Arquitectura Software

El firmware de UltiBot corre sobre dos microcontroladores independientes que se comunican por USART. La placa principal (STM32F4) ejecuta el bucle de estrategia a ~10 Hz mientras que la placa FOC (STM32F1) ejecuta el control de motores a ~1 kHz.

Bucle Principal — STM32F401CCU6

flowchart TD
    A[Inicio] --> B[setup: relojes, GPIO,<br/>ADC+DMA, USART, SysTick]
    B --> C[eeprom_load]
    C --> D[rc5_init]
    D --> E{Loop principal}
    E -->|delay 100ms| F{¿Competición?}
    F -->|No iniciada| G[check_menu_button]
    F -->|Iniciando| H[Cuenta atrás 5s]
    F -->|Iniciada| I[control_main_loop]
    G --> E
    H --> E
    I --> E

Tiempos del bucle principal

Fase	Frecuencia	Descripción
Bucle principal	~10 Hz	Estrategia, menú, LEDs
SysTick ISR	1 kHz	Lectura de sensores, filtrado
DMA ADC	Continua	8 canales en modo circular

El bucle principal incluye un delay(100) incondicional que limita la tasa de ejecución a ~10 Hz. La estrategia PID se ejecuta una vez por iteración del bucle principal.

Nota: El código contiene un TODO para mover control_main_loop() a una ISR independiente a 1 kHz, lo que mejoraría la frecuencia de control. Ver SW-01.

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ISR del SysTick (1 kHz)

Parámetro	Valor
Frecuencia	1 kHz
Período	1 ms

El sys_tick_handler ejecuta en cada tick:

1. clock_tick() — incrementa contador global de milisegundos
2. update_sensors_readings() — procesa el array de sensores completo
3. update_sensors(): media móvil de 20 muestras, calibración, umbralización
4. update_sensors_position(): cálculo del centroide ponderado del rival

sequenceDiagram
    participant SysTick
    participant Sensors
    participant ADC_DMA

    ADC_DMA->>Sensors: raw_values[8] (continuo)
    SysTick->>Sensors: update_sensors_readings()
    Sensors->>Sensors: update_sensors()<br/>media móvil 20 muestras
    Sensors->>Sensors: update_sensors_position()<br/>centroide ponderado

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ISR del DMA2 Stream0

Se dispara al completar cada ciclo de 8 conversiones ADC. Solo limpia el flag de interrupción — los datos ya están en el buffer circular sensors_raw[] por DMA.

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ISR de USART6

Recibe respuestas de la placa FOC. Usa un buffer estático de 8 bytes. Las tramas se delimitan por \n.

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ISR de EXTI3 (RC5)

Gestiona la recepción del mando infrarrojo RC5. Alterna entre flancos de subida y bajada en cada interrupción para decodificar el protocolo Manchester.

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Máquina de Estados de Competición

stateDiagram-v2
    [*] --> Idle
    Idle --> Countdown: Botón start
    Countdown --> Opening: 5s transcurridos
    Countdown --> Idle: RC5 stop
    Opening --> Running: Apertura completada
    Opening --> KeepingInside: Sensor línea activo
    Running --> KeepingInside: Sensor línea activo
    KeepingInside --> Running: Recuperación (200ms)
    KeepingInside --> Opening: Recuperación (estado anterior)
    Running --> Idle: RC5 stop
    Opening --> Idle: RC5 stop

Estados

Estado	Descripción
Idle	Esperando botón de inicio. Menú y debug activos
Countdown	Cuenta atrás de 5 segundos con animación LED
Opening	Ejecutando maniobra de apertura seleccionada
Running	Estrategia de combate activa
KeepingInside	Recuperación tras detectar línea (retrocede 200ms + gira 200ms)

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Distribución de prioridades NVIC

Periférico	Prioridad (0=máx)	Función
SysTick	16×1 = 16	Temporización y sensores
TIM3	16×2 = 32	(reservado)
DMA2 Stream0	16×3 = 48	Transferencia ADC completa
USART6	16×4 = 64	Recepción datos FOC
USART1	16×5 = 80	Recepción debug

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Compartición de código con OPRcontrolFOC

La placa principal incluye commands.h del submódulo OPRcontrolFOC mediante el flag de compilación -I ../OPRcontrolFOC/source_code/include. Esto asegura que ambos lados usen los mismos caracteres de comando (D, E, R, L).

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Documento generado el 2026-06-30. Ver también Hardware, Control, Comunicaciones.