ROS功能包与STM32工程文件：
蓝奏云：https://huffie.lanzouw.com/iN7w602ti37a
1 通信协议
STM32和ROS端各有一个数据发送函数和数据接收函数，发送和接受的数据以数据包的形式发送。
数据包的内容：
数据头55aa + 数据字节数size + 数据共用体 + 校验crc8 + 数据尾0d0a
2 原理
2.1 收发数据方法简述
首先，串口收发数据是一个字节一个字节的传输的。一个字节最大表示数据是255，而往往我们需要传递的传感器数据都是int/float类型的。
传统的串口通信方法是将int/float数据分解成一个个字节发送出去。
而这里使用共用体，将数据通过共用体转换为数组发送。
2.2 数据共用体的使用
共用体的规则：
- 共用体是结构体内不同成员共享内存的机制，各成员内存地址一致
- 同一时刻只能访问其中的一个成员
- 不同成员按照成员类型的性质进行内存访问。
共用体的创建：
#include <stdio.h>
#include <string.h>
union Data
{
int i;
float f;
char str[20];
};
int main()
{
union Data data;
data.i = 10;
data.f = 220.5;
strcpy( data.str, "C Programming");
printf( "data.i : %d\n", data.i);
printf( "data.f : %f\n", data.f);
printf( "data.str : %s\n", data.str);
return 0;
}
最后赋给变量的值占用了内存位置，因此同一时间只能用到一个成员。
如何使用共用体
在通信两端都定义同样数据结构的共用体，该共用体包含一个short/int/float类型的变量和一个unsigned char类型的数组，数组大小与变量字节大小对应。这样发送和接收数据时，只发送或接收共用体中unsigned char数组的元素。
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-2H37g76m-1657014428833)(https://gitee.com/huffiema/pictures/raw/master/image/202203251701027-stm32-ros-1.png)]
3 准备工作
3.1 硬件准备
使用STM32串口+TTL转USB模块（CH340）+Linux设备。
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-PNRHaaBv-1657014428835)(https://gitee.com/huffiema/pictures/raw/master/image/202203251702390-stm32-ros-2.png)]
注意事项：
- STM32和ROS的串口波特率必须一致
- STM32串口和USB转TTL模块连接正确，RX-TX，TX-RX
- Linux设备安装好CH340/CH341驱动
- 确保串口在Linux系统上有超级用户权限
- 将ROS功能包中mbot_linux_serial.cpp文件中的串口设备名字改为自己的设备名
3.2 串口设置
查看串口设备
Linux设备插上USB转TTL模块后，打开终端，输入命令：
ls -l /dev/ttyUSB*
如果终端出现类似下面的输出结果，说明串口设备已经被识别
crw-rw---- 1 root dialout 188, 0 3月 25 17:07 /dev/ttyUSB0
设置串口权限
在终端中输入下面命令：（注意自己的串口设备名）
sudo chmod 777 /dev/ttyUSB0
source devel/setup.bash
如果没有任何输出，说明串口设备设置权限成功。（每次重新启动或重新插入串口设备后都需要进行这样的操作）
4 程序设计
4.1 STM32程序设计
工程文件中提供的是STM32F103的程序，也可以在自己板子的串口收发例程的基础上进行修改，添加mbotLinuxUsart.c和mbotLinuxUsart.h到工程中即可。
函数调用方式如下：
#include "delay.h"
#include "sys.h"
#include "usart.h"
#include "mbotLinuxUsart.h"//引用该头文件是使用，通信协议的前提
//测试发送变量
short testSend1 =5000;
short testSend2 =2000;
short testSend3 =1000;
unsigned char testSend4 = 0x05;
//测试接收变量
int testRece1 =0;
int testRece2 =0;
unsigned char testRece3 = 0x00;
int main(void)
{
/*************** 硬件初始化 ***************/
delay_init(); //延时函数初始化
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //设置中断优先级分组2
uart_init(115200); //串口初始化为115200
/***************循环程序 ***************/
while(1)
{
//将需要发送到ROS的数据，从该函数发出，前三个数据范围（-32768 - +32767），第四个数据的范围(0 - 255)
usartSendData(testSend1,testSend2,testSend3,testSend4);
//必须的延时
delay_ms(13);
}
}
/*************** 串口中断服务程序 ***************/
void USART1_IRQHandler()
{
if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET)
{
USART_ClearITPendingBit(USART1,USART_IT_RXNE);//首先清除中断标志位
//从ROS接收到的数据，存放到下面三个变量中
usartReceiveOneData(&testRece1,&testRece2,&testRece3);
}
}
4.2 ROS程序设计
[[01_Ubuntu20.04安装ROS Noetic|ROS安装]]过程不再介绍
第一步
首先[[13_ROS系统基本功能的使用详解（基本指令、节点、服务、启动文件、动态参数）]]（如果没创建的话）
mkdir -p ~/catkin_ws/src
cd catkin_ws/src
catkin_init_workspace
第二步
将topic_example功能包复制到src目录下，然后回到工作空间目录进行编译
cd ..
catkin_make
5 测试
添加串口设备权限
sudo chmod 777 /dev/ttyUSB0
source devel/setup.bash
打开新终端，启动`ros master
roscore
打开新终端，启动测试功能包
rosrun topic_example publish_node
可以看到从STM32接收到的数据。
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