Simplify the use of timers, timer13 sends ultrasonic waves, timer16 counts (debounce time and flight time)

The ultrasonic transducer is driven only after each command is issued.

Inc/board_config.h

@@ -36,15 +36,15 @@
 
 /******************************************************************************/
 
-#define RS485_RCU            RCU_USART1
+#define RS485_RCU            RCU_USART0
 #define RS485_GPIO_RCU       RCU_GPIOA
 #define RS485_GPIO_PORT      GPIOA
 #define RS485_TX_PIN         GPIO_PIN_2
 #define RS485_RX_PIN         GPIO_PIN_3
-#define RS485_PHY            USART1
+#define RS485_PHY            USART0
 #define RS485_BAUDRATE       115200U
 #define RS485_EN_PIN         GPIO_PIN_1
-#define RS485_IRQ            USART1_IRQn
+#define RS485_IRQ            USART0_IRQn
 
 /******************************************************************************/
 
@@ -58,6 +58,11 @@
 
 /******************************************************************************/
 
+#define US_TX_DELAY_RCU     RCU_TIMER15
+#define US_TX_DELAY_TIMER   TIMER15
+
+/******************************************************************************/
+
 #define US_RX_GPIO_RCU      RCU_GPIOB
 #define US_RX_EXTI_RCU      RCU_CFGCMP
 #define US_RX_GPIO_PORT     GPIOA
@@ -68,6 +73,7 @@
 
 /******************************************************************************/
 
+// 修改为TIMER15相关定义
 #define US_ECHO_RCU         RCU_TIMER16
 #define US_ECHO_TIMER       TIMER16
 #define US_ECHO_CH          TIMER_CH_0
@@ -75,9 +81,4 @@
 
 /******************************************************************************/
 
-#define TIME_CORRECTION_US  230U
-#define CAPTURE_VALUE_MAX   550U
-
-/******************************************************************************/
-
 #endif //BOARD_CONFIG_H

Inc/command.h

@@ -81,6 +81,8 @@ void command_process(void);
  */
 void handle_command(const uint8_t *cmd, uint8_t len);
 
+void ultrasonic_distance_raw_value_report(void);
+
 /** @} */ // end of Command group
 
 #endif // COMMAND_H

Inc/ultrasonic_analog.h

@@ -9,23 +9,13 @@ extern volatile bool g_ultrasonic_measure_done;
 /**************************************************************************************************/
 
 #define ULTRASONIC_TX_CYCLES             5U   /* 发送5个PWM周期驱动换能器 */
-#define ULTRASONIC_TX_TIME               498U  // ms
+#define ULTRASONIC_TX_RINGDOWN_RELOAD    240U  // 240us
-#define ULTRASONIC_MAX_TOF_RELOAD        1000U //us
+#define ULTRASONIC_MAX_TOF_RELOAD        1000U // 1000us
 
 /**************************************************************************************************/
 
-void ultrasonic_tx_init(void);
-
 void ultrasonic_pwm_out_cycles(void);
 
-// void ultrasonic_transmit_delay(const uint16_t micro_second);
-
-// void ultrasonic_rece_exti_config(void);
-
-void ultrasonic_echo_timer_config(void);
-
 void ultrasonic_config(void);
 
-// uint16_t ultrasonic_calc_distance(void);
+#endif // ULTRASONIC_ANALOG_H
-
-#endif // UART_H

LD/gd32e23x_flash.ld

@@ -12,8 +12,8 @@ _Min_Stack_Size = 0x400; /* required amount of stack */
 /* Memories definition */
 MEMORY
 {
-    FLASH (rx)  : ORIGIN = 0x08000000, LENGTH = 64K
+    FLASH (rx)  : ORIGIN = 0x08000000, LENGTH = 16K
-    RAM (xrw)   : ORIGIN = 0x20000000, LENGTH = 8K
+    RAM (xrw)   : ORIGIN = 0x20000000, LENGTH = 4K
 }
 
