《 物聯(lián)網(wǎng)集成系統(tǒng)設(shè)計(jì) 》 課件3串口節(jié)點(diǎn)部分、4網(wǎng)口節(jié)點(diǎn)部分

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)智能家居項(xiàng)目單片機(jī)LED應(yīng)用服務(wù)程序網(wǎng)關(guān)程序運(yùn)程控制LED燈的項(xiàng)目智能家居項(xiàng)目1主動(dòng)上傳燈的狀態(tài)2被動(dòng)上傳燈的狀態(tài)

3接收命令控制燈的狀態(tài)教學(xué)目標(biāo)串口節(jié)點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)難點(diǎn)主動(dòng)上傳被動(dòng)上傳的概念主動(dòng)上傳燈的狀態(tài)重點(diǎn)程序?qū)崿F(xiàn)添加標(biāo)題串口節(jié)點(diǎn)的連接基于串口節(jié)點(diǎn)網(wǎng)關(guān)服務(wù)器RS232/485網(wǎng)線主動(dòng)上傳

節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)主動(dòng)上傳方式是，不需要網(wǎng)關(guān)向節(jié)點(diǎn)發(fā)送上傳采集數(shù)據(jù)命令的情況下，節(jié)點(diǎn)主動(dòng)的向網(wǎng)關(guān)發(fā)送節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，也就是節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)定時(shí)（某一時(shí)間特定的間隔）上傳，或在一定的條件下主動(dòng)把采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到網(wǎng)關(guān)。在本例上，節(jié)點(diǎn)單片機(jī)把采集到的LED燈的狀態(tài)信息以定時(shí)的方式主動(dòng)上傳到網(wǎng)關(guān)。添加標(biāo)題主動(dòng)上傳上層定時(shí)上傳被動(dòng)上傳

節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)被動(dòng)上傳方式是節(jié)點(diǎn)不會(huì)自發(fā)向網(wǎng)關(guān)發(fā)送采集到的數(shù)據(jù)，而是網(wǎng)關(guān)首先發(fā)送采集命令給節(jié)點(diǎn)，當(dāng)節(jié)點(diǎn)收到網(wǎng)關(guān)發(fā)來的采集命令信息時(shí)，節(jié)點(diǎn)才把采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到網(wǎng)關(guān)。在本例中，節(jié)點(diǎn)單片機(jī)接收到網(wǎng)關(guān)的采集命令后，通過引腳讀取LED燈的狀態(tài)，再把LED燈的狀態(tài)信息發(fā)送給網(wǎng)關(guān)。添加標(biāo)題主動(dòng)上傳上層接收到上傳命令再上傳①②系統(tǒng)集成總體架構(gòu)添加標(biāo)題添加標(biāo)題添加標(biāo)題添加標(biāo)題LED燈硬件連接系統(tǒng)集成總體架構(gòu)添加標(biāo)題添加標(biāo)題添加標(biāo)題添加標(biāo)題單片機(jī)軟件1引腳讀寫2時(shí)鐘定時(shí)3串口發(fā)送voidLED_Init(void){GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOF,ENABLE);//使能GPIOF時(shí)鐘//GPIOF9初始化設(shè)置GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_9;//LED0對(duì)應(yīng)IO口GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_OUT;//普通輸出模式GPIO_InitStructure.GPIO_OType=GPIO_OType_PP;//推挽輸出GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_100MHz;//100MHzGPIO_InitStructure.GPIO_PuPd=GPIO_PuPd_UP;//上拉GPIO_Init(GPIOF,&GPIO_InitStructure);//初始化GPIOGPIO_SetBits(GPIOF,GPIO_Pin_9);//GPIOF9設(shè)置高，燈滅}引腳初始化設(shè)置GPIOF_9引腳高電平GPIO_SetBits(GPIOF,GPIO_Pin_9);設(shè)置多個(gè)引腳高電平GPIO_SetBits(GPIOF,GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7|GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_10);

引腳設(shè)高電平led燈滅設(shè)置GPIOF_9引腳低電平GPIO_ResetBits(GPIOF,GPIO_Pin_9);設(shè)置多個(gè)引腳低電平GPIO_ResetBits(GPIOF,GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7|GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_10);

引腳設(shè)置低電平led燈亮讀取引腳GPIO_ReadInputDataBit(GPIOF,GPIO_Pin_9);#defineREADLED0GPIO_ReadInputDataBit(GPIOF,GPIO_Pin_10)#defineREADLED0PFin(9)定時(shí)初始化（1）voidTIM3_Int_Init(u16arr,u16psc){ TIM_TimeBaseInitTypeDefTIM_TimeBaseInitStructure; NVIC_InitTypeDefNVIC_InitStructure;

