将ardupilot运行在stm32f103

ardupilot相信大家都不会陌生这里就不做过多介绍,更多的时候我们也称它为APM

ardupilot是3DR的无人机开源项目,其中包括:

AntennaTracker、ArduPlane、APMrover2、ArduCopter

其中ArduPlane是固定翼飞机,APMrover2是小车,ArduCopter是旋翼飞机

如下是ardupilot的官方链接,你可以在里面找到非常多的有用信息,已经该项目的详细介绍:

http://ardupilot.cn/

Ardupilot是一个非常稳定可靠的无人机项目,并且拥有配套的地面站,周边配件,ardupilot原版2.5版本硬件结构非常简单,由一片atmega2560作为主控,MPU6000陀螺仪(spi连接)、MS5611高精度气压计(spi连接)、HMC5843磁力计(i2c连接)另外还有一片atmega32U2作为usb转串口,并且提供PWM到PPM编码


atmega2560这是一个8位的单片机,外部晶振16M,在这个前提下,飞行性能居然能如此稳定可靠,必然与其优秀的算法密不可分,当然后面与另一个开源项目共同推出了pixhawk,算是一个完美的升级

最近几年的MCU领域发展也非常迅速,ST公司就是其中一家他们推出廉价的stm8、stm32f1、stm32f4等系列在国内推广非常普及,并且价格低廉,很多的大学里都能接触到,我们何不将Ardupilot移植到stm32f1系列上,而且比起atmega2560便宜不少,固件的烧录也相对简单很多,于是动起来手来打造一个stm32f103的ardupilot

动手之前先来简单的分析一下ardupilot的源码结构:

AntennaTracker、ArduPlane、APMrover2、ArduCopter这个上面已经介绍过,他对应的就是相应的固件,车、固定翼、多旋翼他们是相互独立的,他们共同依赖于libraries ,libraries就是我们移植的重点,ardupilot在libraries实现了一个硬件抽象层,以兼容不同的硬件平台,然后调用mk目录下对应的编译文件,最后将ArduCopter等对应的飞行相关的控制已经通信内容一起连接为最终的固件


我们了解了大致原理后开始动手打造吧,非常幸运的是在ardupilot的源码中已经支持对f103平台移植,该项目名称Flymaple 关于Flymaple的介绍可以到如下链接详细了解:http://www.dfrobot.com/wiki/index.php?title=Flymaple_V1.1(SKU:DFR0188)

首先我们需要解决的是bootloader问题

这里需要感谢万能的github

git clone https://github.com/leaflabs/maple-bootloader

于是这里我们需要自己解决相应该编译器问题

我们可以到如下链接获取编译器

https://launchpad.net/gcc-arm-embedded/5.0/5-2016-q1-update/+download/gcc-arm-none-eabi-5_3-2016q1-20160330-linux.tar.bz2

下载后将其解压缩,放到工作目录下


并且将编译器添加到环境变量


比如我的编译器路径在:/home/shilinguo/work/flymaple/gcc-arm-none-eabi-5_3-2016q1/bin

于是使用如下命令:export PATH=/home/shilinguo/work/flymaple/gcc-arm-none-eabi-5_3-2016q1/bin:$PATH

然后回到我们的maple-bootloader目录下

cd ~/maple-bootloader

make

编译完成后我们将可以在build目录下得到maple_boot.bin文件,然后使用jlink等工具将该文件烧录到0x8000000地址

按下复位键,接上USB,就可以在PC端看到USB设备,并且烧录固件


接下来我们需要编译libmaple

cd ~/libmaple

cp main.cpp.example main.cpp

make 

make install

上传固件到芯片

上述验证ok后,我们就开始编译flymaple的飞控固件

cd ~/ardupilot/

git checkout ArduCopter-3.2 (这里基于3.2移植,后面的版本变化有点大)

vim config.mk

将下面的内容复制到config.mk中

#config.mk START

# Select maple_RET6 for Flymaple

BOARD = maple_RET6

# HAL_BOARD determines default HAL target.

HAL_BOARD ?= HAL_BOARD_FLYMAPLE

# The communication port used to communicate with the Flymaple

PORT = /dev/ttyACM0

# You must provide the path to the libmaple library directory:

LIBMAPLE_PATH = $(HOME)/libmaple

# Also, the ARM compiler tools MUST be in your current PATH like:

# export PATH=$PATH:~/libmaple/arm/bin

#config.mk END

cd ~/ardupilot/ArduCopter/

make flymaple

make upload


然后重启芯片,接上串口,长按空格键,就会进入到调试终端


到此关于编译部分已经全部完成,在后续文章中将介绍相关sensor的移植,以最终将飞机送上天空

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