OpenHarmony案例：基于小凌派RK2206开发板的智慧车载

鸣涧

OpenHarmony案例：基于小凌派RK2206开发板的智慧车载

一、简介

智慧车载模块是一款集超声波测距以及报警电路的模块。模块可提供2cm-300cm的非接触式距离感测功能，测距精度可达2cm，能将测量距离转化为具有一定宽度的脉冲输出；声光报警电路由外部控制，当外部处理器判断距离达到预警设定值时，控制报警电路工作。

智慧车载模块目前只是一个简单的车距测试模块，随着它的功能逐步完善，其发展的方向将更加宽广。比如：智慧车载模块可完善成为智能车载资通讯电子系统，车辆自动/辅助驾驶系统、驾驶人瞌睡警示、防撞预警、车载自我诊断系统（On Board Diagnostics,OBD）、胎压检测装置（TPMS）、车道偏离警示系统（LWDS）、前方碰撞预警系统（FCWS）及后方碰撞预警系统等智慧车（Smart Car）相关应用。

本文基于瑞芯微RK2206芯片 + LiteOS操作系统，通过gpio控制智慧车载E53模块，实现智慧车载模块和开发板的互相通信功能。

二、硬件电路设计

1、整体硬件电路设计智慧车载模块硬件电路如图1所示，电路中包含了E53接口连接器，EEPROM存储器、超声波处理电路和声光报警电路。

图1  硬件电路图

超声波测距芯片，选用CS-100A，其是一款工业级超声波测距芯片，内部集成超声波发射电路，超声波接收电路，数字处理电路等，单片即可完成超声波测距，测距结果通过脉宽的方式进行输出。

CS100A配合使用40KHz的开放式超声波探头，在超声波发射端并联一个电阻R2到地和8MHz的晶振，即可实现高性能的测距功能，电阻R2的大小决定了超声波测量的距离。

三极管Q1为NPN管，基极为高电平时，三极管才能够导通，蜂鸣器需PWM波驱动，人耳可识别的频率范围为20Hz-20KHz，故PWM频率需在该范围内，我们默认使用3KHz的PWM波驱动。

小凌派-RK2206开发板与智慧车载模块均带有防呆设计，故很容易区分安装方向，直接将模块插入到开发板的E53母座接口上即可，安装如图2所示。

图2 硬件连接图

2.智慧车载电路设计硬件资源图如下所示：

引脚名称开发者可在硬件资源图中查看，也可在智慧车载模块背面查看。

三、程序设计

本实验使用智慧车载模块模拟智慧车载测距应用。超声波模块发送并接收信号，通过发射和接收信号的时间差来计算实际测量的距离；当测量的距离小于预先设置的阈值时，驱动蜂鸣器报警，点亮告警LED灯。

1、主程序设计如图3所示，为智慧车载主程序流程图，开机LiteOS系统初始化后，进入主程序先初始化智慧车载模块。程序进入主循环，采用轮询的方式，2秒测量一次距离，当测量到的距离小于等于20厘米时，控制蜂鸣器响，告警灯亮起；当测量到的距离大于20厘米时，蜂鸣器不响应，告警灯熄灭。

图3  主程序流程图

1. {
   
2.     unsigned int ret = 0;
   
3.     /* 每个周期为200usec，占空比为100usec */
   
4.     unsigned int duty_ns = 500000;
   
5.     unsigned int cycle_ns = 1000000;
   
6.     float distance_cm = 0.0;
   
7.     /*智慧车载模块初始化*/
   
8.     e53_iv01_init();
   
9. 
   
10.     while (1)
    
11.     {
    
12.          /*获取智慧车载模块测量的距离*/
    
13.         ret = e53_iv01_get_distance(&distance_cm);
    
14.         if (ret == 1)
    
15.         {
    
16.             printf("distance cm: %f\n", distance_cm);
    
17.              /*距离小于等于20cm，开启蜂鸣器告警，点亮LED告警灯；
    
18. 否则，关闭蜂鸣器，熄灭LED告警灯*/
    
19.             if (distance_cm <= 20.0)
    
20.             {
    
21.                 e53_iv01_buzzer_set(1, duty_ns, cycle_ns);
    
22.                 e53_iv01_led_warning_set(1);
    
23.             }
    
24.             else
    
25.             {
    
26.                 e53_iv01_buzzer_set(0, duty_ns, cycle_ns);
    
27.                 e53_iv01_led_warning_set(0);
    
28.             }
    
29.         }
    
30.         LOS_Msleep(2000);
    
31.     }
    
32. }

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2、初始化程序设计智慧车载初始化程序主要分为IO初始化和PWM设备初始化两部分。

IO初始化程序主要设置GPIO0_PC4为输出模式，作为超声波测距Trig控制管脚；设置GPIO0_PA5为输出模式，作为LED_WARNING告警灯控制管脚；设置GPIO_PA2为输入模式，作为超声波测距Echo控制管脚。

1. {
   
2.         /* Trig引脚设置为GPIO输出模式 */
   
3.         PinctrlSet(E53_IV01_TRIG_GPIO, MUX_FUNC0, PULL_KEEP, DRIVE_KEEP);
   
4.         LzGpioInit(E53_IV01_TRIG_GPIO);
   
5.         LzGpioSetDir(E53_IV01_TRIG_GPIO, LZGPIO_DIR_OUT);
   
6.         E53_IV01_TRIG_Clr();
   
7.       
   
