你好，我是愛吃魚香ROS的小魚。這一節(jié)我們正式在MicroROS開發(fā)板上編寫代碼，輸出HelloWorld到電腦上。在正式開始編寫代碼前，我們先了解下開發(fā)流程。

一、Arduino開發(fā)流程

Arduino和其他單片機(jī)開發(fā)，一共分為四步。

1. 編寫代碼，根據(jù)相關(guān)的API和SDK進(jìn)行代碼的編寫。
2. 編譯工程，將工程的代碼文件編譯成二進(jìn)制文件。
3. 燒錄二進(jìn)制文件，將上一步生成的二進(jìn)制文件通過(guò)工具燒錄到開發(fā)板中。
4. 運(yùn)行測(cè)試，重啟開發(fā)板，觀察硬件執(zhí)行情況（數(shù)據(jù)打印一般通過(guò)串口查看）

接下來(lái)小魚就按照上面總結(jié)的幾個(gè)步驟來(lái)嘗試編寫HelloWorld!

二、編寫代碼

2.1 Arduino函數(shù)介紹

前面有介紹，Ardunio平臺(tái)的一大特點(diǎn)就是簡(jiǎn)單易用，而Ardunio使用的開發(fā)語(yǔ)言是C/C++，從工程生成的默認(rèn)代碼就可以看出來(lái)。

#include < Arduino.h >

void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
}

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
}

整個(gè)代碼可以分為三個(gè)部分

1. 頭文件#include
2. setup()函數(shù)，該函數(shù)只會(huì)在啟動(dòng)時(shí)被系統(tǒng)調(diào)用一次
3. loop()函數(shù)，該函數(shù)會(huì)被系統(tǒng)循環(huán)調(diào)用，直到重啟或者斷電

2.2 為什么沒有入口函數(shù)main函數(shù)？

在學(xué)習(xí)C語(yǔ)言和C++時(shí)你應(yīng)該學(xué)過(guò)，程序的入口文件是main函數(shù)，但在這個(gè)Arduino中卻沒有main函數(shù)的存在，這是為什么？

Arduino其實(shí)是有main函數(shù)的，Arduino的main函數(shù)長(zhǎng)這樣（ESP32-Arduino庫(kù)有所不同，但原理一樣：https://github.com/espressif/arduino-esp32/blob/master/cores/esp32/main.cpp）

#include < Arduino.h >

// Declared weak in Arduino.h to allow user redefinitions.
int atexit(void (* /*func*/ )()) { return 0; }

// Weak empty variant initialization function.
// May be redefined by variant files.
void initVariant() __attribute__((weak));
void initVariant() { }

void setupUSB() __attribute__((weak));
void setupUSB() { }

int main(void)
{
    init();

    initVariant();

#if defined(USBCON)
    USBDevice.attach();
#endif

    setup();

    for (;;) {
        loop();
        if (serialEventRun) serialEventRun();
    }

    return 0;
}

核心的代碼就這一段

setup();

    for (;;) {
        loop();
        if (serialEventRun) serialEventRun();
    }

從這里就可以看出來(lái)，setup和loop函數(shù)之間的關(guān)系，在main函數(shù)中先調(diào)用一次setup函數(shù)，再使用for死循環(huán)調(diào)用loop函數(shù)。

2.3 串口輸出HelloWorld

要實(shí)現(xiàn)將HelloWorld!從開發(fā)板輸出到電腦上，我們需要了解一個(gè)常用的通信協(xié)議Serial，常稱串口通信。

關(guān)于串口通信的原理可以到B站搜索相關(guān)視頻，但在這里使用時(shí)你只需要了解如何使用即可。

這里我們了解三個(gè)函數(shù)，串口初始化、串口打印、串口讀取。

基于上面的函數(shù)，我們可以這樣輸出HelloWorld!

