RT-Thread-基于RW007高速WiFi模块实现MPU6050数据BLE透传综合示例RT-Thread问答社区

基于RW007高速WiFi模块实现MPU6050数据BLE透传综合示例

发布于 2021-04-16 17:44:35 浏览：867 订阅该版

[tocm]

## 硬件准备

- 1.`STM32F411-NUCLEO` 开发板，`RW007 EVB`模块
- 2.`PC` 电脑
- 3.`USB` 数据线
- 4.`BLE` 数据透传模块（如`HC-08`模块、`KT6368A`蓝牙模块等）
- 5.`STM32F401-NUCLEO`开发板,`MPU6050`模块
- 6.`USB-TTL` 模块（如`CH340`等）
- 7.杜邦线若干条

## 软件准备

- 1.`RT-Thread Studio IDE `软件
- 2.串口调试软件（`xshell`、`SSCOM` 等）

要实现`MPU6050`传感器数据BLE透传的功能，需要分为发送端设备和接收端设备。

### 发送端设备：

由 `STM32F401-NUCLEO`读取 `mpu6050`传感器数据配合`KT6368A蓝牙模块`数据透传。

可以分为以下的 7 个步骤：

- 步骤1：创建 RT-Thread Studio IDE 工程
- 步骤2：项目工程配置 `I2C`设备框架和硬件IO 引脚配置及硬件连接
- 步骤3：添加`mpu6050`软件包，测试 `mpu6050` 数据获取
- 步骤4：项目工程配置开启 `uart6`串口配置和硬件连接
- 步骤5：测试 `uart6`串口功能
- 步骤6：把获取的`mpu6050`数据通过 `uart6`串口输出
- 步骤7：把`KT6368A蓝牙模块`的`RXD`引脚接在`uart6`串口配置的`TXD`

其中各个步骤的具体操作如下：

#### 步骤1：创建 RT-Thread Studio IDE 工程

由于使用`RT-Thread Studio IDE `如何创建`STM32F401-NUCLEO`的工程，这个在官方的文档中心中有相关的文档说明，这里只作简单说明。

（1）通过点击新建`RT-Thread`项目，选择基于开发板，型号选择`STM332F401-NUCLEO`,输入工程名称，点击完成按钮开始创建工程。

![创建mpu6050工程.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210416/2a0d651dad365fe8585247ddf56175b2.png)

#### 步骤2：项目工程配置 `I2C`设备框架和硬件IO 引脚配置及硬件连接

在配置`I2C`设备框架前，先确定使用那组硬件 IO 引脚，在这里使用 `PA4` 连接到`mpu6050`模块的`SCL`，`PA1`连接到`mpu6050`模块的`SCK`.
由于使用的是软件模拟的 `I2C`功能，只需确保对应的`IO`引脚没有被复用即可。

| STM32引脚名 | Pin序号 | MPU6050引脚 | 功能 |
| ----------- | ------- | ----------- | ---- |
| PA0         | 4       | SCL         | SCL  |
| PA1         | 1       | SCK         | SCK  |
|             |         |             |      |

![I2C引脚配置.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210416/d3780c31edad3eb1ebbb5252d01ca231.png)

配置完成后，编译工程烧录到板子上，通过串口验证是否`I2C`设备框架正常工作。

***注意：如果程序下载过程中提示 Warning: The core is locked up,需要在属性中配置为 system Reset 的复位模式***

![验证I2C设备框架.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210416/70811be67297ffcc70d159b2de197449.png)

如图，通过`list_device`可以查看到有`i2c1`这个 `device`,表明配置已经生效。

#### 步骤3：添加`mpu6050`软件包，测试 `mpu6050` 数据获取

关于 `mpu6050`软件包的使用，可以参考官方文档关于`mpu6050`传感器的使用，在这里仅是说明如何使用从官网相关文档中下载的`mpu6050`驱动包，获取数据。
`mpu6050`软件驱动包的下载连接：https://www.rt-thread.org/document/site/application-note/driver/i2c/i2c-mpu6050.rar
下载后的软件包中包含的文件如下图

