前言
, S1 r+ U9 c$ y9 r* l串口通讯对于任何开发板都是非常重要的,也是必学知识之一,通过串口通信可以实现上位机与下位机之间、开发板之间的通讯,可以让我们实时掌握机器人的各个关机的运动状态和传感器的信息。: ]; m: H6 w F: v% e- H& H
( U" D ~( K# a现在的通信协议有很多,比如:UART、USART、CAN、SPI等等,它们功能不同,适用于不同的场合,USART作为单片机之间、下位机与上位机之间最常用的通讯方式之一,它对于数据的收发十分方便,应用日益广泛。+ k5 X0 _9 w2 q: d1 J* `
! f7 \" O6 x) K7 o5 m; c4 c3 e一、USART通信原理
3 v' v( Y% h. K/ O3 v3 ^USART(Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter)中文名叫:全双工通用同步/异步串行收发模块。
- F' H/ q; }( g) |3 F& ~! Z
6 ^! B |7 O7 J2 j. E1 w+ f先对这个名字的各个部分进行解释:
1 s% e* E, d! F: Z3 [1 b" T' N
4 H- f% ?0 G x! \, n
) J+ Q; H" y! ]% B% E1 Y
1 t( V. V& E: W/ c 在平时的工程项目中,我们常用的是全双工串行异步通信方式,虽然串行通信数据是一位一位的发送,但随着近几年科技的高速发展,串行通讯的速度已经逐渐赶超并行通讯了,而且串行通讯方式适用于远距离通讯,比较常用。
0 [$ L5 D2 y9 `2 D/ F z7 S: D* Y
/ c3 P `4 `; E- H: Q h- a( ^# G0 s. XUSART通讯的数据格式大致是这样:
% O- B3 t' z, e6 ~- d5 k. z! m+ e& f8 A8 x$ x! l2 K( i. ]8 o* @
起始位(0)+串行数据帧(从低位到高位传输)+停止位(1)
! g+ V6 X4 L5 v4 C, |/ c) P! `# c
7 H. [0 C) Q9 `( X7 [4 X串行数据帧可以人为设置为8位或者9位,9位是8位数据加上1位校验位(奇偶校验)。
) @4 H: M0 b+ H$ e5 ~/ u6 V: n" P2 I* g+ B% V$ n6 m
另外一个比较重要的概念是波特率,在任何通讯开始之前,通讯双方都要约定好波特率,波特率是每秒发送有效数据的位数(bit/s),双方如果没有约定好一致的波特率,在传输过程中则会出现乱码的情况。
8 [! A0 z/ i. O: K
' [* T& c/ e" v N在STM32中,有专门的数据寄存器和特定的引脚负责USART通讯,并配合有相应的标志位,用于帮我们判断数据是否发送/接收完毕,并且也有相关的库函数帮助我们对串口进行配置。
* s! L7 I2 h4 x& x7 M E3 y
* `0 w+ q& {% Z: y相关寄存器有:发送数据寄存器(TDR)、发送移位寄存器、接收数据寄存器(RDR)、接受移位寄存器。; t3 z* H4 c9 s
0 _7 e2 o. w6 S# s* E
相关标志位有:
# M0 X+ a3 H5 ?5 U1 }' L" `& T6 G, ^, R+ _2 ^. n% Z& z0 F
TEX标志位:1:数据寄存器无数据;0:数据寄存器有数据
3 T5 X; a% v4 s- a) qTX标志位:1:发送完成;0:发送未完成
8 Y6 I2 f# H `8 T* F3 ~1 YRXNE标志位:1:数据接收完成,可以读出;0:数据未收到
0 `$ E; c) S( `2 P5 e; |具体知识在中文参考手册P517,大家可以详细查看
; V7 X" x1 m6 n$ w
~0 G2 ~' M: x* Q二、STM32与PC通讯: p( i+ B g/ h, p6 I, C8 K
STM32与PC通讯需要进行一些配置,这里实现由PC端向STM32发送一个数据,STM32接收到后再发回到PC端,该实验需要用到串口调试助手。# H4 |3 o7 q) a. Y% G e
- u2 c4 ~6 a# L ?
