6路接收机PWM信号融合为PPM信号

D调的华丽

    最近固定翼入魔，练模拟器的时候，有个很不爽的事（因为我是把电脑接到大电视上玩模拟器），遥控器上要拖一根教练机接口的线。其实这个线输出的是PPM六通道融合的信号（当然，如果遥控器是10通道的就是10通道融合的）。作为一个玩STM32的人，怎么能容忍这种拖着一根线玩模拟器呢，随便找个开发板，把接收机的6通道信号分别如下连接：通道1--->  PA0;
通道2--->  PA1;
通道3--->  PA2;
通道4--->  PA3;
通道5--->  PA0;
通道6--->  PA4;
凤凰模拟器--->  PB1和GND;
别忘了从开发板上供一个+5V的电源给接收机。


OK，先理理程序怎么设计。
接收机如图


第一排引脚输出的其实是一组舵机控制信号，20ms周期，高电平脉宽1000us~2000us对应油门0%~100%（具体对应关系可能略微差别）。而模拟器从遥控器教练输出端口输出来的其实是6通道融合后的PPM信号，具体看下图



所以现在要做的就是，把遥控器的6路PWM信号的每周期高电平脉宽测量出来，并融合成一个PPM信号，要测量的同时要保证其实时性，我们所有通道做最大油门和最小油门的情况分析，如下图
左边全部最小油门，右边最大油门


上图可以看出， 要想在最后一个通道数据测量完成之后再对第六通道的PPM进行融合处理的最佳时间为第3个通道下降沿发生时进行PPM融合处理，这样保证在接收到的信号与融合的信号只差半个周期（也就是10ms左右），如果本周期测量，下周期融合输出，会滞后一个周期。

六个通道的输入信号不会同时发生，是依次发生的（不信可以自己用逻辑分析仪或者示波器看~）

有了这个思路，程序基本上就清楚了
利用外部中断（上升下降触发模式）进中断记录systick定时器10us的计数获得每通道的高电平时长（单位10us），因为信号精度0.1ms，10us的systick定时器可以做到非常精准还原。
利用另一个系统定时器计时还原输出信号。具体程序如下：

1：端口配置GPIO.H中定义跳变宏

[

1. 
   
2. #define digitalHi(p,i)                                {p->BSRR=i;}                        //设置高电平        
   
3. #define digitalLo(p,i)                                {p->BRR        =i;}                                //设置低电平
   
4. 
   
5. #define PPM_ON                digitalHi(GPIOB,GPIO_Pin_1)
   
6. #define PPM_OFF                        digitalLo(GPIOB,GPIO_Pin_1)
   
7. [/mw_shl_code]
   
8. 
   
9. 2：GPIO.C中初始化函数
   
10. 
    
11. [mw_shl_code=c,true]
    
12. void GPIO_Config(void)
    
13. {               
    
14.                 /*定义一个GPIO_InitTypeDef类型的结构体*/
    
15.                 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    
16. 
    
17.                 /*开启GPIOB和GPIOF的外设时钟*/
    
18.                 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
    
19. 
    
20.                 /*选择要控制的GPIOB引脚*/                                                                                                                           
    
21.                 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;        
    
22. 
    
23.                 /*设置引脚模式为通用推挽输出*/
    
24.                 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;   
    
25. 
    
26.                 /*设置引脚速率为50MHz */   
    
27.                 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    
28. 
    
29.                 /*调用库函数，初始化GPIOB0*/
    
30.                 GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);        
    
31.                
    
32. }
    

复制代码

]


3：设置滴答定时器systick.h中

1. ]#ifndef __SYSTICK_H
   
2. #define __SYSTICK_H
   
3. 
   
4. #include "stm32f10x.h"
   
5. 
   
6. void SysTick_Init(void);
   
7. 
   
8. #endif

复制代码

]

4：systick.c中配置初始化

1. ]void SysTick_Init(void)
   
2. {
   
3.         /* SystemFrequency / 1000    1ms中断一次
   
4.          * SystemFrequency / 100000         10us中断一次
   
5.          * SystemFrequency / 1000000 1us中断一次
   
6.          */
   
7. //        if (SysTick_Config(SystemFrequency / 100000))        // ST3.0.0库版本
   
8.         if (SysTick_Config(SystemCoreClock / 100000))        // ST3.5.0库版本
   
9.         {
   
10.                 /* Capture error */
    
11.                 while (1);
    
12.         }
    
13. 
    
