7天阅读betaflight

main就做初始化和 scheduler() 分配任务。

前情提要：

 common_pre.h、target.h 、common_post.h 三者的关系:feature配置都在里面了喵
┌──────────────────┐
│ common_pre.h     │  全局默认配置（第一层）
│ 所有板子都用     │
└────────┬─────────┘↓ (被覆盖)
┌──────────────────┐
│ target.h         │  单个飞控板特定配置（第二层）
│ (STM32F722等)    │
└────────┬─────────┘↓ (被覆盖)
┌──────────────────┐
│ common_post.h    │  最后的调整和默认补充（第三层）
│ 基于前两个文件   │
└──────────────────┘

初始化部分：

文件位置： src/main/fc/init.c

// init.c 第265行
systemInit();  
// 文件位置：src/main/drivers/stm32/system_stm32f7xx.c (125行)
// ├─ 配置 MPU (内存保护)
// ├─ 配置 NVIC (中断控制)
// ├─ 初始化周期计数器
// └─ 启动 SysTick (系统节拍)// init.c 第269行
tasksInitData();  
// 文件位置：src/main/fc/tasks.c (465-470行)
// 链接任务实例与任务属性
for (int i = 0; i < TASK_COUNT; i++) {tasks[i].attribute = &task_attributes[i];// 现在每个 tasks[i] 都知道自己要做什么
}// init.c 第272-530行
IOInitGlobal();              // 只是构建一个IO使用表，方便集中查找使用的IO和直接调用IO

// init.c 第386行
initEEPROM();
//这里的EEPROM是抽象的，可以指的SD，外挂flash，file，片上flash。//因为我是使用片上的flash，于是无需从外置芯片搬到ram的过程。//main/target/common_post.c 第574行
#ifndef CONFIG_IN_FLASH
#define CONFIG_IN_FLASH
#endif
extern uint8_t __config_start;   // configured via linker script when building binaries.
extern uint8_t __config_end;     //由链接器填充
#endif/*
参考stm32_flash_f722.ld  
__config_start = ORIGIN(FLASH_CONFIG);
__config_end = ORIGIN(FLASH_CONFIG) + LENGTH(FLASH_CONFIG);
*/readEEPROM();
//1.关闭遥感
//->2.loadEEPROM();//加载config，地址是__config_start;__config_end;
//->3.runtimeFeatureMask创建一个特征32位值，快速查看设备的启用，具体看 features_e 这个枚举类型
//->4.验证各项参数是否正确（重要）并激活GPS/pid那些配置    ==todo==后续也会提到
//->5.打开遥感EXTIInit();//清空中断位/优先级，后续自己开启对应的外设中端
uartPinConfigure();//串口管脚映射
serialInit();//找到能用的串口  pwm/ppm遥控器特殊 ==todo==
/*可选：
buttonsInit();按键
初始Spektrum遥控器
MCO输出时钟
串口反向器 defined(USE_INVERTER) && !defined(SIMULATOR_BUILD)
*/

PG系统部分：

文件位置： src/main/pg/pg.h

先简单介绍一下 PG 的流程：

// ① 先声明PG配置文件的接口
PG_DECLARE(mixerConfig_t, mixerConfig);
// ② 在某处调用这个宏
PG_REGISTER_WITH_RESET_FN(mixerConfig_t, mixerConfig, PG_MIXER_CONFIG, 1);
// ③ 完善重置函数
void pgResetFn_mixerConfig(mixerConfig_t *mixerConfig)//PG_REGISTER_WITH_RESET_FN宏会把PG_DECLARE和pgResetFn_mixerConfig关联起来，详细请看下方的流程 

mixerConfig()->PG_DECLARE(mixerConfig_t, mixerConfig);// src/main/flight/mixer.h (头文件)
PG_DECLARE(mixerConfig_t, mixerConfig);↑这个宏在头文件中声明了接口

//将上方宏展开结果：
extern mixerConfig_t mixerConfig_System;      // 声明
extern mixerConfig_t mixerConfig_Copy;        // 声明// ← 关键：生成访问函数
static inline const mixerConfig_t* mixerConfig(void) 
{ return &mixerConfig_System;  // 指向实际的参数变量
}static inline mixerConfig_t* mixerConfigMutable(void) 
{ return &mixerConfig_System; 
}

// src/main/flight/mixer_init.c (源文件)PG_REGISTER_WITH_RESET_FN(mixerConfig_t, mixerConfig, PG_MIXER_CONFIG, 1);void pgResetFn_mixerConfig(mixerConfig_t *mixerConfig)
{mixerConfig->mixerMode = DEFAULT_MIXER;  // ← MIXER_QUADX// ... 其他初始化
}

