【持续更新】Jetson Nano 人工智能机器人开发实战案例——RosmasterX3A1
1、Jetson简介
Jetson Nano是Nvidia在Jetson XAVIER NX/TX2 NX获得成功后于2019年3月上市的低配版GPU运算平台。
图 1-1
1.1参数
官方公布参数
GPU： NVIDIA Maxwell architecture with 128 NVIDIA CUDA® cores
CPU： Quad-core ARM Cortex-A57 MPCore processor
Memory： 4 GB 64-bit LPDDR4, 1600MHz 25.6 GB/s
Storage： 16 GB eMMC 5.1
Video Encode： 250MP/sec
1x 4K @ 30 (HEVC)
2x 1080p @ 60 (HEVC)
4x 1080p @ 30 (HEVC)
4x 720p @ 60 (HEVC)
9x 720p @ 30 (HEVC)
Video Decode： 500MP/sec
1x 4K @ 60 (HEVC)
2x 4K @ 30 (HEVC)
4x 1080p @ 60 (HEVC)
8x 1080p @ 30 (HEVC)
9x 720p @ 60 (HEVC)
Camera： 12 lanes (3x4 or 4x2) MIPI CSI-2 D-PHY 1.1 (1.5 Gb/s per pair)
Connectivity： Gigabit Ethernet, M.2 Key E
Display： HDMI 2.0 and eDP 1.4
USB： 4x USB 3.0, USB 2.0 Micro-B
Others： GPIO, I2C, I2S, SPI, UART
Mechanical： 69.6 mm x 45 mm 260-pin edge connector
图 1-2
1.2 jetson nano优缺点
Nano最大的特色是包含一块128核Maxwell架构的GPU，虽然是老架构，但用于嵌入式设备，从功耗、体积、价格上也算一个平衡。
Nano的计算能力不高，勉强可以使用一些小规模、并且优化过的网络进行推理，训练的话还是不够用的。
A53的CPU中规中矩，树莓派4已经升级为A72。
4GB的内存并不能完全使用，因为其中有一部分（1GB左右）是和显存共享的。
Nano的最大优势还是在体积上，它采用核心板可拆的设计，核心板大小只有69.6 x 45 mm，可以很方便的集成在各种嵌入式应用中。同时它的功耗也非常低，有两种模式：
5W（低功耗模式；可以使用USB口供电）
10W（必须使用Power Jack外接5V电源供电）
这两种模式可以在系统菜单中进行修改。
当使用Power Jack供电时，外接电源要求5V=2A, 推荐使用5V=4A以应对峰值。
如果没有安装风扇，只使用自带的散热片被动散热的话，建议强制5W模式，否则一定死机。
1.3实用注意事项
1.Rosmaster机器人支持四款主控，分别是Jetson Nano开发板、Jetson Xavier NX开发板、Jetson TX2
NX开发板和树莓派4B开发板。
Jetson Nano、Jetson Xavier NX和Jetson TX2 NX开发板出厂系统用户名：jetson，密码：khxx8888
树莓派4B主控出厂系统用户名：pi，密码：khxx8888
不管哪款主控，Jupyter Lab的登录密码都是：khxx8888
2.由于Rosmaster机器人在开机时，会初始化板载的九轴姿态传感器，所以开机或者按下RESET键复位
时，应水平放置在地上，约几秒后听到‘滴’一声则可以正常使用。
3.正常状态下，Rosmaster机器人的MCU指示灯是每三秒快闪2次，如果发现MCU指示灯常亮或者常
灭，则表示扩展板上的单片机运行状态异常。请按一下RESET键复位单片机。
4.在运行单例程序前，请先将大程序关闭，否则可能会造成影响。