14. //关闭滴答定时器，初始化完后再开启
    
15.         SysTick->CTRL &= ~ SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;
    
16. }

复制代码

]

5：中断初始化配置.h中的申明就不写了，直接配置函数如下：

1. ]static void NVIC_Configuration(void)
   
2. {
   
3. 
   
4.         
   
5.   NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
   
6.   
   
7.         
   
8.                 EXTI_DeInit();
   
9.         
   
10.   /* Configure one bit for preemption priority */
    
11.   NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);
    
12.   
    
13.   /* 配置中断源 */
    
14.   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn;  //PA0的中断线
    
15.   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 13;    //优先级，别设置太高
    
16.   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 13;
    
17.   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    
18.   NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
    
19.         
    
20.   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI1_IRQn;  //PA1的中断线
    
21.   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 14;
    
22.   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 14;
    
23.   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    
24.   NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
    
25.         
    
26.   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI2_IRQn;  //PA2的中断线
    
27.   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 15;
    
28.   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 15;
    
29.   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    
30.   NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
    
31.         
    
32.   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI3_IRQn;   //PA3的中断线
    
33.   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 16;
    
34.   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 16;
    
35.   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    
36.   NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
    
37.         
    
38.   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI4_IRQn;     //PA4的中断线
    
39.   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 17;
    
40.   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 17;
    
41.   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    
42.   NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
    
43.         
    
44.   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI9_5_IRQn;   //PA5的中断线
    
45.   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 18;
    
46.   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 18;
    
47.   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    
48.   NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
    
49.         
    
50. }

复制代码

]

1. ]void EXTI_PA0_5_Config(void)
   
2. {
   
3.         GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
   
4.         EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;
   
5. 
   
6.         /* config the extiline clock and AFIO clock */
   
7.         RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);
   
8.                                                                                                 
   
9.         /* config the NVIC */
   
10.         NVIC_Configuration();
    
11. 
    
12.         /* EXTI line gpio config*/        
    
13.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3 | GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5;      
    
14.   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD;         // 下拉输入，因为是测高电平脉冲
    
15.   GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    
16. 
    
17.         /* EXTI line mode config */
    
18.   GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA, GPIO_PinSource0);
    
19.   EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line0;
    
20.   EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
    
21.   EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising_Falling; //上升下降中断
    
22.   EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
    
23.   EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
    
24.         
    
25.                 /* EXTI line mode config */
    
26.   GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA, GPIO_PinSource1);
    
27.   EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line1;
    
28.   EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
    
29.   EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising_Falling;
    
30.   EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
    
31.   EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
    
32.         
    
33.         /* EXTI line mode config */
    
34.   GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA, GPIO_PinSource2);
    
35.   EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line2;
    
36.   EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
    
37.   EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising_Falling;
    
38.   EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
    
39.   EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
    
40.         
    
41.         /* EXTI line mode config */
    
42.   GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA, GPIO_PinSource3);
    
43.   EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line3;
    
44.   EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
    
45.   EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising_Falling;
    
46.   EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
    
47.   EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
    
48.         
    
49.         /* EXTI line mode config */
    
50.   GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA, GPIO_PinSource4);
    
51.   EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line4;
    
52.   EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
    
53.   EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising_Falling;
    
54.   EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
    
55.   EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
    
56.         
    
57.         /* EXTI line mode config */
    
58.   GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA, GPIO_PinSource5);
    
59.   EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line5;
    
60.   EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
    
61.   EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising_Falling;
    
62.   EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
    
63.   EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
    
64. }
    

复制代码

]


6：输出用的系统定时器设置

1. ]/// TIM2中断优先级配置
   
2. void TIM2_NVIC_Configuration(void)
   
3. {
   
4.     NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
   
5.    
   
6.     NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_0);                                                                                                         
   
7.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;         
   
8.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
   
9.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;        
   
10.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    
11.     NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
    
12. }
    
13. 
    
14. 
    
