最近搞了个petoi的机器狗，是基于opencat这个框架做的，这里来读一读opencat的代码，顺便入一下嵌入式开发的门

顺便体验一下gpt，看看在目前大模型的帮助下自己入门一个新领域需要多长时间。

这里的代码仓库是opencat的esp32版本：https://github.com/PetoiCamp/OpenCatEsp32

板子

电源目前还看不太懂，就不看了，这里就是看看一些功能性的模块

• ESP32，SoC，有WiFi，蓝牙，16M的flash
• CP2102 UART to USB，是用来做串口通信的
• MPU6050，是陀螺仪，用来获知当前的动作状态，通过I2C和ESP32连接
• EEPROM，持久化存储，通过I2C和ESP32连接，有64k的空间
• 12个PWM舵机接口：一般是3个接口，电源，地（电源负极），控制信号，用来控制舵机的转角
• 还有一些其他的，暂时不关注

代码

然后看看代码，ESP32支持使用Arduino IDE开发，代码读起来也比较简单。和普遍的C程序类似，Arduino的程序预定义了setup()和loop()两个函数

1. setup() 函数：
   • setup() 函数只在整个程序的开始时调用一次。它用于初始化变量、配置引脚模式、启动外围设备、初始化串行通信等。
   • 在setup()函数中，你会设置你的Arduino板需要的所有初始配置。一旦setup()函数完成执行，Arduino将永远不会再次进入这个函数。
2. loop() 函数：
   • loop() 函数在setup()函数之后被调用，并且会不断地重复执行，直到Arduino板断电或重置。
   • 在loop()函数中，你编写需要重复执行的任务，比如读取传感器数据、处理输入、控制输出设备等。
   • loop()函数的执行频率取决于在其中执行的代码的复杂性和Arduino板的处理能力。理论上，loop()函数的执行速度尽可能快，但实际上，它受到代码执行时间和板载硬件的限制。

这里的loop就是每执行完一轮就立刻执行下一轮，所以loop的逻辑要足够简单才能执行的够快

setup

Arduino中有一些预定义的库，这个Serial就是一个，负责进行串口通信，一般是debug用。

这里的具体含义就是初始化波特率为115200，即115200 bit/s，然后把缓冲区中的数据都清空，再调用initRobot

initRobot中，先Wire.begin()，这里表示的是初始化I2C总线。

I2C（Inter-Integrated Circuit）是一种用于连接低速外围设备的串行通信协议，常用于传感器、EEPROM、RTC（实时时钟）等设备的通信。
Wire 库是Arduino IDE中内置的库，它提供了与I2C设备通信的接口。Wire.begin() 函数需要在setup()函数中调用，以启动I2C总线，并使Arduino作为I2C设备进行通信准备。

然后打了一些debug日志，如Start等等

printToAllPorts()，这里会把当前板子的名字，这里是"bitte"发给所有的端口。比如发送蓝牙等，具体细节回头再看

* 读取eeprom中的数据
* Wire.beginTransmission()是开启I2C传输会话，DEVICE_ADDRESS是对应的EEPROM设备的I2C地址
* Wire.Wire()写入eeaddress的高8位和低8位。MSB和LSB代表Most Significant Byte和Lease Significant Byte
* Wire.endTransmission()，停止会话，这里就是把上面的地址发给了EEPROM
* Wire.requestFrom()，向EEPROM发送读取请求，请求一个byte的数据
* Wire.read()读取数据

* i2cDetect，扫描I2C网络，并打印出所有连接的I2C的设备的地址
* I2C的地址范围是1～126，，这里是扫描所有的端口
* Wire.beginTransmission(), Wire.endTransmission()，如果返回err为0，说明这个设备有响应，则打印对应的地址
* 如果错误码为4，说明传输超时，设备没有响应（可能是有设备，但是设备坏了什么的），会打印Unknown error

