本文将介绍如何基于 睿擎工业开发平台 实现在 MIPI 接口的显示屏上进行 EtherCAT 应用开发学习，以开发板作为主机，与伺服控制器进行通信，通过显示屏进行伺服电机的位置控制，需要开发者对 EtherCAT 基础知识有一定的了解。

EtherCAT 控制电机示例

本示例通过 LVGL + EtherCAT 示例，完成对 EtherCAT 伺服控制器和远程 IO 的初始化配置，使伺服电机控制器工作在 CSP 模式。在 EtherCAT 主站过程数据同步回调函数中，实现对电机的位置控制，并循环输出电平给远程 IO 设备，让 IO 设备输出流水灯的效果。在显示屏上还可以观察到电机此时的期望位置、当前位置，通过控制显示屏的运行开关以及位置滑块，就可以控制电机到达指定位置。

硬件准备

• 睿擎工业开发平台支持 7 寸显示屏一套
• 睿擎工业开发平台支持板卡 1 块（推荐睿擎派 RC3506）
• EtherCAT 伺服驱动器一套（推荐力川 LC10E-400W）
• EtherCAT 远程 IO 一套（可选，16DI 16DO）
• 串口调试器、jlink 调试各一套

硬件连接

警告

必须在断电状态下进行连接操作

1.电机连接

用网线将伺服控制器 IN 口与开发板 ETH0 网口连接，并将远程 IO 模块的 IN 口连接到伺服控制器的 OUT 口。伺服电机的电源线和编码器线分别接入电源口和 CN3 连接口。如图所示：

2.显示屏连接

开发板的 mipi 接口和显示屏的接口连接好，开发板 MIPI 接口位置如图所示：

注意接口防呆设计，确保方向正确，轻轻锁紧连接器扣具。

创建工程点击展开

1. 依次点击 “文件” -> “新建” -> "RT-Thread RuiChing App 项目"。

   

2. 在弹出新建向导中选择 开发版 、BSP: 、示例 、 调试器/下载器。选择好之后点击 “完成”。

   

3. 点击 “完成” 后，等待工程创建完成。

   

4. 创建完成。

   

构建工程点击展开

1. 单击工程使工程进入 Active-Debug 模式。

   

2. 点击工具栏上的构建按钮进行工程编译。

   

3. 构建成功后，会显示构建成功的信息。

   

固件下载点击展开

1. 固化设备树

   

2. 固化 APP

   

核心示例代码

• LVGL 线程启动和 EtherCAT 初始化

applications/ethercat_domain.c

int main(void)
{
    rt_kprintf("Hello, RT-Thread app\n");

    lvgl_thread_init();
    ethercat_domain_init();

    return 0;
}

• EtherCAT lc_csp_mode 函数

ethercat_domain.c

static int lc_csp_mode(const char *ifname)
{
    int slave_counts;
    uint16_t state;
    rt_err_t err;

    ecat_service_init();

    if (ifname)
    {
        csp_master.nic0 = ifname;
    }

    err = ecat_master_init(&csp_master);
    if (err)
    {
        rt_kprintf("ethercat master init failed, err:%d\n", err);
        return err;
    }

    err = ecat_config_init(&csp_master, RT_FALSE);
    if (err)
    {
        rt_kprintf("ethercat master init failed, err:%d\n", err);
        return err;
    }

    slave_counts = ecat_slavecount(&csp_master);
    rt_kprintf("Found slaves count:%d\n", slave_counts);

    err = ecat_write_state(&csp_master, 0, EC_STATE_PRE_OP);
    if (err)
    {
        rt_kprintf("ecat_write_state PRE_OP failed\n");
        return err;
    }

    state = EC_STATE_PRE_OP;
    err = ecat_check_state(&csp_master, 0, &state, 2000000 * 3);
    if (err != RT_EOK)
    {
        rt_kprintf("Not all slaves reached PRE_OP state.\n");
        return err;
    }

    ecat_config_dc(&csp_master);

    lc_pdo_config(&csp_master);