STM32可以作为串口通讯的引脚大家可以通过数据手册进行查看,比如PA9(TX)和PA10(RX)+ f/ I9 \5 Y. n+ n5 S! x5 b
* C3 e- _3 w! Z* k9 q
/ M; W' }% q, P1 d. `: R/ e8 G2 ]- V' X7 Y
串口通讯一般都配合中断进行使用,下面讲解串口配置过程:
# N. [( k7 {$ e; h9 u" H% ?* t. ]; v5 X) d& [- ?& p" e6 C% Q: b. B
USART配置步骤* l4 O+ G, S+ H
1 W% R1 N1 @1 ~! `% |1 Z步骤 函数 1.串口时钟、GPIO时钟使能 RCC_APB2PeriphClockCmd 2.GPIO端口模式配置 GPIO_Init 3.串口参数初始化 USART_Init 4.开启终端并初始化NVIC USART_ITConfig、NVIC_Init 5.使能串口 USART_Cmd 6.编写中断服务函数 USART1_IRQHandler3 V" B: ~$ [( ~, f. h9 D
: w, I" `2 r8 C
my_usart.c 代码如下:
; X" J& `* g+ @; n; j$ D: C8 `. f X6 a6 D; {9 w5 m
- void My_Usart1_Init(int bound)
+ M) p$ Z8 W5 O9 _* i - {6 h: T. M9 D& z5 \, M+ Q* c
- /*1.串口时钟、GPIOA使能*/
2 n$ [% I9 w5 P( p9 L) Z7 _ - RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1 | RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
. h, m' @" ^/ a6 f. M: P+ Q - 3 _ |& z3 c9 l2 Q' Y$ o
- & n" j$ K8 P& u/ c X2 Z6 `
- /*2.GPIO端口模式设置*/
, x; F2 u5 T# o3 f: `$ K2 z. L7 ? - GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;& U! q6 w1 u+ f O: n: {& p
- /*TX*/" @ d5 M/ Z% F! f% X
- GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = Usart1_TX;
% f) g1 `5 [3 f+ D& O. Y - GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;: b7 T/ _/ Q7 G) T$ ]: S
- GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;% X0 D- f3 g8 I( y0 n/ }
- GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);' G. [( [5 }/ ?/ E& b
- /*RX*/
8 K. y9 V* t" ?8 o# z - GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = Usart1_RX;6 B* b9 \2 i a) |6 ~
- GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;5 y3 K7 g$ Z( I6 E
- //GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;( E$ i2 T1 F, | m
- GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);6 h7 f* n4 N' x: \4 q
- # b# ], @$ B7 S( ?# D1 Q
- 5 @3 j- O3 j0 k+ o$ D
- /*3.串口参数初始化*/, r5 K$ c i+ e9 ?5 J5 B+ L4 n; {
- USART_InitTypeDef USART_InitStruct;
. u4 N$ G* w" s# Q - USART_InitStruct.USART_BaudRate = bound;//波特率 Z; k4 x. h- t( I
- USART_InitStruct.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//硬件流控制6 h N9 I" {1 V8 M% `3 i" K5 v
- USART_InitStruct.USART_Mode = USART_Mode_Rx|USART_Mode_Tx;//USART模式# Z* e1 U$ L: P( i2 Q0 c S
- USART_InitStruct.USART_Parity = USART_Parity_No;//校验位
; o2 a+ V$ G! H! s5 L8 [' O a4 b4 w - USART_InitStruct.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//终止位; }- [1 `+ M( l/ H. y
- USART_InitStruct.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//数据长度,如果有奇偶校验就设置为9位
5 X: x- m# Z! Y& `! C: B7 P - USART_Init(USART1, &USART_InitStruct);
: ]. p# F( d" h9 g" p -
9 y. [9 q+ M- |6 p/ j5 Q# d - /*4.开启中断并初始化NVIC*/9 X* D. {1 e# i% e9 ^( A) @5 p( O
- USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开中断,开启接受中断后,接收到数据则会进入中断服务函数$ i( X7 M0 X# a2 J! U# w
- ; x, B" K+ H2 l8 c! |$ \4 [
- NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;
0 Q* e x1 f& e8 C' \* \ - NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
+ V* M3 U/ P0 u" N. [ - NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;) W* H2 _* ~8 q+ c, g1 C
- NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 3;, W( k* o5 r. G1 R5 K* m' G6 s
- NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;' B4 i3 R. n+ q8 P! {& q' R
- NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);//初始化NVIC
& m q% X: d* b2 }6 N - 1 f+ E. L& Q/ R0 L+ A! @+ Q* J! r
- /*5.使能串口*/
3 p* x( D- B- a0 z% H4 t# R - USART_Cmd(USART1, ENABLE);
: `- h) V4 R. P2 o -
5 t& G G6 @; `$ `2 t. M( L- p - /*6.编写中断服务函数*/
' a" C! B" M% W& m% N, T - 9 `5 n4 [% `3 c' ]
- }
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! M/ J& {1 T9 h! y! l1 J: V3 l2 F- p! H3 y6 @9 e2 u9 O& F
进行如上配置后,当STM32接收到PC发送的信息就会进入中断服务函数,中断服务函数接收到数据后再进行发送。9 p5 R: G( m; J! l+ M
' Q+ P/ l4 ~1 G2 O6 e
中断服务函数代码:/ i& u: g8 d9 o# |3 [2 ~$ h
- i$ c! l% L; M) ]- void USART1_IRQHandler(void)
0 J" J" E& R# Q/ Z/ A; i4 L0 F3 f - {9 y) T& s0 F9 w& R2 |
- u16 RX_From_PC;# e. A5 `" Y+ R4 ~1 }) B9 }
- if(USART_GetITStatus(USART1,USART_IT_RXNE) != RESET), d1 r4 ~4 F& C# e, d$ i
- {1 H0 M& Y/ ~/ p- c
- USART_ClearITPendingBit(USART1,USART_IT_RXNE);//清空中断标志位, \5 {0 r- L; P+ k( X
- RX_From_PC = USART_ReceiveByte(USART1);//接收PC端发来的消息" Y' S( f7 q0 S4 [9 B
- USART_SendByte(USART1,RX_From_PC);//将数据发回到PC端
6 r9 m# r* }3 O- {2 I% X# r' f# _ - & y/ o2 w" I3 i! }6 O
- //usartReceiveOneData(&TargetVelocity,&TargetVelocity,&RX_Cmd_Form_Ros);//接收ROS发来的消息
: l: w" l# i5 M* {; d - }
$ x' A3 `, v( u) Y5 b" m - }
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( Q/ j- L) @+ @. V" M& e# y在这里我们没有使用官方固件库中提供的收发函数 USART_ReceiveData 和 USART_SendData,而是使用了我自己对他们进行重写的函数,在其中加入了相关标志位的判断,这样可以保证收发过程中不会发生数据覆盖。
4 W9 o5 u2 K# {$ f. Z1 J2 t' K/ N% s3 A7 {# b
重写后的函数:
; N% \( z( ]3 |: `) l5 R) ^# ]! Q0 ]2 t2 t; J _& q7 V: M. Z
- void USART_SendByte(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t Data)9 \1 _ a+ i- [/ C1 j: N; `
- {. j* U0 g! p H
- /* Check the parameters */3 c+ V6 n d( A8 C' V
- assert_param(IS_USART_ALL_PERIPH(USARTx));
9 I: k1 F, I8 I1 O - assert_param(IS_USART_DATA(Data));
3 P1 f% y1 L7 {! Q8 |+ G
6 A a; M7 _. M: E9 p3 g4 C- /* Transmit Data */
4 o7 X8 y7 H8 [- `# [+ w8 ]9 W - USARTx->DR = (Data & (uint16_t)0x01FF);1 c, H% d7 f+ ^
- while(USART_GetFlagStatus(USARTx,USART_FLAG_TXE)==RESET);
: G" [" G- i8 J8 a7 ?3 A - }; ~9 A! }& R/ N* D/ `5 M& `
; P( C" ]) r& O: p5 O- void USART_SendString(USART_TypeDef* USARTx,char* str) Y$ `$ l# r# q: z" d
- {
% O5 f9 H5 Z& K4 f. e( c) k% R1 M - while((*str) != '\0')2 V- ~. {2 w4 \1 D% W
- {
" ?' f Y8 K5 x! ]- i& z - USART_SendByte(USARTx, *str);0 Y; ^. h- |8 W! [# e
- str++;0 r$ a& l2 V9 j3 [9 `- t
- }; x/ g+ M8 }5 j9 K
