Craig Evans / m3pi

Important changes to repositories hosted on mbed.com

Mbed hosted mercurial repositories are deprecated and are due to be permanently deleted in July 2026.

To keep a copy of this software download the repository Zip archive or clone locally using Mercurial.

It is also possible to export all your personal repositories from the account settings page.

Dependents:   3pi_Example_2 3pi_Lab1_Task2_Example1 3pi_Lab2_Task1_Example1 3pi_Line_Follow ... more

m3pi.cpp@8:92167bd3eb44, 2017-07-05 (annotated)

Committer:
eencae
Date:
Wed Jul 05 14:39:33 2017 +0000
Revision:
8:92167bd3eb44
Parent:
7:b4fc73882a2a
Child:
9:074ce6197b51
Flushed serial buffer in raw values too.

Who changed what in which revision?

UserRevisionLine numberNew contents of line
eencae 0:56320ef879a6 1 #include "m3pi.h"
eencae 0:56320ef879a6 2
eencae 0:56320ef879a6 3 ////////////////////////// constructor/destructor //////////////////////////////
eencae 0:56320ef879a6 4
eencae 0:56320ef879a6 5
eencae 0:56320ef879a6 6 m3pi::m3pi()
eencae 0:56320ef879a6 7 {
eencae 0:56320ef879a6 8 _serial = new Serial(p9,p10);
eencae 3:5015bc2d1cf8 9 _reset = new DigitalOut(p8);
eencae 2:26bf14f4dc84 10 _last_line_position = 0.0;
eencae 4:0abe81f5d9fd 11
eencae 4:0abe81f5d9fd 12 _bar_graph[0] = ' ';
eencae 4:0abe81f5d9fd 13 for (int i = 0; i < 6; i++) {
eencae 4:0abe81f5d9fd 14 _bar_graph[i+1] = i;
eencae 4:0abe81f5d9fd 15 }
eencae 0:56320ef879a6 16 }
eencae 0:56320ef879a6 17
eencae 0:56320ef879a6 18 m3pi::~m3pi()
eencae 0:56320ef879a6 19 {
eencae 0:56320ef879a6 20 delete _serial;
eencae 0:56320ef879a6 21 delete _reset;
eencae 3:5015bc2d1cf8 22
eencae 0:56320ef879a6 23 }
eencae 0:56320ef879a6 24
eencae 0:56320ef879a6 25 /////////////////////////////// public methods /////////////////////////////////
eencae 0:56320ef879a6 26
eencae 0:56320ef879a6 27 void m3pi::init()
eencae 0:56320ef879a6 28 {
eencae 0:56320ef879a6 29 _serial->baud(115200);
eencae 0:56320ef879a6 30 reset(); // hard rest of 3pi
eencae 0:56320ef879a6 31 stop(); // stop motors
eencae 0:56320ef879a6 32 lcd_clear(); // clear LCD
eencae 0:56320ef879a6 33 }
eencae 0:56320ef879a6 34
eencae 2:26bf14f4dc84 35 /////////////////////////////// serial slave commands ////////////////////////////////
eencae 2:26bf14f4dc84 36
eencae 2:26bf14f4dc84 37
eencae 0:56320ef879a6 38 void m3pi::get_signature(char *signature)
eencae 0:56320ef879a6 39 {
eencae 0:56320ef879a6 40 _serial->putc(0x81);
eencae 0:56320ef879a6 41 _serial->gets(signature,7);
eencae 0:56320ef879a6 42 }
eencae 0:56320ef879a6 43
eencae 0:56320ef879a6 44 void m3pi::get_raw_values(unsigned int *values)
eencae 0:56320ef879a6 45 {
eencae 8:92167bd3eb44 46 while (_serial->readable() ) { // flush buffer
eencae 8:92167bd3eb44 47 _serial->getc();
eencae 8:92167bd3eb44 48 }
