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（三）ROS上位机与stm32进行串口通信

2023-05-16

ROS上位机与stm32进行串口通信

  • 1.1 ROS发送数据
  • 1.2 stm32接收数据
  • 2.1 stm32发送数据
  • 2.2 ROS接收数据
  • 上位机串口初始化文件代码
  • 下位机stm32的串口配置代码

总代码在文末，需要完整的工程文件可以留个邮箱。

首先创建一个功能包，用于发送和接收数据。
注意：
1.功能包依赖： roscpp std_msgs rosserial
2.当有两个c++文件进行编译时可以在功能包下的CMakeLists.txt文件中

add_executable(publish_node src/publish_node.cpp 
			    src/mbot_linux_serial.cpp)

第一部分是ROS上位机给stm32发送数据。第二部分是stm32给ROS上位机发送数据。下面已经给出每个部分要用到的函数，直接调用即可。第三部分给出完整的stm32与ros上位机的文件代码。

要注意的是共用体的运用

union sendData
{
	short d;
	unsigned char data[2];
}leftVelNow,rightVelNow,angleNow;

//左右轮速控制速度共用体
union receiveData
{
	short d;
	unsigned char data[2];
}leftVelSet,rightVelSet;

用了这个结构就可以让发送的数据扩充到2字节，如果有需要可以更大。
short d 和 unsigned char data[2] 共用一段内存，发送的时候short类型的数据分两次发送出去，接收到后两段数据通过共用体结构体来读取出来。

1.1 ROS发送数据

发送的数据结构

帧数数据
第1帧0x55
第2帧0xaa
第3帧发送的有效数据的长度（5字节）
第4帧数据1
第5帧数据1
第6帧数据2
第7帧数据2
第8帧数据3
第9帧0x0d
第10帧0x0a
/********************************************************
函数功能：将对机器人要控制的参数，打包发送给下位机
入口参数：机器人线速度、角速度
出口参数：
********************************************************/
void writeSpeed(double Left_v, double Right_v,unsigned char ctrlFlag)
{
    unsigned char buf[11] = {0};//
    int i, length = 0;

    leftVelSet.d  = Left_v;//mm/s
    rightVelSet.d = Right_v;

    // 设置消息头
    for(i = 0; i < 2; i++)
        buf[i] = header[i];             //buf[0]  buf[1]
    
    // 设置机器人左右轮速度
    length = 5;
    buf[2] = length;                    //buf[2]
    for(i = 0; i < 2; i++)
    {
        buf[i + 3] = leftVelSet.data[i];  //buf[3] buf[4]
        buf[i + 5] = rightVelSet.data[i]; //buf[5] buf[6]
    }
    // 预留控制指令
    buf[3 + length - 1] = ctrlFlag;       //buf[7]

    // 设置校验值、消息尾
    buf[3 + length] = getCrc8(buf, 3 + length);//buf[8]
    buf[3 + length + 1] = ender[0];     //buf[9]
    buf[3 + length + 2] = ender[1];     //buf[10]

    // 通过串口下发数据
    boost::asio::write(sp, boost::asio::buffer(buf));
}

1.2 stm32接收数据

利用单片机的串口中断进行接收

//======================串口中断服务程序===========================
void USART1_IRQHandler(void)
{
	if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET)
 	 {
 	    //首先清除中断标志位
		 USART_ClearITPendingBit(USART1,USART_IT_RXNE);
		 
		 //从ROS接收到的数据，存放到下面三个变量中
		 usartReceiveOneData(&testRece1,&testRece2,&testRece3);
		
		 
     }
			
	 
}

八位循环冗余校验函数，用于检验数据是否正确

/**************************************************************************
函数功能：计算八位循环冗余校验，被usartSendData和usartReceiveOneData函数调用
入口参数：数组地址、数组大小
返回  值：无
**************************************************************************/
unsigned char getCrc8(unsigned char *ptr, unsigned short len)
{
	unsigned char crc;
	unsigned char i;
	crc = 0;
	while(len--)
	{
		crc ^= *ptr++;
		for(i = 0; i < 8; i++)
		{
			if(crc&0x01)
                crc=(crc>>1)^0x8C;
			else 
                crc >>= 1;
		}
	}
	return crc;
}

