大家好,又见面了,我是你们的朋友全栈君。
ODrive固件开发指南
本指南适用于希望修改ODrive固件的开发人员。
因此,它假定您了解诸如如何使用Git,什么是编译器之类的知识。如果这听起来很陌生,以下内容对您来说可能不适合。
官方发行版在master
分支上。 但是,由于您是开发人员,因此建议您使用devel
分支,因为它包含最新功能。
该项目正在积极开发中,因此请确保检查更新日志以跟踪更新动态。
文章目录
需要的开发工具
推荐使用的ODrive开发工具为:
- make: 用于调用 tup
- Tup: 用于调用编译命令的构建系统
- ARM GNU Compiler: 对于交叉编译代码
- ARM GDB: 用于调试代码并在设备上逐步执行
- OpenOCD: 用与使用STLink / v2编程器对ODrive进行烧录
- Python3: 用于运行Python工具,并且安装 PyYAML,Jinja2 ,jsonschema 包
有关适用于您的操作系统的特定安装说明,请参见下文。
根据您要执行的操作,可能并不需要所有组件。
一切准备就绪后,您可以运行以下命令来验证安装是否正确:
$ arm-none-eabi-gcc --version
$ arm-none-eabi-gdb --version
$ openocd --version # should be 0.10.0 or later
$ tup --version # should be 0.7.5 or later
$ python --version # should be 3.7 or later
Linux (Ubuntu)
sudo add-apt-repository ppa:team-gcc-arm-embedded/ppa
sudo apt-get update
sudo apt-get install gcc-arm-embedded
sudo apt-get install openocd
sudo add-apt-repository ppa:jonathonf/tup && sudo apt-get update && sudo apt-get install tup
Arch Linux
sudo pacman -S arm-none-eabi-gcc arm-none-eabi-binutils
sudo pacman -S arm-none-eabi-gdb
sudo pacman -S tup
Mac
首先安装Homebrew. 然后您可以在命令终端中输入以下命令:
brew install armmbed/formulae/arm-none-eabi-gcc
brew cask install osxfuse && brew install tup
brew install openocd
Windows
注意: 确保这些程序不仅已安装,而且正确添加到您的环境变量PATH
中。
本文档中的某些说明可能假定您正在使用bash命令提示符,例如Windows 10内置bash或Git bash。
- ARM compiler
- 注意 1: 安装后需要添加
ARM_GCC_ROOT
到您的环境变量,并设置值为您的安装路径 e.g.C:\Program Files (x86)\GNU Tools Arm Embedded\7 2018-q2-update
。此变量将被 Visual Studio Code 所使用。 - 注意 2: 8-2018-q4-major 版本在Windows下存在某些bug。请在Windos下使用 7-2018-q2-update版本。
- 注意 1: 安装后需要添加
- Tup
- GNU MCU Eclipse’s Windows Build Tools
- OpenOCD.
- ST-Link/V2 Drivers
配置编译参数
要自定义编译参数,请将文件Firmware/tup.config.default
复制或重命名为Firmware/tup.config
,然后在该文件中编辑参数:
CONFIG_BOARD_VERSION: 您正在使用的ODrive硬件版本。 可以是v3.1,v3.2,v3.3,v3.4-24V,v3.4-48V,v3.5-24V,v3.5-48V
等。检查ODrive上的丝印以找出您使用的版本。 某些ODrive版本未指定电压:在这种情况下,您可以看一下电容器的值:120uF是48V ODrive,470uF是24V ODrive。
CONFIG_USB_PROTOCOL: 定义ODrive在USB接口上使用的协议。
native
: ODrive原生通讯协议。ODrive以USB设备被系统识别。在macOS系统下有可能无法工作。native-stream
: 和原生通信协议类似,只不过ODrive被系统以UART连接对待。可以在macOS系统下正常工作。none
: 禁用 USB通讯。虽然插入设备后仍会被现实,但它将忽略所有指令。
注意: 第二个USB接口始终是一个串行端口。
CONFIG_UART_PROTOCOL: 定义ODrive在UART接口(GPIO1和GPIO2)上应使用哪种协议。 请注意,仅ODrive v3.3和更高版本支持UART。