- while(USART_GetFlagStatus(USARTx,USART_FLAG_TC)==RESET);
1 i7 m6 F# [+ ^6 ^3 N! Y/ x - }
" O4 Y) k3 W4 G6 P' I
* E3 }5 }, }( R0 V
$ q7 H* s5 x6 K6 P6 `* E+ K- + h7 D' V/ { F
- uint16_t USART_ReceiveByte(USART_TypeDef* USARTx)( r, Z2 M: @& m0 J3 `$ l
- {
3 {4 W+ ~) y+ S9 I - /* Check the parameters */, v3 [: Y6 E. j# x* G
- assert_param(IS_USART_ALL_PERIPH(USARTx));& b5 |2 N! Y* X* d% Y* B* P
- 7 s8 c# y7 X: [" g0 }: c$ W% {1 h
- while(USART_GetFlagStatus(USARTx,USART_FLAG_RXNE)==RESET);
9 x, Z# Z! A+ ]* l% r - : L" R! _+ Z6 k) h
- /* Receive Data */9 ^( s. o# w8 n3 {8 k* w% [ y
- return (uint16_t)(USARTx->DR & (uint16_t)0x01FF);
, A2 L2 O8 M2 B/ g - }
, |; T7 `1 b+ }- S9 t, n
复制代码 % u: e7 [- T u3 m! Z- G" J! b
在主函数中进行相应的初始化,我们就可以通过串口助手与STM32进行通讯了。4 J b' K( P4 [* F
/ Q5 {$ x5 u* H5 D% q, v4 D
6 g8 J# ~" `& q3 Q6 c5 R! e0 s6 d: {" M' {0 C8 g1 M
另外,Keil5是没有终端的,但我们可以通过一些设置也使用printf函数,让数据收发更加方便,我们需要对fputs和fgets这两个函数进行重定向(其实只重定向fputs即可),需要在程序中加入如下代码:
: M. v8 P) W8 ?" }7 R( k5 V& X- S2 r* A! o' o
- /*重定向这两个函数*/$ U. g$ S0 f+ G0 J& L) H
- int fputc(int ch,FILE *f)% S) Z5 m J3 O5 v, {6 Q% B4 V
- {! t& \, o- h' E
- while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TXE) == RESET);+ \. w: {; K0 |8 _
- USART_SendData(USART1,(uint8_t) ch);
4 j. N* h5 }, Y* ]2 P - return ch;
9 ]+ S6 [6 L- I" h - }; l: e" G! y8 @7 S6 f# H+ G% J8 n4 J- H
; d3 C* k. a0 W! J: S- int fgetc(FILE *f), `# L j* X1 J. e2 @( q0 L6 }
- {
1 h9 T1 e/ V* T4 ?; A8 g2 U9 i/ b6 a - while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_RXNE) == RESET);
1 C$ V# f W f7 A/ k: H9 Y# N - return (int)USART_ReceiveData(USART1);
5 \( k1 O1 _8 T# c: f& [1 H" z - }
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7 k) V d1 p) D3 D- \ printf函数使用的是半主机工作模式,需要使用微控制器,需要进行如下配置:
; P! X, {; v& r
; ~! Y" D& g& a; `1 `: e; T
' ~" {2 X) ^& R0 m: v5 m/ b( i5 d3 \$ Y
这玩意功能少一些,如果不想用,则需要在程序中再加入以下代码,这是printf函数的底层程序: l0 x" m& j$ j: u! W7 C. v. e
4 A% j3 V. O9 g2 i- R( Z" _- #pragma import(__use_no_semihosting)! M- F" o+ J# Y/ `, n
- ) M j5 {4 T6 T# u: L
- struct __FILE7 J- {* U; a+ ] o1 ~4 P3 X
- {
4 N- Q. S, X- O* b/ ` - int handle;
+ V; t& u! M: S - };
& J( ?1 _* Y4 d, M
* T4 i1 C, d2 r/ {3 D5 E! h; Q- FILE __stdout;) W2 e; [6 ?4 l1 o
- _sys_exit(int x)
1 n0 Z: q- b# X - {* r T3 k( M7 P
- x = x;# l! n7 h0 f( R3 p/ e6 h* S" J& r
- }
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( T8 t' j8 ]3 o" T, t编译后,我们就可以与PC端进行愉快的通讯了。
5 w s4 K# E1 p$ x, g) b. D3 E; r# }8 ^+ U/ Z
三、STM32与HC-06通讯* K4 L1 |/ O9 ]" E" w) b! m
STM32与HC-06的通讯与PC端的通讯类似,知识接线方式的不同而已,只需要进行如下正确的接线,即可完成顺利地通讯。
6 ^, |0 Q- x$ k3 P) i$ Z1 M
# ~* v6 i/ ^: W5 O
4 `1 D% G. c- g! L' g v
% c! I1 V; ^+ t4 F% J1 H( a
这里要注意的是,给HC-06供电时,需要提供3.6V-6V的电压;另外,要注意看一下STM32的引脚输出电压是多少,HC-06的输入输出电压都是3.3V,比如像Arduino的输出电压为5V,这时单片机的TX在接HC-06的RX时需要分压!
