OpenMV如何与STM32单片机通信(openmv,stm32,开发技术)

硬件连接

我所用到的材料如下: 四针IIC OLED，OpenMV(OV7725)，STM32F103C8T6最小系统板，数据线N条(OpenMV的数据线只能用官方自带的，其他的基本都用不了)，杜邦线若干。

1.OpenMV端：由图知UART_RX—P5 ------ UART_TX—P4

2.STM32端：USART_TX—PA9 -----USART_RX—PA10

3.四针OLED IIC连接:SDA—PA2-----SCL—PA1 由于使用的是模拟IIC而不是硬件IIC，可以根据个人需要修改IO口来控制SDA线和SCL线，只需要简单修改一下代码即可。
4.STM32的TX(RX)接OpenMV的RX(TX),OLED连接到STM32即可。

软件代码———OpenMV端

importsensor,image,time,math,pybfrompybimportUART,LEDimportjsonimportustructsensor.reset()sensor.set_pixformat(sensor.RGB565)sensor.set_framesize(sensor.QVGA)sensor.skip_frames(time=2000)sensor.set_auto_gain(False)#mustbeturnedoffforcolortrackingsensor.set_auto_whitebal(False)#mustbeturnedoffforcolortrackingred_threshold_01=(10,100,127,32,-43,67)clock=time.clock()uart=UART(3,115200)#定义串口3变量uart.init(115200,bits=8,parity=None,stop=1)#initwithgivenparametersdeffind_max(blobs):#定义寻找色块面积最大的函数max_size=0forblobinblobs:ifblob.pixels()>max_size:max_blob=blobmax_size=blob.pixels()returnmax_blobdefsending_data(cx,cy,cw,ch):globaluart;#frame=[0x2C,18,cx%0xff,int(cx/0xff),cy%0xff,int(cy/0xff),0x5B];#data=bytearray(frame)data=ustruct.pack("<bbhhhhb",#格式为俩个字符俩个短整型(2字节)0x2C,#帧头10x12,#帧头2int(cx),#upsampleby4#数据1int(cy),#upsampleby4#数据2int(cw),#upsampleby4#数据1int(ch),#upsampleby4#数据20x5B)uart.write(data);#必须要传入一个字节数组while(True):clock.tick()img=sensor.snapshot()blobs=img.find_blobs([red_threshold_01])cx=0;cy=0;ifblobs: max_b=find_max(blobs)#如果找到了目标颜色cx=max_b[5]cy=max_b[6]cw=max_b[2]ch=max_b[3]img.draw_rectangle(max_b[0:4])#rectimg.draw_cross(max_b[5],max_b[6])#cx,cyFH=bytearray([0x2C,0x12,cx,cy,cw,ch,0x5B])#sending_data(cx,cy,cw,ch)uart.write(FH)print(cx,cy,cw,ch)

bytearray([, , ,])组合uart.write()的作用与直接调用sending_data(cx,cy,cw,ch)作用是一样的

软件代码———STM32端

工程总共包含如下文件:main.c、iic.c、iic.h、oled.c、oled.h、uart.c、uart.h。由于OLED的代码存在版权问题，需要的可以邮箱私发。

/***** oled.h *****/

#ifndef__USART_H#define__USART_H#include"sys.h"voidUSART1_Init(void);//串口1初始化并启动#endif