单片机的串口一次只能接收一个字节（8位）的数据。而如果需要接收一个完整数据帧，就要对接收函数进行处理。

/**************************************************************************
函数功能：通过串口中断服务函数，获取上位机发送的左右轮控制速度、预留控制标志位，分别存入参数中
入口参数：左轮轮速控制地址、右轮轮速控制地址、预留控制标志位
返回  值：无特殊意义
**************************************************************************/
int usartReceiveOneData(int *p_leftSpeedSet,int *p_rightSpeedSet,unsigned char *p_crtlFlag)
{
	unsigned char USART_Receiver              = 0;          //接收数据
	static unsigned char checkSum             = 0;
	static unsigned char USARTBufferIndex     = 0;
	static short j=0,k=0;
	static unsigned char USARTReceiverFront   = 0;
	static unsigned char Start_Flag           = START;      //一帧数据传送开始标志位
	static short dataLength                   = 0;

	USART_Receiver = USART_ReceiveData(USART1);   //@@@@@#####如果你使用不是USART1更改成相应的，比如USART3
	//接收消息头
	
	   
	if(Start_Flag == START)
	{
		//(1)进来的第一个数据 为0x55 
		//（2）第二个数据是 0xaa
		if(USART_Receiver == 0xaa)                             //buf[1]
		{  
			if(USARTReceiverFront == 0x55)        //数据头两位 //buf[0]
			{
				Start_Flag = !START;              //收到数据头，开始接收数据
				//printf("header ok\n");
				receiveBuff[0]=header[0];         //buf[0]
				receiveBuff[1]=header[1];         //buf[1]
				USARTBufferIndex = 0;             //缓冲区初始化
				checkSum = 0x00;				  //校验和初始化
			}
		}
		else 
		{
			USARTReceiverFront = USART_Receiver;  // （1）0x55  保存起来  
		}
	}
	
	else
    { 
		switch(USARTBufferIndex)
		{
			case 0://接收左右轮速度数据的长度
				receiveBuff[2] = USART_Receiver;
				dataLength     = receiveBuff[2];            //buf[2]
				USARTBufferIndex++;
				break;
			case 1://接收所有数据，并赋值处理 
				receiveBuff[j + 3] = USART_Receiver;        //buf[3] - buf[7]					
				j++;
				if(j >= dataLength)                         
				{
					j = 0;
					USARTBufferIndex++;
				}
				break;
			case 2://接收校验值信息
				receiveBuff[3 + dataLength] = USART_Receiver;
				checkSum = getCrc8(receiveBuff, 3 + dataLength);
				  // 检查信息校验值
				if (checkSum != receiveBuff[3 + dataLength]) //buf[8]
				{
					printf("Received data check sum error!");
					return 0;
				}
				USARTBufferIndex++;
				break;
				
			case 3://接收信息尾
				if(k==0)
				{
					//数据0d     buf[9]  无需判断
					k++;
				}
				else if (k==1)
				{
					//数据0a     buf[10] 无需判断

					//进行速度赋值操作					
					 for(k = 0; k < 2; k++)
					{
						leftVelSet.data[k]  = receiveBuff[k + 3]; //buf[3]  buf[4]
						rightVelSet.data[k] = receiveBuff[k + 5]; //buf[5]  buf[6]
					}				
					
					//速度赋值操作
					*p_leftSpeedSet  = (int)leftVelSet.d;
					*p_rightSpeedSet = (int)rightVelSet.d;
					
					//ctrlFlag
					*p_crtlFlag = receiveBuff[7];                //buf[7]
					
					//-----------------------------------------------------------------
					//完成一个数据包的接收，相关变量清零，等待下一字节数据
					USARTBufferIndex   = 0;
					USARTReceiverFront = 0;
					Start_Flag         = START;
					checkSum           = 0;
					dataLength         = 0;
					j = 0;
					k = 0;
					//-----------------------------------------------------------------					
				}
				break;
			 default:break;
		}		
	}
	return 0;
}

2.1 stm32发送数据 

/**************************************************************************
函数功能：将左右轮速和角度数据、控制信号进行打包，通过串口发送给Linux
入口参数：实时左轮轮速、实时右轮轮速、实时角度、控制信号（如果没有角度也可以不发）
返回  值：无
**************************************************************************/
void usartSendData(short leftVel, short rightVel,short angle,unsigned char ctrlFlag)
{
	// 协议数据缓存数组
	unsigned char buf[13] = {0};
	int i, length = 0;

	// 计算左右轮期望速度
	leftVelNow.d  = leftVel;
	rightVelNow.d = rightVel;
	angleNow.d    = angle;
	
