Arquitectura Software

Visión general

El firmware de FujitoraBot2 corre sobre STM32F405RGT6 con LibOpenCM3. Sigue un modelo baremetal con interrupciones jerarquizadas: el SysTick a 1 kHz orquesta las lecturas de sensores y encoders, mientras que un timer de alta prioridad (TIM5) ejecuta el lazo de control a 1 kHz.

Flujo principal

flowchart TD
    A[main] --> B[setup]
    B --> C[show_battery_level]
    C --> D[eeprom_load]
    D --> E[sensors_calibration]
    E --> F{race_started?}
    F -->|No| G[menu_handler]
    G --> H{check_start_run?}
    H -->|Sí| I[Configurar cinemática]
    I --> J[Cuenta atrás + fade RGB]
    J --> K[Arrancar motores]
    K --> F
    H -->|No| F
    F -->|Sí| L{IR start off?}
    L -->|Sí| M[emergency_stop]
    L -->|No| F

Mapa de interrupciones

IRQ	Prioridad	Handler	Función
SysTick	0 (máx)	sys_tick_handler	Clock tick, encoders, ESC init, botones, sensores, giro, batería
DMA2 Stream0	1	dma2_stream0_isr	Lectura DMA de ADC1 → actualización multiplexor
TIM2	2	—	Captura encoder derecho
TIM5	3	tim5_isr	Lazo de control PID @ 1 kHz
USART3	4	—	Recepción UART (no crítica)

Las prioridades están definidas en setup.c:52-63. La prioridad 0 es la más alta en el esquema NVIC de Cortex-M4 (16 grupos).

SysTick (1 kHz)

El sys_tick_handler en main.c:19-27 ejecuta cada milisegundo:

1. clock_tick() — incrementa el contador de tiempo del sistema
2. update_encoder_readings() — lee encoders en cuadratura y calcula odometría
3. init_esc() — secuencia de inicialización de los ESCs (5 s de pulso neutro)
4. check_buttons() — lee los botones físicos
5. sensors_update_line_position() — calcula la posición de la línea
6. update_gyro_readings() — lee el giroscopio y actualiza el ángulo integrado
7. update_battery_voltage() — lee y filtra la tensión de batería

Lazo de control (TIM5, ~1 kHz)

El tim5_isr en setup.c:247-251 invoca control_loop() que implementa el control PID en cascada:

flowchart TD
    A[control_loop] --> B{race_started?}
    B -->|No| C[Parar motores + fan]
    B -->|Sí| D[update_ideal_linear_speed]
    D --> E[update_fan_speed]
    E --> F{control_strategy}
    F -->|ENCODERS| G[PID velocidad lineal]
    F -->|PWM| H[% PWM directo]
    G --> I[Cálculo corrección angular]
    H --> I
    I --> J[PID angular + sensores línea]
    J --> K[Conversión voltaje → PWM]
    K --> L[set_motors_pwm + set_fan_speed]
    L --> M[macroarray_store]

(ver Control PID)

ADC y DMA

El ADC1 lee 3 canales en modo scan continuo con DMA circular (DMA2 Stream0):

• Canal 10 (PC0): multiplexor 8:1, sensores 0–7
• Canal 11 (PC1): multiplexor 8:1, sensores 8–15
• Canal 12 (PC2): multiplexor 8:1, sensores 16–23

Cada vez que el DMA completa una transferencia (3 lecturas), la ISR sensors_update_mux_readings() asigna las lecturas al slot correcto del array de 24 sensores y avanza el multiplexor.

Máquina de estados del menú

stateDiagram-v2
    [*] --> MenuRun
    MenuRun --> MenuConfig : pulsación larga mode
    MenuConfig --> MenuRun : pulsación larga mode

    state MenuRun {
        [*] --> SpeedSelect
        SpeedSelect --> RaceMode : mode btn
        RaceMode --> Adaptative : mode btn
        Adaptative --> BiggerFilter : mode btn
        BiggerFilter --> DigitalSensors : mode btn
        DigitalSensors --> Encoders : mode btn
        Encoders --> SpeedSelect : mode btn
    }

    state MenuConfig {
        [*] --> Calibration
        Calibration --> Debug : mode btn
        Debug --> Calibration : mode btn
    }

(ver Menú)

Módulos del proyecto

Módulo	Archivos	Descripción
setup	setup.c/h	Configuración de relojes, GPIO, timers, ADC, SPI, DMA
control	control.c/h	Lazo PID, arranque/parada, gestión de carrera
sensors	sensors.c/h	Lectura y calibración de 24 sensores de línea
motors	motors.c/h	Control PWM de motores y ventilador
encoders	encoders.c/h	Odometría y velocidades
mpu	mpu.c/h	Giroscopio MPU-6500 vía SPI
menu	menu.c/h	Sistema de menú principal
menu_run	menu_run.c/h	Menú de selección de modos de carrera
menu_configs	menu_configs.c/h	Menú de calibración y debug
kinematics	kinematics.c/h	Perfiles de velocidad predefinidos
battery	battery.c/h	Medición de batería
leds	leds.c/h	Control de LEDs (estado, RGB, info)
eeprom	eeprom.c/h	EEPROM emulada en flash
debug	debug.c/h	Sistema de debug y telemetría
macroarray	macroarray.c/h	Buffer de logging para análisis post-carrera
delay	delay.c/h	Utilidades de tiempo (ms, us, DWT)
utils	utils.c/h	map() y constrain()
buttons	buttons.c/h	Lectura de botones e IR start
usart	usart.c/h	Redirección de printf a USART3

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Documento generado el 2026-06-25. Ver también Hardware, Control PID.