 /* Sections */

Src/command.c

@@ -30,7 +30,7 @@
  * @details 
  * Host -> Device 命令帧格式：
  *   [0] HEADER = 0xD5       // 包头标识
- *   [1] BOARD_TYPE = 0x03   // 板卡类型标识
+ *   [1] BOARD_TYPE = 0x04   // 板卡类型标识
  *   [2] LEN = 数据区字节数   // 有效载荷长度
  *   [3..(3+LEN-1)] 数据     // 命令数据，如 "M1", "M2S123"
  *   [last] CRC = 校验码     // 从索引1到(last-1)的累加和低8位
@@ -155,13 +155,6 @@ static void send_response(uint8_t type, const uint8_t *payload, uint8_t len)
     // 等待发送完成
     while (usart_flag_get(RS485_PHY, USART_FLAG_TC) == RESET) {}
 
-    // // 使用printf发送（通过重定向到串口）
-    // for (uint8_t i = 0; i < buf_len; i++) {
-    //     printf("%c", buf[i]);
-    // }
-
-    // // 刷新缓冲区
-    // fflush(stdout);
 }
 
 /**
@@ -254,18 +247,9 @@ void handle_command(const uint8_t *frame, uint8_t len) {
     if (cmd_index == cmd_len) {
         // 仅基础命令，如 M1, M2, M3
         switch (base_cmd) {
-            case 1u: // M1: enable sensor report
+            case 1u: // M1: send ultrasonic driver single and respon raw data
-                gpio_bit_toggle(GPIOA, GPIO_PIN_0);
-                
                 // 启动超声波PWM发送
                 ultrasonic_pwm_out_cycles();
-                
-                // 启动TIMER16用于240us精确计时
-                timer_counter_value_config(TIMER16, 0);  // 复位计数器
-                timer_enable(TIMER16);  // 启动定时器
-
-                // 等待超声测量完成，最多等待1ms (100次 * 10us)
-                // TIMER16将在240us时设置g_ultrasonic_measure_done = true
                 uint16_t timeout_count = 0;
                 const uint16_t max_timeout = 150;
                 
@@ -274,15 +258,11 @@ void handle_command(const uint8_t *frame, uint8_t len) {
                     timeout_count++;
                 }
 
-                gpio_bit_toggle(GPIOA, GPIO_PIN_0);
-
                 // 根据等待结果发送不同的响应
                 if (g_ultrasonic_measure_done) {
-                    // 测量完成，发送正常响应
+                    ultrasonic_distance_raw_value_report();
-                    send_response(RESP_TYPE_OK, s_report_status_ok, sizeof(s_report_status_ok));
                 } else {
-                    // 超时，发送读取错误包（理论上不应该发生，因为TIMER16会在240us时触发）
+                    static const uint8_t timeout_error_data[] = {0xFF, 0xFF };
-                    static const uint8_t timeout_error_data[] = { 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF };
                     send_response(RESP_TYPE_OK, timeout_error_data, sizeof(timeout_error_data));
                 }
                 return;
@@ -329,7 +309,6 @@ void handle_command(const uint8_t *frame, uint8_t len) {
         {
         // case 100u:
         //     // set_pwm(param_value);
-        //     printf("Set PWM to %u\n", param_value);
         //     return;
         
         default:
@@ -437,3 +416,32 @@ void command_process(void) {
         }
     }
 }
+
+/**
+ * @brief 超声波测距原始值上报函数
+ * @details 读取超声波测距的定时器计数值，计算距离并按协议格式发送响应包
+ *          距离计算公式：距离(0.1mm) = 定时器计数值(us) * 17
+ *          响应数据格式：4字节32位无符号整数，单位为0.1mm
+ * @note 定时器配置为1us计数，最大计时2000us，对应距离340mm
+ * @ingroup Command
+ */
+void ultrasonic_distance_raw_value_report(void) {
+    uint8_t raw_result[2];
+    uint16_t raw_distance = 0;
+    
+    // 读取定时器计数值（微秒）
+    uint16_t timer_count_us = timer_counter_read(US_ECHO_TIMER);
+    
+    // 计算距离：定时器计数值 * 17 = 距离(0.1mm)
+    // 声速340m/s，往返距离，时间单位us
+    // 距离(mm) = (timer_count_us * 340) / (2 * 1000) = timer_count_us * 0.17
+    // 距离(0.1mm) = timer_count_us * 1.7 ≈ timer_count_us * 17 / 10
+    raw_distance = (uint16_t)timer_count_us * 17;
+
+    // 将16位距离值分解为2个字节（大端序）
+    raw_result[0] = (uint8_t)(raw_distance >> 8);
+    raw_result[1] = (uint8_t)(raw_distance & 0xFF);
+
+    // 发送响应包
+    send_response(RESP_TYPE_OK, raw_result, sizeof(raw_result));
+}

