降低IoT開發門檻是機智云的不懈追求,所以機智云先后推出自助開發平臺、MCU代碼自動生成器、APP在線生成器、D3規則引擎等工具,不斷延伸物聯網生態,兼容不同系列的MCU產品,適配STM32cubemx,大大簡化 MCU 開發,降低門檻。
本文以程空氣質量監測應用為例,講解STM32接入機智云,通過STM32CubeMX 圖形化配置工具生成 MCU 工程,然后只需編寫幾個簡單的接口,即可將機智云自助生成的 STM32 方案工程里面的設備協議移植過來,這樣可以十分方便的將其它型號 STM32 微控制 器連上機智云,開發智能產品。
本文的讀者對象需要掌握的是:
1. 知道如何利用機智云自助開發生成 MCU 工程;2. 知道如何利用 STM32CubeMX 配置外設,生成 STM32 工程;3. 其它如開發工具 Keil,串口調試助手,STLINK,STM32CubeMX 等軟件的安裝使用教程這里不會贅述,新手可前往機智云開發者社區參考前期教程;
通過本文讀者將學會:
1.如何把機智云生成的協議移植到 STM32CubeMX 生成的工程; 2. ADC(模數轉換器)的使用; 3.GPIO 的使用; 4 . 非阻塞長短按鍵程序的移植; 5.簡單的物聯網應用開發流程;
先來張全家福:
本文使用的硬件為:
軟件工具為:
1.STM32CubeMX V4.16.1; 2.機智云自助開發平臺; 3.串口調試助手; 4 . Keil V5.21.1.0;
01云端準備
我們這里演示的是一個簡單的遠程空氣質量監測應用,即微控制器采集空氣質量傳感器的數據,通過 WIFI 上報到機智云服務器,然后我們通過手機端 APP 即可遠程查看監測值。
我們先在機智云自助開發平臺建立數據點并生成一個 MCU 方案 STM32 工程。
注:機智云自助開發平臺 dev.gizwits.com
通過對機智云的了解,我們知道,以下幾個是必須的:
配置 WIFI 模塊入網方法和觸發方式;
為了和生成的測試 APP 配合,我們一般選擇長按 Key2,RGB 綠燈亮起作為提示;
一個串口用于打印日志,方便調試,波特率沒有要求;另一個串口(實現中斷接收和寫)用于和 WIFI 模組通信,波特率要求為 9600,其它參數后文給出;
MCU 需要一個定時器,1ms 中斷作為心跳;上面紅色的文字是實現任意 MCU 通過 WIFI 模塊連接機智云所必須的。
02硬件準備
STM32L432 Nucleo-32 開發板是 Nucleo-32 系列開發板中最新的一款,它采用了STM32L432KC6 微控制器,除了具有良好的性能外,還支持超低功耗,板載 STlink 仿真器。
根據 STM32 Nucleo-32 原理圖,USART2(PA2 為 USART2_TX,PA15 為 USART2_RX)與板載仿真器連接,因此我們將它作為調試打印日志用。
這里 MQ-135 空氣質量傳感器 A0 輸出電壓值代表了空氣質量狀況,我們使用 ADC 來采集這個電壓值。
按鍵使用 2 個,由于 STM32 GPIO 內部可配置上拉輸入模式,因此無需額外的上拉電阻,我們使用最簡單的方法,GPIO 輸入檢測到低電平表示按鍵按下。三色 LED 為共陰極 LED,采用 GPIO 輸出高電平點亮的接線方式,限流電阻取 510 歐姆。
最終我們使用的外設如下:
03移植開始
3.1、首先來看 STM32CubeMX 的配置。
STM32CubeMX 生成的 PDF 報表詳細描述了工程的配置信息,限于篇幅這里就不貼圖了,
具體可查閱原文附件文檔:
Nucleo-L432KCU6-Gokit-STM32CubeMX 配置報表.pdf
原文地址:club.gizwits.com/thread-3876-1-1.html
這里解釋以下幾個關鍵的配置:
a) 選擇的微控制器型號為 STM32L432KCU6,這里大家根據實際選用的型號選擇即可;b) 本板卡沒有焊接外部高速晶振,因此選擇的是內部晶振,倍頻后,系統時鐘為80MHz,這里時鐘配置和我們后面配置定時器有關;c) 開啟定時器 7,將作為按鍵掃描用,配置為 1ms 中斷,定時器 7 時鐘為f=80MHz/( Prescaler+1),向上計數模式,計數到(ARR+1),進入中斷;d) 開啟定時器 6,將作為心跳用,配置為 1ms 中斷,定時器 6 時鐘為f=80MHz/( Prescaler+1),向上計數模式,計數到(ARR+1),進入中斷;e) 串口 2 選擇 Asynchronous 模式,將作為打印日志調試用。配置為 115200 波特率、8位數據、無校驗、1 位停止位,數據傳輸方向為發送和接收雙向(PS:其實這里只用到了 TX);f) 串口 1 選擇 Asynchronous 模式,將作為和 WIFI 模組通信用。參數需要符合機智云串口通信協議規定:即 9600 波特率、8 位數據、無校驗、1 位停止位;另外和 WIFI 模組通信的串口 1 需要配置為中斷接收;g) PB3 是板卡上的翠綠色 LED,給它添加標簽 LED3;h) PB0 和 PA12 是連接了按鍵,配置為上拉輸入模式,給它添加標簽 Key1,Key2; i) 開啟模數轉換器 ADC1,通道 5 對應的 GPIO 是 PA0,配置為 Analog mode 并開啟DMA 傳輸,傳輸方向是外設到內存且地址不自增,字長為 word;
3.2.工程文件的添加和修改
工程文件的添加和修改內容主要是:
按鍵驅動的移植;1ms 定時心跳的移植;串口讀寫的移植;工程框架的移植;
移植步驟參考:club.gizwits.com/thread-3641-1-1.html
下面簡單解釋下應用程序部分,即 ADC DMA 方式采集模擬電壓信號:
我們在 main.c 文件定義全局變量 ADC_ConvertedValue 存放 ADC 數據寄存器讀取值,ADC_ConvertedValueLocal 為換算的電壓值,由于參考電壓為 3.3V,ADC 精度為 12bit,
計算公式如下:
ADC_ConvertedValueLocal =ADC_ConvertedValue)*3.3/4095;
初始化完成后調用 HAL_ADC_Start_DMA()啟動 ADC,使用 ADC 的好處是無需 CPU干預,減少 CPU 負擔。
在 main.c 里定義一個 ADC 轉換完成回調函數,里面重新啟動 ADC 轉換。
在 userHandle()接口里面把 ADC 采集的數值賦值給 airQuality 字段即可,當然這里可以加上一些數據處理,轉換代碼。
接下來就是調試了,關于如何在機智云自助開發平臺生成 STM32 工程和測試 APP 以及配置入網步驟,這里不再贅述,不清楚的請參考。
原文標題:3分鐘打造手機APP遠程空氣質量監測應用(STM32L432 Nucleo)
文章出處:【微信公眾號:機智云開發者】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
審核編輯:湯梓紅
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