arduino 串口通信
1. 编写arduino通信程序
新建arduino代码管理空间，用于存放arduino的串口通信程序。
rosnoetic@rosnoetic-VirtualBox:~$ mkdir arduino_ws
需求：通过串口，由arduino向计算机发送数据
实现：
新建arduino文件
添加如下代码：
/*
* 需求：由arduino向PC发送数据：hello world
* 实现：
* 1.设置波特率
* 2.Serial.print()或println()发送数据
*/
//初始化
void setup() {
// put your setup code here, to run once:
// 设置波特率115200
Serial.begin(115200);
}
// 循环
void loop() {
// put your main code here, to run repeatedly:
// 延迟0.1s
delay(100);
// 打印信息
Serial.print("hello ");
Serial.println("world");
}
-
问答
问：9600的波特率每秒可以传输多少个字节？
答：波特率的单位是bit/s，表示1s的时间可以传输多少比特的数据，一个字节包含8bit（为什么是8bit呢，因为一个字节通常可以表示一个ASCII码），那么直观上来说9600的波特率表示每秒可以传输9600/8=1200的字节数。但是在串口通信传输中传输的不是字节流，而是数据包！所要传输的字节是包含在数据包中的，数据包中还包含了其余的辅助传输位。例如对于UART数据包，其含有1个起始位，数据位的个数一般是5到9个，一个可选的奇偶校验位以及1个或2个停止位，默认是。在UART数据包中起始位和停止位是必须的。那么在只有起始位和1个停止位的情况下，传输一个字节的数据包长度为10bits，在这种情况下，每秒传输的数据包个数为：9600/10=960个，实际上解析之后，收到了960个字节数。
保存为comm文件
点击验证，没有红色的输出，则表示验证通过
点击上传，没有红色的输出，则表示上传成功
打开串口监视器，选择115200波特率，即可查看得到相应的结果
同时观察Arduino，可以看到RX灯在闪烁。
2. 编写上位机接收程序
2.1 创建 ROS 工作空间
rosnoetic@rosnoetic-VirtualBox:~$ mkdir -p communication/src
rosnoetic@rosnoetic-VirtualBox:~$ cd communication/
rosnoetic@rosnoetic-VirtualBox:~/communication$ catkin_make
-
catkin_make
2.2 启动 VSCode
rosnoetic@rosnoetic-VirtualBox:~/communication$ code .
2.3 VSCode 中编译 ROS
快捷键 Ctrl+Shift+B 调用编译，选择：catkin_make:build
可以点击配置设置为默认
修改.vscode/tasks.json文件
替换成如下内容：
{
// 有关 tasks.json 格式的文档，请参见
// https://go.microsoft.com/fwlink/?LinkId=733558
"version": "2.0.0",
"tasks": [
{
"label": "catkin_make:debug", //代表提示的描述性信息
"type": "shell", //可以选择shell或者process,如果是shell代码是在shell里面运行一个命令，如果是process代表作为一个进程来运行
"command": "catkin_make",//这个是我们需要运行的命令
"args": [],//如果需要在命令后面加一些后缀，可以写在这里，比如-DCATKIN_WHITELIST_PACKAGES=“pac1;pac2”
"group": {"kind":"build","isDefault":true},
"presentation": {
"reveal": "always"//可选always或者silence，代表是否输出信息
},
"problemMatcher": "$msCompile"
}
]
}
2.4 创建 ROS 功能包
右击工作空间下的src，选择“create catkin package “
设置包名：plumbing_pub_sub
添加依赖：roscpp rospy std_msgs
2.5 python 实现
右击功能包plumbing_pub_sub ，选择”新建文件夹“
新建文件夹：scripts
右击scripts ，选择“新建文件”
新建python文件：comm.py
python文件中添加如下内容：
#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
import serial
import rospy
"""
使用python实现下位机消息读取
1. 导包
2. 初始化ros节点
3. 读取串口数据并打印
4. 循环
"""
if __name__ == '__main__':
# 串口号
port = '/dev/ttyUSB0'
# 下位机波特率
baud = 115200
# 初始化ros节点
rospy.init_node("serial_node")
ser = serial.Serial(port, baud, timeout=0.5)
rate = rospy.Rate(1)
# 如果端口开通
if ser.isOpen():
rospy.loginfo("成功打开端口")
while not rospy.is_shutdown():
data = ser.readline() # 读取数据并去掉换行符
rospy.loginfo(data)
rate.sleep() #休眠
# rospy.spin()作用是当节点停止时让python程序退出
rospy.spin()
else:
rospy.loginfo("无法打开端口")
添加可执行权限
右击scripts，选择“在集成终端中打开”
修改 python 文件的可执行权限，在终端执行：chmod +x *.py
rosnoetic@rosnoetic-VirtualBox:~/communication/src/plumbing_pub_sub/scripts$ chmod +x *.py
2.6 配置 CMakeLists.txt
Python配置
修改功能包plumbing_pub_sub下的CMakeLists.txt
CMakeLists.txt 中找到如下部分：
修改为如下内容
catkin_install_python(PROGRAMS
scripts/comm.py
DESTINATION ${CATKIN_PACKAGE_BIN_DESTINATION}
)
2.7 编译执行
2.7.1 编译
ctrl+alt+T打开终端，执行如下指令进行编译：
rosnoetic@rosnoetic-VirtualBox:~$ cd communication/
rosnoetic@rosnoetic-VirtualBox:~/communication$ catkin_make
-
catkin_make
2.7.2 执行
将arduino连接上虚拟机，注意不要打开arduino串口监视器，因为串口只能给其中的一方发送数据。
ctrl+alt+T打开终端，执行如下指令启动 ros 核心
rosnoetic@rosnoetic-VirtualBox:~$ roscore
ctrl+alt+T打开新的终端，重新刷新我们的环境变量
rosnoetic@rosnoetic-VirtualBox:~$ cd communication/
rosnoetic@rosnoetic-VirtualBox:~/communication$ source ./devel/setup.bash
rosnoetic@rosnoetic-VirtualBox:~/communication$ rosrun plumbing_pub_sub comm.py
即可看到如下图所示的hello world输出