//PG_REGISTER_WITH_RESET_FN宏展开：
// ① 定义实际的变量
mixerConfig_t mixerConfig_System;    // ← 存储当前配置
mixerConfig_t mixerConfig_Copy;      // ← 存储备份
uint32_t mixerConfig_fnv_hash;       // ← 校验和// ② 创建注册表
const pgRegistry_t mixerConfig_Registry = {.pgn = PG_MIXER_CONFIG | (1 << 12),.length = 1,.size = sizeof(mixerConfig_t),.address = (uint8_t*)&mixerConfig_System,     // ← 关键指针！.copy = (uint8_t*)&mixerConfig_Copy,.ptr = 0,.reset = {.fn = (pgResetFunc*)&pgResetFn_mixerConfig},  // ← 关键函数！.fnv_hash = &mixerConfig_fnv_hash,
};// ③ 重置函数
void pgResetFn_mixerConfig(mixerConfig_t *mixerConfig)
{// mixerConfig 指向 mixerConfig_SystemmixerConfig->mixerMode = DEFAULT_MIXER;
}

还记得 systemInit() 吗，比较重要的就是readEEPROM()，其中的load数据操作如下，比如第一次烧录代码的时候，会遍历一遍，因为这个宏PG_REGISTER_ATTRIBUTES遍历的起始地址由编译器填充，

调用pgReset(reg);对每个PG参数挨着进行初始化，使用pgRegistry_t这个注册表里面的数据。

bool loadEEPROM(void)
{bool success = true;PG_FOREACH(reg) {const configRecord_t *rec = findEEPROM(reg, CR_CLASSICATION_SYSTEM);if (rec) {// config from EEPROM is available, use it to initialize PG. pgLoad will handle version mismatchif (!pgLoad(reg, rec->pg, rec->size - offsetof(configRecord_t, pg), rec->version)) {success = false;}} else {pgReset(reg);success = false;}*reg->fnv_hash = fnv_update(FNV_OFFSET_BASIS, reg->address, pgSize(reg));}return success;
}

好了，回到main函数的初始化的流程来。我们就知道了：mixerInit(mixerConfig()->mixerMode);中的参数原来是经过① 先声明PG配置文件的接口 ② 在某处调用这个宏 ③ 重置函数 这3个步骤，完成了 mixerConfig->mixerMode = DEFAULT_MIXER;当然模式默认为4轴。

PG_REGISTER_WITH_RESET_FN(mixerConfig_t, mixerConfig, PG_MIXER_CONFIG, 1);void pgResetFn_mixerConfig(mixerConfig_t *mixerConfig)
{mixerConfig->mixerMode = DEFAULT_MIXER;mixerConfig->yaw_motors_reversed = false;mixerConfig->crashflip_motor_percent = 0;mixerConfig->crashflip_expo = 35;mixerConfig->mixer_type = MIXER_LEGACY;
#ifdef USE_RPM_LIMITmixerConfig->rpm_limit = false;mixerConfig->rpm_limit_p = 25;mixerConfig->rpm_limit_i = 10;mixerConfig->rpm_limit_d = 8;mixerConfig->rpm_limit_value = 18000;
#endif
}

除了使用函数赋值，还可以使用模板来赋值

特性	FUNCTION方式	TEMPLATE方式
宏名	PG_REGISTER_WITH_RESET_FN	PG_REGISTER_WITH_RESET_TEMPLATE
reset字段	.reset =	.reset =
初始值定义	void pgResetFn_xxx(type *)	PG_RESET_TEMPLATE(...)

例如：

currentPidProfile = pidProfilesMutable(systemConfig()->pidProfileIndex);// ① 先声明PG配置文件的接口
PG_DECLARE(systemConfig_t, systemConfig);// ② 在调用这个宏 PG_RESET_TEMPLATE
PG_RESET_TEMPLATE(systemConfig_t, systemConfig,...
);
//就不用自己写一个reset函数了

继续回来，mixerInit也就把mixer矩阵放到了ram中，等待后续使用，USE_LAUNCH_CONTROL如果使用了启动控制，mixer矩阵会在启动时发生一定变化，比如禁用某几个电机。

todo去了解一下mixer的物理原理

选择驱动程序的流程图：motorDevInit()↓isMotorProtocolEnabled()?↙ YES                ↘ NO↓                      ↓isMotorProtocolDshot()?      motorNullDevice↙ NO              ↘ YES       (什么都不做)↓                  ↓motorPwmDevInit()   isDshotBitbangActive()?(普通PWM协议)        ↙ YES          ↘ NO├─ Standard         ↓               ↓├─ OneShot          dshotBitbang  dshotPwmDevInit├─ MultiShot        DevInit       (硬件定时器)└─ Brushed          (软件模拟)结果：
motorDevice 指向选中的驱动程序的虚函数表 (vTable)之后systemState |= SYSTEM_STATE_MOTORS_READY;状态更新

