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0.概述
ros和stm32等嵌入式单片机的最大区别在于ros主要用于处理slam、机器视觉、人工智能这种对于算力要求高,算法复杂的问题;而stm32和arduino等主要用来处理一些边缘事件,比如亮个LED,驱动个电机啥的。相比于ros,实时性强是嵌入式单片机最大的优点(以我做的两轮平衡小车为例,stm32f103的一个周期大概为3ms左右),所以ros和单片机的通讯是必然的。 这篇文章是基于ros的串口函数库来和stm32进行串口通讯。stm32采用usart+dma接收数据。同时也可移植arduino等平台。 1.ROS端配置 共有两个功能包stm32_talker和stm32_listener。由stm32_talker向stm32_listener发布给stm32的命令消息,listener通过串口和stm32双向通讯,再向talker发布反馈消息。笔者这么做的目的是将串口部分分离位一个单独的功能包,方便以后移植。 1.安装串口库 $ sudo apt-get install ros-<版本号>-serial 1 2.创建talker功能包,基于rospy、roscpp、serial这三个包 catkin_create_pkg stm32_talker rospy roscpp serial 1 3.在此功能包下创建两个消息stm32_message_bag和stm32_message_back,分别是发送给stm32的命令和stm32回传的消息,并且将其包含在CMakeList中 消息内容为: //stm32_message_back uint8 data0 uint8 data1 uint8 data2 uint8 data3 uint8 data4 uint8 data5 uint8 data6 uint8 data7 //stm32_message_back uint8 data0 uint8 data1 uint8 data2 uint8 data3 uint8 data4 uint8 data5 uint8 data6 uint8 data7 消息内容是一样的,创建两个只是为了区分,不差这点内存。 创建消息的具体过程在笔者之前的文章中,不再赘述。 4.在src下新建stm32_talker.cpp,并且输入以下代码: #include #include #include stm32_talker::stm32_message_bag msg;//声明命令变量 /****初始化命令****/ void init_message_command() { msg.data0=0x01; msg.data1=0x01; msg.data2=0x01; msg.data3=0x01; msg.data4=0x01; msg.data5=0x01; msg.data6=0x01; msg.data7=0x01; } /****接收到stm32反馈后的回调函数****/ void stm32backcallback(const stm32_talker::stm32_message_bag::ConstPtr& back) { ROS_INFO("I heard back"); uint8_t stm32_back[10]; size_t n=8; stm32_back[0]=back->data0; stm32_back[1]=back->data1; stm32_back[2]=back->data2; stm32_back[3]=back->data3; stm32_back[4]=back->data4; stm32_back[5]=back->data5; stm32_back[6]=back->data6; stm32_back[7]=back->data7; for(int i=0;i<=7;i++) { ROS_INFO("%02x",stm32_back); } } int main(int argc, char **argv) { ros::init(argc,argv,"stm32_talker"); ros::NodeHandle n; ros::Rate loop_rate(10); ros::Publisher stm32_command_pub = n.advertise ros::Subscriber stm32_back_sub = n.subscribe("stm32_back",1000,stm32backcallback);//订阅反馈 while(ros::ok()) { init_message_command(); stm32_command_pub.publish(msg);//发布命令 loop_rate.sleep(); ros::spinOnce(); } } 5.创建listener功能包,基于rospy、roscpp、serial、stm32_talker这四个包 catkin_create_pkg stm32_listener rospy roscpp serial stm32_talker 1 6.在listener功能包下,src文件夹中新建stm32_listener.cpp,并且输入以下代码: #include #include #include #include serial::Serial ser;//串口变量 //打开串口 void openserial() { try { ser.setPort("/dev/ttyUSB0");//设备端口号 ser.setBaudrate(38400);//波特率 serial::Timeout t = serial::Timeout::simpleTimeout(1000);//这个应该是超时,但是是必须的!! ser.setTimeout(t); ser.open();//打开串口 } catch (serial::IOException& e) { ROS_ERROR_STREAM("Unable to open port "); } if(ser.isOpen()) { ROS_INFO("OPEN"); } } //订阅到talker后的回调函数 void stm32commandcallback(const stm32_talker::stm32_message_bag::ConstPtr& command) { ROS_INFO("I heard talker"); uint8_t data[10]; size_t n=8; data[0]=command->data0; data[1]=command->data1; data[2]=command->data2; data[3]=command->data3; data[4]=command->data4; data[5]=command->data5; data[6]=command->data6; data[7]=command->data7; ser.write(data,n); } int main(int argc,char **argv) { ros::init(argc,argv,"stm32_listener"); ros::NodeHandle m; openserial(); //打开串口 ros::Subscriber stm32_command_sub = m.subscribe("stm32_command",1000,stm32commandcallback); ros::Publisher stm32_back_pub = m.advertise while(ros::ok()) { size_t w=ser.available();//串口缓存区字节数 uint8_t buffer[10]; if(w!