RT-Thread-[实战入门学习营] [第3期空气质量分析仪]第一周作业记录RT-Thread问答社区

[实战入门学习营] [第3期空气质量分析仪]第一周作业记录

发布于 2019-10-14 21:05:27 浏览：1121 订阅该版

* 本帖最后由 wenxincao 于 2019-10-14 21:10 编辑 *

先抒发一下感想！第一周作业终于完成了，前后断断续续地花了四天时间。由于我是第一次从裸机编程转到RTOS编程，很多地方都比较陌生，所以这四天大部分的实战时间都是在看...看文档看代码:dizzy:，期间还恶补了C语言知识（没办法，以前裸机编程时都没怎么用过指针，大一时学的C指针都快忘光了，用的32的库也是固件库，没接触过HAL+CubeMX）。实际写代码时才发现rt-thread其实是很容易上手的，只要在它规定的框架之内。然而如果你是想要弄懂rt_thread提供的API在背后究竟干了些什么，没有好的C语言功底很快就被源码的一堆" -> "（指向结构体成员运算符）组成的代码绕晕:dizzy:。尤其是在调用的函数里出现诸如"a->b->c(d, e)"之类的代码实在是太烦了:curse:，函数查找到这里，再也不能直接跳转查找下去了。要彻底搞懂这一行究竟调用了什么，干了些啥真的费劲（注：再也不用MDK看别人的代码了，效率低下真的坑）。其实这都是因为rt-thread 贯彻了面向对象的设计思想，系统内的基础设施都是对象化的，于是代码风格跟裸机的代码风格有很多差异，我只是还没有从裸机编程的固定思维中跳出来而已。好在rt-thread的文档资源非常丰富，也有很多例程资源。就算我目前觉得要搞懂rt-thread还得要花很长时间，但是照猫画虎把任务完成下来的能力还是有的。而且这一周的作业也没有要求用线程来实现，那么我姑且还是用一点裸机编程，把初始化代码、工作任务都弄到main()函数里，硬件驱动就使用rt-thread的设备框架，这样慢慢地适应咯。

任务 1、BSP 跑起来 
  我用的开发版是官方的stm32f401re-nucleo板。本来源码里面是有stm32f401re-nucleo的BSP的，但是为了熟悉一下rt-thread BSP的制作流程，自己也尝试了一下。  根据官方文档，rt_thread的移植其实有两部分，CPU架构移植和BSP移植。由于rt_thread 直接为stm32的用户设计了新的BSP框架以及该系列的多种BSP模板，因此我就能在模板里面移植自己
的BSP。移植工作主要对board里面的文件进行修改，因为跟BSP硬件相关的文件都放在了这个文件夹里。整个制作流程就按照BSP制作文档里面的五个步骤走，具体细节我就不详细叙述了。有一个小细节是当你的BSP制作完成后最好在scos里使用scons --dist生成dist目录，把自己制作的BSP从rt-thread里弄出去，变成一个独立的工程。

实现任务 2：完成报警模块 & 实现任务 3：完成按键模块 
 这两个任务其实内容相似，我就放在一块论述。这一部分所要掌握的内容是学会使用pin设备。报警功能用led的亮灭来实现，在裸机开发是就需要配置输出模式的GPIO，led的亮灭通过控制GPIO的高低电平来实现，led闪烁通过加入延时函数实现。按键功能通过检测GPIO的输入电平来实现，若要使按下按键控制led亮,释放按键控制led灭，则可以引入GPIO的双边沿触发中断。在rt-thread设备驱动里，GPIO变成了一种PIN设备，但是操作方式没有改变。于是也能与裸机编程的方式类似，led功能代码如下：```#include <rtthread.h>
#include <rtdevice.h>
#include <board.h>
#include "led_alert.h"

#define LED0_PIN    GET_PIN(A, 5)

void led_init(void)
{
    rt_pin_mode(LED0_PIN, PIN_MODE_OUTPUT);
    rt_pin_write(LED0_PIN, PIN_LOW);
}

void led_on(void)
{
    rt_pin_write(LED0_PIN, PIN_HIGH);
}

void led_off(void)
{
    rt_pin_write(LED0_PIN, PIN_LOW);
}

void led_blink(rt_int32_t mdelay)
{
 led_on();
 rt_thread_mdelay(mdelay);
 led_off();
 rt_thread_mdelay(mdelay);
}```
仔细一看，其实就是对PIN设备的操作函数加了一层皮，跟裸机无异。要注意的是，要想使用GET_PIN()函数来快速确定PIN设备引脚编号，需要包含board头文件。
 key功能代码如下：```#include <rtthread.h>
#include <rtdevice.h>
#include <board.h>
#include "key.h"
#include "led_alert.h"

