OpenRE环境配置

本将介绍如何在ubuntu下,配置OpenRE的开发环境,并烧写测试代码。

安装

关于工具链的配置有两种方式,可以直接用apt-get 安装,如果网速太慢也可以在百度云下载deb包安装。

首先下载最新的代码:

 git clone https://github.com/HANDS-FREE/OpenRE.git

方法一: 通过源码安装 (推荐方法,适用于大部分系统)

$ cd 5_Development_Toolchain 
$ bash auto_set_openre_toolchain.sh

然后安装脚本,会自动从HandsFree阿里云上下载openocd,gcc-arm-none-eabi,stlink源码包,并自动解压、编译、安装。

方法二: 通过deb包安装 (有风险,不推荐,在有些系统上会出问题)

$ sudo add-apt-repository ppa:terry.guo/gcc-arm-embedded  
$ sudo apt-get update          
$ sudo apt-get install openocd  gcc-arm-none-eabi    
$ sudo usermod -a -G dialout $USER    
$ sudo apt-get install lib32ncurses5 libtool libusb-1.0 libftdi-dev python python-serial python-empy libpython2.7:i386    
$ sudo apt-get remove modemmanager

代码编译与烧写预备

HandsFree目前有几款不同的主控器,比如用于Stone机器人的control_unit_v2,和用于Mini机器人的control_unit_mini,用jlink烧写时,由于不同的电路板外部晶振频率可能不一样,所以把A板的固件烧到B板就可能导致死机和芯片死锁,板子程序无法跑并且下一次烧写的时候就烧不进了,当出现这种情况的时候,解决方法就是按下板子的复位键(按住不动),运行烧写指令,一两秒后,松开复位键,就能烧写进去了。

为了确保你不会烧写错误,你先确保每个工程的makefile文件和你的板子是匹配的。这里先介绍每个工程的makefile怎么设置,下一篇会详细介绍整个库的makefile。

一个工程的makefile示例:

######################################define project name, board type, and path

#####ROBOT_MODEL : null mini stone stone_v2 stone_v3 stone_v3_omni giraffe virtual
ROBOT_MODEL     ?= stone_v3
#####BOARD_TYPE: openre_board_mini openre_board_v2
BOARD_TYPE      ?= openre_board_v2
#####project name
PROJECT         =  robot_$(ROBOT_MODEL)_$(BOARD_TYPE)
TOP_PATH        =  ../../../..

#############################################################parameters

#####BOOTLOADER  : enable disable
BOOTLOADER_MODE ?= disable

##########################################################################source

CXX_SRC         += ../src/main.cpp 

#Includes
INCDIR          += -I. -I../src/ 

#########################################################################package

#PAKG: common robot_abstract math imu .....
PAKG        = common robot_abstract math imu motor sbus_ppm servo \
              robot_control hf_link tf

#OS_MODULE: UCOSII UCOSIII GUI FAT
OS_MODULE  =           

#LIB_MODULE: EIGEN MATRIX  etc
THIRDPARTY_MODULE = 

###################################################################include rules

include $(TOP_PATH)/0_Project/makefile/compiler.mk

等号左边的是变量,等号右边的是变量值,#是注释行,注释后面部分是变量的可选值。接下来介绍每一个变量的含义。

  • ROBOT_MODEL:是使用的机器人的型号,可选值是HandsFree发布的几款机器人,(mini、stone、stone_v2、stone_v3、stone_v3_omni、giraffe, null代表本工程和机器人对象无关,在跑OpenRE示例教程程序的时候会使用到null,virtual代表使用一个虚拟半物理仿真模型,OpenRE内部会虚拟出电机模型和一个差速机器人,内部的运动学和里程计的结算都是用内部虚拟的半物理模型实现的,在调试上位机的时候经常用到virtual)。
  • BOARD_TYPE:主控电路板型号,可选值是HandsFree的几款主控电路板(目前是两款,openre_board_mini、openre_board_v2)。
  • BOOTLOADER_MODE:BOOTLOADER模式可以让用户直接从串口下载程序,如果disable就需要用jlink下载。目前默认disable。
  • PAKG:代表本程序所需要使用到的功能包,在简单测试代码里,只用到了common包。在机器人工程实现代码里,用到了就相对较多了。如果不是自己开发程序,该部分内容一般不做修改。
  • OS_MODULE:操作系统的模式,目前支持UCOSII、UCOSIII。如果裸跑单片机程序,就空着不填。
  • THIRDPARTY_MODULE:第三方库的选择,比如矩阵库之类的,如果使用到就在这里填上对应的第三方库名称。