eencae 8:92167bd3eb44 49
eencae 1:5523d6d1feec 50 char vals[10]; // array to receive 10 byte return message
eencae 1:5523d6d1feec 51 _serial->putc(0x86); // send command
eencae 0:56320ef879a6 52
eencae 8:92167bd3eb44 53 for (int i=0; i < 10; i++) {
eencae 8:92167bd3eb44 54 vals[i] = _serial->getc();
eencae 1:5523d6d1feec 55 }
eencae 1:5523d6d1feec 56
eencae 1:5523d6d1feec 57 for(int i=0; i<5; i++) { // construct the 2-byte values
eencae 1:5523d6d1feec 58 values[i] = (vals[2*i+1] << 8) | vals[2*i];
eencae 0:56320ef879a6 59 }
eencae 0:56320ef879a6 60 }
eencae 0:56320ef879a6 61
eencae 0:56320ef879a6 62 void m3pi::get_calibrated_values(unsigned int *values)
eencae 0:56320ef879a6 63 {
eencae 7:b4fc73882a2a 64 while (_serial->readable() ) { // flush buffer
eencae 7:b4fc73882a2a 65 _serial->getc();
eencae 7:b4fc73882a2a 66 }
eencae 7:b4fc73882a2a 67
eencae 1:5523d6d1feec 68 char vals[10]; // array to receive 10 byte return message
eencae 1:5523d6d1feec 69 _serial->putc(0x87); // send command
eencae 5:847e6cbd458b 70
eencae 5:847e6cbd458b 71 for (int i=0; i < 10; i++) {
eencae 5:847e6cbd458b 72 vals[i] = _serial->getc();
eencae 5:847e6cbd458b 73 }
eencae 5:847e6cbd458b 74
eencae 1:5523d6d1feec 75 for(int i=0; i<5; i++) { // construct the 2-byte values
eencae 1:5523d6d1feec 76 values[i] = (vals[2*i+1] << 8) | vals[2*i];
eencae 1:5523d6d1feec 77 }
eencae 5:847e6cbd458b 78
eencae 0:56320ef879a6 79 }
eencae 0:56320ef879a6 80
eencae 0:56320ef879a6 81 float m3pi::get_trimpot_value()
eencae 0:56320ef879a6 82 {
eencae 0:56320ef879a6 83 _serial->putc(0xB0);
eencae 0:56320ef879a6 84 char lsb = _serial->getc();
eencae 0:56320ef879a6 85 char msb = _serial->getc();
eencae 0:56320ef879a6 86 // trimpot value in the range 0 - 1023
eencae 0:56320ef879a6 87 float value = ( msb<<8 | lsb ) / 1023.0;
eencae 0:56320ef879a6 88 return value;
eencae 0:56320ef879a6 89 }
eencae 0:56320ef879a6 90
eencae 0:56320ef879a6 91
eencae 0:56320ef879a6 92 float m3pi::get_battery_voltage()
eencae 0:56320ef879a6 93 {
eencae 0:56320ef879a6 94 _serial->putc(0xB1);
eencae 0:56320ef879a6 95 char lsb = _serial->getc();
eencae 0:56320ef879a6 96 char msb = _serial->getc();
eencae 0:56320ef879a6 97 // Battery in mV so convert to volts
eencae 0:56320ef879a6 98 float voltage = ( msb<<8 | lsb ) / 1000.0;
eencae 0:56320ef879a6 99 return voltage;
eencae 0:56320ef879a6 100 }
eencae 0:56320ef879a6 101
eencae 0:56320ef879a6 102 void m3pi::play_music(const char notes[],int length)
eencae 0:56320ef879a6 103 {
eencae 0:56320ef879a6 104 length = length < 0 ? 0 : length;
eencae 0:56320ef879a6 105 length = length > 100 ? 100 : length;
eencae 0:56320ef879a6 106
eencae 0:56320ef879a6 107 _serial->putc(0xB3);
eencae 0:56320ef879a6 108 _serial->putc(length);
eencae 0:56320ef879a6 109