	// 设置消息头
	for(i = 0; i < 2; i++)
		buf[i] = header[i];                      // buf[0] buf[1] 
	
	// 设置机器人左右轮速度、角度
	length = 7;
	buf[2] = length;                             // buf[2]
	for(i = 0; i < 2; i++)
	{
		buf[i + 3] = leftVelNow.data[i];         // buf[3] buf[4]
		buf[i + 5] = rightVelNow.data[i];        // buf[5] buf[6]
		buf[i + 7] = angleNow.data[i];           // buf[7] buf[8]
	}
	// 预留控制指令
	buf[3 + length - 1] = ctrlFlag;              // buf[9]
	
	// 设置校验值、消息尾
	buf[3 + length] = getCrc8(buf, 3 + length);  // buf[10]
	buf[3 + length + 1] = ender[0];              // buf[11]
	buf[3 + length + 2] = ender[1];              // buf[12]
	
	//发送字符串数据
	USART_Send_String(buf,sizeof(buf));
}

/**************************************************************************
函数功能：发送指定大小的字符数组，被usartSendData函数调用
入口参数：数组地址、数组大小
返回  值：无
**************************************************************************/
void USART_Send_String(u8 *p,u16 sendSize)
{ 
	static int length =0;
	while(length<sendSize)
	{   
		//@@@@@#####如果你使用不是USART1更改成相应的，比如USART3，这里有两处修改
		while( !(USART1->SR&(0x01<<7)) );//发送缓冲区为空
		USART1->DR=*p;                   
		p++;
		length++;
	}
	length =0;
}

2.2 ROS接收数据 

/********************************************************
函数功能：从下位机读取数据
入口参数：机器人左轮轮速、右轮轮速、角度，预留控制位
出口参数：bool
********************************************************/
bool readSpeed(double &Left_v,double &Right_v,double &Angle,unsigned char &ctrlFlag)
{
    char i, length = 0;
    unsigned char checkSum;
    unsigned char buf[150]={0};
    //=========================================================
    //此段代码可以读数据的结尾，进而来进行读取数据的头部
    try
    {
        boost::asio::streambuf response;
        boost::asio::read_until(sp, response, "\r\n",err);   
        copy(istream_iterator<unsigned char>(istream(&response)>>noskipws),
        istream_iterator<unsigned char>(),
        buf); 
    }  
    catch(boost::system::system_error &err)
    {
        ROS_INFO("read_until error");
    } 
    //=========================================================        

    // 检查信息头
    if (buf[0]!= header[0] || buf[1] != header[1])   //buf[0] buf[1]
    {
        ROS_ERROR("Received message header error!");
        return false;
    }
    // 数据长度
    length = buf[2];                                 //buf[2]

    // 检查信息校验值
    checkSum = getCrc8(buf, 3 + length);             //buf[10] 计算得出
    if (checkSum != buf[3 + length])                 //buf[10] 串口接收
    {
        ROS_ERROR("Received data check sum error!");
        return false;
    }    

    // 读取速度值
    for(i = 0; i < 2; i++)
    {
        leftVelNow.data[i]  = buf[i + 3]; //buf[3] buf[4]
        rightVelNow.data[i] = buf[i + 5]; //buf[5] buf[6]
        angleNow.data[i]    = buf[i + 7]; //buf[7] buf[8]
    }

    // 读取控制标志位
    ctrlFlag = buf[9];
    
    Left_v  =leftVelNow.d;
    Right_v =rightVelNow.d;
    Angle   =angleNow.d;

    return true;
}

上位机串口初始化文件代码

mbot_linux_serial.cpp文件

#include "mbot_linux_serial.h"

using namespace std;
using namespace boost::asio;
//串口相关对象
boost::asio::io_service iosev;
boost::asio::serial_port sp(iosev, "/dev/ttyUSB0");
boost::system::error_code err;
/********************************************************
            串口发送接收相关常量、变量、共用体对象
********************************************************/
const unsigned char ender[2] = {0x0d, 0x0a};
const unsigned char header[2] = {0x55, 0xaa};

//发送左右轮速控制速度共用体
union sendData
{
	short d;
	unsigned char data[2];
}leftVelSet,rightVelSet;

//接收数据（左轮速、右轮速、角度）共用体（-32767 - +32768）
union receiveData
{
	short d;
	unsigned char data[2];
}leftVelNow,rightVelNow,angleNow;