Src/gd32e23x_it.c

@@ -102,27 +102,18 @@ void SysTick_Handler(void) {
     delay_decrement();
 }
 
-void TIMER16_IRQHandler(void) {
+void TIMER16_IRQHandler(void)
-    // 处理通道0比较中断（240us时触发）
+{
-    if (timer_interrupt_flag_get(TIMER16, TIMER_INT_FLAG_CH0)) {
+    // CH0比较中断 (ULTRASONIC_TX_RINGDOWN_RELOAD)
+    if(timer_interrupt_flag_get(TIMER16, TIMER_INT_FLAG_CH0) != RESET) {
         timer_interrupt_flag_clear(TIMER16, TIMER_INT_FLAG_CH0);
-        
+        exti_interrupt_enable(US_RX_GPIO_EXTI);
-        // 在240us时执行的操作
-        g_ultrasonic_measure_done = true; // 设置测量完成标志
-        
-        // TODO: 在这里可以执行其他240us时需要的操作
-        // 例如：启动其他定时器、设置GPIO、记录时间戳等
     }
     
-    // 处理重装载中断（1000us时触发，即超时）
+    // UP更新中断 (ULTRASONIC_MAX_TOF_RELOAD)
-    if (timer_interrupt_flag_get(TIMER16, TIMER_INT_FLAG_UP)) {
+    if(timer_interrupt_flag_get(TIMER16, TIMER_INT_FLAG_UP) != RESET) {
         timer_interrupt_flag_clear(TIMER16, TIMER_INT_FLAG_UP);
-        
+        timer_disable(US_ECHO_TIMER);
-        // 达到最大时间（1ms），自动关闭定时器
-        timer_disable(TIMER16);
-        
-        // TODO: 超时处理逻辑
-        // 如果需要，可以在这里设置超时标志或执行其他清理操作
     }
 }
 
@@ -136,14 +127,12 @@ void EXTI0_1_IRQHandler(void) {
     if (exti_interrupt_flag_get(US_RX_GPIO_EXTI) == SET)
     {
         exti_interrupt_flag_clear(US_RX_GPIO_EXTI);
-        // g_capture_value = timer_channel_capture_value_register_read(US_ECHO_TIMER, US_ECHO_CH);
-        
         timer_disable(US_ECHO_TIMER);
+        g_ultrasonic_measure_done = true; // 超声转换完成,置位flag后有命令处理部分回包
         exti_interrupt_disable(US_RX_GPIO_EXTI);
     }
 }
 
-
 /* PWM周期计数器 - 使用ULTRASONIC_TX_CYCLES宏 */
 volatile uint8_t pwm_cycle_count = 0;
 
@@ -156,7 +145,6 @@ void TIMER13_IRQHandler(void)
         if(pwm_cycle_count >= (ULTRASONIC_TX_CYCLES)) {
             timer_disable(TIMER13);
             pwm_cycle_count = 0;
-            // g_ultrasonic_measure_done = true; // 注释掉，现在由TIMER16在240us时设置
         }
         
     }

Src/main.c

@@ -38,10 +38,11 @@ OF SUCH DAMAGE.
 #include "led.h"
 #include "command.h"
 #include <stdio.h>
-#include "i2c.h"
 #include "board_config.h"
 #include "ultrasonic_analog.h"
 
+// #define FLASH_SIZE_ADDR   (*(const uint16_t *)0x1FFFF7E0)
+
 /*!
     \brief      main function
     \param[in]  none
@@ -58,6 +59,7 @@ int main(void)
 
     led_init();
     ultrasonic_config();
+    ultrasonic_pwm_out_cycles();
 
