# sensor16w

**Repository Path**: esd-robot/sensor16w

## Basic Information

- **Project Name**: sensor16w
- **Description**: 基于 TI MSPM0G3507 的自适应高速光电循迹传感器方案
- **Primary Language**: Unknown
- **License**: Apache-2.0
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 0
- **Forks**: 0
- **Created**: 2025-09-22
- **Last Updated**: 2025-10-25

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

# SENSOR16W - 16路高速光电循迹传感器

> 基于 TI MSPM0G3507 的自适应高速传感器方案

## 核心特性

- 🚀 **高速采样**：双ADC并行，最高1157Hz采样率
- 📊 **自适应滤波**：根据发送频率自动调整ADC平均次数（16x~128x）
- 📦 **高效协议**：8字节紧凑帧格式，位图压缩16路传感器状态
- ⚙️ **动态配置**：支持UART命令调整发送频率（1-1000Hz）
- 🔄 **DMA传输**：零CPU占用的高效数据传输
- 💾 **参数持久化**：阈值自动保存到EEPROM仿真区

## 硬件连接

- 参考ti-sysconfig配置
- 参考立创EDA的原理图

## 项目结构

- sensor      业务源码及工程目录
- bsp         板级支持包，驱动库的主要内容
- CMSIS       cortex-M0+的驱动
- vendor      芯片厂商驱动库，是TI的MSPM0G3507。

## 🔌 串口通信协议

### ⚙️ 通信参数

| 参数 | 配置 |
|------|------|
| 波特率 | 115200 bps |
| 数据位 | 8 bit |
| 停止位 | 1 bit |
| 校验位 | None |
| 流控制 | None |
| 帧长度 | 8 字节（固定） |
| 发送频率 | 可配置 1-1000Hz（默认100Hz） |
| 传输延迟 | ~0.7ms/帧 @ 115200bps |

### 📤 数据帧格式（8字节）

> **设计理念**：使用位图编码压缩16路传感器状态

![alt text](pics/实物图.jpg)

以下叙述均以此实物图方向为准（指示灯向上，光电管向下，安装孔指向自己的方向）

#### 帧结构总览

```c
['X' 'J'] [err] [bitmap_high] [bitmap_low] [checksum] 
// 2字节  1字节     1字节         1字节       1字节    = 6字节
```

#### 字段详细说明

| 偏移 | 字段 | 类型 | 取值范围 | 说明 |
|------|------|------|----------|------|
| 0-1  | header | char[2] | "XJ" | 帧头标识，ASCII字符串 |
| 2    | err    | int8_t | -15 ~ +15 | 线位置误差（负=左偏，正=右偏，0=居中） |
| 3    | bitmap_high | uint8_t | 0x00 ~ 0xFF | 传感器15-8状态位图 0=白 1=黑 |
| 4    | bitmap_low | uint8_t | 0x00 ~ 0xFF | 传感器7-0状态位图 0=白 1=黑 |
| 5    | checksum | uint8_t | 0x00 ~ 0xFF | 校验和：(err + bitmap_low + bitmap_high) & 0xFF |

### 📥 命令格式

#### 设置发送频率

**命令格式**：`ESD=XXXX`

- `XXXX`：4位十进制数字，表示频率（Hz）
- 范围：0001 ~ 1000
- 示例：`ESD=0100` 设置为100Hz（没有换行！）

**响应格式**：

| 响应 | 含义 | 说明 |
|------|------|------|
| `OK\n` | 成功 | 频率设置成功 |
| `E1\n` | 错误码1 | 频率超出范围 [1-1000]Hz |
| `E2\n` | 错误码2 | 频率格式错误（包含非数字字符） |
| `E3\n` | 错误码3 | 命令头错误（非"ESD="） |

在接收到命令后，传感器会立即响应ACK，并在下一个发送周期生效。有极小可能（如果传输错误导致你只发了一个"ESD="四字节刚好会骗过TI的FIFO超时监测和软件做的帧头监测）遇到DMA定长传输冲突，导致响应丢失。建议上位机在没有接收到ACK回执时等待1ms再重试发送命令尝试。

**示例交互**：

```bash
# 成功场景
发送: ESD=0500
接收: OK\n              # 设置为500Hz成功

# 失败场景
发送: ESD=2000
接收: E1\n             # 超出最大频率1000Hz

发送: ESD=ABC0
接收: E2\n             # 包含非数字字符

发送: XXX=0100
接收: E3\n             # 命令头错误
```

### 📊 数据处理建议

1. **误差值 (err)**：
   - 范围：-15 到 +15（int8_t）
   - 计算方式：`err = 15 - leftedge - rightedge`
   - 用途：PID控制的核心输入
   - 物理意义：
     - `err < 0`：线偏左，需向右转
     - `err > 0`：线偏右，需向左转
     - `err = 0`：完美居中或无线检测
   - 处理：直接用于PID控制，无跳变沿时返回0（需上位机判断丢线）

2. **传感器位图 (bitmap)**：
   - 编码方式：二进制位图
     - `bit = 1`：检测到黑线（阳性）
     - `bit = 0`：检测到白色背景（阴性）
   - 阈值判断：`raw[i] > threshold[i] ? 1 : 0`
   - 通过K1按键校准阈值（自动计算max/min中值）
   - 处理：根据位图计算线位置，或直接显示16路状态

3. **校验和 (checksum)**：
   - 算法：`(err + bitmap_low + bitmap_high) & 0xFF`
   - 用途：检测传输错误
   - 处理：校验失败应丢弃该帧
   - 注意：不包含header和tail