5.开机后，激光雷达自动转动，请不要堵转激光雷达转动，避免损坏产品。
锂电池组和电池充电器安全使用规范
1.严禁接入超过产品使用负载的设备。
2.严禁使用非亚博官方提供的电池或充电器。
3.电池充电时请关闭扩展板上的总电源开关，请勿对电池边充电边使用，防止出现充电器或电池爆炸。
4.电池充电时，充电器指示灯亮红灯，充满亮绿灯，充电完成后应及时拔掉充电器，避免过充损坏电
池。充电时需要有人在场。
5.电池9.6V以下时，扩展板蜂鸣器发出‘滴滴滴滴’报警声，并且MCU指示灯快闪，此时需要关闭电源，然
后给电池充电。
6.使用完毕后应关闭扩展板上的电源总开关，长时间不使用时，请保持锂电池组电压11.1V~11.7V，取出
锂电池组并放到电池安全区域，不要与金属物体混放，包在外边的绝缘膜不可以撕掉。
7.远离热源、火源、任何液体，切勿在潮湿或雨中使用。潮湿环境可能导致产品短路损坏。
8.当锂电池组或电池充电器起火、冒烟，请使用沙或者干粉灭火器灭火，然后迅速撤离至安全区域。
9.若锂电池组或电池充电器出现破损、严重发热、变形、变色、有异味或者其他任何异常现象时不得使
用，并及时联系亚博或其他代理商处理。
10.请在温度0℃到35℃环境下使用，其他温度下锂电池组或电池充电器稳定性可能会出现下降。
11.严禁故意刺破、短路、反接、私自焊接、撞击、碾压、抛掷锂电池组或电池充电器。
12.禁止在强静电和强磁场环境中使用产品，否则会导致产品损坏。
13.严禁私自改装或修改硬件电路板。
14.无成人监护时，请不要让儿童使用锂电池组或电池充电器，存放电池时应放在儿童不能拿到的地方。
15.锂电池组或电池充电器冒烟、发烫（严重时外壳会裂开），应迅速断开电源总开关、排插电源或者断
开总闸，并将电池或充电器放至空旷地带。
1.4扩展板介绍
正面元器件分布图 1-3
①T型DC 12V电源输入接口：作为扩展板的主电源输入，连接到DC 12V电源或者12V电池。
②⑨DC 12V电源输出：向外提供DC 12V电源。
③电源指示灯：指示电源供电是否正常。
④micro USB数据接口：连接主机通讯和烧录程序。
⑤type-C接口：向外提供DC 5V，仅供电不能通讯。
⑥DC 5V输出接口：可给Jetson Nano供电。
⑦I2C接口：可连接外部I2C设备，例如OLED屏幕。
⑧指示灯：数据指示灯和6.8V电压指示灯。
⑩DC 12V电源开关：电源总开关。
⑪按键：按键KEY1：用户功能按键，可通过编程实现自定义功能。按键RESET：板载单片机复位按键。
按键BOOT0：板载单片机BOOT0键，用于单片机进入烧录模式。
⑫九轴姿态传感器：提供扩展板当前姿态。
⑬CAN接口：连接CAN设备。
⑭RGB炫彩灯条接口：连接RGB炫彩灯条。
⑮SBUS接口：连接航模遥控器接收器。
⑯PWM舵机电压切换：改变跳线帽的位置可选择6.8V或者5V电压为PWM舵机供电。
⑰PWM舵机接口：可连接6.8V或者5V电压PWM舵机，需根据舵机电压在⑯选择对应的电压。
⑱串口舵机接口：连接到串口舵机机械臂。
⑲蜂鸣器：用于鸣笛报警。
⑳四路电机连接口：连接四个电机，根据不同车型连接方式请参考对应课程文档。
背面元器件分布图 1-4
①板载单片机：主要负责控制扩展板上的外设，例如蜂鸣器、电机驱动等。
②调试接口：连接到ST-Link或者J-Link上SW接口，用于调试单片机或者下载单片机固件。注意：焊接后
不保修
扩展板常见问题
A : Jetson Nano怎么控制扩展板？如何与扩展板通讯？
答：Jetson Nano发送串口数据，通过USB口传输到扩展板，扩展板上集成了单片机，接收并解析串口数
据，再处理具体要执行的命令。
B : 机器人如何供电？Jetson Nano需要另外供电吗？
答：小车出厂配有电池组，将电池组插入扩展板的DC 12V电源T型接口上，打开总电源开关，扩展板集
成电压转化芯片，提供DC 5V电源，通过DC 5V电源线传输给Jetson Nano供电。
C : 扩展板上哪些功能是由单片机管理？？