![mpu6050软件包.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210416/59afe499b459648c4ed02d8dec3e9ef1.png)

在工程目录中刷新后可以显示添加的文件。

![添加mpu6050软件包.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210416/95893863b94ac1473f7e9694f3631b4f.png)

添加`mpu6050软件包`后需要适当修改`SConscript` 脚本

![修改SConscript脚本.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210416/ef4fe1fbe5ab8aa2f819415de522feb3.png)

添加`mpu6050软件包`后需要适当修改`drv_mpu6050.c` 文件中的 `MPU6050_I2CBUS_NAME`为 `i2c1`。

![修改设备名为i2c1.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210416/b2f3c61442228dcb2aafe3b266fed9f6.png)

然后编译工程，烧录测试`mpu6050`的功能。

![测试mpu6050数据.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210416/03ccac54248d2aab13d30b47549357d8.png)

#### 步骤4：项目工程配置开启 `uart6`串口配置和硬件连接

由于默认创建的工程中没有开启`uart6`串口的配置,需要使用`CubeMX`开启 `uart6`的串口功能配置。

![CubeMX配置USART6串口.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210416/77b03ef93c1eeb3a85ed3b4ebb862ea8.png)

由于默认的图形化配置中没有`UART6`的配置，需要手动修改添加。

![修改Kconfig添加UART6配置.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210416/183b3f59963068bedcd086a75a4a66c7.png)

修改 `Kconfig`添加 `UART6`的配置后，需要图形化配置。

![图形化配置uart6.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210416/80dffdf4a4b643ed4e57fc4b01385822.png)

如图，默认`USART6`串口功能的`RXD`引脚是`PC7`,`TXD`引脚是`PC6`.

此时，可以使用一个 `USB-TTL`串口模块的与`STM32F401-NUCLEO`进行连接测试`uart6`的功能。

| STM32引脚名 | UART功能 | 连接 USB-TTL 模块引脚 |
| ----------- | -------- | --------------------- |
| PC6         | TXD      | RXD                   |
| PC7         | RXD      | TXD                   |
| GND         |          | GND                   |

#### 步骤5：测试 `uart6`串口功能

关于 `uart`通信的示例，在官网的文档中心中有相关详细的说明，这里就不进行详细的描述。

直接从相关文档中参考一小段代码进行测试。

```
#define SAMPLE_UART_NAME       "uart6"    /* 串口设备名称 */
static rt_device_t serial;                /* 串口设备句柄 */
char str[] = "hello RT-Thread!\r\n";
struct serial_configure config = RT_SERIAL_CONFIG_DEFAULT; /* 配置参数 */
/* 查找串口设备 */
serial = rt_device_find(SAMPLE_UART_NAME);

/* 以中断接收及轮询发送模式打开串口设备 */
rt_device_open(serial, RT_DEVICE_FLAG_INT_RX);
/* 发送字符串 */
rt_device_write(serial, 0, str, (sizeof(str) - 1));
```

把上面的代码添加到工程里面的`main.c`文件中，通过`MSH`命令启动测试。

![测试uart6串口发送数据.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210416/70f03b70a93da222d35b03648287eb33.png)

此时通过 `SSCOM` 串口调试工具观察 `USB-TTL`串口模块接收来自`STM32F401-NUCLEO`串口 `UART6`发送的数据。

![USB-TTL串口模块接收数据.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210416/b832005a274acfe15100a40a919312f9.png)

到此，验证`uart6`串口功能正常。

#### 步骤6：把获取的`mpu6050`数据通过 `uart6`串口输出

这里需要把获取的`mpu6050`数据通过`uart6`串口输出，需要适当修改代码，主要是添加 `uart6`串口的初始化还有把`mpu6050`数据通过`uart6`输出。

在`main.c`文件中，添加`BLE_UART_NAME`和`serial`的声明。

```c
#define BLE_UART_NAME       "uart6"    /* 串口设备名称 */
static rt_device_t serial;                /* 串口设备句柄 */
```