 #ifdef DEBUG_VERBOSE
     char hello_world[] = {"Hello World!\r\n"};
@@ -73,14 +75,7 @@ int main(void)
 
 
     while(1){
-
-        // ultrasonic_pwm_out_cycles();
-        
-        // delay_ms(10);
         command_process();
         delay_ms(10);
-        // uint16_t ultrasonic_value = ultrasonic_calc_distance();
-        // printf("ultrasonic value: %d", ultrasonic_value);
-        // delay_ms(10);
     }
 }

Src/ultrasonic_analog.c

@@ -9,13 +9,6 @@ volatile bool g_ultrasonic_measure_done = false;
 
 void ultrasonic_tx_init(void) {
 
-    // TODO
-    rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOA);
-
-    gpio_mode_set(GPIOA, GPIO_MODE_OUTPUT, GPIO_PUPD_NONE, GPIO_PIN_0);
-    gpio_output_options_set(GPIOA, GPIO_OTYPE_OD, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_0);
-    gpio_bit_reset(GPIOA, GPIO_PIN_0);
-
     rcu_periph_clock_enable(US_TX_GPIO_RCU);
 
     gpio_mode_set(US_TX_GPIO_PORT, GPIO_MODE_AF, GPIO_PUPD_NONE, US_TX_GPIO_PIN);
@@ -59,23 +52,32 @@ void ultrasonic_tx_init(void) {
     timer_counter_value_config(US_TX_TIMER, 0);
 
     timer_interrupt_enable(US_TX_TIMER, TIMER_INT_UP);
-    nvic_irq_enable(TIMER13_IRQn, 2);
+    nvic_irq_enable(TIMER13_IRQn, 2U);
 
 }
 
 void ultrasonic_pwm_out_cycles(void) {
-    
     g_ultrasonic_measure_done = false;
 
+    // 停止发射定时器
     timer_disable(TIMER13);
-
     timer_channel_output_state_config(TIMER13, TIMER_CH_0, TIMER_CCX_ENABLE);
 
+    // 重置并启动回波计时器
+    timer_disable(US_ECHO_TIMER);
+    
+    // 重要：清除所有中断标志
+    // timer_interrupt_flag_clear(US_ECHO_TIMER, TIMER_INT_FLAG_CH0);
+    // timer_interrupt_flag_clear(US_ECHO_TIMER, TIMER_INT_FLAG_UP);
+    
+    // 重置计数器
+    timer_counter_value_config(US_ECHO_TIMER, 0);
+
+    // 启动发射PWM
     timer_enable(US_TX_TIMER);
 
-    // TODO 启动后续回波计时器
+    // 启动回波计时器
-    // timer_enable(US_ECHO_TIMER);
+    timer_enable(US_ECHO_TIMER);
-
 }
 
 void ultrasonic_receive_exti_config(void) {
@@ -88,75 +90,51 @@ void ultrasonic_receive_exti_config(void) {
 
     exti_init(US_RX_GPIO_EXTI, EXTI_INTERRUPT, EXTI_TRIG_FALLING);
     exti_flag_clear(US_RX_GPIO_EXTI);
-
-    // exti_interrupt_enable(EXTI_0);
 }
 
 void ultrasonic_echo_timer_config(void) {
-    // 使能TIMER16时钟
     rcu_periph_clock_enable(US_ECHO_RCU);
-    
-    // 复位定时器到默认状态
     timer_deinit(US_ECHO_TIMER);
 
-    // 配置基本定时器参数
     timer_parameter_struct timer_initpara;
     timer_struct_para_init(&timer_initpara);
-    
+    timer_initpara.prescaler = 71;                  // 72MHz/72 = 1MHz (1us per count)
-    // 设置分频器：72MHz ÷ 72 = 1MHz，每个计数 = 1us
-    timer_initpara.prescaler = 71;  // (72-1)，实际分频比为72
     timer_initpara.alignedmode = TIMER_COUNTER_EDGE;
     timer_initpara.counterdirection = TIMER_COUNTER_UP;
-    
+    timer_initpara.period = (ULTRASONIC_MAX_TOF_RELOAD - 1);
-    // 设置周期：999 (0-999共1000个计数) = 1000us = 1ms最大计时
-    timer_initpara.period = 999;  // 1000us重装载周期
     timer_initpara.clockdivision = TIMER_CKDIV_DIV1;
-    
-    // 初始化定时器基本参数
     timer_init(US_ECHO_TIMER, &timer_initpara);
 