答：扩展板上的单片机管理的部分包括：机械臂、有源蜂鸣器、姿态传感器、PWM舵机云台、电机、
RGB炫彩灯条、按键KEY1、RESET键、SBUS接口、CAN接口等。
D : 扩展板如何更新单片机固件？为什么要更新单片机固件？
答：扩展板集成的单片机出厂时已经烧录好固件，非必要情况下请无需更新固件。如果需要更新固件，
请参考更新固件的教程来操作更新单片机的固件。
1.5 STM32开发环境搭建
STM32CubeIDE介绍
STM32CubeIDE是一个多功能的集成开发工具，集成了TrueSTUDIO和STM32CubeMX，它是STM32Cube软件生态系统的一部分。
STM32CubeIDE是一个先进的C/C++开发平台，具有STM32微控制器的IP配置，代码生成，代码编译和调试功能。
它基于ECLIPSE™/ CDT框架和用于开发的GCC工具链以及用于调试的GDB。
它允许集成数百个现有插件，完成ECLIPSE™IDE的功能。
主要特点
集成STM32CubeMX：STM32微控制器选择，引脚分配，时钟，IP和中间件配置
，项目创建和初始化代码的生成。基于Eclipse™/CDT，支持ECLIPSE的™插件，GNU C / C ++中ARM®工具链和GDB调试器。
其他高级调试功能：CPU内核，IP寄存器和内存视图，实时变量观看视图，系统分析和实时跟踪（SWV），CPU故障分析工具，支持ST-LINK和J-Link调试探针，从TrueSTUDIO®和AC6导入项目
支持操作系统：Windows®，Linux®和MacOS®
下载安装包
https://www.st.com/zh/development-tools/stm32cubeide.html
图 1-5
根据电脑系统下载，这里以Win10系统安装1.10.1版本为例，选择最新版本下载。有账户可以登录直接下载，不想登录可以通过邮件下载。解压下载到的文件，解压路径不要有中文。
开始安装
图 1-6
图 1-7
图 1-8
安装路径可以自行修改，同样不要有中文。
图 1-9
图 1-10
图 1-11
图 1-12
图 1-13
图 1-14
安装完成过后，点击桌面的快捷方式，如图可以自己选择工作空间，不要带中文。
图 1-15
图 1-16
图 1-17
图 1-18
图 1-19
图 1-20
图 1-21
图 1-22
图 1-23
图 1-24
图 1-25
1.7 STM32环境布置代码部分
由于上一步图形化配置已经生成系统的初始化代码，所以我们只需要添加要实现的功能就可以了，找到main.c文件里的main函数，在while（1）下添加控制LED灯的内容，功能是LED灯每隔两百毫秒闪一次，按Ctrl+s保存代码
位置如图
图 1-26
HAL_GPIO_WritePin(LED_GPIO_Port, LED_Pin, SET);
HAL_Delay(200);
HAL_GPIO_WritePin(LED_GPIO_Port, LED_Pin, RESET);
HAL_Delay(200);
1.8编译程序
添加生成的HEX文件的功能
图 1-27
如图操作
图 1-28
点击工具栏中的锤子开始编译工程。
图 1-29
控制台会弹出如图所示文字
图 1-30
1.9烧录镜像
安装CH340驱动（去其他教程找找怎么装）
图 1-31
由于rosmaster扩展板的usb通讯使用了CH340芯片，所以需要安装CH340芯片驱动，如果电脑已经安装过CH340驱动则不需要重复
操作如图
图 1-32
图 1-33
下载烧录软件
烧录rosmaster扩展板需要用到mcuisp 网站http://www.mcuisp.com网站下载，建议直接用资料中提供的mcuisp软件，无需安装。
图 1-34
在电脑连接rosmaster之前，请将扩展板连接jetson nano的Micro USB数据线和电源线拔掉。usb接电脑，数据线另一端接Micro USB接口。如图操作：
图 1-35
图 1-36
图 1-37
图 1-38