在`main`函数中,添加 `uart6`串口的初始化代码。

```c
 /* 查找系统中的串口设备 */
    serial = rt_device_find(BLE_UART_NAME);
    if (!serial)
     {
           rt_kprintf("find %s failed!\n", BLE_UART_NAME);
           return RT_ERROR;
     }
     rt_kprintf("open uart6 ok...\n");
     rt_device_open(serial, RT_DEVICE_FLAG_INT_RX)

```

在`mpu6050_thread_entry`函数中，添加把`mpu6050`数据通过`uart6`输出的功能代码。

```c
void mpu6050_thread_entry(void *parameter)
{
    rt_int16_t temp;        //温度
    rt_int16_t gx,gy,gz;    //三轴加速度
    rt_int16_t ax,ay,az;    //三轴角速度

char TempStr[15] = {0};
    //char Gx[10] = {0};

rt_err_t ret;

while(1)
    {
        ret = mpu6050_temperature_get(&temp);
        if (ret != RT_EOK)
        {
            rt_kprintf("mpu6050 : get temperature error\r\n");
        }
        ret = mpu6050_accelerometer_get(&ax, &ay, &az);
        if (ret != RT_EOK)
        {
            rt_kprintf("mpu6050 : get acc error\r\n");
        }
        ret = mpu6050_gyroscope_get(&gx, &gy, &gz);
        if (ret != RT_EOK)
        {
            rt_kprintf("mpu6050 : get gyro error\r\n");
        }
        if (ret == RT_EOK)
        {
            //rt_kprintf("mpu6050: temperature=%-6d gx=%-6d gy=%-6d gz=%-6d ax=%-6d ay=%-6d az=%-6d\r\n",temp/100,gx,gy,gz,ax,ay,az);
            sprintf(TempStr,"55temp=%dAA",temp/100);
            rt_device_write(serial, 0, TempStr, (sizeof(TempStr) - 1));
            memset(TempStr,0,sizeof(TempStr)/sizeof(char));
            rt_thread_delay(rt_tick_from_millisecond(500));
            sprintf(TempStr,"55gx=%dAA",gx);
            rt_device_write(serial, 0, TempStr, (sizeof(TempStr) - 1));
            memset(TempStr,0,sizeof(TempStr)/sizeof(char));
            rt_thread_delay(rt_tick_from_millisecond(500));

sprintf(TempStr,"55gy=%dAA",gy);
            rt_device_write(serial, 0, TempStr, (sizeof(TempStr) - 1));
            memset(TempStr,0,sizeof(TempStr)/sizeof(char));
            rt_thread_delay(rt_tick_from_millisecond(500));

sprintf(TempStr,"55gz=%dAA",gz);
            rt_device_write(serial, 0, TempStr, (sizeof(TempStr) - 1));
            memset(TempStr,0,sizeof(TempStr)/sizeof(char));
            rt_thread_delay(rt_tick_from_millisecond(500));

sprintf(TempStr,"55ax=%dAA",ax);
            rt_device_write(serial, 0, TempStr, (sizeof(TempStr) - 1));
            memset(TempStr,0,sizeof(TempStr)/sizeof(char));
            rt_thread_delay(rt_tick_from_millisecond(500));

sprintf(TempStr,"55ay=%dAA",ay);
            rt_device_write(serial, 0, TempStr, (sizeof(TempStr) - 1));
            memset(TempStr,0,sizeof(TempStr)/sizeof(char));
            rt_thread_delay(rt_tick_from_millisecond(500));

sprintf(TempStr,"55az=%dAA",az);
            rt_device_write(serial, 0, TempStr, (sizeof(TempStr) - 1));
            memset(TempStr,0,sizeof(TempStr)/sizeof(char));
        }
        rt_thread_delay(rt_tick_from_millisecond(1000));
    }
}