    err = ecat_config_map_group(
        &csp_master, (void *)(csp_master.process_data), 0);
    if (err != RT_EOK)
    {
        rt_kprintf("ecat_config_map_group failed\n");
        return err;
    }

    err = ecat_write_state(&csp_master, 0, EC_STATE_SAFE_OP);
    if (err != RT_EOK)
    {
        rt_kprintf("ecat_write_state PRE_OP failed\n");
        return err;
    }

    state = EC_STATE_SAFE_OP;
    err = ecat_check_state(&csp_master, 0, &state, 20000000 * 3);
    if (err != RT_EOK)
    {
        rt_kprintf("Not all slaves reached SAFE_OP state.%d\n", err);
        return err;
    }

    err = ecat_write_state(&csp_master, 0, EC_STATE_OPERATIONAL);
    if (err != RT_EOK)
    {
        rt_kprintf("ecat_write_state PRE_OP failed\n");
        return err;
    }

    struct rpdo_csp *rmap = (struct rpdo_csp *)(csp_master.process_data);
    struct tpdo_csp *tmap =
        (struct tpdo_csp *)(csp_master.process_data + sizeof(struct rpdo_csp));
    rmap->control_word = 0x8;

    /* swith mode */
    int _chk = 400;
    do
    {
        servo_switch_op(rmap, tmap);
        ecat_send_processdata_group(&csp_master, 0);
        ecat_receive_processdata_group(&csp_master, 0, 2000000 * 3);
        state = EC_STATE_OPERATIONAL;
    } while (
        _chk-- && (ecat_check_state(&csp_master, 0, &state, 2000) != RT_EOK));

    struct ecat_timer t;
    ecat_timer_start(&t, 1000);

    while (1)
    {
        servo_switch_op(rmap, tmap);

        if (servo_run == 0)
        {
            rmap->control_word = 0x2;
            /* get the current position */
            motor_current_pos = PULSE_TO_ANGLE(tmap->cur_pos);
            rmap->dest_pos = tmap->cur_pos;
            goto stop;
        }

        ecat_send_processdata_group(&csp_master, 0);
        ecat_receive_processdata_group(&csp_master, 0, 2000 * 10);
        if (rmap->control_word == 7)
        {
            rmap->mode_byte = 0x8;
            rmap->dest_pos = tmap->cur_pos;
        }
        if (rmap->control_word == 0xf)
        {
            if (motor_target_pos_last != motor_target_pos)
            {
                /* get the current position */
                motor_current_pos = PULSE_TO_ANGLE(tmap->cur_pos);

                if (abs(motor_current_pos - motor_target_pos) <= 0)
                {
                    rmap->dest_pos = tmap->cur_pos;
                    if (abs(tmap->cur_pos - rmap->dest_pos) <= 10)
                    {
                        motor_target_pos_last = motor_target_pos;
                    }
                    goto stop;
                }
                if (servo_dir)
                {
                    rmap->dest_pos -= motor_step;
                }
                else
                {
                    rmap->dest_pos += motor_step;
                }
            }
        }
        while (ecat_timer_is_expired(&t) == RT_FALSE);
        ecat_timer_start(&t, 1000);
stop:
        ecat_send_processdata_group(&csp_master, 0);
        ecat_receive_processdata_group(&csp_master, 0, 2000 * 10);
        rt_thread_delay(1);
    }

    return 0;
}

运行程序

连接开发板，在 RuiChing Studio IDE 中启动调试，结果如下：

• 电机现象

移动显示幕的滑块到某一位置后，点击 Run/Stop 按钮即可运行电机，可以观察到电机通过设定的方向旋转到指定位置，电机停止只需再次点击 Run/Stop 按钮，且点击 Direct/Reverse 按钮可以改变电机旋转方向。不关闭 Run/Stop 按钮电机可一直滑动滑块，松开后电机会再次移动指定位置。其中位置表盘也可以显示当前位置和期望位置。

EtherCAT 示例运行后，远程 IO 模块输出端会呈现流水灯的方式控制，驱动器风扇会开启，面板显示 88rn 字符。

• 显示屏现象