/********************************************************
函数功能：串口参数初始化
入口参数：无
出口参数：
********************************************************/
void serialInit()
{
    sp.set_option(serial_port::baud_rate(115200));
    sp.set_option(serial_port::flow_control(serial_port::flow_control::none));
    sp.set_option(serial_port::parity(serial_port::parity::none));
    sp.set_option(serial_port::stop_bits(serial_port::stop_bits::one));
    sp.set_option(serial_port::character_size(8));    
}

/********************************************************
函数功能：将对机器人的左右轮子控制速度，打包发送给下位机
入口参数：机器人线速度、角速度
出口参数：
********************************************************/
void writeSpeed(double Left_v, double Right_v,unsigned char ctrlFlag)
{
    unsigned char buf[11] = {0};//
    int i, length = 0;

    leftVelSet.d  = Left_v;//mm/s
    rightVelSet.d = Right_v;

    // 设置消息头
    for(i = 0; i < 2; i++)
        buf[i] = header[i];             //buf[0]  buf[1]
    
    // 设置机器人左右轮速度
    length = 5;
    buf[2] = length;                    //buf[2]
    for(i = 0; i < 2; i++)
    {
        buf[i + 3] = leftVelSet.data[i];  //buf[3] buf[4]
        buf[i + 5] = rightVelSet.data[i]; //buf[5] buf[6]
    }
    // 预留控制指令
    buf[3 + length - 1] = ctrlFlag;       //buf[7]

    // 设置校验值、消息尾
    buf[3 + length] = getCrc8(buf, 3 + length);//buf[8]
    buf[3 + length + 1] = ender[0];     //buf[9]
    buf[3 + length + 2] = ender[1];     //buf[10]

    // 通过串口下发数据
    boost::asio::write(sp, boost::asio::buffer(buf));
}
/********************************************************
函数功能：从下位机读取数据
入口参数：机器人左轮轮速、右轮轮速、角度，预留控制位
出口参数：bool
********************************************************/
bool readSpeed(double &Left_v,double &Right_v,double &Angle,unsigned char &ctrlFlag)
{
    char i, length = 0;
    unsigned char checkSum;
    unsigned char buf[150]={0};
    //=========================================================
    //此段代码可以读数据的结尾，进而来进行读取数据的头部
    try
    {
        boost::asio::streambuf response;
        boost::asio::read_until(sp, response, "\r\n",err);   
        copy(istream_iterator<unsigned char>(istream(&response)>>noskipws),
        istream_iterator<unsigned char>(),
        buf); 
    }  
    catch(boost::system::system_error &err)
    {
        ROS_INFO("read_until error");
    } 
    //=========================================================        

    // 检查信息头
    if (buf[0]!= header[0] || buf[1] != header[1])   //buf[0] buf[1]
    {
        ROS_ERROR("Received message header error!");
        return false;
    }
    // 数据长度
    length = buf[2];                                 //buf[2]

    // 检查信息校验值
    checkSum = getCrc8(buf, 3 + length);             //buf[10] 计算得出
    if (checkSum != buf[3 + length])                 //buf[10] 串口接收
    {
        ROS_ERROR("Received data check sum error!");
        return false;
    }    

    // 读取速度值
    for(i = 0; i < 2; i++)
    {
        leftVelNow.data[i]  = buf[i + 3]; //buf[3] buf[4]
        rightVelNow.data[i] = buf[i + 5]; //buf[5] buf[6]
        angleNow.data[i]    = buf[i + 7]; //buf[7] buf[8]
    }

    // 读取控制标志位
    ctrlFlag = buf[9];
    
    Left_v  =leftVelNow.d;
    Right_v =rightVelNow.d;
    Angle   =angleNow.d;

    return true;
}
/********************************************************
函数功能：获得8位循环冗余校验值
入口参数：数组地址、长度
出口参数：校验值
********************************************************/
unsigned char getCrc8(unsigned char *ptr, unsigned short len)
{
    unsigned char crc;
    unsigned char i;
    crc = 0;
    while(len--)
    {
        crc ^= *ptr++;
        for(i = 0; i < 8; i++)
        {
            if(crc&0x01)
                crc=(crc>>1)^0x8C;
            else 
                crc >>= 1;
        }
    }
    return crc;
}

mbot_linux_serial.h文件

#ifndef MBOT_LINUX_SERIAL_H
#define MBOT_LINUX_SERIAL_H

#include <ros/ros.h>
#include <ros/time.h>
#include <geometry_msgs/TransformStamped.h>
#include <tf/transform_broadcaster.h>
#include <nav_msgs/Odometry.h>
#include <boost/asio.hpp>
#include <geometry_msgs/Twist.h>

extern void serialInit();
extern void writeSpeed(double Left_v, double Right_v,unsigned char ctrlFlag);
extern bool readSpeed(double &Left_v,double &Right_v,double &Angle,unsigned char &ctrlFlag);
unsigned char getCrc8(unsigned char *ptr, unsigned short len);