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3,ENABLE);//使能TIM3時(shí)鐘

TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Period=arr; //自動(dòng)裝載值 TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_Prescaler=psc;//定時(shí)器分頻 TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;//向上計(jì)數(shù) TIM_TimeBaseInitStructure.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1; TIM_TimeBaseInit(TIM3,&TIM_TimeBaseInitStructure);//初始化定時(shí)器TIM3 TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update,ENABLE);//允許定時(shí)器TIM3更新中斷 TIM_Cmd(TIM3,ENABLE);//使能定時(shí)器3

定時(shí)初始化（2）

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=TIM3_IRQn;//定時(shí)器3中斷 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0x01;//搶占優(yōu)先級(jí)1 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=0x03;//響應(yīng)優(yōu)先級(jí)3 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE; NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);//初始化NVIC

}定時(shí)的使用voidTIM3_IRQHandler(void){ if(TIM_GetITStatus(TIM3,TIM_IT_Update)==SET)//判斷是否溢出中斷 { //中斷處理函數(shù)要處理的代碼******* } TIM_ClearITPendingBit(TIM3,TIM_IT_Update);//清除中斷標(biāo)志位}定時(shí)的使用voidTIM3_IRQHandler(void){ if(TIM_GetITStatus(TIM3,TIM_IT_Update)==SET)//判斷是否溢出中斷 {

TIM3_Int_Init(5000-1,8400-1); } TIM_ClearITPendingBit(TIM3,TIM_IT_Update);//清除中斷標(biāo)志位}定時(shí)器3時(shí)鐘是在APB1時(shí)鐘線上，根據(jù)程序相關(guān)設(shè)置，定時(shí)器時(shí)鐘為84Mhz，現(xiàn)設(shè)置分頻系數(shù)8400，所以84MHz/8400=10kHz的計(jì)數(shù)頻率，計(jì)數(shù)5000次為500ms，也就是說0.5秒發(fā)生一次定時(shí)中斷。串口初始化（1）voiduart_init(u32bound){GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;USART_InitTypeDefUSART_InitStructure;NVIC_InitTypeDefNVIC_InitStructure;RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA,ENABLE);//使能GPIOA時(shí)鐘RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);//使能USART1時(shí)鐘GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource9,GPIO_AF_USART1);//GPIOA9，復(fù)用為USART1GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource10,GPIO_AF_USART1);//GPIOA10,復(fù)用為USART1 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_10;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF;//復(fù)用功能GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;//速度50MHzGPIO_InitStructure.GPIO_OType=GPIO_OType_PP;//推挽復(fù)用輸出 GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd=GPIO_PuPd_UP;//上拉GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);//初始化PA9，PA10串口初始化（2）USART_InitStructure.USART_BaudRate=bound;//波特率USART_InitStructure.USART_WordLength=USART_WordLength_8b;//字長(zhǎng)USART_InitStructure.USART_StopBits=USART_StopBits_1;//停止位USART_InitStructure.USART_Parity=USART_Parity_No;//無奇偶校驗(yàn)位USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl=USART_HardwareFlowControl_None;//無硬件數(shù)據(jù)流控制USART_InitStructure.USART_Mode=USART_Mode_Rx|USART_Mode_Tx;//收發(fā)模式USART_Init(USART1,&USART_InitStructure);//初始化串口USART1USART_Cmd(USART1,ENABLE);//使能串口USART1USART_ITConfig(USART1,USART_IT_RXNE,ENABLE);//開啟相關(guān)中斷NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=USART1_IRQn;//串口USART1中斷1中斷通道NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3;//搶占優(yōu)先級(jí)3NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=3; //子優(yōu)先級(jí)3NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE; //通道使能NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //初始化VIC

}串口發(fā)送USART_SendData(USART1,USART_RX_BUF[t]);while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC)!=SET);//等待發(fā)送結(jié)束例：USART_SendData(USART1,(u8)'0');while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC)!=SET);//等待發(fā)送結(jié)束串口接收while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_RXNE)==SET) { i=USART_ReceiveData(USART1);

}

主動(dòng)上傳燈的狀態(tài)01主動(dòng)上傳voidTIM3_IRQHandler(void){if(TIM_GetITStatus(TIM3,Tim_IT_Update)==SET)//溢出中斷{i=GPIO_ReadInputDataBit(GPIOF,GPIO_Pin_10);if(i==0x1)USART_SendData(USART1,(u8)'0');elseUSART_SendData(USART1,(u8)'1');//向串口USART1發(fā)送數(shù)據(jù)while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC)!=SET);//等待發(fā)送結(jié)束}TIM_ClearITPendingBit(TIM3,TIM_IT_Update);//清除中斷標(biāo)志位}