#define KEY0_PIN    GET_PIN(C, 13)

void key_init(void)
{
   rt_pin_mode(KEY0_PIN, PIN_MODE_INPUT_PULLUP);
   rt_pin_attach_irq(KEY0_PIN, PIN_IRQ_MODE_RISING_FALLING, key_cb, (void *)"Enter key0 callback funtion"); //绑定回调函数
   rt_pin_irq_enable(KEY0_PIN, PIN_IRQ_ENABLE);
}

void key_cb(void *args)
{
   char *a = args;//获取参数
   rt_thread_mdelay(10); //消抖处理

if (rt_pin_read(KEY0_PIN) == PIN_LOW)
 {
 led_on();
 rt_kprintf("%s. key0 on! ", a);
 }
 else
 {
 led_off();
 rt_kprintf("key0 off! %s ", a);
 }
}``` 这样，把led_init() 和 key_init() 放在主函数里初始化，就能完成按键控制led亮灭。在rt_pin_attach_irq()函数里面注册了回调函数key_cb()并成功使能中断后，每次按键按下时，rt-thread系统里的中断服务函数会调用该函数，led电平变化使还会向串口打印变化信息。

实现任务 4：完成温湿度传感器的驱动 由于我使用的温湿度传感器是dht10，rt-thread的传感器组件里已经包含了该软件包，不用自己写硬件驱动，就直接在scons里添加
```RT-Thread online packages  --->
 peripheral libraries and drivers  --->
   sensors drivers  --->
      aht10: digital humidity and temperature sensor aht10 driver library. 
      [ ]   Enable average filter by software         
      Version (latest)  --->```该软件包内容如下:
![1.png](/uploads/201910/14/210200fp6n721l4bxpa1h2.png)
打开文件后发现该软件包只提供了相应的接口，(adt11软件包才有例程)。具体调用还需要自己编写功能函数，于是我新建了文件 temp_humi.c ，以及相应的 .h 文件。由于aht10需要用到i2c，所以还要再scons中开启软件i2c1总线。完成之后我按照ath10软件包文档在主函数编写初始化代码： 
```#include "sensor_asair_aht10.h"
#define AHT10_I2C_BUS  "i2c4"

int rt_hw_aht10_port(void)
{
   struct rt_sensor_config cfg;

cfg.intf.dev_name  = AHT10_I2C_BUS;
   cfg.intf.user_data = (void *)AHT10_I2C_ADDR;

rt_hw_aht10_init("aht10", &cfg);

return RT_EOK;
}
INIT_ENV_EXPORT(rt_hw_aht10_port);```为了跟任务要求提供的接口一致，我把该初始化代码移植到了主函数里面```#define AHT10_I2C_BUS  "i2c1"

int main(void)
{
        struct rt_sensor_config cfg;

led_init();
    key_init();

cfg.intf.dev_name  = AHT10_I2C_BUS;
    cfg.intf.user_data = (void *)AHT10_I2C_ADDR;
    rt_hw_aht10_init("aht10", &cfg);

while (1)
    {
        rt_thread_delay(1000);
    }

}
```
编译烧录代码，运行时可以在串口中看到成功初始化的代码
![TIM截图20191014202559.png](/uploads/201910/14/210251vgrr54nq4ngbwbse.png)
在Finsh中使用list_device查看挂接设备,发现传感器设备有两个Sensor Device，一个是humi_aht，另一个是temp_aht。看来rt-thread把aht10抽象成两个传感器设备了
![TIM截图20191014202642.png](/uploads/201910/14/210330ra7byfvtc0azuftc.png)

以temp_aht为例实现传感器数据读取的接口，我是参照aht11软件包中的sample编写的，可以发现，编写风格是以标准I/O设备方式操作的，temp_aht设备变成了一种特别的文件，可以进行打开/关闭和读/写操作
```rt_err_t aht10_read_temp(void)
{
   rt_device_t  dev = RT_NULL;
  rt_size_t res;
   struct rt_sensor_data data;

dev = rt_device_find("temp_aht"); // 查找设备
 if (dev == RT_NULL)
 {
 rt_kprintf("can't find temp_aht device! ");
 return RT_ERROR;
 }
 else
 {
 rt_device_open(dev, RT_DEVICE_FLAG_RDONLY); // 打开温度设备
 res = rt_device_read(dev, 0, &data, 1); // 读设备
 if (res != 1)
 {
 rt_kprintf("read data failed! result is %d ", res);
 rt_device_close(dev);
 return RT_ERROR; 
 }
 else
 {
 rt_kprintf("temp:%3d.%dC, timestamp:%5d ", data.data.temp / 10, data.data.temp % 10, data.timestamp); // 温度数据打印 
 }
 }
 rt_device_close(dev); // 关闭设备

return RT_EOK;
}

```这种写法符合了rt-threadde I/O设备模型框架
![TIM截图20191014204104.png](/uploads/201910/14/210408gv4ggp1vgvrzr9fo.png)
编写完成之后在主函数的while循环中每个一段时间调用一次
在此，任务4的内容全部完成，最终效果如下
![温湿度.png](/uploads/201910/14/210408gdiwv6g02i4vgg8j.png)

搞定:loveliness:，吃饭去。