#endif

下位机stm32的串口配置代码

mbotLinuxUsart.c 文件

#include "mbotLinuxUsart.h"
#include "usart.h"         //包含printf

/*--------------------------------发送协议-----------------------------------
//----------------55 aa size 00 00 00 00 00 crc8 0d 0a----------------------
//数据头55aa + 数据字节数size + 数据（利用共用体） + 校验crc8 + 数据尾0d0a
//注意：这里数据中预留了一个字节的控制位，其他的可以自行扩展，更改size和数据
--------------------------------------------------------------------------*/

/*--------------------------------接收协议-----------------------------------
//----------------55 aa size 00 00 00 00 00 crc8 0d 0a----------------------
//数据头55aa + 数据字节数size + 数据（利用共用体） + 校验crc8 + 数据尾0d0a
//注意：这里数据中预留了一个字节的控制位，其他的可以自行扩展，更改size和数据
--------------------------------------------------------------------------*/


/**************************************************************************
通信的发送函数和接收函数必须的一些常量、变量、共用体对象
**************************************************************************/

//数据接收暂存区
unsigned char  receiveBuff[16] = {0};         
//通信协议常量
const unsigned char header[2]  = {0x55, 0xaa};
const unsigned char ender[2]   = {0x0d, 0x0a};

//发送数据（左轮速、右轮速、角度）共用体（-32767 - +32768）
union sendData
{
	short d;
	unsigned char data[2];
}leftVelNow,rightVelNow,angleNow;

//左右轮速控制速度共用体
union receiveData
{
	short d;
	unsigned char data[2];
}leftVelSet,rightVelSet;

/**************************************************************************
函数功能：通过串口中断服务函数，获取上位机发送的左右轮控制速度、预留控制标志位，分别存入参数中
入口参数：左轮轮速控制地址、右轮轮速控制地址、预留控制标志位
返回  值：无特殊意义
**************************************************************************/
int usartReceiveOneData(int *p_leftSpeedSet,int *p_rightSpeedSet,unsigned char *p_crtlFlag)
{
	unsigned char USART_Receiver              = 0;          //接收数据
	static unsigned char checkSum             = 0;
	static unsigned char USARTBufferIndex     = 0;
	static short j=0,k=0;
	static unsigned char USARTReceiverFront   = 0;
	static unsigned char Start_Flag           = START;      //一帧数据传送开始标志位
	static short dataLength                   = 0;

	USART_Receiver = USART_ReceiveData(USART1);   //@@@@@#####如果你使用不是USART1更改成相应的，比如USART3
	//接收消息头
	
	   
	if(Start_Flag == START)
	{
		//(1)进来的第一个数据 为0x55 
		//（2）第二个数据是 0xaa
		if(USART_Receiver == 0xaa)                             //buf[1]
		{  
			if(USARTReceiverFront == 0x55)        //数据头两位 //buf[0]
			{
				Start_Flag = !START;              //收到数据头，开始接收数据
				//printf("header ok\n");
				receiveBuff[0]=header[0];         //buf[0]
				receiveBuff[1]=header[1];         //buf[1]
				USARTBufferIndex = 0;             //缓冲区初始化
				checkSum = 0x00;				  //校验和初始化
			}
		}
		else 
		{
			USARTReceiverFront = USART_Receiver;  // （1）0x55  保存起来  
		}
	}
	
	else
    { 
		switch(USARTBufferIndex)
		{
			case 0://接收左右轮速度数据的长度
				receiveBuff[2] = USART_Receiver;
				dataLength     = receiveBuff[2];            //buf[2]
				USARTBufferIndex++;
				break;
			case 1://接收所有数据，并赋值处理 
				receiveBuff[j + 3] = USART_Receiver;        //buf[3] - buf[7]					
				j++;
				if(j >= dataLength)                         
				{
					j = 0;
					USARTBufferIndex++;
				}
				break;
			case 2://接收校验值信息
				receiveBuff[3 + dataLength] = USART_Receiver;
				checkSum = getCrc8(receiveBuff, 3 + dataLength);
				  // 检查信息校验值
				if (checkSum != receiveBuff[3 + dataLength]) //buf[8]
				{
					printf("Received data check sum error!");
					return 0;
				}
				USARTBufferIndex++;
				break;
				
			case 3://接收信息尾
				if(k==0)
				{
					//数据0d     buf[9]  无需判断
					k++;
				}
				else if (k==1)
				{
					//数据0a     buf[10] 无需判断