后续为初始化beeper，再次运用PG系统，再梳理一遍，后续再遇到PG就跳过了！

beeperInit(beeperDevConfig());↓PG_DECLARE(beeperDevConfig_t, beeperDevConfig);↓PG_REGISTER_WITH_RESET_TEMPLATE(beeperDevConfig_t, beeperDevConfig, PG_BEEPER_DEV_CONFIG, 0);↓即可通过 config->（xxx）取数据了

接下来初始化总线：根据USE_SPI，USE_QUADSPI，USE_OCTOSPI来初始化spi，这属于板子的feature。

TODO MSC 的初始化

启动飞控板↓
检测USB/按钮（进入MSC模式？）↓
┌─── 是 ──→ 初始化Flash → 启用DMA → 启动USB → 等待用户按按钮
│           ↓
│       虚拟文件系统就绪
│       电脑可以访问日志
│
└─── 否 ──→ 清除RTC时间戳 → 继续正常启动返回飞行模式

initBoardAlignment(boardAlignment());  //把eeprom里面的板子倾斜数据进行坐标系的转换//可以在地面站设置，默认3轴都为0
/*流程如下：
【飞控启动】↓
【1】读取PG_RESET_TEMPLATE的默认值boardAlignment.rollDegrees = DEFAULT_ALIGN_BOARD_ROLL (=0)boardAlignment.pitchDegrees = DEFAULT_ALIGN_BOARD_PITCH (=0)boardAlignment.yawDegrees = DEFAULT_ALIGN_BOARD_YAW (=0)↓
【2】从EEPROM加载用户保存的值（覆盖默认值）IF (EEPROM中有用户配置):boardAlignment.rollDegrees = 10   ← 用户在地面站设置的boardAlignment.pitchDegrees = 5   ← 用户在地面站设置的boardAlignment.yawDegrees = 0     ← 用户在地面站设置的↓
【3】使用最终的配置值initBoardAlignment(boardAlignment);  ← 使用从EEPROM加载的值喵喵喵*/sensorsAutodetect() //初始化物理传感器：陀螺仪，加速器，罗盘，磁力计，测距器，内部adcsystemState |= SYSTEM_STATE_SENSORS_READY;//记录状态 

TODO这2个函数包括了一些pid时间的设置和滤波器的一些设置，检测电调协议，加载pid配置，初始化dshot，滤波器，pid，mixer

    // Set the targetLooptime based on the detected gyro sampleRateHz and pid_process_denomgyroSetTargetLooptime(pidConfig()->pid_process_denom);// Validate and correct the gyro config or PID loop time if neededvalidateAndFixGyroConfig();// Now reset the targetLooptime as it's possible for the validation to change the pid_process_denomgyroSetTargetLooptime(pidConfig()->pid_process_denom);//----------------------------------------------#if defined(USE_DSHOT_TELEMETRY) || defined(USE_ESC_SENSOR)// Initialize the motor frequency filter now that we have a target looptimeinitDshotTelemetry(gyro.targetLooptime);
#endif// Finally initialize the gyro filteringgyroInitFilters();pidInit(currentPidProfile);mixerInitProfile();

TODO后续为：

imuInit();//初始化算法层面的传感器，形成特殊矩阵，后续讲解failsafeInit();//初始化故障状态 todo：什么时候会改变故障状态rxInit();//初始化接收机（根据feature），初始化遥感，关闭开关

接着为一系列初始化，大差不差，列一个大纲出来，只讨论一些重要的点：

TODO 遥控接收 VTX图传 MSP通信 传感器校准

✅ 电池管理 (batteryInit)
✅ 遥控接收 (rxInit)
✅ VTX图传 (vtxControlInit / vtxCommonInit)
✅ OSD屏幕 (osdInit / max7456DisplayPortInit)
✅ MSP通信 (mspInit)
✅ 黑匣子 (blackboxInit)
✅ 电机PWM (motorPostInit / motorEnable)
✅ 传感器校准 (gyroStartCalibration)
✅ SPI DMA (spiInitBusDMA)
✅ 任务调度 (tasksInit)⚠️ LED灯条 (ledStripInit) - 装饰效果
⚠️ ESC传感器 (escSensorInit) - 温度监测
⚠️ SmartAudio (vtxSmartAudioInit) - VTX遥控调节
⚠️ 遥测 (telemetryInit) - 实时数据❌ GPS (gpsInit)
❌ SD卡 (sdCardAndFSInit) - 一般FC没有SD卡槽
❌ 仪表盘 (dashboardInit) - 需要额外OLED屏幕

下期的重点为tasksInit，也就是main函数的scheduler()部分。