eencae 0:56320ef879a6 110 for (int i = 0 ; i < length ; i++) {
eencae 0:56320ef879a6 111 _serial->putc(notes[i]);
eencae 0:56320ef879a6 112 }
eencae 0:56320ef879a6 113 }
eencae 0:56320ef879a6 114
eencae 0:56320ef879a6 115
eencae 0:56320ef879a6 116 void m3pi::calibrate()
eencae 0:56320ef879a6 117 {
eencae 3:5015bc2d1cf8 118 _serial->putc(0xB4);
eencae 0:56320ef879a6 119 }
eencae 0:56320ef879a6 120
eencae 0:56320ef879a6 121 void m3pi::reset_calibration()
eencae 0:56320ef879a6 122 {
eencae 0:56320ef879a6 123 _serial->putc(0xB5);
eencae 0:56320ef879a6 124 }
eencae 0:56320ef879a6 125
eencae 2:26bf14f4dc84 126 float m3pi::get_line_position()
eencae 0:56320ef879a6 127 {
eencae 0:56320ef879a6 128 _serial->putc(0xB6);
eencae 0:56320ef879a6 129
eencae 0:56320ef879a6 130 char lsb = _serial->getc();
eencae 0:56320ef879a6 131 char msb = _serial->getc();
eencae 0:56320ef879a6 132 int position = (msb<<8 | lsb);
eencae 0:56320ef879a6 133
eencae 2:26bf14f4dc84 134 return float(position - 2000)/2000.0;
eencae 0:56320ef879a6 135 }
eencae 0:56320ef879a6 136
eencae 0:56320ef879a6 137 void m3pi::lcd_clear()
eencae 0:56320ef879a6 138 {
eencae 0:56320ef879a6 139 _serial->putc(0xB7);
eencae 0:56320ef879a6 140 }
eencae 0:56320ef879a6 141
eencae 0:56320ef879a6 142 void m3pi::lcd_print(char text[],int length)
eencae 0:56320ef879a6 143 {
eencae 0:56320ef879a6 144 length = length < 0 ? 0 : length;
eencae 0:56320ef879a6 145 length = length > 8 ? 8 : length;
eencae 0:56320ef879a6 146
eencae 0:56320ef879a6 147 _serial->putc(0xB8);
eencae 0:56320ef879a6 148 _serial->putc(length);
eencae 0:56320ef879a6 149
eencae 0:56320ef879a6 150 for (int i = 0 ; i < length ; i++) {
eencae 0:56320ef879a6 151 _serial->putc(text[i]);
eencae 0:56320ef879a6 152 }
eencae 0:56320ef879a6 153 }
eencae 0:56320ef879a6 154
eencae 0:56320ef879a6 155 void m3pi::lcd_goto_xy(int x, int y)
eencae 0:56320ef879a6 156 {
eencae 0:56320ef879a6 157 _serial->putc(0xB9);
eencae 0:56320ef879a6 158 _serial->putc(x);
eencae 0:56320ef879a6 159 _serial->putc(y);
eencae 0:56320ef879a6 160 }
eencae 0:56320ef879a6 161
eencae 0:56320ef879a6 162 void m3pi::auto_calibrate()
eencae 0:56320ef879a6 163 {
eencae 0:56320ef879a6 164 _serial->putc(0xBA);
eencae 3:5015bc2d1cf8 165
eencae 3:5015bc2d1cf8 166 while(1) { // wait for serial response
eencae 0:56320ef879a6 167 if (_serial->readable()) {
eencae 0:56320ef879a6 168 break;
eencae 0:56320ef879a6 169 }
eencae 0:56320ef879a6 170 }
eencae 0:56320ef879a6 171 }
eencae 0:56320ef879a6 172
eencae 2:26bf14f4dc84 173 /////////////////////////////// motor methods ////////////////////////////////
eencae 2:26bf14f4dc84 174
eencae 0:56320ef879a6 175 void m3pi::left_motor(float speed)
eencae 0:56320ef879a6 176 {
eencae 0:56320ef879a6 177 // check within bounds
eencae 0:56320ef879a6 178 speed = speed > 1.0 ? 1.0 : speed;
