Mavlink协议理解Pixhawk APM（三）

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本文在上两篇博客的基础上，介绍mavlink代码的结构和编解码流程。mavlink有很多的版本，虽然都是mavlink v1.0，但还是有很多不一样的地方，不同飞控，不同时间的mavlink文件都会不一样，笔者讲的mavlink是在这里下载的<a target=_blank href="https://github.com/mavlink/c_library">https://github.com/mavlink/c_library</a>。mavlink代码全部由头文件组成，可以很方便的添加到你自己的代码中。

                                         

可以看到，里面有多个文件夹和几个头文件。pixhawk，ardupilotmega（apm），matrixpilot这类的文件夹里都是各个飞控自己定义的mavlink消息类型，原始的mavlink消息放在common文件夹里面（大部分消息都在common文件夹中）。checksum.h中存放的是计算校验码的代码。 mavlink_helper.h里面是将各个消息包补充完整（调用checksum.h中的函数计算校验码并补上消息帧的头，比如sysid和compid等）成为mavlink消息帧再发送。最主要的功能集中在这两个文件夹中。mavlink_conversions.h里是dcm，欧拉角，四元数三种姿态表示方法之间的转换代码。

下面以发送心跳包（heartbeat）为例，说明下如何使用mavlink头文件来发送心跳包。首先打开common文件夹中的 mavlink_msg_heartbeat.h 头文件。这个头文件可以分为两部分，一部分用来打包、发送heartbeat消息，另一部分用来接收到heartbeat消息时解码消息。heartbeat.h定义了heartbeat消息对应的数据类型：

typedef struct __mavlink_heartbeat_t{ uint32_t custom_mode; ///< A bitfield for use for autopilot-specific flags. uint8_t type; ///< Type of the MAV (quadrotor, helicopter, etc., up to 15 types, defined in MAV_TYPE ENUM) uint8_t autopilot; ///< Autopilot type / class. defined in MAV_AUTOPILOT ENUM uint8_t base_mode; ///< System mode bitfield, see MAV_MODE_FLAG ENUM in mavlink/include/mavlink_types.h uint8_t system_status; ///< System status flag, see MAV_STATE ENUM uint8_t mavlink_version; ///< MAVLink version, not writable by user, gets added by protocol because of magic data type: uint8_t_mavlink_version} mavlink_heartbeat_t;

如果mavlink的发送方式可以使用（串口发送，函数接口也兼容），则可以调用 【1】

static inline void mavlink_msg_heartbeat_send(mavlink_channel_t chan, uint8_t type, uint8_t autopilot, uint8_t base_mode, uint32_t custom_mode, uint8_t system_status)

其中的chan是channel的缩写，用于选择发送的串口或者usb口。type就是飞行器类型，其余参数不明的可以看看本博客的第一篇文章。

该函数功能是将传入的各个参数按照对应的格式放到heartbeat消息包中（即打包）

这个函数内部有一句预处理：

#if MAVLINK_CRC_EXTRA

是说是否使用额外的crc校验字符（默认使用），详情请看第一篇博客中对于两个校验字节的说明。

函数中会调用函数【2】

_mav_finalize_message_chan_send(chan, MAVLINK_MSG_ID_HEARTBEAT, buf, MAVLINK_MSG_ID_HEARTBEAT_LEN, MAVLINK_MSG_ID_HEARTBEAT_CRC);

MAVLINK_MSG_ID_HEARTBEAT//这个是心跳包消息对应的编号 这里=0

MAVLINK_MSG_ID_HEARTBEAT_LEN//这个是心跳包的长度 注意这个长度仅仅是payload的长度，不包括帧的头尾。

MAVLINK_MSG_ID_HEARTBEAT_CRC//这个是heartbeat消息对应的额外的crc校验码 这里=50

这个函数位于mavlink_helper.h中，用于更新消息帧的编号（seq 每发送一帧加1）并将消息帧的头和计算校验码，使得成为完整的一个mavlink消息帧。最后调用串口发送函数进行消息帧的发送。

如果只是想将对应的心跳包参数按照心跳包的格式存放好，则可以只调用

static inline uint16_t mavlink_msg_heartbeat_pack(uint8_t system_id, uint8_t component_id, mavlink_message_t* msg,       uint8_t type, uint8_t autopilot, uint8_t base_mode, uint32_t custom_mode, uint8_t system_status)

将参数打包为heartbeat消息帧，待之后使用。

解码消息帧时可以调用mavlink_helper.h中的

MAVLINK_HELPER uint8_t mavlink_parse_char(uint8_t chan, uint8_t c, mavlink_message_t* r_message, mavlink_status_t* r_mavlink_status)

它会将收到的字符一个个进行解码，会检验收到的校验码是否正确；有效载荷的长度小于最大长度并且和该消息的长度一致。如果一切顺利，将会得到解码到的消息，放在解码得到的消息帧类型中

typedef struct __mavlink_message {uint16_t checksum; ///< sent at end of packetuint8_t magic;   ///< protocol magic markeruint8_t len;     ///< Length of payloaduint8_t seq;     ///< Sequence of packetuint8_t sysid;   ///< ID of message sender system/aircraftuint8_t compid;  ///< ID of the message sender componentuint8_t msgid;   ///< ID of message in payloaduint64_t payload64[(MAVLINK_MAX_PAYLOAD_LEN+MAVLINK_NUM_CHECKSUM_BYTES+7)/8];} mavlink_message_t;

其中的magic是一帧的起始标志（FE=254），就是mavlink_stx的值。

其余的mavlink消息也是类似的，旧的mavlink代码中有些类型的消息类型可能会找不到，使用时要注意接受和发送方使用的mavlink版本是否兼容。common文件夹中的common.h里面包含了要用到的数据类型和所有消息的头文件，使用时直接包含进来即可。

mavlink系列博客到此告一段落，请多指正。有错误欢迎回复评论，或联系我。