```

说明：由于 `BLE`设备单次发送的数据长度有限制,需要拆分`mpu6050`的数据，并在发送的一帧数据前加上`55`作为数据头，在一帧数据后添加`AA`作为数据尾，这样方便接收方解析数据。

![USB-TTL串口模块接收uart6的数据.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210416/ca201cc46d392b2476b6f2d2d29db340.png)

#### 步骤7：把`KT6368A蓝牙模块`的`RXD`引脚接在`uart6`串口配置的`TXD`

基于前面的步骤，这里距离蓝牙数据透传功能的实现仅需要进行最后一步，把`KT6368A蓝牙模块`的`RXD`引脚接在`uart6`串口配置的`TXD`，由于`KT6368A蓝牙模块`一旦被连接后，就自动进入了透传模式，这时候可以参考上面的使用手机调试的方法，尝试读取数据。

![手机接收来自BLE_TEST的数据.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210416/bb5a551007d9ea3661d4c019396cbfab.png)

到此，`STM32F401-NUCLEO`读取 `mpu6050`传感器数据配合`KT6368A蓝牙模块`数据透传的功能完成。

### 接收端设备：

`STM32F411-NUCLEO`通过 `RW007` BLE 功能读取`mpu6050`传感器数据。

可以分为以下的 2 个步骤：

- 步骤1：创建 RT-Thread Studio IDE 工程
- 步骤2：添加`BLE `功能读取`mpu6050`传感器数据并解析的功能实现代码

#### 步骤1：创建 RT-Thread Studio IDE 工程

这里可以参考前面 `使用`STM32F411-NUCLEO`通过 `RW007` BLE 功能测试`BLE`蓝牙模块数据传输功能` 这部分的内容，进行创建工程，在这个工程的基础上，只需要添加一小部分代码就可以实现读取`mpu6050`传感器数据的功能。这里在 `application`目录下添加`ble_example.c`文件，并修改`applications`目录下的`SConscript`脚本，把`ble_example.c`添加到工程编译。

![修改SConscript脚本添加ble_example.c文件.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210416/b0fde740feb8326e2d23f3f83e33d3e2.png)

#### 步骤2：添加`BLE `功能读取`mpu6050`传感器数据并解析的功能实现代码

在`ble_example.c`文件中添加`BLE `功能读取`mpu6050`传感器数据并解析的功能实现代码，主要参考`rw007`软件包中的`ble_cmd_rw007.c`里面关于`ble`命令的使用。

(1)添加`RW007` BLE 功能初始化

```c
static int ble_example_init(void)
{
    rt_kprintf("ble_example_init\n");
    rt_uint8_t roles = 0;
    roles = RW007_BLE_INIT_ROLE_CENTRAL;

rw007_ble_init(roles);

rw007_ble_resp_handle_cb_reg(rw007_ble_resp_handle);
    rw007_ble_ntf_handle_cb_reg(rw007_ble_ntf_handle);
    return 0;

}
```

说明： 上面代码实现`RW007` BLE 功能作为主机初始化并设置相关回调的功能，`rw007_ble_resp_handle ` 和 `rw007_ble_ntf_handle`函数可以直接参考`ble_cmd_rw007.c`文件里面的，具体的可以查询相关的代码。

(2)添加`RW007` BLE 功能通过`addr`连接指定的`BLE`设备
由于前面的步骤中，明确了需要连接的`BLE`设备的`addr`(即`mac`地址），这里就使用了。

```
static int ble_example_connect(void)
{
    rt_kprintf("ble_example_connect\n");
    ble_addr_t addr;
    addr.type = RW007_BLE_ADDR_PUBLIC;
    rt_kprintf("str_addr: %s\n", "ee:dd:ff:ee:cc:aa");

_hexstrtoaddr("ee:dd:ff:ee:cc:aa", addr.val);

rt_kprintf("mac addr: %2x:%2x:%2x:%2x:%2x:%2x\n", addr.val[0], addr.val[1],
                                                          addr.val[2], addr.val[3],
                                                          addr.val[4], addr.val[5]);
    rw007_ble_connect(&addr);
    return 0;
}
```

