设备接入ONENET（3）STM32 + ESP8266（MQTT协议）接入云 ：官方例程移植笔记（HAL+LL库）

• 移植本意应该是指通过修改,使得运行原先在另一个平台可运行的程序。
• STM32CubeMx 本文简称 Mx

1. 概述

麒麟座的例程使用的是标准库，ST后续推出更新的 LL库 和 HAL库，其中LL库与标准库类似，而 HAL 则更倾向于兼容通用性，体积和效率则没有优势，如果你想在自己的工程中使用麒麟座的例程，那么移植工作是难以避免的。

移植工作主要是硬件的设配，所以首先需要了解麒麟镇开发板例程使用的基本情况：

STM32F1
Uart1	输出打印口
Uart2	ESP8266 串口
GPIOB.5	ESP8266 复位

在本文工程中，硬件配置如下：

STM32F1
Uart1	ESP8266 串口
SWO	输出调试口
GPIOB.5	ESP8266 复位

2. 移植流程与思路

我移植工程时，通常先做一部分的准备工作，再开始具体针对硬件特性的移植：
准备工作：

• ① 创建一个模板工程：这个工程可以输出调试信息，可以是常用的串口或者是ST-LINK/J-LINK SWDIO 输出
• ② 外设初始化并测试：逐个外设的初始化并测试，如本文用到串口，需要初始化串口，并测试它的收发和中断情况
• ③ 分析硬件层接口函数：无论上层逻辑多么复杂，最终它都需要调用一个函数去控制外设，以 printf 函数为例，它最终都需要调用一个能输出一个字符的函数，去将信息展示出来，我们通过改变这个函数，就可以让信息输出到串口，或者是ST-LINK等设备中，你甚至可以打印到OLED屏幕上。
• ④ 对比分析源工程和目标工程：这部分工作需要我们对源工程和目标工程都有比较基础的理解，例如：
  • 以本文为例，想把标准库函数移植到 Mx 生成的工程中，那么 Mx 的 mian.h 包含了外设头文件，所以 标准中所有类似 #include "usart.h" 之类的头文件就应该换成 mian.h，另外，stm32f10x.h 是标准库中关于外设地址的共定义，若使用 Mx 生成的工程，该文件名为 stm32f106xb.h，它被mian.h包含了（不是直接包含），所以，#include "stm32f10x.h" 语句也是需要替换为include "mian.h" 语句。
  • 延时函数：驱动通常包含延时函数，不同的库延时函数命名不同，单位也可能不同，虽然一般都是 ms，本文源工程延时函数为DelayXms();，需要替换为目标工程库函数的 HAL_Delay()，单位不需换算，因为都是毫秒。
  • … …
• ⑤ 拷贝源码文件：这一步分析我们需要移植的代码，将文件拷贝到自己的工程中，注意，在MDK中不只是将文件放在工程目录下，还需要在工程中添加一次，如果没记错 TrueStudio 会自动读取工程下的文件，添加到工中，然后是添加头文件路径。

接下来是具体的移植。

3. 麒麟座 标准 移植 LL 库

新建一个基础工程与初始化外设，使用的是 Mx ，此处不再赘述，在麒麟镇中，需要移植的源码都在其工程目录[NET]文件夹中，将其添加到本文工程如下所示：

接着添加头文件路径：

3.1 替换外设接口头文件

如前文所述，本文使用 Mx 工程，所以外设头文件统一为 main.h，所以将esp8266.c 和 onenet.c 中头文件替换：

3.2 替换输出调试信息

麒麟镇使用以下语句打印信息：

	UsartPrintf(USART_DEBUG, "OneNet_SendData\r\n");

而本文使用：

	printf("OneNet_SendData\r\n");

所以直接查找替换：

将所有 UsartPrintf(USART_DEBUG,替换成printf(：

3.3 延时函数

函数函数也是同理：

3.4 esp8266 接口函数（发送）

程序处理了字符串，最后是通过以下函数将数据发送到 ESP8266 的：

void Usart_SendString(USART_TypeDef *USARTx, unsigned char *str, unsigned short len)
{

	unsigned short count = 0;
	
	for(; count < len; count++)
	{
		USART_SendData(USARTx, *str++);									//发送数据
		while(USART_GetFlagStatus(USARTx, USART_FLAG_TC) == RESET);		//等待发送完成
	}

}

本文将其改为：

void Usart_SendString(USART_TypeDef *USARTx, unsigned char *str, unsigned short len)
{

	unsigned short count = 0;
	
	for(; count < len; count++)
	{
		LL_USART_TransmitData8(USARTx, *str++);									//发送数据
		while(!LL_USART_IsActiveFlag_TC(USARTx));		                        //等待发送完成
	}
}

注意到，这个函数在源工程的 usart.c 中，这文件只需要这个函数，所以不需要复制整个文件，只需要把和这个函数添加到 esp8266.c 中即可。另外，这函数需要第一个参数来确定串口设备，而本文使用的是串口1，源工程使用功串口2，所以工程中，所有的语句：

Usart_SendString(USART2, (unsigned char *)cmd, strlen((const char *)cmd));

需要改为：

Usart_SendString(USART1, (unsigned char *)cmd, strlen((const char *)cmd));