/***** oled.c *****/

#include"uart.h"#include"oled.h"#include"stdio.h"staticu8Cx=0,Cy=0,Cw=0,Ch=0;voidUSART1_Init(void){ //USART1_TX:PA9 //USART1_RX:PA10 GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;//串口端口配置结构体变量 USART_InitTypeDefUSART_InitStructure;//串口参数配置结构体变量 NVIC_InitTypeDefNVIC_InitStructure;//串口中断配置结构体变量 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE); RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);//打开PA端口时钟 //USART1_TXPA9 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_9; //PA9 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz; //设定IO口的输出速度为50MHz GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP; //复用推挽输出 GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure); //初始化PA9 //USART1_RX PA10 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_10;//PA10 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空输入 GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);//初始化PA10 //USART1NVIC配置 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=USART1_IRQn; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0;//抢占优先级0 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=2; //子优先级2 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE; //IRQ通道使能 NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根据指定的参数初始化VIC寄存器 //USART初始化设置 USART_InitStructure.USART_BaudRate=115200;//串口波特率为115200 USART_InitStructure.USART_WordLength=USART_WordLength_8b;//字长为8位数据格式 USART_InitStructure.USART_StopBits=USART_StopBits_1;//一个停止位 USART_InitStructure.USART_Parity=USART_Parity_No;//无奇偶校验位 USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl=USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件数据流控制 USART_InitStructure.USART_Mode=USART_Mode_Rx|USART_Mode_Tx; //收发模式 USART_Init(USART1,&USART_InitStructure);//初始化串口1 USART_ITConfig(USART1,USART_IT_RXNE,ENABLE);//使能中断 USART_Cmd(USART1,ENABLE);//使能串口1 USART_ClearFlag(USART1,USART_FLAG_TC);//清串口1发送标志}//USART1全局中断服务函数voidUSART1_IRQHandler(void) { u8com_data; u8i; staticu8RxCounter1=0; staticu16RxBuffer1[10]={0}; staticu8RxState=0; staticu8RxFlag1=0; if(USART_GetITStatus(USART1,USART_IT_RXNE)!=RESET) //接收中断 { USART_ClearITPendingBit(USART1,USART_IT_RXNE);//清除中断标志 com_data=USART_ReceiveData(USART1); if(RxState==0&&com_data==0x2C)//0x2c帧头 { RxState=1; RxBuffer1[RxCounter1++]=com_data;OLED_Refresh(); } elseif(RxState==1&&com_data==0x12)//0x12帧头 { RxState=2; RxBuffer1[RxCounter1++]=com_data; } elseif(RxState==2) { RxBuffer1[RxCounter1++]=com_data; if(RxCounter1>=10||com_data==0x5B)//RxBuffer1接受满了,接收数据结束 { RxState=3; RxFlag1=1; Cx=RxBuffer1[RxCounter1-5]; Cy=RxBuffer1[RxCounter1-4]; Cw=RxBuffer1[RxCounter1-3]; Ch=RxBuffer1[RxCounter1-2]; } } elseif(RxState==3) //检测是否接受到结束标志 { if(RxBuffer1[RxCounter1-1]==0x5B) { USART_ITConfig(USART1,USART_IT_RXNE,DISABLE);//关闭DTSABLE中断 if(RxFlag1) { OLED_Refresh(); OLED_ShowNum(0,0,Cx,3,16,1); OLED_ShowNum(0,17,Cy,3,16,1); OLED_ShowNum(0,33,Cw,3,16,1); OLED_ShowNum(0,49,Ch,3,16,1); } RxFlag1=0; RxCounter1=0; RxState=0; USART_ITConfig(USART1,USART_IT_RXNE,ENABLE); } else//接收错误 { RxState=0; RxCounter1=0; for(i=0;i<10;i++) { RxBuffer1[i]=0x00;//将存放数据数组清零 } } } else//接收异常 { RxState=0; RxCounter1=0; for(i=0;i<10;i++) { RxBuffer1[i]=0x00;//将存放数据数组清零 } } }}

解释:OpenMV发送数据包给STM32，STM32利用中断接收数据并把数据存放在RxBuffer1这个数组里，并且在中断中利用OLED显示cx，cy，cw，ch四个坐标。在中断中，有如下函数：

elseif(RxState==2) { RxBuffer1[RxCounter1++]=com_data; if(RxCounter1>=10||com_data==0x5B)//RxBuffer1接受满了,接收数据结束 { RxState=3; RxFlag1=1; Cx=RxBuffer1[RxCounter-5]; Cy=RxBuffer1[RxCounter-4]; Cw=RxBuffer1[RxCounter-3]; Ch=RxBuffer1[RxCounter1-2]; } }