1 G" M" w# }( o7 V+ [; N/ F
0 @+ }. c' ?! g$ c' O0 n四、STM32与ROS通讯
% G+ X5 p3 ^/ B& x9 MSTM32与ROS通讯时,需要定义一个协议,以保证数据传输的可靠性,这个协议是STM32与ROS通讯时最广泛使用的协议,协议格式如下:
3 a) g$ s* f1 n1 Y) F' A' _+ o2 c8 m# X8 z3 Z2 b4 E
数据头55aa + 控制命令 + 数据字节数size + 数据 + 校验crc8 + 数据尾0d0a% I3 t4 J7 q4 o0 d$ B
- p/ O6 x, H( t _8 g4 j' j6 X
在通讯时,我们只要对接收到的信息进行解码,即可获得有效数据信息,比如:设定的速度值、航向角等,保证了数据收发的可靠性。- E: X4 l/ {1 H @
* G" X1 k& J; k& W先定义相关的变量:3 T2 Y% d0 E9 P6 F' Y/ v
& J8 B3 h: a# S- //数据接收暂存区
3 _4 {9 t0 ^) b) G8 z5 }# K: k; _* S - unsigned char receiveBuff[Message_Length-4] = {0}; . Q' }+ o- |- } c# e& {. a
- //通信协议常量
$ G7 D0 Z1 p9 T - const unsigned char header[2] = {0x55, 0xaa};
& J* W, `& \5 f8 ] - const unsigned char ender[2] = {0x0d, 0x0a};: f/ a# F+ l) I+ K( T# `
- ; G. b6 r, K& y4 J
- //发送数据(左轮速、右轮速、角度)共用体(-32767 - +32768)6 b5 x2 ~. r3 m) T5 l% c4 _
- union sendData* L* ?, G; {& b3 L. m- M
- {
m5 B6 D# G" O& X$ z$ y0 j. Q - float d;2 A1 i2 l( A5 J$ e+ N O( g
- char data[4];
) w6 d f. Y g9 z* ? S! O6 c4 \ - }leftVelNow,rightVelNow,angleNow;
6 j# O& M5 Y% C: u, N' q
8 n9 \2 I* |. F# z- //左右轮速控制速度共用体+ Y5 e) Z7 R+ T4 [& ?" m
- union receiveData) _+ O( x1 f( k) r- d1 c
- {; G9 D, X1 k9 U4 d- E
- float d;
; B- a0 B/ K+ n$ t3 X - char data[4];9 g4 [" S! \0 b7 G4 j
- }leftVelSet,rightVelSet;
复制代码 & K4 L1 B. v T
& v1 Q2 E+ @( l! {& M1 M1 j, \& o接收信息函数:
: m- ~+ F( ]& s3 x
! F/ s) }' d" H1 V0 B- int usartReceiveOneData(float *p_leftSpeedSet,float *p_rightSpeedSet,unsigned char *p_crtlFlag): F( l4 R, y3 M/ N1 l) u
- {3 F: {. q& j& i/ Q
- unsigned char USART_Receiver = 0; //接收数据
6 d* E5 X' u: S5 L+ b! |, |$ b - static unsigned char checkSum = 0;8 y$ P3 g: x0 }0 p* D# v: }
- static unsigned char USARTBufferIndex = 0;
+ [) T5 r) c: W - static short j=0,k=0;- u, ^" t% o# O; M7 O: v" J% n
- static unsigned char USARTReceiverFront = 0;: r5 p) Q, Q3 d' b: x1 }
- static unsigned char Start_Flag = START; //一帧数据传送开始标志位
w0 Y# X# }- g3 E* C6 b. J2 } - static short dataLength = 0;
7 t: c7 |' { U2 Z' n- Y7 ^! \5 w - 0 W+ w6 ^" T/ A9 w
- USART_Receiver = USART_ReceiveByte(USART1);! n& y Z' e# g' m; `/ |
- //接收消息头+ L5 d2 [' s; h; R
- if(Start_Flag == START)
, @6 w1 `; F% b l& s - {
: v! A1 _) n: N6 g7 l4 i! A - if(USART_Receiver == 0xaa) //buf[1]
- r0 n9 P# N- @7 ~& ~/ {! W M - { 9 Z) e5 r) g2 q, F X; L7 @, C- O
- if(USARTReceiverFront == 0x55) //数据头两位 //buf[0]
