學術界最實用的STM32和ROS機器人的串口通信方案，一般人不告訴他

易用，引入相關頭文件即可，低耦合

------------------------------------------------華麗麗的分界線--------------------------------------------

方案介紹：

本方案將數據開頭加入數據頭，數據尾部加入數據循環冗餘校驗和數據尾，將數據打包發送，確保數據的正確性，避免出現一些無法察覺的問題。同樣根據STM32和Linux系統配備相應的數據解析協議。

本方案STM32下位機依托USART1編寫的收發協議，ROS上位機依托boost::asio編寫的收發協議。串口並不一定是串口1，可以更改，但是需要程序變更一些內容（很容易，程序中有標記共三處）。

本方案巧妙的使用共用體的特性，進行數據解析，（也就是無需使用數據分離技術解析數據）。關於共用體，你只需要知道以下幾點：

.C語言的一種機制，結構體內不同成員共享內存的機制，（即內存地址一致）

.同一時刻，只能訪問其中的一個成員

.不同成員，按照成員類型的性質進行內存訪問

不理解的小夥伴，可以看下圖，有直觀的理解即可。有圖有真相

溫馨提示：從左向右讀圖。

-----------------------------------------------華麗麗的分界線--------------------------------------------

方案快速使用：

硬體環境準備：（必須）

STM32串口+TTL轉USB模塊（CH340）+Linux硬體設備

線路連接：（有圖有真相）

STM32下位機軟體使用介紹：

首先是STM32串口參數的配置：（這裡配置代碼和相關例程都一致）

·波特率=115200

·數據長度=8位

·停止位=1個

·奇偶校驗位=無

·硬體數據流控制=無

其次是函數使用說明，封裝函數如下圖：

這裡做簡單說明：

函數usartReceiveOneData(int *p_leftSpeedSet,int *p_rightSpeedSet,unsigned char *p_crtlFlag)，填入地址參數作數據獲取，使用時放在相應串口的中斷服務函數中即可。如這裡使用的串口1，如下圖所示：

函數usartSendData(short leftVel, short rightVel,short angle,unsigned char ctrlFlag)，填入需要發送的數據變量作發送，使用時放入指定頻率的循環里使用，每次發送一次數據，最好延時10-15ms，下位機發送和上位機接收都需要時間（時間和串口波特率有關）。我使用的如下圖所示：

其餘的兩個函數是被上面兩個函數調用的，這裡就不多說了。

注意：

在外部引用函數時，注意引用頭文件#include "mbotLinuxUsart.h"

小夥伴在編譯時，可能出現#include "mbotLinuxUsart.h"文件下 sys.h不存在，原因是使用的不是正點原子的例程，此時將#include 替換為各自版本的配置頭文件，如果不清楚，就在其他.h文件中複製粘貼已有的頭文件，關於stm32的

ROS上位機軟體使用介紹：(PC)

看圖說話，下面共有四個函數，看函數名和參數就可以理解用途。

首先是調用頭文件#include "mbot_linux_serial.h"，然後進行初始化串口

在程序初始化的時候調用serialInit()函數，內置串口參數和下位機串口參數一致。

然後就是在調用writeSpeed(double RobotV, double YawRate，unsigned char ctrlFlag)函數，參數是機器人線速度和角速度，也就是/cmd_vel的數據。將機器人的需要設定的速度下發到下位機。

最後就是調用readSpeed(double &vx,double &vth,double &th，unsigned char &ctrlFlag)函數，這裡使用的引用，輸入存放機器人線速度、角速度、角度的變量即可。為了發布機器人里程計用的。

注意：

這裡需要兩個參數根據自己的機器人進行更改，ROBOT_LENGTH機器人真實輪間距（從左側輪子中心到右側輪子中心的距離），ROBOT_RADIUS機器人輪間距的一半。

文中boost::asio::serial_port sp(iosev, "/dev/mbot");的設備名字是我的串口的設備名字，小夥伴可以根據自己的進行更改，例如，/dev/ttyUSB0。

到這裡大家肯定都可以愉悅的使用了。如果想知道細節，請往下看。

-------------------------------------------華麗麗的分界線-----------------------------------------------

方案的原理解釋：

此方案用的是共用體的思路，上面小夥伴們也都對共用有個大致的了解。這是一種按照共用體內成員的數據類型進行內存訪問的特性，不同數據類型按照自己的類型訪問內存。上位機和下位機的原理是一致的。都定義了數據頭、數據尾的常量，和收發共用體。

下位機發送的數據協議:上位機發送的數據協議:

STM32的串口接收原理：每接收到一個位元組就會觸發一次中斷，我這裡採用在串口的中斷服務函數中進行數據接收的解析，具體函數體現在receiveTo103()

根據上位機發送的協議進行判斷解析，詳見代碼，注釋清晰。

Linux上位機采用ASIO，ASIO不僅支持網絡通信，還能支持串口通信。

這裡采用boost::asio::write(sp, boost::asio::buffer(buf));發送數據

使用boost::asio::read_until(sp, response, "\r\n",err);

copy(istream_iterator(istream(&response)>>noskipws),

istream_iterator(),buf);

獲取數據，再具體的細節需要見源碼解釋了。腦子裡的思想就是把相應的數據放到相應的位置，沒有數據解析概念，對應的字符數據存好後，就可以通過另外一個成員訪問了。

我自己在今年年初錄製了一套還比較系統的入門單片機教程，想要的同學找我拿就行了免費的，私信我就可以哦~點我頭像黑色字體加蚣重呺也能領取哦。