8.         /* LED告警灯引脚设置为GPIO输出模式 */
   
9.         PinctrlSet(E53_IV01_LED_WARNING_GPIO, MUX_FUNC0, PULL_KEEP, DRIVE_KEEP);
   
10.         LzGpioInit(E53_IV01_LED_WARNING_GPIO);
    
11.         LzGpioSetDir(E53_IV01_LED_WARNING_GPIO, LZGPIO_DIR_OUT);
    
12.     e53_iv01_led_warning_set(0);
    
13. 
    
14.         /* Echo引脚设置为GPIO输入模式 */
    
15.         PinctrlSet(E53_IV01_ECHO0_GPIO, MUX_FUNC0, PULL_KEEP, DRIVE_KEEP);
    
16.         LzGpioInit(E53_IV01_ECHO0_GPIO);
    
17.         LzGpioSetDir(E53_IV01_ECHO0_GPIO, LZGPIO_DIR_IN);
    
18. 
    
19.     }
    

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初始化PWM7设备，使用PWM7作为蜂鸣器的控制源。

1. {
   
2.     /* 初始化pwm */
   
3.     PinctrlSet(E53_IV01_BUZZER_GPIO, MUX_FUNC2, PULL_DOWN, DRIVE_KEEP);
   
4.     PwmIoInit(m_buzzer_config);
   
5.     LzPwmInit(E53_IV01_PWM_IO);
   
6.    
   
7.     return 0;
   
8. }

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3、距离测量程序设计发送至少10us的高电平给智慧车载，触发其开始工作；等待200ms，整个测距最长为66ms，获取Echo管脚的电平，当高电平时获取一个时间戳，当低电平时再获取一个时间戳，两个时间戳的差值即为超声波测距所产生的时间。

1. {
   
2.     uint8_t value = 0;
   
3.     m_echo_info.flag = EECHO_FLAG_CAPTURE_RISE;
   
4. 
   
5.     while (1)
   
6.     {
   
7.         LzGpioGetVal(E53_IV01_ECHO0_GPIO, &value);
   
8.         if (value == LZGPIO_LEVEL_HIGH)
   
9.         {
   
10.             m_echo_info.time_rise = *m_ptimer5_current_value_low;
    
11.             m_echo_info.flag = EECHO_FLAG_CAPTURE_FALL;
    
12.             break;
    
13.         }
    
14.     }
    
15. 
    
16.     while (1)
    
17.     {
    
18.         LzGpioGetVal(E53_IV01_ECHO0_GPIO, &value);
    
19.         if (value == LZGPIO_LEVEL_LOW)
    
20.         {
    
21.             m_echo_info.time_fall = *m_ptimer5_current_value_low;
    
22.             m_echo_info.flag = EECHO_FLAG_CAPTURE_SUCCESS;
    
23.             break;
    
24.         }
    
25.     }
    
26. 
    
27.     /* 释放信号量 */
    
28.     LOS_SemPost(m_task_sem);
    
29. }

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获得超声波测距的时间后，通过公式计算距离，计算公式：距离 = 时间差 * 340米/秒 / 2 * 100厘米/米

1. {
   
2.     float f_time = (float)time;
   
3.     float f_freq = (float)freq;
   
4.    
   
5.     /* 距离 = 时间差 * 340米/秒 / 2(超时波来回2次) * 100厘米/米 */
   
6.     *cmeter = f_time / f_freq * 170.0 * 100.0;
   
7. }

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四、编译过程

1、搭建和下载源代码
我已将OpenHarmony源代码上传到Gitee社区中，大家可以根据以下网址下载。https://gitee.com/Lockzhiner-Ele ... 6-openharmony3.0lts

注意：编译环境可根据以下网址来操作：https://gitee.com/Lockzhiner-Ele ... rk2206/README_zh.md

2、打开sdk下面路径的文件
/vendor/lockzhiner/rk2206/samples/c4_e53_intelligent_vehicle_01 /e53_intelligent_vehicle_01_example.c

3、修改编译脚本
修改 vendor/lockzhiner/rk2206/sample 路径下 BUILD.gn 文件，指定 e53_iv01_example 参与编译。
"./c4_e53_intelligent_vehicle_01:e53_iv01_example"

修改 device/lockzhiner/rk2206/sdk_liteos 路径下 Makefile 文件，添加 -le53_iv01_example 参与编译。
hardware_LIBS = -lhal_iothardware -lhardware -le53_iv01_example

4、编译固件

hb set -root .hb sethb build -f

5、烧写固件
请参考Gitee网址的说明手册（“烧录打印”章节）：https://gitee.com/Lockzhiner-Ele ... ckchip/README_zh.md

五、实验结果

程序编译烧写到开发板后，按下开发板的RESET按键，通过串口软件查看日志如下；智慧车载模块超声波探头正对着墙壁进行测距，移动模块到不同的距离，当测量的距离小于等于20厘米时，蜂鸣器响起，告警灯亮起；当测量的距离大于20厘米时，蜂鸣器不响应，告警灯熄灭。

1. ========== E53 IV Example ==========
   
2. distance cm: 23.89
   
3. ========== E53 IV Example ==========
   
4. distance cm: 23.90

复制代码

好了，今天的分享就到这里，我们下次再见！