define SCNS_APDS9960_ENABLE             1
#define SCNS_AT24C02_ENABLE              0

略去很多行

#define SCNS_SMCTP_EXT_OSCILLOSCOPE_ENABLE                 1
#define SCNS_XPT2046_ENABLE              0
#define SCNS_YING_ENABLE                 1



#ifdef SCNS_CONFIG_SET
#error multy config
#endif
#define SCNS_CONFIG_SET
#endif

这个文件是总的开关文件，可以通过SCNS_XXXX_ENABLE灵活的控制模块是否开启。你可以先把这些都关掉然后一个一个慢慢开。

搞ScnsXXXX.c.h

一般来讲，每一个模块的移植应当参考ScnsXXXX.c.h，具体来讲:

#ifndef __SCNS_YING_C_H__
#define __SCNS_YING_C_H__

#include "ScnsYing.h"

#if defined(SCNS_YING_ENABLE)&&SCNS_YING_ENABLE==1

#include "ScnsBspYing.c.h"

这一片有一堆函数的声明，需要在ScnsBspXXXX.c中实现

/*******************************BSP.C.H*******************************
这一片有一堆，需要在ScnsBspXXXX.c.h中定义
 */
/*******************************BSP.H*******************************
这一片有一堆，需要在ScnsBspXXXX.h中定义
*/
#endif
#endif

搞 Init和 PostInit

从我也不知道哪个版本开始，SCNS支持了Init和PostInit两个初始化阶段。

顾明思意，PostInit在Init的后面。

我们不妨使用泳道图直观的看一下

@startuml
|用户应用|
start
|ScnsXXXX|
:ScnsXXXXInit();
|ScnsBspXXX|
:ScnsBspXXXXInit();
|ScnsXXXX|
:模块内部初始化;
|ScnsBspXXX|
:ScnsBspXXXXPostInit();
|ScnsXXXX|
:标记初始化完成;
|用户应用|
stop
@enduml

上面这个图实际上省略了初始化失败时的返回过程。

实际上在任一阶段，一旦初始化失败，会直接返回。

将这两段拆开的主要目的是注意到有的时候BSP也可能希望知道模块的初始化有没有完成。

需要注意的是，在部分应用中，postInit会被调用多次，例如ScnsSd中的postInit会在插卡并握手完毕，如果你在运行中反复插卡，PostInit会被调用多次，但是Init只会调用一次。

推荐移植顺序

推荐移植顺序 ScnsYing->ScnsMem->ScnsTimer->其他

具体顺序应当参阅每一个模块自己的markdown，您可以在功能列表一节找到所有模块的markdown文件。

功能列表

• ScnsAccntQy1503 单圈绝对值小编码器磁电高精度16/18位分辨率SPI输出MINI微型迷你

• ScnsAp3216c 环境光传感器

• ScnsApds9960 手势传感器 开发中模块,API和依赖可能有较大变动,请谨慎使用。

• ScnsAt24c02 EEPROM

• ScnsBcj 并查集

• ScnsBeep 蜂鸣器

• ScnsBh1750 BH1750光照传感器 (有虚拟机制)

• ScnsBmp BMP图片编解码

• ScnsBmp280 气压传感器

• ScnsBuffer 缓冲区管理

• ScnsBufferLoadable 可加载缓冲区

• ScnsCh9141AtUart 系列串口AT指令CH9141

• ScnsColor 颜色

• ScnsCrc Crc校验

• ScnsDht11 温湿度传感器

• ScnsDs18b20 温度传感器

• ScnsEkfCtrv Extended Kalman Filter Implementation for Constant Turn Rate and Velocity Vehicle Model

• ScnsEspAtUart ESP系列串口AT指令

• ScnsFrac 分数计算库

• ScnsFt5206 电容触摸屏

• ScnsGt911 电阻触摸屏 计划重构。

• ScnsGyro 陀螺仪 (有虚拟机制)

• ScnsGyroQuaternionSixAxes 陀螺仪用六轴四元数

• ScnsGyroQuaternionSixAxesEkf 陀螺仪用六轴EKF四元数

• ScnsGyroType 陀螺仪数据类型

• ScnsHx711 温湿度传感器

• ScnsIcm20602 陀螺仪

• ScnsIcm42605 陀螺仪

• ScnsIic IIC

• ScnsIli9341 屏幕驱动芯片

• ScnsIli9481 屏幕驱动芯片

• ScnsImage 图像

• ScnsIwdg 独立看门狗

• ScnsJoystick 摇杆 开发中模块,API和依赖可能有较大变动,请谨慎使用。

• ScnsKalman 卡尔曼滤波器

• ScnsKey 按键

• ScnsKeyboardGpio GPIO键盘

• ScnsLcd 高性能LCD驱动

• ScnsLed LED灯

• ScnsLedRgb 彩色RGB LED灯

• ScnsLs138 74ls138 3-8译码器

• ScnsMalloc 内存管理

• ScnsMath 数学库

• ScnsMatrix 矩阵运算

• ScnsMem 内存拷贝&清零

• ScnsMenu 菜单

• ScnsMpu6050 陀螺仪

• ScnsMpu9250 陀螺仪

• ScnsMt9v034 摄像头

• ScnsNrf24l01 无线模块

• ScnsOv2640 摄像头

• ScnsOv5640 摄像头

• ScnsOv7725 摄像头

• ScnsPcf8574 IIC总线IO扩展

• ScnsPmw3901 光流传感器

• ScnsPower 电源控制

• ScnsQuaternion 四元数

• ScnsRand 随机数

• ScnsSd SD卡

• ScnsSmctp 简易多通道传输协议

• ScnsSmctpExtImage smctp图像传呼扩展

• ScnsSmctpExtLogger 扩展log记录器

• ScnsSmctpExtOscilloscope smctp虚拟示波器扩展

• ScnsSsd1306 OLED驱动

• ScnsSt7735 屏幕驱动芯片

• ScnsSt7789 屏幕驱动芯片

• ScnsSt7796 屏幕驱动芯片

• ScnsTcs3472 颜色传感器

• ScnsTimer 定时器

• ScnsTimeRecord 时间记录器

• ScnsTjpgdec Tiny JPEG Decompressor

• ScnsTm1638 矩阵键盘/数码管/LED驱动芯片

• ScnsTof10120 激光测距

• ScnsTouchScreen 触摸屏 计划重构。

• ScnsVl53l0x 激光测距 (有虚拟机制)

• ScnsVl53l1x 激光测距 (有虚拟机制)

• ScnsW25qxx W25QXXflash

• ScnsWav WAV

• ScnsWm8978 wm8978

• ScnsXpt2046 触摸芯片

• ScnsYing 嘤嘤嘤

• ScnsZfDm1ra 逐飞有来模块(接收)(无MCU版本) (有虚拟机制)

• ScnsZfDm1ta 逐飞科技有去模块(发送)(无MCU版本)