					//进行速度赋值操作					
					 for(k = 0; k < 2; k++)
					{
						leftVelSet.data[k]  = receiveBuff[k + 3]; //buf[3]  buf[4]
						rightVelSet.data[k] = receiveBuff[k + 5]; //buf[5]  buf[6]
					}				
					
					//速度赋值操作
					*p_leftSpeedSet  = (int)leftVelSet.d;
					*p_rightSpeedSet = (int)rightVelSet.d;
					
					//ctrlFlag
					*p_crtlFlag = receiveBuff[7];                //buf[7]
					
					//-----------------------------------------------------------------
					//完成一个数据包的接收，相关变量清零，等待下一字节数据
					USARTBufferIndex   = 0;
					USARTReceiverFront = 0;
					Start_Flag         = START;
					checkSum           = 0;
					dataLength         = 0;
					j = 0;
					k = 0;
					//-----------------------------------------------------------------					
				}
				break;
			 default:break;
		}		
	}
	return 0;
}
/**************************************************************************
函数功能：将左右轮速和角度数据、控制信号进行打包，通过串口发送给Linux
入口参数：实时左轮轮速、实时右轮轮速、实时角度、控制信号（如果没有角度也可以不发）
返回  值：无
**************************************************************************/
void usartSendData(short leftVel, short rightVel,short angle,unsigned char ctrlFlag)
{
	// 协议数据缓存数组
	unsigned char buf[13] = {0};
	int i, length = 0;

	// 计算左右轮期望速度
	leftVelNow.d  = leftVel;
	rightVelNow.d = rightVel;
	angleNow.d    = angle;
	
	// 设置消息头
	for(i = 0; i < 2; i++)
		buf[i] = header[i];                      // buf[0] buf[1] 
	
	// 设置机器人左右轮速度、角度
	length = 7;
	buf[2] = length;                             // buf[2]
	for(i = 0; i < 2; i++)
	{
		buf[i + 3] = leftVelNow.data[i];         // buf[3] buf[4]
		buf[i + 5] = rightVelNow.data[i];        // buf[5] buf[6]
		buf[i + 7] = angleNow.data[i];           // buf[7] buf[8]
	}
	// 预留控制指令
	buf[3 + length - 1] = ctrlFlag;              // buf[9]
	
	// 设置校验值、消息尾
	buf[3 + length] = getCrc8(buf, 3 + length);  // buf[10]
	buf[3 + length + 1] = ender[0];              // buf[11]
	buf[3 + length + 2] = ender[1];              // buf[12]
	
	//发送字符串数据
	USART_Send_String(buf,sizeof(buf));
}
/**************************************************************************
函数功能：发送指定大小的字符数组，被usartSendData函数调用
入口参数：数组地址、数组大小
返回  值：无
**************************************************************************/
void USART_Send_String(u8 *p,u16 sendSize)
{ 
	static int length =0;
	while(length<sendSize)
	{   
		//@@@@@#####如果你使用不是USART1更改成相应的，比如USART3，这里有两处修改
		while( !(USART1->SR&(0x01<<7)) );//发送缓冲区为空
		USART1->DR=*p;                   
		p++;
		length++;
	}
	length =0;
}
/**************************************************************************
函数功能：计算八位循环冗余校验，被usartSendData和usartReceiveOneData函数调用
入口参数：数组地址、数组大小
返回  值：无
**************************************************************************/
unsigned char getCrc8(unsigned char *ptr, unsigned short len)
{
	unsigned char crc;
	unsigned char i;
	crc = 0;
	while(len--)
	{
		crc ^= *ptr++;
		for(i = 0; i < 8; i++)
		{
			if(crc&0x01)
                crc=(crc>>1)^0x8C;
			else 
                crc >>= 1;
		}
	}
	return crc;
}
/**********************************END***************************************/

mbotLinuxUsart.h 文件
定义了一些发送和接收需要的数据

#include "mbotLinuxUsart.h"
#include "usart.h"         //包含printf

/*--------------------------------发送协议-----------------------------------
//----------------55 aa size 00 00 00 00 00 crc8 0d 0a----------------------
//数据头55aa + 数据字节数size + 数据（利用共用体） + 校验crc8 + 数据尾0d0a
//注意：这里数据中预留了一个字节的控制位，其他的可以自行扩展，更改size和数据
--------------------------------------------------------------------------*/

