代码架构#
AP_HAL#
AP_HAL 层是硬件抽象层，使 ArduPilot 能够移植到多种不同的平台上。在 libraries/AP_HAL 目录下有一个顶层 AP_HAL，它定义了其余代码与特定板卡功能交互的接口，然后运行在ChibiOS的版本、SITL等其他版本继承该类实现多态，给代码提供相同的接口。
此外，每个板卡类型都有一个对应的 AP_HAL_XXX 子目录，例如，基于 STM32 的板卡对应 AP_HAL_ChibiOS。
代码样例和程序入口#
每个代码样例都有 setup() 和 loop() 函数
setup()函数在开发板启动时调用，只调用一次，通常用于初始化库。实际的调用来自每个开发板的 HAL 层，因此main()函数隐藏在 HAL 层内部，并在开发板特定的启动完成后调用setup()函数。setup()函数执行完毕后，loop()函数会被持续调用（由 AP_HAL 层中的主代码调用）。程序的主要工作通常都在loop()函数中完成。- 代码最后的
AP_HAL_MAIN()是一个 HAL 宏，它生成声明 C++ 主函数所需的代码，以及 HAL 的任何板级初始化代码。
传感器驱动#
ArduPilot 支持来自众多不同制造商的各种传感器，支持I2C / SPI / UART / CAN 协议，链接里给出了这些协议的后端样例
前后端分离#
- 前端：驱动管理层，专注于通用逻辑，如数据解析、单位转换、队列管理、状态管理（例如：获取当前距离、检查传感器是否健康）
- 后端：实际操作层，特定硬件操作，如读取I2C寄存器、配置特定速率、处理中断。
主线程定时运行，通过驱动程序前端的函数访问最新可用数据
来自传感器的原始数据被采集、转换为标准单位，然后存储在驱动程序内部的缓冲区中,对于使用 I2C 或 SPI 的驱动程序，必须在后台线程中运行，以避免与传感器的高速通信影响主循环的性能。但对于使用UART接口的驱动程序，可以在主线程中安全运行，因为底层串行驱动程序本身会在后台采集数据并包含缓冲区。
例如测距仪驱动程序的前端更新：驱动程序有机会在主线程中执行任何它可能需要的常规处理。每个后端的更新方法都会依次被调用。
// AP_RangeFinder.cpp
/*
update RangeFinder state for all instances. This should be called at
around 10Hz by main loop
*/
void RangeFinder::update(void)
{
for (uint8_t i=0; i<num_instances; i++) {
if (drivers[i] != nullptr) {
if ((Type)params[i].type.get() == Type::NONE) {
// allow user to disable a rangefinder at runtime
state[i].status = Status::NotConnected;
state[i].range_valid_count = 0;
continue;
}
drivers[i]->update();
}
}
#if HAL_LOGGING_ENABLED
Log_RFND();
#endif
}UART#
定义了8个UART，用 SITL 模拟时可以指定，格式为 --serialX=uart:<device>:<baudrate>
还可以指定 TCP 服务器/客户端等，具体查看文档。运行 SITL 脚本命令为
sim_vehicle.py -v ArduCopter -A "--serial1=uart:/dev/ttyUSB0:115200" --console --maplibraries/AP_HAL/examples/UART_test 打印消息的案例：
/*
simple test of UART interfaces
*/
#include <AP_HAL/AP_HAL.h>
#include <stdio.h>
void setup();
void loop();
const AP_HAL::HAL& hal = AP_HAL::get_HAL();
/*
setup one UART at 57600
*/
static void setup_uart(AP_HAL::UARTDriver *uart, const char *name) {
if (uart == nullptr) {
// that UART doesn't exist on this platform
return;
}
uart->begin(57600);
}
void setup(void) {
/*
start all UARTs at 57600 with default buffer sizes
*/
hal.scheduler->delay(1000); //Ensure that hal.serial(n) can be initialized
setup_uart(hal.serial(0), "SERIAL0"); // console
setup_uart(hal.serial(1), "SERIAL1"); // telemetry 1
setup_uart(hal.serial(2), "SERIAL2"); // telemetry 2
setup_uart(hal.serial(3), "SERIAL3"); // 1st GPS
setup_uart(hal.serial(4), "SERIAL4"); // 2nd GPS
}
static void test_uart(AP_HAL::UARTDriver *uart, const char *name) {
if (uart == nullptr) {
// that UART doesn't exist on this platform
return;
}
uart->printf("Hello on UART %s at %.3f seconds\n",
name, (double)(AP_HAL::millis() * 0.001f));
}
void loop(void) {
test_uart(hal.serial(0), "SERIAL0");
test_uart(hal.serial(1), "SERIAL1");
test_uart(hal.serial(2), "SERIAL2");
test_uart(hal.serial(3), "SERIAL3");
test_uart(hal.serial(4), "SERIAL4");
// also do a raw printf() on some platforms, which prints to the
// debug console
::printf("Hello on debug console at %.3f seconds\n", (double)(AP_HAL::millis() * 0.001f));
hal.scheduler->delay(1000);
}
AP_HAL_MAIN();硬件流控制#
RS232支持硬件流控、软件流控和无流控三种模式，无流控模式仅需要2根串行数据线，硬件流控需要额外的2个信号(RTS和CTS)，Ardupilot使用硬件流控制
参数 BRD_SER1_RTSCTS 控制流控制，Values: 0 = disabled (SITL default), 1 = enabled, 2 = auto-detect
Debug#
在 AP_HAL/AP_HAL_Boards.h 查看开发板如果有 HAL_OS_POSIX_IO，则可以使用 ::printf()
程序入口 AP_HAL_MAIN()#
包括主函数的宏和主函数的回调函数宏
#define AP_HAL_MAIN_CALLBACKS(CALLBACKS) extern "C" { \
int AP_MAIN(int argc, char* const argv[]); \
int AP_MAIN(int argc, char* const argv[]) { \
hal.run(argc, argv, CALLBACKS); \
return 0; \
} \
}