3.5 esp8266 接口函数（接收）

esp8266 使用串口中断来接收数据：

void USART2_IRQHandler(void)
{

	if(USART_GetITStatus(USART2, USART_IT_RXNE) != RESET) //接收中断
	{
		if(esp8266_cnt >= sizeof(esp8266_buf))	esp8266_cnt = 0; //防止串口被刷爆
		esp8266_buf[esp8266_cnt++] = USART2->DR;
		
		USART_ClearFlag(USART2, USART_FLAG_RXNE);
	}

}

本文使用的是串口1，硬件也接入串口1，所以发生中断会进入串口1中断：

//文件：stm32f10x_it.c
void USART1_IRQHandler(void)
{
  /* USER CODE BEGIN USART1_IRQn 0 */
  extern void ESP8266_IRQHandler(void);
  ESP8266_IRQHandler();
  /* USER CODE END USART1_IRQn 0 */
  /* USER CODE BEGIN USART1_IRQn 1 */

  /* USER CODE END USART1_IRQn 1 */
}

通过调用ESP8266_IRQHandler()的方法，是程序处理可以写在其他文件中：

//文件：esp8266.c
void ESP8266_IRQHandler(void)
{

	if(LL_USART_IsActiveFlag_RXNE(USART1)) //接收中断
	{
		if(esp8266_cnt >= sizeof(esp8266_buf))
        {            
            esp8266_cnt = 0; //防止串口被刷爆
        }
        esp8266_buf[esp8266_cnt++] = USART1->DR;
        LL_USART_ClearFlag_RXNE(USART1);
	}
}

3.6 esp8266 初始化

源文件 esp8266 初始化中初始化了所使用的串口，但在 Mx 在已经初始化了，所以需要删除，顺便将复位信号改正：

void ESP8266_Init(void)
{
	
//	GPIO_InitTypeDef GPIO_Initure;
//	
//	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);

//	//ESP8266复位引脚
//	GPIO_Initure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
//	GPIO_Initure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;					//GPIOB5-复位
//	GPIO_Initure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
//	GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_Initure);
//	
//	GPIO_WriteBit(GPIOB, GPIO_Pin_5, Bit_RESET);
//	HAL_Delay(250);
//	GPIO_WriteBit(GPIOB, GPIO_Pin_5, Bit_SET);
//	HAL_Delay(500);

    HAL_GPIO_WritePin(ESP_RST_GPIO_Port,ESP_RST_Pin,GPIO_PIN_RESET);
    HAL_Delay(250);
    HAL_GPIO_WritePin(ESP_RST_GPIO_Port,ESP_RST_Pin,GPIO_PIN_SET);
    HAL_Delay(500);
	
    ESP8266_Clear();
  
	printf("1. AT\r\n");
	while(ESP8266_SendCmd("AT\r\n", "OK"))
	HAL_Delay(500);
	
	printf("2. CWMODE\r\n");
	while(ESP8266_SendCmd("AT+CWMODE=1\r\n", "OK"))
	HAL_Delay(500);
	
	printf("3. CWJAP\r\n");
	while(ESP8266_SendCmd(ESP8266_WIFI_INFO, "GOT IP"))
	HAL_Delay(500);
	
	printf("4. CIPSTART\r\n");
	while(ESP8266_SendCmd(ESP8266_ONENET_INFO, "CONNECT"))
	HAL_Delay(500);
	
	printf("5. ESP8266 Init OK\r\n");

}

3.7 数据下发响应

OneNet_RevPro() 函数响应数据的内容，并打开和关闭LED灯，本文并没有对应的接口，所以将打开 LED 灯接口都换成打印：

另外，源文件发送数据是led状态：

unsigned char OneNet_FillBuf(char *buf)
{
	
	char text[16];
	
	memset(text, 0, sizeof(text));
	
	strcpy(buf, "{");
	
	memset(text, 0, sizeof(text));
	sprintf(text, "\"Red_Led\":%d,", led_status.Led5Sta);
	strcat(buf, text);
	
	memset(text, 0, sizeof(text));
	sprintf(text, "\"Green_Led\":%d,", led_status.Led4Sta);
	strcat(buf, text);
	
	memset(text, 0, sizeof(text));
	sprintf(text, "\"Yellow_Led\":%d,", led_status.Led3Sta);
	strcat(buf, text);
	
	memset(text, 0, sizeof(text));
	sprintf(text, "\"Blue_Led\":%d", led_status.Led2Sta);
	strcat(buf, text);
	
	strcat(buf, "}");
	
	return strlen(buf);

}

这里你可以修改为任何值，然后看看效果如何。

四、测试

本文测试时候未接复位IO口，完成以上操作后，可以通过onenet平台下发命令来测试通信，根据说明文档：

1.修改esp8266.c下的wifi账号及密码
2.修改onenet.c下的proid、auth_info和devid
3.指令说明：
1.命令直接下发：
redled:1 打开红灯
greenled:1 打开绿灯
yellowled:1 打开黄灯
blueled:1 打开蓝灯
同理，1替换为0则是关闭
2.应用命令填写方式：
redled:{V}， 控制红灯；开关开值1，开关关值0
greenled:{V}， 控制绿灯；开关开值1，开关关值0
yellowled:{V}， 控制黄灯；开关开值1，开关关值0
blueled:{V}， 控制蓝灯；开关开值1，开关关值0

五、附件

链接：onenet_stm32_mqtt
提取码：1234