-    // 配置通道0用于240us比较中断（不是PWM输出，仅用于比较）
+    timer_auto_reload_shadow_disable(US_ECHO_TIMER);
+
+    // 配置输出比较通道0
     timer_oc_parameter_struct timer_oc_initpara;
     timer_channel_output_struct_para_init(&timer_oc_initpara);
-    
+    timer_oc_initpara.outputstate = TIMER_CCX_ENABLE;
-    // 禁用输出，仅用于内部比较中断
-    timer_oc_initpara.outputstate = TIMER_CCX_DISABLE;
     timer_oc_initpara.ocpolarity = TIMER_OC_POLARITY_HIGH;
-    timer_channel_output_config(US_ECHO_TIMER, US_ECHO_CH, &timer_oc_initpara);
+    timer_channel_output_config(US_ECHO_TIMER, TIMER_CH_0, &timer_oc_initpara);
 
-    // 设置比较模式为时间比较（不是PWM模式）
+    // 配置输出比较模式
-    timer_channel_output_mode_config(US_ECHO_TIMER, US_ECHO_CH, TIMER_OC_MODE_TIMING);
+    timer_channel_output_mode_config(US_ECHO_TIMER, TIMER_CH_0, TIMER_OC_MODE_TIMING);
     
-    // 设置240us时触发比较中断（计数值239，因为从0开始计数）
+    // 设置比较值
-    timer_channel_output_pulse_value_config(US_ECHO_TIMER, US_ECHO_CH, 239);
+    timer_channel_output_pulse_value_config(US_ECHO_TIMER, TIMER_CH_0, (ULTRASONIC_TX_RINGDOWN_RELOAD - 1));
 
-    // 启用比较中断（CH0）和重装载中断（UP）
+    // 清除中断标志
-    timer_interrupt_enable(US_ECHO_TIMER, TIMER_INT_CH0);  // 240us比较中断
+    timer_interrupt_flag_clear(US_ECHO_TIMER, TIMER_INT_FLAG_CH0);
-    timer_interrupt_enable(US_ECHO_TIMER, TIMER_INT_UP);   // 1000us重装载中断
+    timer_interrupt_flag_clear(US_ECHO_TIMER, TIMER_INT_FLAG_UP);
 
-    // 配置NVIC中断优先级（设置为较高优先级1，确保及时响应）
+    // 使能中断
-    nvic_irq_enable(TIMER16_IRQn, 1);
+    timer_interrupt_enable(US_ECHO_TIMER, TIMER_INT_UP);      // UP中断
+    timer_interrupt_enable(US_ECHO_TIMER, TIMER_INT_CH0);     // CH0中断
     
-    // 注意：定时器配置完成但不启动，需要在其他地方调用timer_enable()启动
+    nvic_irq_enable(US_ECHO_TIMER_IRQ, 1U);
+
+    // timer_single_pulse_mode_config(US_ECHO_TIMER, TIMER_SP_MODE_SINGLE);
 }
 
 void ultrasonic_config(void) {
     ultrasonic_tx_init();
-    // ultrasonic_transmit_debounce_delay(TIME_CORRECTION_US);
+    ultrasonic_receive_exti_config();
-    // ultrasonic_receive_exti_config();
     ultrasonic_echo_timer_config();
 }
-
-// uint16_t ultrasonic_calc_distance(void) {
-//     // while (!ultrasonicMeasurementDone);
-//     // uint32_t us_value = timer_channel_capture_value_register_read(US_ECHO_TIMER, US_ECHO_CH);
-//     uint16_t distance = (TIME_CORRECTION_US + g_capture_value) * 17;
-//     /*
-//      *  (TIME_CORRECTION_US + us_value) * 340 m/s
-//      *  -----------------------------------------
-//      *                  1000 000
-//      *  ----------------------------------------------
-//      *                          2
-//      */
-//     return distance;
-// }