基于张大头步进电机的二维云台实现与串口协议二次封装
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环境准备
ESP32 + VSCode + PlatformIO
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克隆仓库
git clone https://github.com/LanternCX/ZDT-PTZ.git cd ZDT-PTZ
在 PIO 中打开仓库并烧入代码就可以通过串口命令进行调试
二维云台封装
#include <Arduino.h>
#include "PTZ.hpp"// 使用 Serial1 作为云台通信串口，电机地址分别为 1 (水平) 和 2 (垂直)
PTZ ptz(Serial1, 1, 2);void setup() {
Serial.begin(115200);
// 初始化云台串口
Serial1.begin(115200, SERIAL_8N1, 25, 26);
// 延时等待硬件就绪
delay(2000);
// 初始化云台
ptz.init();
}详细的使用请参考 PTZ.hpp 中的接口注释
| 方法 | 说明 |
|---|---|
init() |
电机初始化 |
set_x_speed(speed, acc) |
设置水平轴速度，speed 单位 rpm (±5000)，acc 加速度 (0~255) |
set_y_speed(speed, acc) |
设置垂直轴速度，同上 |
set_x_angle(angle, speed, acc) |
设置水平轴绝对角度，angle 单位 °，默认速度 30 rpm |
set_y_angle(angle, speed, acc) |
设置垂直轴绝对角度，同上 |
add_x_angle(angle, speed, acc) |
在当前位置基础上增加水平角度 |
add_y_angle(angle, speed, acc) |
在当前位置基础上增加垂直角度 |
get_x_angle() |
获取当前水平轴角度 |
get_y_angle() |
获取当前垂直轴角度 |
reset() |
重置状态 |
sync_all() |
同步启动所有等待同步的命令 |
#include <Arduino.h>
#include "Stepper.hpp"// 示例：使用 Serial1，地址为 1
Stepper stepper(Serial1, 1);void setup() {
// 串口初始化
Serial1.begin(115200, SERIAL_8N1, 25, 26);
// 电机初始化
stepper.init();
}详细的使用请参考 Stepper.hpp 中的接口注释
| 方法 | 说明 |
|---|---|
init() |
电机初始化 |
enable() |
使能电机 |
disable() |
禁用电机 |
stop(sync=false) |
停止运动，可选择是否等待同步启动 |
set_zero(is_store=false) |
将当前位置标记为零点，可选择是否存储 |
to_zero() |
清零（快速回零，不存储） |
set_speed(speed, acc=0, sync=false) |
速度模式控制，speed rpm (±5000)，acc 加速 (0~255) |
set_position(step, speed, acc, is_sync) |
绝对位置控制，step 脉冲数 (±3200 步/圈)，其他同上 |
add_position(step, speed, acc, is_sync) |
相对位置控制 |
reset() |
重置驱动器状态 |
get_angle() |
获取当前角度，单位 ° |
static sync_all(serial) |
同步启动所有等待同步的命令，传入串口引用 |
在 Main.cpp 中定义了一些串口命令，可以当作是示例代码
主控接收到串口指令后，通过 serial_on_msg() 解析并调用 PTZ 接口。以下是支持的命令：
| 命令前缀 | 参数格式 | 描述 | 示例 |
|---|---|---|---|
STOP |
无 | 停止所有运动并清零 | STOP |
RESET |
无 | 停止运动，可选清零（enable 时） | RESET |
RUN |
无 | 恢复运行，接收命令生效 | RUN |
SPEED |
x y |
同步设置水平 (x) 与垂直 (y) 速度 ([-10,10]) | SPEED 5 -5 |
DEG_SET |
x y (整数角度) |
设置水平 (x°) 与垂直 (y°) 绝对角度 | DEG_SET 90 30 |
DEG_ADD |
x y (整数角度) |
在当前角度基础上增加水平 (x°) 与垂直 (y°) | DEG_ADD -15 10 |
注意事项：
- 字符串以
\r\n结尾都可以 - 参数范围会在代码中通过
max/min限制。