在正式烧写前,请确保你之前的makefile都配置对了,主要是ROBOT_MODEL,BOARD_TYPE这两个变量,如若配置不对,将有可能发生芯片死锁,如果不慎发生死锁,下一次烧写的之前先按住复位键,烧写过程中松开复位键即可解锁。

高危操作提示:以下正式开始编译烧写OpenRE,请确保你打算学习底层嵌入式的开发,HandsFree出厂时都已经烧写好了对应的机器人的固件,以下的学习过程将会覆盖掉出厂程序,请慎重操作。

烧写一个流水灯的代码测试

cd OpenRE/0_Project/examples/handsfree_simple_app/linux

  • 按照上一步修改makefile。
  • 插上jlink同时用usb为板子供电。
  • 接着编译: make clean make
  • 最后烧录: make burn

烧写成功的现象是,板子上的led灯持续闪烁。

如果使用的是STLink,而不是官方配套的Jlink,则需要在make burn之前更改0_Project/makefile/flash.mk 如下:

ifeq "$(strip $(BOOTLOADER_MODE))" "enable"
BURN_TYPE           = usbttl_bootloader_upload 
else
# (stlink/swd/jlink)_(stlink/openocd)_flash  "device"_"driver"_flash
BURN_TYPE               = swd_openocd_flash
DEBUG_TYPE        = swd_openocd_debug
ERASE_TYPE        = swd_openocd_erase
endif

改成:

ifeq "$(strip $(BOOTLOADER_MODE))" "enable"
BURN_TYPE           = usbttl_bootloader_upload 
else
# (stlink/swd/jlink)_(stlink/openocd)_flash  "device"_"driver"_flash
BURN_TYPE               = stlink_openocd_flash
DEBUG_TYPE        = stlink_openocd_debug
ERASE_TYPE        = stlink_openocd_erase
endif

(注:如果是重复烧录同一份代码,从第二遍开始就可以省去make clean和make步骤,直接make burn。但是如果两次烧录之间,有.h头文件被修改,就要先make clean,再make,最终make burn。)

烧写机器人的固件程序

固件程序有两个版本的,分别是有操作系统版和裸机版本的,裸机版本是稳定版,操作系统版经过测试也是可以正常使用的.如果你不懂,那么推荐使用裸机版本.

裸机版: 0_Project/firmware/handsfree_wheel_robot
操作系统版: 0_Project/firmware/handsfree_wheel_robot_ucosIII

烧写方法和上面一样,值得注意的是,要首先更改Makefile,选择不同的机器人与主控的方式

主要就是修改如下两个变量:

#####ROBOT_MODEL : null mini stone stone_v2 stone_v3 stone_v3_omni giraffe virtual
ROBOT_MODEL     ?= stone_v3
#####BOARD_TYPE: openre_board_mini openre_board_v2
BOARD_TYPE      ?= openre_board_v2

一个是选择电路板的型号,一个是选择机器人的型号。可选项在makefile里面都以注释的形式标示出来了。
Stone , Giraffe系列机器人平台使用的是openre_board_v2控制器, Mini机器人使用的是openre_board_mini。

这两个变量是必须要选对的,否则会出现意外,比如死锁控制器,或者烧错机器人的代码,导致运动控制不正常,如果不慎发生死锁,下一次烧写的之前先按住复位键,烧写过程中松开复位键即可解锁。

(注:非嵌入式开发者只需看到这里即可,想深入开发OpenRE的可以继续研究后面的OpenRE教程)

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