# 首次应用教程（你好，天空）

本主题介绍如何创建和运行第一个板载应用程序。它涵盖了在 PX4 上开发应用程序所需的所有基本概念和 API。

备注

为简化起见，本节省略了启动/停止功能和命令行参数等更高级的功能。这些在应用程序/模块模板.

# 先决条件

您需要具备以下条件

源代码 PX4-Autopilot/src/examples/px4_simple_app (打开新窗口）目录中包含本教程的完整版本，如果遇到问题，可以查看该版本。

重命名（或删除 px4_simple_app 目录。

# 最小化应用

在本节中，我们将创建一个 最小应用 只打印出 你好，天空.这包括一个 C 文件和一个 cmake 定义（告诉工具链如何构建应用程序）。

创建新目录 PX4-Autopilot/src/examples/px4_simple_app.

在该目录下创建一个新的 C 文件，文件名为 px4_simple_app.c:

将默认页眉复制到页面顶部。这应该出现在所有贡献文件中！

/**************************************************************************** * * 版权 (c) 2012-2022 PX4 开发团队。保留所有权利。* 允许在满足以下条件的情况下，以源代码和二进制形式进行再分发和使用，无论修改与否：* * 1.源代码的再分发必须保留上述版权*声明、本条件清单和以下免责声明。* 2.以二进制形式重新发布时，必须在随附的 * 文档和/或其他材料中复制上述版权 * 声明、本条件清单和以下免责声明： * 3.* 未经事先书面许可，不得使用 PX4 或其贡献者的名称 * 为衍生自本软件的产品 * 背书或促销。* 本软件由版权所有者和贡献者*按原样*提供，任何明示或暗示的保证，包括但不*限于适销性和适用于特定用途的暗示保证，一概不予承认。在任何情况下，版权所有者或贡献者均不对任何直接、间接、*附带、特殊、惩戒性或后果性损害（包括*但不限于采购替代商品或服务；*使用、数据或利润损失；或业务中断）承担责任，无论这些损害是如何引起的*以及基于任何责任理论，无论是合同、严格*责任或侵权行为（包括疏忽或其他）引起的*，即使已被告知*可能出现此类损害。* ****************************************************************************/

在默认头下面复制以下代码。所有贡献文件都应包含此代码！
```
/** * @file px4_simple_app.c * PX4 自动驾驶仪的最小应用示例 * * @author Example User <[email protected]> */

#包括 <px4_platform_common/log.h>；

__EXPORT int px4_simple_app_main(int 参数, 烧焦 *参数[]);

int px4_simple_app_main(int 参数, 烧焦 *参数[])
{
	PX4_INFO(你好，天空！"；);
	返回 好的;
}
```
TIP

主函数必须命名为 <module_name>_main 并从模块中导出，如图所示。

TIP

PX4_INFO 相当于 printf 用于 PX4 外壳（包括从 px4_platform_common/log.h).有不同的日志级别： PX4_INFO, PX4_WARN, PX4_ERR, PX4_DEBUG.警告和错误会额外添加到 ULog 并在飞行回顾 (打开新窗口）.

创建并打开一个新的 cmake 定义文件命名为 CMakeLists.txt.复制以下文本：

############################################################################
#
# 版权 (c) 2015 PX4 开发团队。保留所有权利。
#
# 以源代码和二进制形式再分发和使用，无论有无
#修改，但必须符合以下条件
# 符合要求：
#
# 1.重新分发源代码必须保留上述版权
# 通知、本条件清单和以下免责声明。
# 2.二进制形式的再分发必须复制上述版权信息。
# 通知、本条件清单和以下免责声明
#随附的文件和/或其他材料
# 分发。
# 3.PX4 名称及其贡献者的姓名均不得
# 用于支持或推广由本软件衍生的产品
# 未经事先书面许可。
#
# 本软件由版权所有者和贡献者提供
# "AS" 以及任何明示或暗示的保证，包括但不限于
# 仅限于对适销性和适用性的默示保证
# 对特定用途的免责声明。在任何情况下
# 版权所有者或贡献者对任何直接、间接、间接、间接、间接、间接、间接、间接、间接
#附带的、特殊的、惩戒性的或后果性的损害赔偿（包括
# 包括但不限于采购替代货物或服务；损失
# 使用、数据或利润；或业务中断），无论其原因如何
# 在任何责任理论上，无论是合同、严格的
# 或侵权行为（包括过失或其他）中产生的赔偿责任。
# 使用本软件的任何后果，即使已被告知
# 这种损害的可能性。
#
############################################################################
px4_add_module(
	MODULE examples__px4_simple_app MAIN px4_simple_app STACK_MAIN 2000
	SRCS px4_simple_app.c
	取决于
	)

px4_add_module() 方法根据模块描述构建静态库。

单元 块是模块的固件唯一名称（按照惯例，模块名称的前缀是父目录，直到 来源).
MAIN 块列出了模块的入口点，它将命令注册到 NuttX 中，以便从 PX4 shell 或 SITL 控制台调用。

TIP

px4_add_module() 格式在 PX4-Autopilot/cmake/px4_add_module.cmake (打开新窗口）.