eencae 0:56320ef879a6 179 speed = speed < -1.0 ? -1.0 : speed;
eencae 0:56320ef879a6 180
eencae 0:56320ef879a6 181 if (speed > 0.0) { // forward
eencae 0:56320ef879a6 182 _serial->putc(0xC1);
eencae 0:56320ef879a6 183 char s = char(127.0*speed);
eencae 0:56320ef879a6 184 _serial->putc(s);
eencae 0:56320ef879a6 185 } else { // backward - speed is negative
eencae 0:56320ef879a6 186 _serial->putc(0xC2);
eencae 0:56320ef879a6 187 char s = char(-127.0*speed);
eencae 0:56320ef879a6 188 _serial->putc(s);
eencae 0:56320ef879a6 189 }
eencae 0:56320ef879a6 190
eencae 0:56320ef879a6 191 }
eencae 0:56320ef879a6 192
eencae 0:56320ef879a6 193 void m3pi::right_motor(float speed)
eencae 0:56320ef879a6 194 {
eencae 0:56320ef879a6 195 // check within bounds
eencae 0:56320ef879a6 196 speed = speed > 1.0 ? 1.0 : speed;
eencae 0:56320ef879a6 197 speed = speed < -1.0 ? -1.0 : speed;
eencae 0:56320ef879a6 198
eencae 0:56320ef879a6 199 if (speed > 0.0) { // forward
eencae 0:56320ef879a6 200 _serial->putc(0xC5);
eencae 0:56320ef879a6 201 char s = char(127.0*speed);
eencae 0:56320ef879a6 202 _serial->putc(s);
eencae 0:56320ef879a6 203 } else { // backward - speed is negative
eencae 0:56320ef879a6 204 _serial->putc(0xC6);
eencae 0:56320ef879a6 205 char s = char(-127.0*speed);
eencae 0:56320ef879a6 206 _serial->putc(s);
eencae 0:56320ef879a6 207 }
eencae 0:56320ef879a6 208
eencae 0:56320ef879a6 209 }
eencae 0:56320ef879a6 210
eencae 0:56320ef879a6 211 // speeds from -1.0 to 1.0 (0 is stop)
eencae 0:56320ef879a6 212 void m3pi::motors(float left_speed,float right_speed)
eencae 0:56320ef879a6 213 {
eencae 0:56320ef879a6 214 left_motor(left_speed);
eencae 0:56320ef879a6 215 right_motor(right_speed);
eencae 0:56320ef879a6 216 }
eencae 0:56320ef879a6 217
eencae 0:56320ef879a6 218 void m3pi::stop()
eencae 0:56320ef879a6 219 {
eencae 0:56320ef879a6 220 left_motor(0.0);
eencae 0:56320ef879a6 221 right_motor(0.0);
eencae 0:56320ef879a6 222 }
eencae 0:56320ef879a6 223
eencae 0:56320ef879a6 224 // speed in range 0.0 to 1.0
eencae 0:56320ef879a6 225 void m3pi::forward(float speed)
eencae 0:56320ef879a6 226 {
eencae 0:56320ef879a6 227 speed = speed > 1.0 ? 1.0 : speed;
eencae 0:56320ef879a6 228 speed = speed < 0.0 ? 0.0 : speed;
eencae 0:56320ef879a6 229
eencae 0:56320ef879a6 230 left_motor(speed);
eencae 0:56320ef879a6 231 right_motor(speed);
eencae 0:56320ef879a6 232 }
eencae 0:56320ef879a6 233
eencae 0:56320ef879a6 234 // speed in range 0 to 1.0
eencae 0:56320ef879a6 235 void m3pi::reverse(float speed)
eencae 0:56320ef879a6 236 {
eencae 0:56320ef879a6 237 speed = speed > 1.0 ? 1.0 : speed;
eencae 0:56320ef879a6 238 speed = speed < 0.0 ? 0.0 : speed;
eencae 0:56320ef879a6 239
eencae 0:56320ef879a6 240 left_motor(-speed);
eencae 0:56320ef879a6 241 right_motor(-speed);