15. /*
    
16. * TIM_Period / Auto Reload Register(ARR) = 1000   TIM_Prescaler--71
    
17. * 中断周期为 = 1/(72MHZ /72) * 10 = 10us
    
18. *
    
19. * TIMxCLK/CK_PSC --> TIMxCNT --> TIM_Period(ARR) --> 中断 且TIMxCNT重置为0重新计数
    
20. */
    
21. void TIM2_Configuration(void)
    
22. {
    
23.     TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
    
24.                
    
25.                 /* 设置TIM2CLK 为 72MHZ */
    
26.     RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2 , ENABLE);
    
27.     //TIM_DeInit(TIM2);
    
28.         
    
29.         /* 自动重装载寄存器周期的值(计数值) */
    
30.     TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period=10;
    
31.         
    
32.     /* 累计 TIM_Period个频率后产生一个更新或者中断 */
    
33.           /* 时钟预分频数为72 */
    
34.     TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler= 71;
    
35.         
    
36.                 /* 对外部时钟进行采样的时钟分频,这里没有用到 */
    
37.     TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;
    
38.         
    
39.     TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;
    
40.     TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure);
    
41.         
    
42.     TIM_ClearFlag(TIM2, TIM_FLAG_Update);
    
43.         
    
44.     TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update,ENABLE);
    
45.                
    
46.     TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);                                                                                                                                                
    
47.    
    
48.     RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2 , DISABLE);                /*先关闭等待使用*/   
    
49. }

复制代码

]


7：具体的中断函数写到main.c中，因为代码量不大-^-

1. ]
   
2. uint8_t i;  //输出开关
   
3. volatile u32 time = 0;  // 输出计时变量
   
4. __IO u32 timenow;   //输入信号暂存测量值
   
5. __IO u32 timeCh1;   //通道测量值
   
6. __IO u32 timeCh2;
   
7. __IO u32 timeCh3;
   
8. __IO u32 timeCh4;
   
9. __IO u32 timeCh5;
   
10. __IO u32 timeCh6;
    
11. 
    
12. void EXTI0_IRQHandler(void)    //CH1通道中断处理
    
13. {
    
14.         if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_0)){timenow = 0;SysTick->CTRL |=  SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; }  // 判断进入后引脚是高电平，证明上升沿进入，暂存值清0，开启滴答定时器
    
15.         if(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_0)){ timeCh1 = timenow;  }                                                    // 中断进入后引脚低电平，证明下跳沿进入，一个高电平测量结束，存入当前通道的滴答累加值
    
16.         EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0);
    
17. }
    
18. 
    
19. void EXTI1_IRQHandler(void)     
    
20. {
    
21.         if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_1)){timenow = 0;SysTick->CTRL |=  SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; }
    
22.         if(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_1)){ timeCh2 = timenow;  }
    
23.         EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line1);
    
24. }
    
25. 
    
26. void EXTI2_IRQHandler(void)
    
27. {
    
28.         if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_2)){timenow = 0;SysTick->CTRL |=  SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; }
    
29.         if(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_2)){ timeCh3 = timenow; i=1; }                                                  // 本处多了i = 1；表示3通道结束时开启PPM融合输出开关
    
30.         EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line2);
    
31. }
    
32. 
    
33. void EXTI3_IRQHandler(void)
    
34. {
    
35.         if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_3)){timenow = 0;SysTick->CTRL |=  SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; }
    
36.         if(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_3)){ timeCh4 = timenow;  }
    
37.         EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line3);
    
38. }
    
39. 
    
40. void EXTI4_IRQHandler(void)
    
41. {
    
42.         if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_4)){timenow = 0;SysTick->CTRL |=  SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; }
    
43.         if(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_4)){ timeCh5 = timenow;  }
    
44.         EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line4);
    
45. }
    
46. 
    
47. void EXTI9_5_IRQHandler(void)
    
48. {
    
49.         if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_5)){timenow = 0;SysTick->CTRL |=  SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; }
    
50.         if(!GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_5)){ timeCh6 = timenow;  }
    
51.         EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line5);
    
52. }
    
53. 
    
54. 
    
55. oid SysTick_Handler(void)
    
56. {
    
57.         timenow++;    //滴答定时器开启后进入中断，脉宽测量计数，单位10us
    
58. }
    
59. 
    
