STM32和树莓派的分工

⚙️ 修正版:典型硬件组合与通信流程(以移动机器人为例)

1. 硬件分工:大脑 vs 四肢
角色 硬件 运行软件 核心任务 是否直接运行ROS
决策大脑 树莓派4B / Jetson Nano Ubuntu + ROS 运行SLAM、导航、视觉识别等复杂算法 ✅ 是
实时四肢 STM32F4 FreeRTOS/裸机 读取电机编码器、控制电机PWM ❌ 否
传感器/执行器 电机、激光雷达、IMU - 执行动作/采集数据 -
2. 为什么需要STM32?

树莓派无法直接控制电机(缺少PWM硬件、实时性差),而STM32的优势在于:

  • 实时响应(微秒级中断控制电机)
  • 直接读写编码器/PWM/ADC等硬件接口
  • 低功耗、低成本
3. rosserial的作用:翻译官
问题场景
  • STM32 采集到电机编码器数据(如"左轮转速100转/分")
  • 树莓派ROS 需要这些数据做导航计算,但只认识ROS消息(如/odom
rosserial解决方案
关键步骤
  1. STM32端

    • 烧录rosserial固件(本质是一个串口通信协议库)

    • 调用API发布数据

      复制代码
  2. 树莓派端

    • 运行rosserial_python节点监听串口:

      BASH

      rosrun rosserial_python serial_node.py _port:=/dev/ttyUSB0

    • 该节点将自动:

      • 把STM32发来的数据 → 转换成ROS话题 /odom
      • 把ROS指令 /cmd_vel → 转发给STM32执行

❓ 常见疑问解答

Q1:为什么树莓派不直接控制电机?
  • 实时性不足:电机控制需微秒级响应,Linux系统调度延迟在毫秒级。
  • 硬件限制:树莓派GPIO无法生成高精度PWM,且直接驱动大电流会烧毁主板。
Q2:STM32能直接运行ROS吗?
  • 绝大多数不能:ROS依赖Linux系统,STM32资源不足(通常只有几百KB内存)。
  • 例外:ROS 2支持MCU(如ESP32),但功能受限,仍需要主控协同。
Q3:树莓派和STM32之间用什么连接?
物理接口 适用场景 性能
USB转串口 最常用(成本低) 带宽1Mbps
以太网 高速数据传输(如摄像头) 带宽100Mbps+
CAN总线 工业环境(抗干扰) 带宽1Mbps

✅ 终极总结

  1. 树莓派 :负责"思考"(ROS算法),不碰硬件
  2. STM32 :负责"动手"(控制硬件),不懂ROS
  3. rosserial:是双方的"翻译官",让STM32的数据"伪装"成ROS消息,让树莓派的指令"翻译"成硬件命令。

这就解释了为什么STM32既出现在"底层控制器"中,又出现在"通信桥梁"中------它本身不运行ROS,但通过rosserial与ROS系统交互!

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