eencae 0:56320ef879a6 242 }
eencae 0:56320ef879a6 243
eencae 0:56320ef879a6 244 void m3pi::spin_right(float speed)
eencae 0:56320ef879a6 245 {
eencae 0:56320ef879a6 246 speed = speed > 1.0 ? 1.0 : speed;
eencae 0:56320ef879a6 247 speed = speed < 0.0 ? 0.0 : speed;
eencae 0:56320ef879a6 248
eencae 0:56320ef879a6 249 left_motor(speed);
eencae 0:56320ef879a6 250 right_motor(-speed);
eencae 0:56320ef879a6 251 }
eencae 0:56320ef879a6 252
eencae 0:56320ef879a6 253 void m3pi::spin_left(float speed)
eencae 0:56320ef879a6 254 {
eencae 0:56320ef879a6 255 speed = speed > 1.0 ? 1.0 : speed;
eencae 0:56320ef879a6 256 speed = speed < 0.0 ? 0.0 : speed;
eencae 0:56320ef879a6 257
eencae 0:56320ef879a6 258 left_motor(-speed);
eencae 0:56320ef879a6 259 right_motor(speed);
eencae 0:56320ef879a6 260 }
eencae 0:56320ef879a6 261
eencae 2:26bf14f4dc84 262 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
eencae 2:26bf14f4dc84 263
eencae 0:56320ef879a6 264 void m3pi::display_battery_voltage(int x,int y)
eencae 0:56320ef879a6 265 {
eencae 0:56320ef879a6 266 float voltage = get_battery_voltage();
eencae 0:56320ef879a6 267
eencae 0:56320ef879a6 268 char buffer[8];
eencae 0:56320ef879a6 269 sprintf(buffer,"%3.1f V",voltage);
eencae 0:56320ef879a6 270
eencae 0:56320ef879a6 271 lcd_goto_xy(x,y);
eencae 0:56320ef879a6 272 lcd_print(buffer,5);
eencae 0:56320ef879a6 273 }
eencae 0:56320ef879a6 274
eencae 0:56320ef879a6 275 void m3pi::display_signature(int x,int y)
eencae 0:56320ef879a6 276 {
eencae 0:56320ef879a6 277 _serial->putc(0x81);
eencae 0:56320ef879a6 278 char buffer[7]; // including NULL terminator
eencae 0:56320ef879a6 279 _serial->gets(buffer,7);
eencae 0:56320ef879a6 280
eencae 0:56320ef879a6 281 lcd_goto_xy(x,y);
eencae 0:56320ef879a6 282 lcd_print(buffer,6);
eencae 0:56320ef879a6 283 }
eencae 0:56320ef879a6 284
eencae 2:26bf14f4dc84 285 void m3pi::display_sensor_values(unsigned int values[],int y)
eencae 2:26bf14f4dc84 286 {
eencae 2:26bf14f4dc84 287 // initialise array to ASCII '0'
eencae 4:0abe81f5d9fd 288 lcd_goto_xy(1,y);
eencae 4:0abe81f5d9fd 289
eencae 4:0abe81f5d9fd 290 char sensor_values[5];
eencae 4:0abe81f5d9fd 291
eencae 4:0abe81f5d9fd 292 // loop through sensor
eencae 4:0abe81f5d9fd 293 for (int sensor = 0 ; sensor < 5 ; sensor++) {
eencae 4:0abe81f5d9fd 294 // get the value and put it in the correct bin
eencae 4:0abe81f5d9fd 295 // (7 bins in the range 0 to 1000
eencae 4:0abe81f5d9fd 296 char value = char(values[sensor]/(1000.0/7.0));
eencae 4:0abe81f5d9fd 297 // use the bin to select the bar graph icon to display
eencae 4:0abe81f5d9fd 298 sensor_values[sensor] = _bar_graph[value];
eencae 4:0abe81f5d9fd 299 }
eencae 4:0abe81f5d9fd 300
eencae 4:0abe81f5d9fd 301 lcd_print(sensor_values,5);
eencae 2:26bf14f4dc84 302