• 然后是i2cEepromSetup，这里应该是读取现有的数据，来看程序是否是第一次初始化
  • 先读一下birth mark，看看是否已经初始化了。如果是新的板子的话，会执行初始化的函数
  • 这里会把sortware version持久化进去
  • 写入sound state和buzzer volume
  • 将moduleActivatedQ数据中的内容写入到eeprom中，这里moduleActivatedQ还不清楚是什么含义
  • playMelody，这里会播个音乐
  • 生成一个新的id，作为robot的名字
  • 这里会询问用户，是否做一些数据的初始化，校准的offset什么的
  • 如果不是第一次执行的话，这里会判断一下代码的版本，如果有升级的话，这里会做resetAsNewBoard，重新初始化
  • 读取moduleActivatedQ数组
  • 这里有一个小疑问是，如果我更改了代码的版本的话，他是否会初始化EEPROM呢？
• 然后是一些其他设备的初始化：
  • imuSetup，陀螺仪的初始化，inertial measurement unit，即惯性测量单元
  • bleSetup，bluetooth low energy
  • blueSspSetup，bluetooth secure simple pairing
• servoSetup，初始化伺服系统
  • 伺服系统的介绍：
    • 伺服系统（Servo System）是一种用于精确控制位置、速度和力的系统。它广泛应用于机器人、自动化设备、数控机床、遥控模型等领域。伺服系统通常包括一个伺服驱动器（Servo Driver）和一个伺服电机（Servo Motor）。
      1. 伺服驱动器：伺服驱动器是伺服系统的控制部分，它接收来自控制器的信号，并将其转换为伺服电机可以理解的电信号。伺服驱动器通常具有电流、速度和位置控制功能，可以精确控制伺服电机的运动。
      2. 伺服电机：伺服电机是伺服系统的执行部分，它将电信号转换为机械运动。伺服电机通常具有高扭矩、高精度、快速响应的特点，可以快速准确地执行指令。
    • 伺服系统的工作原理通常包括以下步骤：
      • 指令输入：控制器发送一个指令给伺服驱动器，指示伺服电机需要达到的位置、速度或力。
      • 信号处理：伺服驱动器接收到指令后，进行信号处理，生成一个可以驱动伺服电机的电信号。
      • 电机驱动：伺服驱动器将处理后的电信号发送给伺服电机，伺服电机根据电信号驱动机械部件运动。
      • 反馈调整：伺服系统通常包括一个反馈机制，如编码器或霍尔效应传感器，用于检测伺服电机的实际位置或速度。反馈信号发送回伺服驱动器，驱动器根据反馈信号调整电信号，以实现精确控制。
  • 先读取EEPROM中的校准值到servoCalib中
  • allocateTimer，还不清楚是干什么的
  • attachAllESPServos
    • 遍历所有的PWM，一共12个，然后这里的DOF是8（DOF是自由度的意思，degrees of freedom。具体计算还不是很清楚，这里他一共有8个关节，可能就是8个DOF的意思）
    • 获取servoModule的类型，这个计算方式很诡异，对于前8个是regular，然后后面4个是knee
    • 代码提前定义了ServoModel，分别是servoG41, servoP1S和servoP1L，定义了伺服系统的angel range, frequency, minPulse, maxPulse
      • 等下看看具体都代表什么
    • Servo.attach(PWM_pin, modelObj)，给对应的伺服系统添加pin，以及model obj。
    • zeroPosition，记录对应关节的offset
    • calibratedZeroPosition，修正关节的offset
• 如果定义了VOLTAGE的话，这里会检测，如果是电量过低，会死循环，不会继续推进了

• QA，quality assurance program，应该是一些测试之类的玩意，保证硬件正常

• 写入birth mark，标记板子初始化正确。让我联想到一些原子初始化相关的事情。如果初始化到一半，写入内存失败怎么半？感觉应该记录一个initializing的状态，如果是初始化未完成，会放弃读取EEPROM中的所有数据。或者单纯在没有初始化的时候就不读取EEPROM

• initModuleManager()，下来再看看

Servo

伺服系统可以通过脉冲宽度调整（Pulse Width Modulation, PWM）和角度调整来实现精确控制，这主要是因为伺服电机的设计和控制方式。伺服电机通常包括一个旋转编码器，它可以测量电机轴的旋转角度。这种设计使得伺服系统能够通过两种不同的方式进行控制：
1. 脉冲宽度调整（PWM）：
- 伺服系统使用PWM信号来控制电机的转速。PWM信号的频率和占空比决定了电机的转速和方向。
- 频率（F）是指PWM信号的周期数，而占空比（D）是指每个周期中信号为高电平的时间与整个周期的比例。
- 通过改变PWM信号的频率和占空比，可以精确控制电机的转速和方向。
2. 角度调整：
- 伺服电机通常配备了旋转编码器，它可以测量电机的旋转角度。
- 控制器通过发送一系列的脉冲信号来控制电机的旋转角度。每个脉冲信号都会导致电机旋转一定角度，这个角度通常由控制器内部的精确计数器来测量。
- 通过发送特定数量的脉冲信号，可以精确控制电机的旋转角度。例如，发送100个脉冲信号可能会导致电机旋转90度。

• 看一看Servo的逻辑，这个貌似是一个开源的库，ESP32的Servo library
• attach，传入GPIO的引脚号，以及ServoModel，即上面说的angleRange什么的
  • 这里就是记录一些参数，然后调用pwm.attachPin()，每一个Servo都有一个ESP32PWM的成员
• write()，设置Servo的角度，单位是度。这里的语意是：
  • 如果传入的value是0~180，则认为是degree
  • 如果传入的value是min~max，这里直接设置的是500 ~ 2500，则会认为是microseconds。这里是设置脉冲宽度
• writeMicroseconds()，以脉冲宽度写入Servo
• read()，读取上次设置的脉冲宽度，以angle来读
• readMicroseconds，读取上次写入的脉冲宽度，以microsecond来读

这里主要的逻辑都在ESP32PWM中，用来发送PWM信号。问了下GPT，发送ESP32中发送PWM信号有几种：
* 可以直接用Arduino的analogWrite
* 使用GPIO直接发送PWM信号
* ledc库
* 使用定时器生成PWM信号
* 外部PWM发生器

ledcWrite()本来用来控制led灯带的亮度，原理是通过发送PWM信号，来控制电流的通断时间，从而控制电流的大小，来调节亮度。
ledcWrite()的参数是接受一个通道号和占空比，ledcWrite将占空比转化为PWM信号发送给对应的LED灯带通道
https://docs.petoi.com/v/chinese/li-cheng/8.-pwm
ledc:
* ledcSetup，设置通道的频率，resolution。ESP32中有16个通道，8个高速通道和8个低速通道。这里的精度有上限，如果频率很高，那么占空比就不能很细致。大概感觉就是他的timer是有精度上限的。设置timer生成信号的频率就可以得到PWM信号了。
* ledcAttachPin，设置ledc的输出引脚，就是把对应的通道的PWM信号发给那个设备来控制
* ledcWrite，选择通道，设置他的占空比进行输出

先写到这里吧，感觉舵机这块需要单独看看他的module test