本例程采用主動(dòng)上傳方式發(fā)送燈的狀態(tài)信息，所以定時(shí)中斷處理函數(shù)中采用以下代碼，每次定時(shí)器0.5秒時(shí)間到時(shí)，通過串口USART1發(fā)送數(shù)據(jù)。被動(dòng)上傳燈的狀態(tài)02被動(dòng)上傳voidUSART1_IRQHandler(void)//串口USART1中斷服務(wù)程序{

u8i，j;

if(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_IT_RXNE)==SET)

{

i=USART_ReceiveData(USART1);

if(i=='2')

{

j=GPIO_ReadInputDataBit(GPIOF,GPIO_Pin_10);

if(j==0x0)USART_SendData(USART1,(u8)'1');

elseUSART_SendData(USART1,(u8)'0');

while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC)==RESET);}}}

在代碼中，先是判斷接收到的串口信息是否為2。如果接收到2，則發(fā)送LEDI燈的狀態(tài)信息。通過讀取LED！的引腳，查看燈的狀態(tài)，如果燈的狀態(tài)為0時(shí)，燈是亮的，則發(fā)送1，否則發(fā)送0?？刂茻舻臓顟B(tài)03控制LED燈voidUSART1_IRQHandler(void)//串口USART1中斷服務(wù)程序{

u8i，j;

i=USART_ReceiveData(USART1);

if(i=='1')

{ GPIO_ResetBits(GPIOF,GPIO_Pin_10);

}

elseif(i=='0')

{ GPIO_SetBits(GPIOF,GPIO_Pin_10);

}

while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC)==RESET);}

當(dāng)節(jié)點(diǎn)接收到1時(shí)，打開LED1燈；當(dāng)節(jié)點(diǎn)接收到0時(shí)，熄滅LED1燈。系統(tǒng)集成總體架構(gòu)添加標(biāo)題添加標(biāo)題添加標(biāo)題添加標(biāo)題串口調(diào)試助手的使用打開/關(guān)閉串口設(shè)置端口號(hào)及通信參數(shù)清空接收區(qū)接收區(qū)發(fā)送區(qū)發(fā)送設(shè)置自動(dòng)發(fā)送設(shè)置自動(dòng)發(fā)送時(shí)間間隔設(shè)置接收格式設(shè)置發(fā)送格式系統(tǒng)集成總體架構(gòu)添加標(biāo)題添加標(biāo)題添加標(biāo)題添加標(biāo)題按鍵硬件連接按鍵控制LED燈模擬家用照明機(jī)械開關(guān)if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOE,GPIO_Pin_2)==0){ delay_ms(30);if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOE,GPIO_Pin_2)==0){while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOE,GPIO_Pin_2)==0);GPIO_ResetBits(GPIOF,GPIO_Pin_10);}}elseGPIO_SetBits(GPIOF,GPIO_Pin_10);

按鍵只開關(guān)led燈，不影響發(fā)送燈的狀態(tài)的代碼THANKS感謝觀看！物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)智能家居項(xiàng)目單片機(jī)LED應(yīng)用服務(wù)程序運(yùn)程控制LED燈的項(xiàng)目智能家居項(xiàng)目1主動(dòng)上傳燈的狀態(tài)2被動(dòng)上傳燈的狀態(tài)

3接收命令控制燈的狀態(tài)教學(xué)目標(biāo)網(wǎng)口節(jié)點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)難點(diǎn)發(fā)送標(biāo)志位、發(fā)送數(shù)據(jù)指針、接收標(biāo)志位、接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)意義及用法主動(dòng)上傳燈的狀態(tài)重點(diǎn)理解實(shí)驗(yàn)55本實(shí)驗(yàn)是網(wǎng)絡(luò)通信的實(shí)驗(yàn)，程序由網(wǎng)絡(luò)初始化和網(wǎng)絡(luò)測(cè)試功能組成。

程序初始化LWIP，包括：初始化LAN8720A、申請(qǐng)內(nèi)存、開啟DHCP服務(wù)、添加并打開網(wǎng)卡，然后等待DHCP獲取IP成功，當(dāng)DHCP獲取成功后，將在LCD屏幕上顯示DHCP得到的IP地址，如果DHCP獲取失敗，那么將使用靜態(tài)IP（固定為：192.168.1.30），然后開啟WebServer服務(wù)。

當(dāng)初始化完成后進(jìn)入主循環(huán)，等待按鍵輸入選擇需要測(cè)試的功能：TCPServer測(cè)試功能、TCPClient測(cè)試功能、UDP測(cè)試功能、WebServer的測(cè)試。理解實(shí)驗(yàn)55我們只需要理解：TCPServer測(cè)試功能、TCPClient測(cè)試功能。程序主循環(huán)中：KEY0按鍵，用于選擇TCPServer測(cè)試功能KEY1按鍵，用于選擇TCPClient測(cè)試功能理解實(shí)驗(yàn)55

TCPServer測(cè)試的時(shí)候，直接使用DHCP獲取到的IP（DHCP失敗，則使用靜態(tài)IP）作為服務(wù)器地址，端口號(hào)固定為：8088。