native
: ODrive原生通信协议。如果要使用UART将ODrive连接到PC,并且想使用python工具来控制和设置ODrive,请使用此功能。ascii
: ASCII 格式通信协议。如果您想使用Arduino控制ODrive,请使用此选项。因为 ODrive Arduino库尚不支持ODrive原生通信协议。none
: 禁用UART。
构建并烧录固件
- 在
Firmware
目录下运行make
。 - 通过USB连接ODrive并打开电源。
- 使用 odrivetool dfu命令烧录固件。
使用STLink/v2 烧录固件
- 将烧录器连接到 J2 端子上的
GND
,SWD
,SWC
。 注意: 应当首先连接GND
。 - 您仅需通过VCC(3.3v)、5V、**主电源连接(DC总线)**其中一项对ODrive供电。 USB端口(J1)是无法为ODrive供电的。
- 在
Firmware
目录下运行make flash
注意: 如果出现错误类似can't find target interface/stlink-v2.cfg
,您需要设置一个名为OPENOCD_SCRIPTS
的环境变量,变量值设置为 openocd 脚本所在目录地址。
如果烧录成功,您可以使用 odrivetool和ODrive通信了。
自动化测试
tools/run_tests.py
这个测试脚本可以自动测试固件的某些特性还能够对ODrive进行老化测试。某些测试项目只需要一个电机加上编码器就可以,还有一些测试需要特定的测试台才可以。要进行任何测试都需要一个YAML文件,在YAML中编写测试参数,例如tools/test-rig-parallel.yaml
。其中YAML中烧录器的序列号可以通过运行Firmware/find_programmer.sh
脚本来得到(确保烧录器中的固件为STM的最新固件)。
测试脚本会使ODrive以高电流和高转速运行,因此,如果测试台不合适或者不够坚固(或电机空载),则可能会损坏机器。
用法示例:./run_tests.py --test-rig-yaml ../tools/test-rig-parallel.yaml
代码调试
如果您使用的是VSCode,请确保您具有Cortex Debug扩展插件,OpenOCD和STLink。 您可以通过烧录代码来验证OpenOCD和STLink是否正常工作。 打开ODrive_Workspace.code-workspace文件,然后启动调试(F5)。 VSCode将从工作空间中获取正确的设置并自动连接ODrive。 可以在VSCode中以图形方式添加断点。
- 运行
make gdb
。 这将重置并在程序启动并暂停。 现在,您可以设置断点并运行程序。 如果您知道如何使用gdb,那就再好不过了。
配置集成开发环境
开发ODrive代码,不需要IDE,但是建议使用开源IDE VSCode。 也可以使用Eclipse。 如果您想使用IDE,请参阅相应的配置文档:
STM32CubeMX
该项目使用 STM32CubeMX 来生成启动代码和外设配置代码。您可以从这里下载CubeMX。所有 CubeMX 相关的文件都在 Firmware/Board/v3
文件夹下。
维护修改后生成的代码
STM32CubeMX 生成代码时,会剔除它们提供的某些特殊部分之外的所有内容。 特殊部分标记为“ USER CODE BEGIN” …“ USER CODE END”。
曾经,我们试图确保对生成的代码所做的所有编辑仅会出现在这些部分中,从某些代码结构就可以看出来。
但是随着时间的流逝,我们意识到这将很难实现,因此,当需要重新生成代码时,我们利用git来进行管理。我们使用两个特殊的git分支来实现。它们是 STM32CubeMX-start
和 STM32CubeMX-end
。
下例显示了如何使用它们。
注意: 由于使用git rebase方式,所有更改生成代码的开发都应直接在STM32CubeMX-end
上进行,而不是基于devel
进行,然后按照下面的步骤4进行操作,以将其转移到新的功能分支中。 如果您对基于devel
生成的代码进行了一些更改,则只需挑选那些更改到STM32CubeMX-end
中即可。
1. 准备更改
- 我们对STM32CubeMX配置进行的所有更改,并重新生成代码都应该在
STM32CubeMX-start
分支上。所以我们使用下面的命令切换到STM32CubeMX-start
分支上。git checkout STM32CubeMX-start
- 运行stm32cubeMX 然后载入
Firmware/Board/v3/Odrive.ioc
工程文件。- 如果载入过程中询问您是否要迁移到新版本,请选择下载旧的固件包(除非您要使用最新的库)。
- 在不更改任何设置的情况下,点击
Project -> Generate code
。 - 您可能需要让它下载一些驱动程序等。
- STM32CubeMX现在可能具有某些库已经更新,因此即使我们未更改任何设置,生成的代码也可能有所更改。 我们需要检查一切是否仍在工作,并检查更改:
git config --local core.autocrlf input
这会告诉git的所有文件应与LF结尾(CubeMX产生CRLF结尾)进行检查。git diff
忽略一堆行结束警告。- 如果您觉得可以: 您现在可以检查CubeMX是否引入了一些愚蠢的方法。 如果有任何更改,并且看起来可以接受,我们应该提交它们:
git commit -am "Run STM32CubeMX v1.21"
替换为实际版本的CubeMX。
2. 更改STM32CubeMX配置
- 完成上述步骤后,请确保工作目录是干净的:
git status
应该会显示 “nothing to commit, working tree clean”
- 使用STM32CubeMX进行配置,保存,然后重新生成代码 (
Project -> Generate code
)。 git diff
检查引入的更改是否符合预期- 如果一切正常,则可以提交更改。
3. 将重新配置生成的代码rebase到STM32CubeMX-end分支
git checkout STM32CubeMX-end
git rebase STM32CubeMX-start
- 确保完成rebase,并修复可能出现的任何冲突。
4. 将新的STM32CubeMX代码合并到功能分支中
只需将STM32CubeMX-end
分支合并到新功能分支中。
git checkout your-feature
git merge STM32CubeMX-end
5. 将您的新特性分支提交到原作者
- 为您的新功能生成正常的pull,request。
- 确保已将提交
STM32CubeMX-start
和STM32CubeMX-end
分支,到您的分支。 - 并在提交记录中说明需要更新STM32CubeMX分支。
故障排除
使用 STLink/v2烧录提示LIBUSB_ERROR_IO
问题描述: 当我使用STLink对ODrive进行烧录时提示如下错误:
Open On-Chip Debugger 0.10.0
Licensed under GNU GPL v2
For bug reports, read
http://openocd.org/doc/doxygen/bugs.html
Info : auto-selecting first available session transport "hla_swd". To override use 'transport select <transport>'.
Info : The selected transport took over low-level target control. The results might differ compared to plain JTAG/SWD
adapter speed: 2000 kHz
adapter_nsrst_delay: 100
none separate
Info : Unable to match requested speed 2000 kHz, using 1800 kHz
Info : Unable to match requested speed 2000 kHz, using 1800 kHz
Info : clock speed 1800 kHz
Error: libusb_open() failed with LIBUSB_ERROR_IO
Error: open failed
in procedure 'init'
in procedure 'ocd_bouncer'
解决方案:
这种情况时有发生。可以按照下列步骤来操作:
- 从电脑拔出 STLink 和 ODrive
- 断开 ODrive 的供电
- 将STLink插入电脑
- ODrive上电
- 再次尝试执行
make flash
发布
我们使用GitHub Releases发布固件。
- 查看changelog以了解新固件的新特性。
- 将其他特性分支合并到master支。
- 将(轻量级)标签推送到master分支。 请遵循现有的命名约定。
- 将python工具推送到PyPI。
- 在GitHub上发布该版本以添加标题和描述(从changelog复制并粘贴)。
其他代码维护说明
cortex M4F处理器具有硬件单精度浮点单元。 但是,双精度运算并没有被加速,因此应该避免。 以下正则表达式会清除双精度运算:
find: ([-+]?[0-9]+\.[0-9]+(?:[eE][-+]?[0-9]+)?)([^f0-9e])
replace: \1f\2
代码提交须知
一般而言,该项目使用 Google C++ Style Guide,不同之处在于默认指示符为4个空格,并且对80个字符的限制不是非常严格的。
如果您有任何问题或疑问,欢迎您加入ODrive社区或QQ群 851421965 进行交流。
发布者:全栈程序员-用户IM,转载请注明出处:https://javaforall.cn/125781.html原文链接:https://javaforall.cn
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