. {& c" @% t% ?) W" b \, c - {4 e( h y# e: |5 ]# N
- Start_Flag = !START; //收到数据头,开始接收数据
4 g9 x& X* q0 v& G3 B+ w# r - //printf("header ok\n");; K5 H& _# g8 ~- w5 h9 ^
- receiveBuff[0]=header[0]; //buf[0]& }3 p5 H" R! j- ] P& w( I% o
- receiveBuff[1]=header[1]; //buf[1]5 R( D% R: h( I5 D/ G! H I; X
- USARTBufferIndex = 0; //缓冲区初始化
- x8 @+ }: ?. N4 Q. ?) D - checkSum = 0x00; //校验和初始化
]4 \ V2 J$ G# T - }
# _- l) z5 P0 o1 ]( R- Y - }! }: P+ U9 o4 p: i) s2 g
- else
2 S! O* F0 m; w: {2 R - {
6 K6 d9 H9 ]0 H7 g( i5 n- { - USARTReceiverFront = USART_Receiver;
( q( {- ?: X2 n+ O9 W+ h, D8 v' P - }' w9 O6 I) V5 I% s
- }
" u# p8 k6 I: }$ c4 p - else
1 J) h$ t* s4 |* l' K - {
6 L' X' g9 r/ y- \* } - switch(USARTBufferIndex)
) O# p0 E6 o/ Q, w! f! E1 ` - {
, k% o' p" u- C* G/ ~ - case 0://接收控制指令+ k# A# D( \! K" I; E; f
- receiveBuff[2] = USART_Receiver;
1 ~ h& w# l/ c/ l9 W& U4 e - *p_crtlFlag = receiveBuff[2]; //buf[2]
$ w- U. s/ y9 Y. A" S5 c - USARTBufferIndex++;/ t! E- H+ V3 \: l1 N
- case 1://接收左右轮速度数据的长度
* c$ [$ i8 j$ b0 R. b3 z9 l" E+ \ - receiveBuff[3] = USART_Receiver;/ e4 f8 T( W( z3 x7 ?
- dataLength = receiveBuff[3]; //buf[3]
# U& P4 J" f4 l+ I8 A1 } - USARTBufferIndex++;
# W W1 T& ^6 h. j - break; 7 t; b' K& i9 M3 ]" g5 Z3 n
- case 2://接收所有数据,并赋值处理 0 H) o' O$ `; Q
- receiveBuff[j + 4] = USART_Receiver; //buf[4] - buf[11]
; ^$ A0 b! d# l @8 [9 e5 ~8 J - j++;
2 O4 @; _1 d# a/ t! ^ - if(j >= dataLength)
0 S1 R5 C* D" b1 B - {0 h3 M! S( k Z( {6 Y" `
- j = 0;
9 }) v/ A. F1 t, [$ ^6 g t7 \- D - USARTBufferIndex++;
# R2 M8 A- P& G1 @" V' x6 { - }
! ~. m1 i. o& d - break;3 y( s. K3 H3 P# O+ y- u
- case 3://接收校验值信息* Y* g9 N, h4 X& C! ~
- receiveBuff[4 + dataLength] = USART_Receiver;
3 R" _$ J9 i8 x, M) h - checkSum = getCrc8(receiveBuff, 4 + dataLength);
# y; L; | y3 F M& j - // 检查信息校验值# a: Y& b! r( y" V
- if (checkSum != receiveBuff[4 + dataLength]) //buf[12]* h. n4 o0 ?! u: e1 d* L9 j
- {% u, w7 [' \" P0 Q9 k! h
- printf("Received data check sum error!");: M# }4 }9 O9 Y; @* C
- return 0; w0 p% c9 v3 {# Q. ]' ^
- }, h Y9 {3 t( ^2 P
- USARTBufferIndex++;" {$ ^ c w/ P: Q: K
- break;
& M* @6 C3 E' } -
' k J% _. O, z - case 4://接收信息尾
" u r" F) O7 D: u5 V! z- N - if(k==0)
9 |' Y, K9 V& I/ }" Z! m P - {: r1 d9 Z# x; a2 p* W5 r. n
- //数据0d buf[13] 无需判断
4 }# B# t& Z7 ` - k++; {: G$ m2 D' J! ^1 `