备注

如果您指定 动态 作为 px4_add_module, a 共享库 而不是 POSIX 平台上的静态库（无需重新编译 PX4 即可加载这些库，并以二进制文件而非源代码的形式与他人共享）。您的应用程序不会成为内建命令，而是会在一个名为 examples__px4_simple_app.px4mod.然后，您可以在运行时使用 动态 指挥： dyn ./examples__px4_simple_app.px4mod

创建并打开一个新的 Kconfig 定义文件命名为 Kconfig 并定义命名符号（见 Kconfig 命名约定).复制下面的文字：
```
 bool "PX4 简单应用" 默认为 n ---help--- 启用 PX4 简单应用
```

# 构建应用程序/固件

应用程序现已完成。要运行它，首先需要确保它是作为 PX4 的一部分构建的。应用程序会被添加到相应板级的构建/固件中。 px4board 文件：

PX4 SITL（模拟器）： PX4-Autopilot/boards/px4/sitl/default.px4board (打开新窗口）
Pixhawk v1/2： PX4-Autopilot/boards/px4/fmu-v2/default.px4board (打开新窗口）
Pixracer (px4/fmu-v4)： PX4-Autopilot/boards/px4/fmu-v4/default.px4board (打开新窗口）
px4board 其他板的文件可在 PX4-Autopilot/boards/ (打开新窗口）

要将应用程序编译到固件中，请添加相应的 Kconfig 密钥 CONFIG_EXAMPLES_PX4_SIMPLE_APP=y 在 px4board 文件或运行 boardconfig make px4_fmu-v4_default boardconfig:

示例 ---> [x] PX4 简单应用程序 ----

备注

由于默认情况下固件中包含示例，因此大多数文件中都会有这一行。

使用电路板专用命令构建示例：

jMAVSim 模拟器： make px4_sitl_default jmavsim
Pixhawk v1/2： make px4_fmu-v2_default 或仅 使 px4_fmu-v2)
Pixhawk v3： make px4_fmu-v4_default
其他棋盘构建代码

# 测试应用程序（硬件）

# 将固件上传到电路板

启用上传程序，然后重置电路板：

Pixhawk v1/2： 使 px4_fmu-v2_default 上传
Pixhawk v3： 使 px4_fmu-v4_default 上传

在重置电路板之前和最后，它应该会打印一些编译信息：

加载固件 对于 X，X，等待 对于 引导程序...

重置电路板并上传后，就可以打印了：

擦除  : [====================] 100.0% 计划： [====================] 100.0% 验证 : [====================] 100.0% 重新启动。

[100%] 内置目标上传

# 连接控制台

现在连接到系统控制台通过串口或 USB。点击输入会弹出 shell 提示符：

nsh>；

输入"'help'"并按 ENTER 键

nsh>； 帮助
  帮助 使用：  帮助 [-v] [<；cmd>；]

  [           df          杀死        mkfifo      ps          睡眠       
  ?           回响        ()()()()()        pwd         测试        
  猫         执行        ls          mh          rm          挂载      
  CD          出口        mb          挂载       rmdir       未设置       
  cp          免费的        mkdir       mv          设置         我们睡觉      
  dd          帮助        mkfatfs mw          吁          xd 内置应用程序：
  重新启动
  敷衍
  顶级
  ..
  px4_simple_app
  ..
  sercon serdis

请注意 px4_simple_app 现在是可用命令的一部分。键入 px4_simple_app 和 ENTER 键：

nsh>； px4_simple_app 你好，天空!

现在，应用程序已在系统中正确注册，并可进行扩展，以实际执行有用的任务。

# 测试应用程序（SITL）

如果使用 SITL PX4 控制台 会自动启动（见构建代码> 首次构建（使用 jMAVSim 模拟器）).与 nsh 控制台 (见上一节），您可以键入 帮助 查看内置应用程序列表。

进入 px4_simple_app 来运行最小应用程序。

pxh>； px4_simple_app INFO  [px4_simple_app] 你好，天空!