RxBuffer1是一个装有接收OpenMV数据的数组，RxCounter1起着一个计数器的作用，当RxBuffer[RxCounter1-1]存放的数据为数据包的帧位时，说明已经接收成功整个数据包，此时RxBuffer[RxCounter1-2]存放ch坐标值，RxBuffer[RxCounter1-3]存放cw坐标值，RxBuffer[RxCounter1-4]存放cy坐标值，RxBuffer[RxCounter1-5]存放cx坐标值，此后在RxState=3过程中将这四个坐标显示出来即可。
特别注意的是：STM32中断每发生一次，只会接收到一字节的数据，因此，进行七次才会接收完一整帧的数据包，这一点需要读者仔细揣摩，结合上文中说的静态变量关键字static，定义了：

u8com_data;u8i;staticu8RxCounter1=0;staticu8RxBuffer1[10]={0};staticu8RxState=0; staticu8RxFlag1=0;

请读者仔细揣摩为什么com_data(端口接收到的数据)、i定义的是动态的(auto)，而RxBuffer1(装接收到数据的静态全局数组)、RxState(状态标志变量)、RxFlag1(接受结束标志变量)定义的确实静态的，这一点并不难理解。

利用PC端测试数据数据是否发送接收正常

在进行OpenMV与STM32的通信测试过程中，我使用了USB转TTL模块，将OpenMV(或STM32单片机)与PC端进行通信确保数据发出或者接收正常。
OpenMV&&PC
OpenMV_RX接模块TX
OpenMV_TX接模块RX
OpenMV_GND接模块GND
然后打开OpenMV，在大循环while(True)中使用语句:

DATA=bytearray[(1,2,3,4,5)]uart.write(DATA)

打开PC端串口助手，注意设置一样的波特率、停止位、发送字节数等，查看串口助手是否接受到了数据。
STM32&&PC
STM32_RX接模块TX
STM32_TX接模块RX
STM32_GND接模块GND
注意：不管是STM32与PC还是OpenMV与PC还是STM32与OpenMV通信，都要将二者的GND连接在一起。
在main.c中先调用stdio头文件，大循环中使用如下语句：

while(1){ printf("HelloWorld!");}

打开串口助手查看是否接收到了数据。

学习补充 (代码看不懂的时候可以来看一下)

补充1:static关键字(静态变量)的使用

static 修饰全局函数和全局变量,只能在本源文件使用。举个例子，比如用以下语句static u8 RxBuffer[10] 定义了一个名为RxBuffer的静态数组，数组元素类型为unsigned char型。在包含Rxbuffer的源文件中，Rxbuffer相当于一个全局变量，任意地方修改RxBuffer的值，RxBuffer都会随之改变。而且包含RxBuffer的函数在多次运行后RxBuffer的值会一直保存(除非重新赋值)。在C语言学习中，利用static关键字求阶乘是一个很好的例子：

#include“stdio.h”longfun(intn);voidmain(){inti,n;printf("inputthevalueofn:");scanf("%d",&n);for(i=1;i<=n;i++){printf("%d!=%1d\n",i,fun(i));}}>longfun(intn){staticlongp=1;p=p*n;returnp;}

效果为依次输出n！(n=1，2，3…n)
这个例子中，第一次p的值为1，第二次p的值变成了p x n=1 x 2=2，这个值会一直保存，如果p没有定义为静态类型，那么在第一次运算过后p的值会重新被赋值为1，这就是auto型(不声明默认为auto型)与static型的最大区别。

总结:static关键字定义的变量是全局变量，在static所包含的函数多次运行时，该变量不会被多次初始化，只会初始化一次。

补充2:extern关键字(外部变量)的使用

程序的编译单位是源程序文件，一个源文件可以包含一个或若干个函数。在函数内定义的变量是局部变量，而在函数之外定义的变量则称为外部变量，外部变量也就是我们所讲的全局变量。它的存储方式为静态存储，其生存周期为整个程序的生存周期。全局变量可以为本文件中的其他函数所共用，它的有效范围为从定义变量的位置开始到本源文件结束。
如果整个工程由多个源文件组成，在一个源文件中想引用另外一个源文件中已经定义的外部变量，同样只需在引用变量的文件中用 extern 关键字加以声明即可。下面就来看一个多文件的示例:

/****max.c****/#include<stdio.h>/*外部变量声明*/externintg_X;externintg_Y;intmax(){return(g_X>g_Y?g_X:g_Y);}/***main.c****/#include<stdio.h>/*定义两个全局变量*/intg_X=10;intg_Y=20;intmax();intmain(void){intresult;result=max();printf("themaxvalueis%d\n",result);return0;}运行结果为：themaxvalueis20

对于多个文件的工程，都可以采用上面这种方法来操作。对于模块化的程序文件，可在其文件中预先留好外部变量的接口，也就是只采用 extern 声明变量，而不定义变量，max.c 文件中的 g_X 与 g_Y 就是如此操作的。比如想要在主函数中调用usart.c中的变量x，usart.c中有着这样的定义：static u8 x=0在usart.h中可以这样写：extern u8 x在main.c中包含usart.h头文件，这样在编译的时候就会在main.c中调用x外部变量。

总结：extern关键字是外部变量，静态类型的全局变量，可以在源文件中调用其他文件中的变量，在多文件工程中配合头文件使用。

补充3:MicroPython一些库函数的解释

1.ustruct.pack函数:
import ustruct,在ustruct中

data=ustruct.pack("<bbhhhhb",#格式为俩个字符俩个短整型(2字节)0x2C,#帧头10x12,#帧头2int(cx),#upsampleby4#数据1int(cy),#upsampleby4#数据2int(cw),#upsampleby4#数据1int(ch),#upsampleby4#数据20x5B)

""bbhhhhb"简单来说就是要发送数据的声明，bbhhhhb共七个，代表发送七个数据，对照下面的表，可以知道七个数据按时序发送为unsigner char、unsigned char、short、short、short、short、unsigned char。0x2c为数据帧的帧头，即检测到数据流的开始，但是一个帧头可能会出现偶然性，因此设置两个帧头0x2c与0x12以便在中断中检测是否检测到了帧头以便存放有用数据。0x5b为帧尾，即数据帧结束的标志。

2.bytearray([ , , , ])函数:
用于把十六进制数据以字节形式存放到字节数组中，以便以数据帧的形式发送出去进行通信。

FH=bytearray([0x2C,0x12,cx,cy,cw,ch,0x5B])uart,write(FH)

7.效果展示(可以先来看效果)

从上到下依次为CX,CY,CW,CH

博客更新

1.有朋友反馈OpenMv端找不到色块就会报错，解决方案如下：

while(True):clock.tick()img=sensor.snapshot()blobs=img.find_blobs([red_threshold_01])cx=0;cy=0;ifblobs: max_b=find_max(blobs)#如果找到了目标颜色cx=max_b[5]cy=max_b[6]cw=max_b[2]ch=max_b[3]img.draw_rectangle(max_b[0:4])#rectimg.draw_cross(max_b[5],max_b[6])#cx,cyFH=bytearray([0x2C,0x12,cx,cy,cw,ch,0x5B])#sending_data(cx,cy,cw,ch)uart.write(FH)print(cx,cy,cw,ch)

在以上代码中，将max_b = find_max(blobs) 移到if blobs外即可。

2.有朋友反馈OpenMV发送数据只能发送一个字节，也就是说大于255的数据无法直接通过代码完成，现在提供以下解决方案：在STM32端代码中依次保存大于255数字的高八位和低八位最后在组合在一起即可。
2021/9/15更新 4字节与浮点数之间的转换（参考）

#if1intmain(){ #if0 //字符型数据分成四个字节存放在数组中 floatm=23.25; unsignedchar*a; a=(unsignedchar*)&m; printf("0x%x\n0x%x\n0x%x\n0x%x\n",a[0],a[1],a[2],a[3]); #endif #if1 //四个字节数据合成存放在数组中 unsignedchara[]={0x00,0x00,0xba,0x41}; floatBYTE; BYTE=*(float*)&a; printf("%f\n",BYTE); #endif}#endif

上述代码实现了将四个字节转换为一个浮点数的功能，同时也实现了将一个浮点数拆分为四个字节功能。在Openmv传数据时，只能传输一个字节，大于255的数无法以一字节形式发送，因此可以在Openmv端将该数据拆分成两个字节，分别发送给Stm32端，同时Stm32端对传来的数据进行合成，合成并解析为对应的数据。
另一种解决方案：python传数据的1/2，单片机在乘2即可。