说明：上面代码实现通过`BLE`设备的`addr`(即`mac`地址）进行连接。

(3)添加`RW007` BLE 功能通过`UUID`接收数据
在前面的步骤中，知道可以通过 `UUID=0XFFF1`来接收`BLE`设备的数据。

```
static int ble_example_gatt_notify_change_by_uuid(void)
{
    rt_kprintf("ble_example_gatt_notify_change_by_uuid\n");
    rt_uint16_t conn_handle = 0;
    rt_uint16_t char_value = 0;

int uuidint;
    ble_uuid_any_t uuid;

conn_handle = 1;
    char_value = 1;

uuid.u16.u.type = BLE_UUID_TYPE_16;
    sscanf("0xfff1", "%x", &uuidint);
    uuid.u16.value = uuidint & 0xFFFFu;

rw007_ble_gatt_notify_change_by_uuid(conn_handle, &uuid, char_value);
    return 0;
}
```

说明:上面的代码中实现，通过设置`UUID=0XFFF1`来接收`BLE`设备的数据`

(4)添加数据解析部分的功能
通过前面的测试中，可以知道`BLE_TEST`设备会把数据通过`NOTIFY`发送,此时只需要在`RW007_BLE_NTF_TYPE_NOTIFY_RX`中进行处理，把接收的数据解析（去掉数据头55、数据尾AA）

```
 case RW007_BLE_NTF_TYPE_NOTIFY_RX:
        {    rt_kprintf("RW007_BLE_NTF_TYPE_NOTIFY_RX\n");
            int offset = 0, notify_data_len = 0;
            char *pcBegin = NULL;
            char *pcEnd = NULL;
            char cRes[15]={0};
            struct ble_gap_event *event = RT_NULL;
            void *notify_data = RT_NULL;

event = (struct ble_gap_event *)data;
            offset = sizeof(struct ble_gap_event);
            notify_data = data + offset;
            notify_data_len = size - offset;

//hex_dump(notify_data, notify_data_len);
            
            pcBegin = strstr(notify_data,"55");
            pcEnd = strstr(notify_data,"AA");
            if(pcBegin == NULL || pcEnd == NULL || pcBegin > pcEnd)
            {
              rt_kprintf("data not found!!!\n");
            }
            else {
                pcBegin += strlen("55");
                rt_memcpy(cRes, pcBegin, pcEnd-pcBegin);
                rt_kprintf("data:%s\n",cRes);
            }

break;
        }
```

(5)添加启动测试命令
在调试过程中，可以把启动的函数导出到`msh`命令中执行。

```
static int ble_example_start(void)
{
    ble_example_init();
    rt_thread_delay(1000);
    ble_example_connect();
    rt_thread_delay(5000);
    ble_example_gatt_notify_change_by_uuid();

return 0;

}
MSH_CMD_EXPORT(ble_example_start,ble_example_start)
```

说明：把`ble_example_start`函数导出到`msh`命令行中执行,代码中添加一些适当的延时是考虑到`BLE`设备执行连接需要等待一些时间。

(6)工程编译与下载
按照上面的步骤操作后，重新编译工程下载到板子上，在`STM32F411-NUCLEO`的调试串口上输入`ble_example_start`的命令进行通过 `RW007` BLE 功能读取`mpu6050`传感器数据。

![执行ble_example_start.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210416/32ff8d6312551e955950136735173b33.png)

到此，`STM32F411-NUCLEO`通过 `RW007` BLE 功能读取`mpu6050`传感器数据功能完成。

## 常见问题

1.下载程序过程中提示` Warning: The core is locked up`,导致程序烧录失败。

![下载异常.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210416/8f7000b4818b737c7a2dffe7cb69a73f.png)

一般在属性设置中重新配置工程的复位模式即可解决。
![设置复位模式.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210416/6b501da76543147baba8c8a4835272cc.png)