#include < Arduino.h >

void setup() {
  Serial.begin(115200);
}

void loop() {
  Serial.printf("Hello World!\\n");
}

在setup()函數(shù)里進(jìn)行串口的初始化， 波特率設(shè)置成了115200 ，在loop函數(shù)中不斷的輸出Hello World!。

三、編譯代碼

點(diǎn)擊對(duì)號(hào)，或者使用快捷鍵Ctrl+Alt+B，即可編譯。

看到Building .pio/build/featheresp32/firmware.bin和Successfully created esp32 image.就代表已經(jīng)成功生成了二進(jìn)制文件，下一步我們就開始燒錄二進(jìn)制文件。

四、燒錄二進(jìn)制文件

4.1 連接開發(fā)板到電腦

MicroROS學(xué)習(xí)板采用TypeC接口，你需要一個(gè)USB數(shù)據(jù)線將開發(fā)板連接到你的電腦。連接電腦后，Linux系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)會(huì)被自動(dòng)搜索和加載，查看是否有正確驅(qū)動(dòng)，可以使用lsusb進(jìn)行測(cè)試。

lsusb

輸入后，如果可以看到CP210x這個(gè)設(shè)備，就代表驅(qū)動(dòng)加載成功了

驅(qū)動(dòng)加載成功后在/dev目錄下會(huì)多出一個(gè)ttyUSBx的設(shè)備，比如小魚這里就是/dev/ttyUSB0

使用ls /dev/ttyUSB*指令可以將其列出

4.2 設(shè)置設(shè)備權(quán)限

我們想讓開發(fā)板和電腦通過(guò)串口進(jìn)行通信，電腦端只需對(duì)這個(gè)串口進(jìn)行讀寫就行了。因?yàn)樵O(shè)備默認(rèn)的生成目錄是在/dev目錄下，普通用戶是沒有讀寫權(quán)限的，所以在使用之前我們可以修改下該設(shè)備的權(quán)限。

臨時(shí)修改

sudo chmod 666 /dev/ttyUSBx

也可以永久修改，將用戶添加到dialout和plugdev組（重啟后方生效）

sudo usermod -a -G dialout $USER
sudo usermod -a -G plugdev $USER

4.3 燒錄二進(jìn)制文件

點(diǎn)擊左下角的上傳燒錄按鈕，或者使用快捷鍵Ctrl+Alt+U進(jìn)行燒錄。

看到上面四部分打印代表燒錄成功，可以看到PIO可以自動(dòng)檢測(cè)串口并進(jìn)行連接，接著上傳文件到開發(fā)板，最后自動(dòng)重啟。

五、運(yùn)行測(cè)試

因?yàn)樵谙螺d完成后，下載程序幫我們自動(dòng)重啟了，所以這里我們不需要進(jìn)行重啟。接著我們使用串口Monitor打開串口看看有沒有數(shù)據(jù)。

點(diǎn)擊Serial Monitor按鈕，或者使用快捷鍵Ctrl+Alt+S，如果沒有出錯(cuò)，你將看到下面的亂碼。

原因是終端的波特率不對(duì)，開發(fā)板發(fā)送給電腦數(shù)據(jù)的波特率是115200，而電腦接收的波特率是9600，不匹配就會(huì)造成亂碼。

通過(guò)修改配置文件，可以修改Serial Monitor的默認(rèn)波特率。

在platformio.ini中添加一行代碼

monitor_speed = 115200

接著關(guān)閉剛剛的終端，再重新打開，接著我們就可以看到嗖嗖嗖的Hello World!

六、總結(jié)

本節(jié)我們成功將自己的代碼上傳到開發(fā)板上了，然后通過(guò)串口成功的和單片機(jī)建立了單向連接（開發(fā)板向電腦發(fā)送數(shù)據(jù)），下一節(jié)我們學(xué)習(xí)下電腦向單片機(jī)發(fā)送消息。

最后還有幾個(gè)小作業(yè)

1.上面我們輸出Hello World!在不斷的輸出，如果想要改成只輸出一次，代碼該怎么寫？

答案：

#include < Arduino.h >

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  Serial.printf("Hello World!\\n");
}

void loop() {
}

2.上面我們輸出Hello World!在快速的輸出，如果想要改成每秒輸出一次，代碼該怎么寫？

提示函數(shù)：void delay(uint32_t ms)延時(shí)指定ms。

答案：

#include < Arduino.h >

void setup() {
  Serial.begin(115200);
}

void loop() {
  delay(1000);
  Serial.printf("Hello World!\\n");
}