- }
+ V; l6 h/ S& T4 u1 I4 n - else if (k==1)' N4 [+ z9 h% z9 D
- {
- n' u" N& R' N7 ` - //数据0a buf[14] 无需判断( `/ g- _% Q9 y: W) r* J% [9 g4 T
& W& I9 a% }1 F# S2 s0 u- //进行速度赋值操作 * J2 R/ \% H/ d0 @+ d3 ^, c( h
- for(k = 0; k < 4; k++)
) |! I7 R8 n, E6 y$ `+ d - {' Z5 N* f% t4 E6 t- K. m
- leftVelSet.data[k] = receiveBuff[k + 4]; //buf[4] - buf[7]- p' Z; R }: x$ ?6 P+ J5 r% c4 X
- rightVelSet.data[k] = receiveBuff[k + 8]; //buf[8] - buf[11]
# T9 q' Y% P$ Y0 n - } & R; _4 n, U. A- S$ U
- 0 r- w$ K* d8 A% ^
- //速度赋值操作) Q: h! E2 u( w) ~6 U+ Z+ I4 a& M1 t
- sscanf(leftVelSet.data,"%f",&(*p_leftSpeedSet));2 V5 W' J) N8 Y* y( o
- sscanf(leftVelSet.data,"%f",&(*p_rightSpeedSet));9 q% p" }) Z* q+ k1 g" ^0 M$ Q! r* `
-
9 L9 v8 L( E+ \4 f -
) v4 o% @* K* |) e' ^ - //-----------------------------------------------------------------9 Q0 T- O# J3 }' _! P, R
- //完成一个数据包的接收,相关变量清零,等待下一字节数据
/ a& F) u$ S& ]/ g: X - USARTBufferIndex = 0;
' B) d1 j: I8 Y - USARTReceiverFront = 0;
6 a" l# z T9 y; A0 F5 i3 D. D" ]: t; ^ - Start_Flag = START;
' l" X3 m. _0 y! K6 N - checkSum = 0;
- ?: X; R- ]- C, [# z, O" z - dataLength = 0;6 K# b3 m) a5 U. b- T! i* h$ X( V
- j = 0;0 `& Y7 i& G, J
- k = 0;
' \% A4 x3 o$ a" y" T - //-----------------------------------------------------------------
- x8 E3 E2 [* i r; H: @" Q - }
! @- `+ L6 ]) }; {1 P7 |- @ - break;! w2 @5 g# G' T0 W7 J9 t1 }3 _ J8 ?
- default:break;
# R; x4 q, r+ ^& ?/ o7 L - } " ?7 A9 P- U! m
- }
+ ?' }( A8 p+ L' |) ?3 ^$ U& y - return 0;
! M6 e" }9 ~6 r: ~7 a - }" t+ L- b. ~* b P# s
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9 m3 H5 e; L1 w6 {7 A发送信息函数:2 V' F% }2 X$ Y8 m/ P
0 ]# F: u" P9 V4 x3 u- i+ m* s- void usartSendData(float leftVel, float rightVel,float angle,unsigned char ctrlFlag)
8 p: e! F" c9 i4 Z3 \ - {& ]# W. L% w3 n/ D8 {0 y5 `; ^
- // 协议数据缓存数组 D+ B5 i" H2 N1 Z
- unsigned char buf[Message_Length] = {0};
) C9 A6 q: U- Y! o% u. t( T& ] - int i, length = 0;
7 e% W. a- S. E1 d# B7 F - : d( X' v6 F! a" L* D6 p% c
- // 计算左右轮期望速度
: P4 Y" ?+ U4 ]' c6 J2 t/ c - leftVelNow.d = leftVel;
) I+ P9 a; W4 w0 E) | - rightVelNow.d = rightVel;$ k0 {8 u& c8 H. W I9 b0 a7 F
- angleNow.d = angle;
( c: Z, E5 m. |! z - , g/ W% _2 M2 C# s x
- // 设置消息头$ X! S) I& T/ g% o- i. M
- for(i = 0; i < 2; i++)7 f) @- t2 Z1 s
- buf<i> = header<i>; // buf[0] buf[1]