在電腦端，可以使用網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手（TCPClient模式）連接開發(fā)板，連接成功后，屏幕顯示連接上的Client的IP地址，此時(shí)便可以互相發(fā)送數(shù)據(jù)了。按KEY0發(fā)送數(shù)據(jù)給電腦，電腦端發(fā)送過來的數(shù)據(jù)將會(huì)顯示在LCD屏幕上。按KEY_UP可以退出TCPServer測(cè)試。

TCPClient測(cè)試的時(shí)候，先通過KEY0/KEY2來設(shè)置遠(yuǎn)端IP地址（Server的IP），端口號(hào)固定為：8087。設(shè)置好之后，通過KEY_UP確認(rèn)，隨后，開發(fā)板會(huì)不斷嘗試連接到所設(shè)置的遠(yuǎn)端IP地址（端口：8087），此時(shí)我們需要在電腦端使用網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手(TCPServer模式)，設(shè)置端口為：8087，開啟TCPServer服務(wù)，等待開發(fā)板連接。

當(dāng)連接成功后，測(cè)試方法同TCPServer測(cè)試的方法一樣。理解實(shí)驗(yàn)55系統(tǒng)集成總體架構(gòu)添加標(biāo)題添加標(biāo)題添加標(biāo)題添加標(biāo)題串口調(diào)試助手的使用在TCPClient模式下，設(shè)置連接的遠(yuǎn)程主機(jī)IP設(shè)置通訊模式清空接收區(qū)接收區(qū)發(fā)送區(qū)發(fā)送在TCPServer模式下設(shè)置本地端口號(hào)設(shè)置自動(dòng)發(fā)送時(shí)間間隔在TCPClient模式下，設(shè)置連接的遠(yuǎn)程端口號(hào)設(shè)置發(fā)送格式清空發(fā)送區(qū)設(shè)置接收格式理解實(shí)驗(yàn)55接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)u8tcp_client_recvbuf[TCP_CLIENT_RX_BUFSIZE];發(fā)送數(shù)據(jù)指針u8*tcp_client_sendbuf接收完成標(biāo)志位tcp_client_flag&1<<61接收到數(shù)據(jù)0沒接收到數(shù)據(jù)標(biāo)記要發(fā)送數(shù)據(jù)標(biāo)志tcp_client_flag|=1<<7;1標(biāo)記發(fā)送0不標(biāo)記發(fā)送連接標(biāo)志位tcp_client_flag&1<<51要連接0不用連接已連接標(biāo)記connflag1連接上0沒連接上客戶端緩沖區(qū)和標(biāo)志位的含義和用法：主動(dòng)上傳燈的狀態(tài)01主動(dòng)上傳

本例程采用主動(dòng)上傳方式發(fā)送燈的狀態(tài)信息，在程序voidtcp_client_test(void)函數(shù)底下有一個(gè)delay_ms(2)的延時(shí)方法，在最小限度改變代碼，可以利用這個(gè)延時(shí)方法完成定時(shí)發(fā)送。主動(dòng)上傳

本例程采用主動(dòng)上傳方式發(fā)送燈的狀態(tài)信息，在程序voidtcp_client_test(void)函數(shù)底下有一個(gè)delay_ms(2)的延時(shí)方法，在最小限度改變代碼，可以利用這個(gè)延時(shí)方法完成定時(shí)發(fā)送。主動(dòng)上傳t1++;if(t1==250){if(LED1==0){ tcp_client_sendbuf="dengliang";//發(fā)送數(shù)據(jù)緩指針,指向發(fā)送內(nèi)容 tcp_client_flag|=1<<7;//標(biāo)記發(fā)送信息 }elseif(LED1==1){ tcp_client_sendbuf="dengmie";//發(fā)送數(shù)據(jù)緩指針,指向發(fā)送內(nèi)容 tcp_client_flag|=1<<7;//標(biāo)記發(fā)送信息 }t1=0;}

每一次循環(huán)都是要延時(shí)2ms，要完成每0.5秒主動(dòng)上傳可以在這里加上一個(gè)計(jì)數(shù)的t1，計(jì)數(shù)250次，如果時(shí)間到時(shí)就運(yùn)行發(fā)送數(shù)據(jù)緩指針指向的數(shù)所據(jù)。被動(dòng)上傳燈的狀態(tài)02被動(dòng)上傳

接收信息的時(shí)候，只要使用tcp_client_flag&1<<6判斷接收信息標(biāo)志位是否接收到信息，當(dāng)標(biāo)志位置1時(shí)，再使用tcp_client_recvbuf[TCP_CLIENT_RX_BUFSIZE]把所收到的信息讀出來使用。被動(dòng)上傳

當(dāng)接收到的信息是1時(shí)，把LED燈點(diǎn)亮；