现在，该应用程序可以扩展到实际执行有用的任务。

# 订阅传感器数据

要做一些有用的事情，应用程序需要订阅输入并发布输出（如电机或伺服命令）。

TIP

PX4 硬件抽象的优势在这里得到了体现！无需以任何方式与传感器驱动程序交互，也无需在电路板或传感器更新时更新应用程序。

应用程序之间的单独信息通道称为主题.对于本教程，我们感兴趣的是传感器组合 (打开新窗口）主题，其中包含整个系统的同步传感器数据。

订阅主题非常简单：

#包括 <uORB/topics/sensor_combined.h>；
..
int 传感器子控制器 = 订阅(ORB_ID(综合传感器));

传感器子控制器 是一个主题句柄，可用于非常高效地执行新数据阻塞等待。当前线程进入休眠状态，一旦有新数据，调度程序就会自动唤醒，在等待过程中不会消耗任何 CPU 周期。为此，我们使用轮询() (打开新窗口） POSIX 系统调用。

添加 轮询() 的订阅看起来像 (伪代码，下面是完整的实现过程):

#包括 <poll.h>；
#包括 <uORB/topics/sensor_combined.h>；
..
int 传感器子控制器 = 订阅(ORB_ID(综合传感器));

/* 使用这种技术可以等待多个主题，这里只使用一个 */
px4_pollfd_struct_t fds[] = {
    { .fd = 传感器子控制器,   .活动 = 波林 },
};

虽然 (真) {
	/* 等待传感器更新 1 个文件描述符 1000 毫秒（1 秒） */
	int poll_ret = px4_poll(fds, 1, 1000);
	..
	如果 (fds[0].修订 及样品； 波林) {
		/* 获取第一个文件描述符的数据 */
		结构 综合传感器 未经加工的;
		/* 将传感器原始数据复制到本地缓冲区 */
		或复制(ORB_ID(综合传感器), 传感器子控制器, 及样品；未经加工的);
		PX4_INFO("Accelerometer:\t%8.4f\t%8.4f\t%8.4f",
					(双人)未经加工的.加速度计_m_s2[0],
					(双人)未经加工的.加速度计_m_s2[1],
					(双人)未经加工的.加速度计_m_s2[2]);
	}
}

再次编译应用程序，输入

生产

# 测试 uORB 订阅

最后一步是在 nsh shell 中键入以下内容，将应用程序作为后台进程/任务启动：

px4_simple_app 及样品；

应用程序将在控制台中显示 5 个传感器值，然后退出：

[px4_simple_app] 加速计   0.0483          0.0821          0.0332
[px4_simple_app] 加速计   0.0486          0.0820          0.0336
[px4_simple_app] 加速计   0.0487          0.0819          0.0327
[px4_simple_app] 加速计   0.0482          0.0818          0.0323
[px4_simple_app] 加速计   0.0482          0.0827          0.0331
[px4_simple_app] 加速计   0.0489          0.0804          0.0328

TIP

全面应用模块模板可用于编写可由命令行控制的后台进程。

# 出版数据

要使用计算出的输出结果，下一步是发布结果。下面我们将展示如何发布态度主题。

备注

我们选择了 态度 因为我们知道 多点连接 应用程序会将其转发到地面控制站--提供了一种查看结果的简便方法。

界面非常简单：初始化 结构 要发布的主题，并对该主题进行宣传：

#包括 <uORB/topics/vehicle_attitude.h>；
..
/* 宣传态度主题 */
结构 载具姿态 att;
memset(及样品；att, 0, 尺寸(att));
orb_advert_t att_pub_fd = 广告(ORB_ID(载具姿态), 及样品；att);

在主循环中，只要信息准备就绪，就发布信息：

出版(ORB_ID(载具姿态), att_pub_fd, 及样品；att);

# 完整示例代码

完整示例代码 (打开新窗口）现在是

/**************************************************************************** * * 版权 (c) 2012-2019 PX4 开发团队。保留所有权利。* 允许在满足以下条件的情况下，以源代码和二进制形式进行再分发和使用，无论修改与否：* * 1.源代码的再分发必须保留上述版权*声明、本条件清单和以下免责声明。* 2.以二进制形式重新发布时，必须在随附的 * 文档和/或其他材料中复制上述版权 * 声明、本条件清单和以下免责声明： * 3.* 未经事先书面许可，不得使用 PX4 或其贡献者的名称 * 为衍生自本软件的产品 * 背书或促销。* 本软件由版权所有者和贡献者*按原样*提供，任何明示或暗示的保证，包括但不*限于适销性和适用于特定用途的暗示保证，一概不予承认。在任何情况下，版权所有者或贡献者均不对任何直接、间接、*附带、特殊、惩戒性或后果性损害（包括*但不限于采购替代商品或服务；*使用、数据或利润损失；或业务中断）承担责任，无论这些损害是如何引起的*以及基于任何责任理论，无论是合同、严格*责任或侵权行为（包括疏忽或其他）引起的*，即使已被告知*可能出现此类损害。* ****************************************************************************/