% n% q" f$ _% ]) v+ {. m- S0 `& H - + [' D: ^1 B+ w/ f
- //设置命令位: Q- i1 @* J5 `) S7 f9 m/ L. n* H
- buf[2] = ctrlFlag; // buf[2]0 N# Q4 z9 D2 q- B U7 z
-
# e7 T) v' A2 b5 ]# E4 z - //设置数据长度" i. E0 i- q. y$ ?2 b6 I! `; X
- length = 3 * sizeof(float);
: O5 C) ]% Z" H! T/ p - buf[3] = length; // buf[3]6 h' k1 N. c& w! g
-
' p7 J$ y% z6 k - // 设置机器人左右轮速度、角度
2 X. r* U! K: |" Y - for(i = 0; i < 4; i++)6 k$ j0 I. C$ N/ D8 H: q
- {
) O, M6 L9 X- Z! ?7 A) C - buf[i + 4] = leftVelNow.data<i>; // buf[4] buf[5] buf[6] buf[7]
K% K: J) z; v - buf[i + 8] = rightVelNow.data<i>; // buf[8] buf[9] buf[10] buf[11]
. C: `- d7 d8 h/ @. J1 [& R& r - buf[i + 12] = angleNow.data<i>; // buf[12] buf[13] buf[14] buf[15]
- K* q3 G5 [/ v1 x8 t$ ] - }
- ^& ^' n* p+ S6 X7 ]/ g - 7 n4 T& i' @7 p O& y
- // 设置校验值、消息尾' P( l+ C9 q# v
- buf[Message_Length - 3] = getCrc8(buf, 4 + length); // buf[16]
* k. _! W) a/ s' P3 F - buf[Message_Length - 2] = ender[0]; // buf[17]- q; t6 q2 ]3 H3 Z4 f7 \0 d
- buf[Message_Length - 1] = ender[1]; // buf[18]
! ~+ B, H9 v' ~2 R8 |, z -
5 f9 h% M/ h' E9 n$ R& w+ T - //发送字符串数据
0 T' t' D8 s( o: F3 u - USART_Send_String(buf,sizeof(buf));
5 I2 @5 t0 Y5 ?6 b2 V* v - }/ a6 X4 O3 }4 C# ~" x; E& S
- 4 ]7 ]5 h7 g; E2 W
- 循环冗余校验:; G0 ?, ?9 c2 Q/ f; p3 X9 N
* s" F5 U8 R5 a- n- unsigned char getCrc8(unsigned char *ptr, unsigned short len), t0 Y2 |8 J+ l$ `
- {
5 W: j! V0 g# c4 u3 s( m6 e+ z/ I - unsigned char crc;2 H( u1 C' }' s0 q) G6 R
- unsigned char i;% t, R1 U& [! {% `! s$ i
- crc = 0;
& G3 q4 K2 c" r/ z* P4 q! W - while(len--)
* i1 D$ f; M* `2 X9 L* C - {
! }' z* D: q- I9 y) j5 V - crc ^= *ptr++;2 W8 W8 v: F& S5 @3 c, t8 h7 L" `7 W
- for(i = 0; i < 8; i++)4 m7 P0 t8 d9 Y9 [
- {- g9 r3 v6 i4 s2 g9 [( r6 ^
- if(crc&0x01), K' U' J# h+ k, |( J ~, M! l) i- P
- crc=(crc>>1)^0x8C;
! Y4 m" ?5 v- ?: P/ z6 Y - else
o' Q! X7 B: U' A8 G - crc >>= 1;2 T. c3 j5 Z( Z3 p4 d
- }3 G$ T. d9 A! i0 A2 ~
- }
: U% `8 O# q$ ^ - return crc;
7 q. K8 T: @* F- D( |$ U1 e2 G - }</i></i></i></i></i>
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& c+ ~+ t5 K+ a- L然后我们只要在中断服务函数中调用收发信息函数,即可实现与ROS的通讯。
( R# {& @) C: M0 b/ Y' p$ [2 Y7 L) M. c5 S
总结
) U" ?7 m9 E5 u# ?# Z: D% l; j串口通讯的ROS部分,使用到了boost::asio库,等我学会了再更。% E% Z. [ W& u
$ }( W! q, K/ D
( @1 |) [7 p8 j1 \8 A6 W5 e+ G. N+ Z/ h3 ?
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