eencae 2:26bf14f4dc84 303 }
eencae 2:26bf14f4dc84 304
eencae 2:26bf14f4dc84 305 unsigned int m3pi::get_sensor_array_value(unsigned int values[])
eencae 2:26bf14f4dc84 306 {
eencae 2:26bf14f4dc84 307 unsigned int value = 0;
eencae 2:26bf14f4dc84 308
eencae 2:26bf14f4dc84 309 // loop through each bit, starting from PC4
eencae 2:26bf14f4dc84 310 for (int i = 4; i >= 0; i--) {
eencae 2:26bf14f4dc84 311
eencae 2:26bf14f4dc84 312 unsigned int weight = pow(2.0,4-i);
eencae 2:26bf14f4dc84 313
eencae 2:26bf14f4dc84 314 // check if over threshold
eencae 2:26bf14f4dc84 315 if (values[i] > 500) {
eencae 2:26bf14f4dc84 316 // add equivalent binary weight to value
eencae 2:26bf14f4dc84 317 value += weight;
eencae 2:26bf14f4dc84 318 }
eencae 2:26bf14f4dc84 319
eencae 2:26bf14f4dc84 320 }
eencae 2:26bf14f4dc84 321
eencae 2:26bf14f4dc84 322 return value;
eencae 2:26bf14f4dc84 323 }
eencae 2:26bf14f4dc84 324
eencae 2:26bf14f4dc84 325 float m3pi::calc_line_position(unsigned int values[])
eencae 2:26bf14f4dc84 326 {
eencae 2:26bf14f4dc84 327 // calculate weighted average
eencae 2:26bf14f4dc84 328 unsigned int value =
eencae 2:26bf14f4dc84 329 (0*values[0]+1e3*values[1]+2e3*values[2]+3e3*values[3]+4e3*values[4])/
eencae 2:26bf14f4dc84 330 (values[0]+values[1]+values[2]+values[3]+values[4]);
eencae 2:26bf14f4dc84 331
eencae 2:26bf14f4dc84 332 // scale to between -1.0 and 1.0
eencae 2:26bf14f4dc84 333 float position = (int(value) - 2000)/2000.0;
eencae 2:26bf14f4dc84 334
eencae 2:26bf14f4dc84 335 float is_on_line = false;
eencae 2:26bf14f4dc84 336
eencae 2:26bf14f4dc84 337 // loop through and check if any sensor reading is above the threshold
eencae 2:26bf14f4dc84 338 for (int i = 0; i<5; i++) {
eencae 2:26bf14f4dc84 339 if (values[i] > 500) {
eencae 2:26bf14f4dc84 340 is_on_line = true;
eencae 2:26bf14f4dc84 341 }
eencae 2:26bf14f4dc84 342 }
eencae 2:26bf14f4dc84 343
eencae 2:26bf14f4dc84 344 // update last line position if over line
eencae 2:26bf14f4dc84 345 if (is_on_line) {
eencae 2:26bf14f4dc84 346 _last_line_position = position;
eencae 2:26bf14f4dc84 347 }
eencae 2:26bf14f4dc84 348
eencae 2:26bf14f4dc84 349 // if not on line then the last line position will have the last value when over line
eencae 2:26bf14f4dc84 350 return _last_line_position;
eencae 2:26bf14f4dc84 351 }
eencae 2:26bf14f4dc84 352
eencae 0:56320ef879a6 353 /////////////////////////////// private methods ////////////////////////////////
eencae 0:56320ef879a6 354
eencae 0:56320ef879a6 355 void m3pi::reset()
eencae 0:56320ef879a6 356 {
eencae 0:56320ef879a6 357 // pulse the reset line (active-high)
eencae 3:5015bc2d1cf8 358 _reset->write(1);
eencae 3:5015bc2d1cf8 359 wait_ms(100);
eencae 0:56320ef879a6 360 _reset->write(0);
eencae 0:56320ef879a6 361 wait_ms(100);
eencae 0:56320ef879a6 362 }