/** * @file px4_simple_app.c * PX4 自动驾驶仪的最小应用示例 * * @author Example User <[email protected]> */

#包括 <px4_platform_common/px4_config.h>；
#包括 <px4_platform_common/tasks.h>；
#包括 <px4_platform_common/posix.h>；
#包括 <unistd.h>；
#包括 <stdio.h>；
#包括 <poll.h>；
#包括 <string.h>；
#包括 <math.h>；

#包括 <uORB/uORB.h>；
#包括 <uORB/topics/sensor_combined.h>；
#包括 <uORB/topics/vehicle_attitude.h>；

__EXPORT int px4_simple_app_main(int 参数, 烧焦 *参数[]);

int px4_simple_app_main(int 参数, 烧焦 *参数[])
{
	PX4_INFO(你好，天空！"；);

	/* 订阅传感器组合主题 */
	int 传感器子控制器 = 订阅(ORB_ID(综合传感器));
	/* 将更新速率限制在 5 Hz */
	orb_set_interval(传感器子控制器, 200);

	/* 宣传态度主题 */
	结构 载具姿态 att;
	memset(及样品；att, 0, 尺寸(att));
	orb_advert_t att_pub = 广告(ORB_ID(载具姿态), 及样品；att);

	/* 使用这种技术可以等待多个主题，这里只使用一个 */
	px4_pollfd_struct_t fds[] = {
		{ .fd = 传感器子控制器,   .活动 = 波林 },
		/* 这里可以有更多的文件描述符，其形式可以是* { .fd = other_sub_fd, .events = POLLIN }, */
	};

	int 错误计数器 = 0;

	对于 (int i = 0; i <； 5; i++) {
		/* 等待传感器更新 1 个文件描述符 1000 毫秒（1 秒） */
		int poll_ret = px4_poll(fds, 1, 1000);

		/* 处理投票结果 */
		如果 (poll_ret == 0) {
			/* 这意味着没有一个提供商向我们提供数据 */
			PX4_ERR("秒内无数据"；);

		} 不然 如果 (poll_ret <； 0) {
			/* 这太糟糕了--应该是紧急情况 */
			如果 (错误计数器 <； 10 || 错误计数器 % 50 == 0) {
				/* 使用计数器防止泛洪（并减慢我们的速度） */
				PX4_ERR("ERROR return value from poll()：%d"；, poll_ret);
			}

			错误计数器++;

		} 不然 {

			如果 (fds[0].修订 及样品； 波林) {
				/* 获取第一个文件描述符的数据 */
				结构 综合传感器 未经加工的;
				/* 将传感器原始数据复制到本地缓冲区 */
				或复制(ORB_ID(综合传感器), 传感器子控制器, 及样品；未经加工的);
				PX4_INFO("Accelerometer:\t%8.4f\t%8.4f\t%8.4f",
					 (双人)未经加工的.加速度计_m_s2[0],
					 (双人)未经加工的.加速度计_m_s2[1],
					 (双人)未经加工的.加速度计_m_s2[2]);

				/* 以下内容没有任何意义，只是一个示例 */
				att.q[0] = 未经加工的.加速度计_m_s2[0];
				att.q[1] = 未经加工的.加速度计_m_s2[1];
				att.q[2] = 未经加工的.加速度计_m_s2[2];

				出版(ORB_ID(载具姿态), att_pub, 及样品；att);
			}

			/* 这里可能有更多的文件描述符，形式如下：* if (fds[1..n].revents & POLLIN) {}*/
		}
	}

	PX4_INFO(退出；);

	返回 0;
}

# 运行完整示例

最后运行应用程序：

px4_simple_app

如果您开始 QGroundControl您可以在实时图 (分析 > MAVLink 检查器 (打开新窗口）).

# 总结

本教程涵盖了开发基本 PX4 自动驾驶应用程序所需的全部内容。请记住，uORB 信息/主题的完整列表是可在此查阅 (打开新窗口）并对标头进行详细记录和参考。

更多信息和故障排除/常见陷阱，请点击此处： uORB.

下一页将提供一个模板，用于编写具有启动和停止功能的完整应用程序。

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