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title: 【韌體】STM x ROS1
tags: TTennis Pickup Robot
disqus: hackmd
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<h1 style="text-align: center; color: orange;">
🛠️ 【韌體】STM32CubeIDE 🛠️
</h1>

<h2 style="text-align: center; color: skyblue;">STM x ROS1</h2>

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此篇是跟著 [C/C++ 混編專案架構](/@925/stm-project) 走的哦

通訊路徑：
**STM32** -> **USART** -> **TTL 模組 (cp2102)** -> **USB** -> **運行 ROS 的上位機**

:::success
如果你拿 STM 官方開發版，必須從 USART 口開始接杜邦線。
訊號傳輸被拉長且沒屏蔽，通訊品質會蠻容易被拉低的。

**建議把 USART 走線、cp2102 晶片、type C 端子座都 lay 在 PCB 上。**
只需要拿 USB 線接 STM32 和運行 ROS 的上位機就好。
:::

</center>

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<h3><font color="magenza">1. STM端：修改 .ioc </font>
</h3>

1. <font color="yellow">設定 USART 腳位。</font>
可以設定你自己想要的 USART 腳位編號。
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* <font color = "greenish">Mode：</font>Asynchronous。
* <font color = "greenish">DMA Settings：</font>Add USART3_TX 和 USART3_RX，將 priority 設為 High。
* <font color = "greenish">NVIC Settings：</font>勾選 USART3 global interrupt。
* <font color = "greenish">Parameter settings：</font>115200 Bits/s （建議）。

2. <font color = "yellow">System Core -> DMA -> USART1_RX -> Circular。</font>

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3. <font color = "yellow">System Core -> RCC -> HSE 選「Crystal/Ceramic Resonator」。
勾選「RCC Global Interrupt」。</font>
沒有外部晶振的話，才選「BYPASS Clock Source」。
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4. <font color = "yellow">時鐘樹中設定 input frequency 8Mhz 即可。</font>
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<h3><font color="magenza">2. STM端：安裝 rosserial 包</font>
</h3>

> 以下一樣搭配 [Github](https://github.com/pomelo925/TTennis-Pickup-Robot/tree/main/2.Firmware/Core-STM32H7) 服用。
> 注意以下步驟是在有 C/C++ 混編架構後進行的。

1. <font color="yellow">下載 [雲端](
https://drive.google.com/drive/folders/1j_iB8L6iR58N32y-ehP-o2JRwnhKRFhs) 上的 Inc 資料夾，記得解壓縮。</font>
:::spoiler 這檔案怎麼來的 ?
參考影片：[Interfacing STM32 boards to ROS using rosserial protocol](https://www.youtube.com/watch?v=cq0HmKrIOt8&t=680s&ab_channel=LearnembeddedsystemswithGeorge)
:::

2. <font color="yellow">複製 Inc 資料夾，進到 `~/[STM Project]/Core` 後直接貼上。</font>
（它會自動合併，不用擔心覆蓋原檔案。）
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3. <font color="yellow">回 STM32 CubeIDE，Refresh `/Inc`。</font>
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4. <font color="yellow">修改 `Core/Inc/STM32HardWare.h`。</font>
如下圖三粉色處。

5. <font color="yellow">程式碼。</font>
a. 新增 [Github](https://github.com/pomelo925/TTennis-Pickup-Robot/tree/main/2.Firmware/Core-STM32H7/ROS1) 中的 `ROS1` Source Folder。
b. 並在 `mainpp.cpp` 中引用 ROS1 函式庫。
c. 修改代碼直至編譯成功。

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<h3><font color="magenza">3. ROS端：安裝 rosserial 包</font>
</h3>

1. <font color="yellow">偷懶的話可以直接複製 [Github裡的兩個檔案](https://github.com/pomelo925/TTennis-Pickup-Robot/tree/main/3.Software/E.Integration/comm-ws/src/firmware_commun/src)。</font>

:::spoiler 我不懶
1. 下載 package

		sudo apt-get install ros-noetic-rosserial ros-noetic-rosserial-arduino

2. 在 ${catkin_ws}/src 資料夾中 git clone rosserial 的資源包。

		cd ${catkin_ws}/src
		git clone https://github.com/ros-drivers/rosserial.git --branch noetic-devel

3. 將 `rosserial`、`rosserial_python`、`rosserial_msgs`（圖片忘記移）移至 `${catkin_ws}/src`。左圖移動前，右圖移動後。
 $\;\;\;$=> 

4. 修改 `rosserial_server/include/session.h`。

		uint8_t overhead_bytes = 8;
		uint16_t length = overhead_bytes;
		BufferPtr buffer_ptr(new Buffer(length));
		ros::serialization::OStream stream(&buffer_ptr->at(0), buffer_ptr->size());
		stream << (uint16_t)0xfeff << (uint16_t)0x0000 << (uint16_t)0x0bff << (uint16_t)0xf400 ;
		boost::asio::async_write(socket_, boost::asio::buffer(*buffer_ptr),
		boost::bind(&Session::write_completion_cb, this, boost::asio::placeholders::error, buffer_ptr));


● `rosserial_python`(.py) 或 `rosserial_server`(.cpp) 都可以通訊。
● 個人 prefer `.cpp`，所以不會用到 `rosserial_python`。
:::

2. <font color="yellow">新增 `rosserial_server/launch/stm32.launch`。
其中 `publishers` 和 `subscribers` 的主詞是 STM32。</font>
檔案一樣在 [Github](https://github.com/pomelo925/TTennis-Pickup-Robot/blob/main/3.Software/E.Integration/comm-ws/src/firmware_commun/src/rosserial_server/launch/stm32.launch)。

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<h3><font color="magenza">4. 測試通訊</font>
</h3>

1. 確認 STM32 插著 USB 線到電腦。
2. 燒錄完成後，執行並開現場表達式，等待從 ROS 傳遞的變數。

:::spoiler Ubuntu USB 連接阜設定事項

1. 確認接口名稱：`dmesg | grep tty`。

如黃色框框所示，接口是 ttyUSB0。
2. 接著賦予端口權限：`sudo chmod 777 /dev/ttyUSB0`。
3. 確認 launch 檔案的端口參數。

		<launch>
			<!-- ... -->
			<param name="port" value="/dev/ttyUSB0"/>
			<param name="baud" value="115200" />
			<!-- ... -->
		</launch>

:::

3. 開啟 ROS 通訊節點。（通訊成功不會跳 Warning）

	roscore &
	roslaunch rosserial_server stm32.launch

4. 在 ROS 終端 publish message，並看 STM32 現場表達式。

	rostopic pub /cmd_vel geometry_msgs/Twist "{linear: {x: 2.5, y: 2.0, z: 1.0}, angular: {x: 5.0, y: 3.0, z: 2.5}}"