/*--------------------------------接收协议-----------------------------------
//----------------55 aa size 00 00 00 00 00 crc8 0d 0a----------------------
//数据头55aa + 数据字节数size + 数据（利用共用体） + 校验crc8 + 数据尾0d0a
//注意：这里数据中预留了一个字节的控制位，其他的可以自行扩展，更改size和数据
--------------------------------------------------------------------------*/


/**************************************************************************
通信的发送函数和接收函数必须的一些常量、变量、共用体对象
**************************************************************************/

//数据接收暂存区
unsigned char  receiveBuff[16] = {0};         
//通信协议常量
const unsigned char header[2]  = {0x55, 0xaa};
const unsigned char ender[2]   = {0x0d, 0x0a};

//发送数据（左轮速、右轮速、角度）共用体（-32767 - +32768）
union sendData
{
	short d;
	unsigned char data[2];
}leftVelNow,rightVelNow,angleNow;

//左右轮速控制速度共用体
union receiveData
{
	short d;
	unsigned char data[2];
}leftVelSet,rightVelSet;

/**************************************************************************
函数功能：通过串口中断服务函数，获取上位机发送的左右轮控制速度、预留控制标志位，分别存入参数中
入口参数：左轮轮速控制地址、右轮轮速控制地址、预留控制标志位
返回  值：无特殊意义
**************************************************************************/
int usartReceiveOneData(int *p_leftSpeedSet,int *p_rightSpeedSet,unsigned char *p_crtlFlag)
{
	unsigned char USART_Receiver              = 0;          //接收数据
	static unsigned char checkSum             = 0;
	static unsigned char USARTBufferIndex     = 0;
	static short j=0,k=0;
	static unsigned char USARTReceiverFront   = 0;
	static unsigned char Start_Flag           = START;      //一帧数据传送开始标志位
	static short dataLength                   = 0;

	USART_Receiver = USART_ReceiveData(USART1);   //@@@@@#####如果你使用不是USART1更改成相应的，比如USART3
	//接收消息头
	
	   
	if(Start_Flag == START)
	{
		//(1)进来的第一个数据 为0x55 
		//（2）第二个数据是 0xaa
		if(USART_Receiver == 0xaa)                             //buf[1]
		{  
			if(USARTReceiverFront == 0x55)        //数据头两位 //buf[0]
			{
				Start_Flag = !START;              //收到数据头，开始接收数据
				//printf("header ok\n");
				receiveBuff[0]=header[0];         //buf[0]
				receiveBuff[1]=header[1];         //buf[1]
				USARTBufferIndex = 0;             //缓冲区初始化
				checkSum = 0x00;				  //校验和初始化
			}
		}
		else 
		{
			USARTReceiverFront = USART_Receiver;  // （1）0x55  保存起来  
		}
	}
	
	else
    { 
		switch(USARTBufferIndex)
		{
			case 0://接收左右轮速度数据的长度
				receiveBuff[2] = USART_Receiver;
				dataLength     = receiveBuff[2];            //buf[2]
				USARTBufferIndex++;
				break;
			case 1://接收所有数据，并赋值处理 
				receiveBuff[j + 3] = USART_Receiver;        //buf[3] - buf[7]					
				j++;
				if(j >= dataLength)                         
				{
					j = 0;
					USARTBufferIndex++;
				}
				break;
			case 2://接收校验值信息
				receiveBuff[3 + dataLength] = USART_Receiver;
				checkSum = getCrc8(receiveBuff, 3 + dataLength);
				  // 检查信息校验值
				if (checkSum != receiveBuff[3 + dataLength]) //buf[8]
				{
					printf("Received data check sum error!");
					return 0;
				}
				USARTBufferIndex++;
				break;
				
			case 3://接收信息尾
				if(k==0)
				{
					//数据0d     buf[9]  无需判断
					k++;
				}
				else if (k==1)
				{
					//数据0a     buf[10] 无需判断

					//进行速度赋值操作					
					 for(k = 0; k < 2; k++)
					{
						leftVelSet.data[k]  = receiveBuff[k + 3]; //buf[3]  buf[4]
						rightVelSet.data[k] = receiveBuff[k + 5]; //buf[5]  buf[6]
					}				
					