60. 
    
61. void TIM2_IRQHandler(void)    //输出定时器中断，用于输出时输出信号计时
    
62. {
    
63.         if ( TIM_GetITStatus(TIM2 , TIM_IT_Update) != RESET )
    
64.         {        
    
65.                 time++;                                 
    
66.                 TIM_ClearITPendingBit(TIM2 , TIM_FLAG_Update);                  
    
67.         }                        
    
68. }
    
69. 
    
70. 
    
71. 
    
72. 
    
73. int main(void)
    
74. {        
    
75.         GPIO_Config();/* 端口初始化 */
    
76. 
    
77.         //USART1_Config();  如果要调试，开启串口
    
78. 
    
79.         EXTI_PA0_5_Config();   //中断配置
    
80. 
    
81.         SysTick_Init();  /* 配置SysTick 为10us中断一次 */
    
82.         
    
83.         TIM2_NVIC_Configuration();  //输出计时定时器中断配置
    
84.         TIM2_Configuration();          //输出定时器配置
    
85.         
    
86.         RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2 , ENABLE);    //开启输出定时器
    
87.         
    
88.         PPM_ON;   //拉高输出（PPM信号默认高电平）
    
89.         while(1)
    
90.         {
    
91.                 if(i == 1)    //第3通道测量完成开启输出
    
92.                 {
    
93.                         time = 0;   //输出计时清0
    
94.                         PPM_OFF;  //拉低输出
    
95.                         while(time<=40){}  //等待0.4ms的信号头
    
96.                         
    
97.                         PPM_ON;       //开始第一通道信号
    
98.                         time = 0;      //同时清0计时器
    
99.                         while(time < timeCh1-30){};   //1通道高电平时间 = PWM测量脉宽-0.3ms信号分界
    
100.                         PPM_OFF;       //时间到拉低
     
101.                         time = 0;         //同事清0计时器
     
102.                                 
     
103.                         while(time<=30){}   //0.3ms低电平
     
104.                         PPM_ON;                    //开始第2通道信号
     
105.                         while(time < timeCh2-30){};
     
106.                         PPM_OFF;
     
107.                         time = 0;        
     
108.                                 
     
109.                         while(time<=30){}
     
110.                         PPM_ON;        
     
111.                         while(time < timeCh3-30){};
     
112.                         PPM_OFF;
     
113.                         time = 0;        
     
114.                                 
     
115.                         while(time<=30){}
     
116.                         PPM_ON;        
     
117.                         while(time < timeCh4-30){};
     
118.                         PPM_OFF;
     
119.                         time = 0;
     
120.                                 
     
121.                         while(time<=30){}
     
122.                         PPM_ON;        
     
123.                         while(time < timeCh5 -20){};        //本处理论应该是-30，但是根据实际波形微调成-20,
     
124.                         PPM_OFF;
     
125.                         time = 0;        
     
126.                                 
     
127.                         while(time<=30){}
     
128.                         PPM_ON;
     
129.                         while(time < timeCh6-20){};
     
130.                         PPM_OFF;
     
131.                         time = 0;        
     
132.                         while(time<=30){}
     
133.                         PPM_ON;            //信号结束，从新拉高输出，一个信号完成
     
134. 
     
135.                                 
     
136. //                        printf("--- %d --- %d --- %d --- %d --- %d --- %d  --- time: %d\r\n",timeCh1,timeCh2,timeCh3,timeCh4,timeCh5,timeCh6,time);      //如果要调试，开启
     
137.                         i = 0;  //一组输出完成，从新锁定
     
138.                 }
     
139.                
     
140.         }     
     
141. }
     
142. 
     
143. 
     
144. 
     

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基本代码就完成了，实际最大最小值情况的输出波形如下，蓝色为PPM信号，黄色为第一通道的波形，可以看出，每个周期完结前PPM融合也完成了。以后玩模拟器再也不用拖一根线了。其实另外的用处就是，某宝上卖的PPM信号编码器，玩航模的基本都不陌生，有些飞控只有PPM信号输入，但是很多遥控器都没有PPM输出，之后多通道的PWM信号输出，所以就要一块PWM编码PPM的模块来实现。

Damn_intuition

刚看到，不错！ 好文