STM32F407VET6 + FreeRTOS 上移植 micro-ROS

 STM32F407VET6 + FreeRTOS 上移植 micro-ROS，這會是一個非常實用的配置，

特別適合資源有限但需要 ROS 2 通訊能力的嵌入式裝置。

以下是完整的教學、移植步驟與資源介紹，讓

你可以順利在 FreeRTOS 上跑 micro-ROS，並連接到 ROS 2 主機。

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🧱 一、整體架構概念

元件	說明
STM32F407VET6	Cortex-M4 MCU，支援 UART、USB
FreeRTOS	精簡 RTOS，適合小型 MCU
micro-ROS Client	跑在 STM32 上的 ROS 2 Node
micro-ROS Agent	跑在 PC 上，負責串接 DDS
Transport	通常使用 UART 串列傳輸或 USB CDC（推薦）

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🔧 二、開發環境準備

✅ 安裝工具鏈（在 Linux 開發主機）

bash
sudo apt install gcc-arm-none-eabi cmake python3-pip
pip3 install catkin_pkg empy colcon-common-extensions

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🚀 三、使用 micro-ROS 的 build system 建立專案

bash
# 建立 micro-ROS firmware workspace
git clone https://github.com/micro-ROS/micro_ros_setup.git
cd micro_ros_setup
git submodule update --init --recursive

# 初始化 firmware workspace
ros2 run micro_ros_setup create_firmware_ws.sh freertos stm32f4

這會建立 firmware/ 目錄，內含：

• freertos 作業系統

• stm32f4 板支援設定（包含 stm32f4xx_hal 驅動）

• micro-ROS 所需模組

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⚙️ 四、設定與編譯 micro-ROS 程式

1️⃣ 設定要跑的應用（例如 int32_publisher）

bash
ros2 run micro_ros_setup configure_firmware.sh int32_publisher

2️⃣ 建構 firmware

bash
ros2 run micro_ros_setup build_firmware.sh

3️⃣ 燒錄到 STM32F407VET6

bash
st-flash write firmware/build/micro_ros_firmware.elf 0x8000000

🔧 如果使用 PlatformIO / STM32CubeIDE，也可以整合 firmware/freertos_apps/micro_ros_app 進專案

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📦 五、連接 micro-ROS Agent

主機端啟動 micro-ROS Agent（透過 UART）

bash
docker run -it --rm \
  --net=host \
  --privileged \
  -v /dev:/dev \
  microros/micro-ros-agent:foxy serial --dev /dev/ttyUSB0

你應會看到：

less
[INFO] [micro_ros_agent]: Client connected
[INFO] [micro_ros_agent]: Successfully negotiated session

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🧪 六、觀察 ROS 資料流

透過 ros2 topic 查看資料是否傳出：

bash
ros2 topic echo /micro_ros_arduino_node_publisher

你會看到整數不斷遞增的資料流。

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📂 七、自訂專案架構參考

swift
firmware/
├── freertos_apps/
│   └── micro_ros_app/
│       ├── app.c         <- 你的主程式 (pub/sub/init)
│       └── CMakeLists.txt
├── freertos/
│   └── ...
├── middleware/
├── toolchain/
├── build/
└── ...

你可以修改 app.c 加入你自己的控制邏輯與 ROS topic。

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📚 八、學習資源與官方支援

資源	說明
🔗 micro-ROS 官方教學	全平台架構概念與快速上手
🔗 micro_ros_setup	ROS 2 工具鏈整合建構
🔗 STM32F4 support	STM32F4 HAL 移植結構
🔗 freertos_apps 應用範例	Publisher、Subscriber、Timer 範例
📖 FreeRTOS 官方網站	任務、佇列、資源管理等教學

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🎯 九、micro-ROS 在 STM32F407VET6 + FreeRTOS 上的實作要點

要點	說明
UART 傳輸	預設使用 USART2，可在 platform.c 中修改
HAL 設定	使用 STM32Cube HAL 驅動初始化
main() 位置	於 app.c 中實作，或由 micro-ROS 自動注入
ROS 介面	使用 rclc API 撰寫 Publisher / Subscriber
可裁切性	可裁減掉不必要的中介層節省 Flash

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✅ 延伸功能

你可以在 micro-ROS 中整合：

• IMU 資料串接 → /imu/data

• 馬達命令訂閱 → /cmd_vel

• STM32 GPIO 控制 → 透過 ROS 介面驅動硬體