STM32开发指导

思考

如果我们要自己开发一个蓝牙温湿度计，硬件最小系统和外设都有什么？软件逻辑是什么？

需求分析

● 采集类传感器使用火焰传感器、温湿度传感器、光照传感器中任意一种。
● 黄色LED模拟智能灯，可以采集到灯状态并可远程控制；五向按键作为灯控开关（家居本地控制）。
● 绿色灯作为呼吸灯，1S闪烁一次，表示设备运行正常。
● 每隔2s采集一次传感器数据、智能灯的状态、电池电量信息，组包主动上报给网关。
● 接收来自网关的控制指令，并对智能灯做相应的控制。

技术点分析

● GPIO
● 串口通信
● 串口中断
● GPIO中断
● 硬件定时器
● ADC采集

程序开发思路

● 呼吸灯使用定时器来实现。
● 设备状态采集是主要逻辑，直接放在主循环做即可，使用HAL_Delay来延时。
● LED灯控制使用五项按键中断来完成，每按一次翻转输出电平即可。
● 控制指令接收放到串口接收中断来完成。
● 可以先用串口调试助手，把所有功能都调试完，再和网关对接。
● 蓝色LED灯做电灯法调试手段。

通信协议

上报协议

数据上报直接使用结构体进行，单片机端和设备采集进程双方约定好结构体类型，按照字节流进行上报即可。下面以火焰信息为例，定义结构体。

//节点信息
struct node
{
    uint32_t led;
    uint32_t fire;
    float bat;
};

所以这里直接以结构体字节流进行传输，双方直接按结构体进行收发即可。程序参考：
特别注意： 单片机给虚拟机发送时候，要把所有printf调试信息全去掉，否则调试信息就成了干扰数据送到虚拟机去了 。

HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&data, sizeof(data), 100);

控制协议

设备进程往单片机发送控制指令，直接使用json格式。暂时智能控制一个灯，后续可以继续扩展。程序通过串口接收到数据后，需要反序列化指令，把dev和val字段拆解出来，然后按照设备类型进行相应的控制。

{
	"dev": "light",
	"val":"1" //1开灯，0关灯
}

这里有个难点是单片机的接收，无法确定接收到多少个字节以后停止接收并进行处理，程序不能武断的限定接收多少个字节然后产生中断，进行处理，因为协议是不定长的。这里一般会用串口打包的技术，即利用串口发送一帧数据，每个字节之间的间隔是非常短的特点来打包接收数据。通俗来说，即当接收一个字节后，如果隔了一定时间后，没有再产生新的字节接收，那么认为当前帧接收完毕，应该将整帧数据作为一包进行处理。这在开发中是非常常见的用法。单片机的HAL库已经封装了类似的场景处理方法。
STM32 hal库串口空闲中断最新用法
main.c中主要要做的：

//主函数中调用，代表串口总线空闲或者接收到1024字节后时候触发中断
uint8_t RxBuf[1024] = {0};
HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_IT(&huart1, RxBuf, 1024);

usart.c中主要要做的：

extern uint8_t RxBuf[1024];

//每次达到上述条件后，会触发此中断，每次触发中断缓冲区数据就是完整一包数据
void HAL_UARTEx_RxEventCallback(UART_HandleTypeDef *huart, uint16_t Size)
{
	if(huart->Instance == USART1)
	{
		printf("RxBuf is %s\n", RxBuf);
        //这里来解析命令，并做出相应的反应

		memset(RxBuf,0,1024);
        
        //再次设置此中断
		HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_IT(&huart1,RxBuf,1024);
	}	
}