					//速度赋值操作
					*p_leftSpeedSet  = (int)leftVelSet.d;
					*p_rightSpeedSet = (int)rightVelSet.d;
					
					//ctrlFlag
					*p_crtlFlag = receiveBuff[7];                //buf[7]
					
					//-----------------------------------------------------------------
					//完成一个数据包的接收，相关变量清零，等待下一字节数据
					USARTBufferIndex   = 0;
					USARTReceiverFront = 0;
					Start_Flag         = START;
					checkSum           = 0;
					dataLength         = 0;
					j = 0;
					k = 0;
					//-----------------------------------------------------------------					
				}
				break;
			 default:break;
		}		
	}
	return 0;
}
/**************************************************************************
函数功能：将左右轮速和角度数据、控制信号进行打包，通过串口发送给Linux
入口参数：实时左轮轮速、实时右轮轮速、实时角度、控制信号（如果没有角度也可以不发）
返回  值：无
**************************************************************************/
void usartSendData(short leftVel, short rightVel,short angle,unsigned char ctrlFlag)
{
	// 协议数据缓存数组
	unsigned char buf[13] = {0};
	int i, length = 0;

	// 计算左右轮期望速度
	leftVelNow.d  = leftVel;
	rightVelNow.d = rightVel;
	angleNow.d    = angle;
	
	// 设置消息头
	for(i = 0; i < 2; i++)
		buf[i] = header[i];                      // buf[0] buf[1] 
	
	// 设置机器人左右轮速度、角度
	length = 7;
	buf[2] = length;                             // buf[2]
	for(i = 0; i < 2; i++)
	{
		buf[i + 3] = leftVelNow.data[i];         // buf[3] buf[4]
		buf[i + 5] = rightVelNow.data[i];        // buf[5] buf[6]
		buf[i + 7] = angleNow.data[i];           // buf[7] buf[8]
	}
	// 预留控制指令
	buf[3 + length - 1] = ctrlFlag;              // buf[9]
	
	// 设置校验值、消息尾
	buf[3 + length] = getCrc8(buf, 3 + length);  // buf[10]
	buf[3 + length + 1] = ender[0];              // buf[11]
	buf[3 + length + 2] = ender[1];              // buf[12]
	
	//发送字符串数据
	USART_Send_String(buf,sizeof(buf));
}
/**************************************************************************
函数功能：发送指定大小的字符数组，被usartSendData函数调用
入口参数：数组地址、数组大小
返回  值：无
**************************************************************************/
void USART_Send_String(u8 *p,u16 sendSize)
{ 
	static int length =0;
	while(length<sendSize)
	{   
		//@@@@@#####如果你使用不是USART1更改成相应的，比如USART3，这里有两处修改
		while( !(USART1->SR&(0x01<<7)) );//发送缓冲区为空
		USART1->DR=*p;                   
		p++;
		length++;
	}
	length =0;
}
/**************************************************************************
函数功能：计算八位循环冗余校验，被usartSendData和usartReceiveOneData函数调用
入口参数：数组地址、数组大小
返回  值：无
**************************************************************************/
unsigned char getCrc8(unsigned char *ptr, unsigned short len)
{
	unsigned char crc;
	unsigned char i;
	crc = 0;
	while(len--)
	{
		crc ^= *ptr++;
		for(i = 0; i < 8; i++)
		{
			if(crc&0x01)
                crc=(crc>>1)^0x8C;
			else 
                crc >>= 1;
		}
	}
	return crc;
}
/**********************************END***************************************/

uart.c文件
进行串口的初始化

void uart_init(u32 bound)
{
	//GPIO端口设置
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1|RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);	//使能USART1，GPIOA时钟

	//USART1_TX   GPIOA.9
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; //PA.9
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;	//复用推挽输出
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA.9

	//USART1_RX	  GPIOA.10初始化
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;//PA10
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空输入
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA.10  

	//Usart1 NVIC 配置
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3 ;//抢占优先级3
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;		//子优先级3
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;			//IRQ通道使能
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);	//根据指定的参数初始化VIC寄存器

	//USART 初始化设置

	USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//串口波特率
	USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字长为8位数据格式
	USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一个停止位
	USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//无奇偶校验位
	USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件数据流控制
	USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;	//收发模式

	USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); //初始化串口1
	USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启串口接受中断
	USART_Cmd(USART1, ENABLE);                    //使能串口1 

}
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ROS

STM32

上位机与

进行串口通信

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