MicroRos 学习笔记1 MicroRos环境配置(使用cubemx+clion或eide)

Tony Kerman

本教程使用了本人foke的micro_ros_stm32cubemx_utils :girhub仓库地址
本仓库做出的修改有 1.修改了dockfile 2. 重新编写了 README文件,添加了eide和clion的配置教程

micro-ROS for STM32CubeMX

stm32cubemx和freetros下使用microros

配置stm32下位机(cubeMX)

生成静态库

如果已经通过其他方式生成了静态库,可以跳过

1. 将此存储库克隆到您的 STM32CubeMX 项目文件夹中(主目录)

2. 配置cubeMX

先配置cubeMX和makeflie的原因是静态库生成工具需要读取makefile进行生成,所以即使你使用clion也需要先在cubeMX中使用makefile的方式生成一遍代码

使用的stm32 需要支持10kb堆栈的FreRTOS Task（大概是f4吧）
开启UARTx-DMA，具体步骤在可用传输方式
使用FreeRTOS-v2
FREERTOS->Tasks and Queues中将一个线程Stack Size设置为3000（3000*4bytes=12kb,要求至少10kb Detail）也可以不使用cubemx配置线程

3. 修改生成的 Makefile

在 build the application 部分之前添加以下代码：

#######################################
# micro-ROS addons
#######################################
LDFLAGS += WTR_micro_ros_stm32cubemx_utils/microros_static_library/libmicroros/libmicroros.a
C_INCLUDES += -IWTR_micro_ros_stm32cubemx_utils/microros_static_library/libmicroros/microros_include

# Add micro-ROS utils
C_SOURCES += WTR_micro_ros_stm32cubemx_utils/extra_sources/custom_memory_manager.c
C_SOURCES += WTR_micro_ros_stm32cubemx_utils/extra_sources/microros_allocators.c
C_SOURCES += WTR_micro_ros_stm32cubemx_utils/extra_sources/microros_time.c

# Set here the custom transport implementation
C_SOURCES += micro_ros_stm32cubemx_utils/extra_sources/microros_transports/dma_transport.c   #根据你使用的传输方式选择,但是如果只是生成静态库的话随意

print_cflags:
   @echo $(CFLAGS)

4. 使用Dockerfile构建并运行microros静态库生成工具：

本储存库的Dockerfile进行了以下修改

换源,使用国内apt源
使用rosdepc

虽然进行了换源,但是GitHub的连接问题也可能导致构建失败

#在micro-ros-lib-builder下
docker build -t tony/micro-ros-lib-build-humble .

构建成功后，你可以在本地镜像列表中看到tony/micro-ros-lib-build-humble镜像，下次不需要再次构建
5. 执行静态库生成工具。编译器标志将从您的 Makefile 自动检索，成功的标志是显示的项目Makefile的CFLAGS不为空

cd ... #移动到含有makefile的目录下
docker trans_i2o -it --rm -v $(pwd):/project --env MICROROS_LIBRARY_FOLDER=WTR_micro_ros_stm32cubemx_utils/microros_static_library tony/micro-ros-lib-build-humble

生成静态库后，你可以更改工具链

使用EIDE工具链

按照以上的“添加源文件”配置源文件；（不要有多余文件！）
构建器选项：1. 选择硬件浮点；2. 链接器中添加选项:

-l:libmicroros.a

包含库目录中应填写静态库所在的文件夹相对路径。
编译即可通过。

注意,不是通过修改makefile的方式添加源文件和包含目录,eide不是通过项目文件夹里的makefile构建的

使用Clion(Stm32CubeIDE)工具链

在Clion中新建一个cubemx工程
将生成静态库后的WTR_micro_ros_stm32cubemx_utils文件夹和.ioc文件复制到新工程下
使用.ioc文件生成工程(Stm32CubeIDE工具链)
在CMakeLists.txt中添加/修改以下代码

去除以下3行注释，打开硬件浮点支持

add_compile_definitions(ARM_MATH_CM4;ARM_MATH_MATRIX_CHECK;ARM_MATH_ROUNDING)
add_compile_options(-mfloat-abi=hard -mfpu=fpv4-sp-d16)
add_link_options(-mfloat-abi=hard -mfpu=fpv4-sp-d16)