=0) { ser.read(buffer,w); stm32_talker::stm32_message_back msg_back; msg_back.data0=buffer[0]; msg_back.data1=buffer[1]; msg_back.data2=buffer[2]; msg_back.data3=buffer[3]; msg_back.data4=buffer[4]; msg_back.data5=buffer[5]; msg_back.data6=buffer[6]; msg_back.data7=buffer[7]; w=0; stm32_back_pub.publish(msg_back); ROS_INFO("BACK"); } ros::spinOnce(); } } 关于Cmakelist 与 package的配置可以参考笔者以前文章,这里不再赘述。主要一点就是talker创建了消息,listener引用了消息。 3.stm32配置 工程文件的创建不再赘述,主函数代码如下: #include"stm32f10x.h" #include"systick.h" //PA9_TX PA10_RX uint8_t USART1_RX_BUF[8]; uint8_t USART1_TX_BUF[8]; int sig=0; void SBUS_Configuration(void); void DMA_Config(void); void Data_Back_Init(void); void Send_Data(); int main() { SBUS_Configuration(); DMA_Config(); while(1) { Data_Back_Init(); Send_Data(); delay_ms(500); } } void Data_Back_Init(void) { USART1_TX_BUF[0]=0x00; USART1_TX_BUF[1]=0x00; USART1_TX_BUF[2]=0x00; USART1_TX_BUF[3]=0x00; USART1_TX_BUF[4]=0x00; USART1_TX_BUF[5]=0x00; USART1_TX_BUF[6]=0x00; USART1_TX_BUF[7]=0x00; } void Send_Data() { for(int i=0;i<=7;i++) { USART_SendData(USART1,USART1_TX_BUF); } } void SBUS_Configuration(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; USART_InitTypeDef USART_InitStructure; NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA| RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE); RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE); GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //复用推挽输出 GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //初始化PA.9 // 波特率100000 8个数据位 无校验位 1个停止位 USART_InitStructure.USART_BaudRate = 38400; USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b; USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1; USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_NO; USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None; USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; USART_DMACmd(USART1,USART_DMAReq_Rx,ENABLE); USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, DISABLE); USART_ITConfig(USART1, USART_IT_IDLE, ENABLE);//采取串口空闲中断来处理数据 USART_Cmd(USART1, ENABLE); NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); } void DMA_Config() { DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure; DMA_DeInit(DMA1_Channel5); RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE); // 开启DMA时钟 DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = 0x40013804; // 设置DMA源地址:串口数据寄存器地址*/ DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)USART1_RX_BUF; // 内存地址(要传输的变量的指针) DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC; // 方向:外设到内存 DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 8; // 传输大小 DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable; // 外设地址不增 DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable; // 内存地址自增 DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte; // 外设数据单位 DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte; // 内存数据单位 DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular; // DMA一次模式 DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_Medium; // 优先级:中 DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable; // 禁止内存到内存的传输 DMA_Init(DMA1_Channel5, &DMA_InitStructure); // 配置DMA通道DMA1_Channel5 DMA_Cmd(DMA1_Channel5,ENABLE); // 使能DMA } void USART1_IRQHandler(void) { sig++; u8 clear=0; if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_IDLE) != RESET) { clear = USART1->SR; clear = USART1->DR; DMA_Config(); } } } |
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