【VESC】一.配置开发环境、烧录固件

一.介绍

VESC是一个开源的无刷电机驱动器，由工程师本杰明研发，最初应用于电动滑板，但是由于其出色的性能，也渐渐在其他领域得到了应用。

由于VESC的固件是基于电动滑板这个应用场景开发的，所以如果我们想将其应用在其他领域，就需要对其源码进行二次开发，修改通讯协议或增添自定义的功能。本文章分别介绍了如何在Ubuntu和Windows下搭建开发环境和烧录固件。

二.Ubuntu平台

1.说明

系统：Ubuntu-16.04
- 若使用Ubuntu-20.04，则安装编译工具链时会比较麻烦，具体可参考这个提问：[How to install arm-none-eabi-gdb on Ubuntu 20.04 LTS (Focal Fossa)
开发环境：GNU Arm Embedded Toolchain + build-essential + 文本编辑器
- GNU Arm Embedded Toolchain为arm的嵌入式编译工具链，可以为Arm Cortex-M架构的芯片编译程序，VESC的缔造者本杰明就是使用该工具链编写的VESC固件。
- build-essential提供了make等编译工具。
- 最后需要一个文本编译器用于修改代码。
烧录：STLink + st-flash

2.搭建开发环境

#下载arm编译工具链
sudo add-apt-repository ppa:team-gcc-arm-embedded/ppa
sudo apt update
sudo apt install gcc-arm-embedded
#下载基本的编译工具
sudo apt install build-essential
#从github上下载VESC固件的源码
cd ~ && git clone https://github.com/vedderb/bldc.git vesc_firmware
cd vesc_firmware
#编译
make

3.烧录固件

#安装依赖
sudo apt-get install git libusb-1.0.0-dev
#下载编译stlink软件
git clone https://github.com/stlink-org/stlink.git
cd stlink
mkdir build && cd build
cmake ..
make
sudo make install
#BLDC_4_ChibiOS.bin为编译出的固件名
st-flash write BLDC_4_ChibiOS.bin 0x08000000

若首次使用st-flash时出现链接库错误，可以使用sudo ldconfig修复。烧录成功的提示见下图。

4.连接BLDC tool

#安装依赖
cd ~
sudo apt-get install qtcreator qt-sdk libudev-dev libqt5serialport5-dev
#下载编译BLDC tool
git clone https://github.com/vedderb/bldc-tool.git
cd bldc-tool
qmake -qt=qt5
make clean && make
#给予串口访问权限
sudo adduser $USER dialout
#重启使设置生效
reboot
#运行BLDC tool
cd ~/bldc-tool
./BLDC_Tool

打开BLDC tool以后，使用mini USB连接VESC V4，或者使用mirco USB连接VESC V6。

注意要焊接该0R电阻，才可以通过USB给VESC供电，若没有焊接，则需要给VESC上强电，下图是VESC V4 0R电阻的位置：

随后在BLDC tool中选择串口，单击右上角的Connect按钮，若右下角显示连接，则证明固件烧录成功。

三.Windows平台

1.说明

开发环境：VSCode + GNU Arm Embedded Toolchain + mingw + git bash
- VSCode作为文本编译器，同时也将git bash集成在VSCode中，方便进行代码的修改和编译。
- GNU Arm Embedded Toolchain为arm的嵌入式编译工具链，可以为Arm Cortex-M架构的芯片编译程序，VESC的缔造者本杰明就是使用该工具链编写的VESC固件。
- mingw可以在windows上提供make指令，可以解释makefile中的编译连接规则。
- git bash用于在windows上提供一个类linux的终端，执行一些linux命令。
烧录：STLink + STM32 ST-LINK Utility 或 J-Link + J-flash
- 这两种方式都可以通过VESC上的SWD接口为stm32烧录bin文件。

2.搭建开发环境

我们需要分别下载上面提到的VSCode、GNU Arm Embedded Toolchain、mingw 、git，其中GNU Arm Embedded Toolchain可能使用的人比较少，只需去arm官网对应界面中选择gcc-arm-none-eabi-10-2020-q4-major-win32.exe下载即可。其余三种工具下载起来都比较容易，网上也有很多教程，我在这里就不说了。

下载上述工具时一定要注意配置好环境变量，否则终端无法识别对应的命令。我们可以通过快捷键Win+R打开运行，输入cmd并回车，打开终端。在终端输入git，gcc，arm-none-eabi-gcc三条命令，若终端都可以正常识别，则环境变量配置正确，否则需要手动添加环境变量。

下面给出我安装GNU Arm Embedded Toolchain时添加环境变量的选项：

下面我们去github上下载源码，下载完使用VSCode打开该文件夹，如果是第一次使用VSCode，则需要先把git bash设置为VSCode的默认集成终端。

我们打开终端后，在终端中输入mingw32-make命令，即可成功编译固件，如下图所示：

编译生成的固件在./build路径中。

在帮助同学配置开发环境的过程中，我发现在同学的电脑上只能成功编译固件一次，之后就会报错，删去编译生成的./.dep文件夹中的中间文件就可以重新编译了。我写了一个脚本来简化编译流程：

if [[ $1 = "force" ]];thenrm -rf ./buildrm -rf ./build_all
fiif [ -f "./Makefile" ];thenrm -rf ./.depmingw32-make
elseecho "找不到makefile文件，尝试更换文件夹"
fi

3.烧录固件

这里以STLink + STM32 ST-LINK Utility为例介绍如何为VESC烧录固件， J-Link + J-flash操作几乎相同。

首先需要在ST的官网上面下载STM32 ST-LINK Utility，记得要留自己的邮箱，这样才能收到下载链接，下载过程中可能会询问你是否要按照STMicroelectronics Virtual COM驱动，我们选择安装。

打开STM32 ST-LINK Utility，将VESC通过ST-LINK连接到电脑。

点击connect按钮，若系统检测到单片机，则可成功连接，若没有检测到，需要再检测一下连接线路。

随后将我们刚刚编译生成的.bin固件拖进该软件中：

随后点击烧录按钮进行烧录。

记得要勾选reset选项，不然烧录进固件以后无法自动
运行，需要手动复位才能运行。

4.连接VESC tool

有关VESC tool的使用，我将会在下一篇博客中详细介绍，这里使用VESC tool来连接电调，只是为了检测我们是否成功烧录了固件。

打开VESC tool，使用mini USB连接VESC V4，或者使用mirco USB连接VESC V6。

注意要焊接该0R电阻，才可以通过USB给VESC供电，若没有焊接，则需要给VESC上强电，下图是VESC V4 0R电阻的位置：

点击连接按钮，若能成功检测到VESC，则证明固件烧录成功。

四.参考资料

Benjamin’s robotics

vedderb/bldc-tool

vedderb/bldc

stlink-org/stlink

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