添加Include路径

include_directories(
        xxx
        WTR_micro_ros_stm32cubemx_utils/microros_static_library/libmicroros/microros_include
)

添加源文件

file(GLOB_RECURSE SOURCES 
         xxx
        "WTR_micro_ros_stm32cubemx_utils/extra_sources/custom_memory_manager.c"
        "WTR_micro_ros_stm32cubemx_utils/extra_sources/microros_allocators.c"
        "WTR_micro_ros_stm32cubemx_utils/extra_sources/microros_time.c"
        "WTR_micro_ros_stm32cubemx_utils/extra_sources/microros_transports/dma_transport.c"#按照你选择的传输方式添加对应的源文件
)

在add_executable(${PROJECT_NAME}.elf ${SOURCES} ${LINKER_SCRIPT}后添加(加入库文件):

# 构建绝对路径
set(LIBMICROROS_PATH "${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/WTR_micro_ros_stm32cubemx_utils/microros_static_library/libmicroros")
# 添加库文件搜索路径
link_directories(${LIBMICROROS_PATH})
# 链接库，使用库的实际名称
target_link_libraries(${PROJECT_NAME}.elf PRIVATE ${LIBMICROROS_PATH}/libmicroros.a)

配置ros2上位机

前提

已经安装ros2 humble 环境

步骤

安装 micro-ROS ：

# Source the ROS 2 installation
source /opt/ros/$ROS_DISTRO/setup.bash

# 创建一个新工作区
mkdir microros_ws
cd microros_ws
git clone -b $ROS_DISTRO https://github.com/micro-ROS/micro_ros_setup.git src/micro_ros_setup

# rosdep更新依赖（推荐使用rosdepc）
sudo apt update && rosdep update
rosdep install --from-paths src --ignore-src -y

# Install pip
sudo apt-get install python3-pip

# Build micro-ROS tools and source them
colcon build
source install/local_setup.bash

创建 micro-ROS agent

#创建一个微型 ROS 代理
ros2 run micro_ros_setup create_agent_ws.sh
#构建代理包
ros2 run micro_ros_setup build_agent.sh
source install/local_setup.bash

运行micro-ROS 应用程序（串口）

ros2 run micro_ros_agent micro_ros_agent serial --dev [device]
# eg:ros2 run micro_ros_agent micro_ros_agent serial --dev /dev/ttyUSB0

你可以通过ls /dev | grep ttyUSB 找到已连接的串口

可用传输方式

U(S)ART DMA

设置步骤:

在 STM32CubeMX 中启用 U(S)ART
对于选定的 USART，在 DMA Settings 下启用 Tx 和 Rx 的 DMA
将 Tx 和 Rx 的 DMA priotity设置为 `Very High``
将 Rx 的 DMA 模式设置为 Circular ：详细信息
对于选定的USART，启用 NVIC Settings 下的 global interrupt ：详细信息

U(S)ART 中断模式IT

设置步骤:

在 STM32CubeMX 中启用 U(S)ART
对于选定的 USART，启用 NVIC Settings 下的 global interrupt ：详细信息

USB CDC

设置步骤:

在 STM32CubeMX Connectivity 选项卡中启用 USB。
在 Middleware -> USB_DEVICE 配置上选择 Communication Device Class (Virtual Port Com) 模式。

注意：micro-ROS 传输将覆盖自动生成的 USB_DEVICE/App/usbd_cdc_if.c 中的方法。

定制 micro-ROS 库

所有 micro-ROS 配置都可以在步骤 3 之前在 colcon.meta 文件中完成。您可以在中间件配置教程中找到有关如何调整库的静态内存使用情况的详细信息。

Adding custom packages

请注意，此构建系统将考虑添加到 microros_static_library/library_generation/extra_packages/ 的文件夹和添加到 /microros_static_library/library_generation/extra_packages/extra_packages.repos 的条目。

参考

micro-ROS官网
 micro-ROS/micro_ros_stm32cubemx_utils

何念

问一下：你这个已经可以上板测试了吗
，生成的.A文件用的那个软件继续编译然后down到板子上去的呢？