前言

隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，未來(lái)的嵌入式產(chǎn)品必然朝著更加智能化、場(chǎng)景多樣化、實(shí)時(shí)性更高等趨勢(shì)發(fā)展，要處理好這些任務(wù)時(shí)，一個(gè)好的RTOS少不了。對(duì)于嵌入式開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)，了解和學(xué)習(xí)一個(gè)RTOS也是必要項(xiàng)之一，上手簡(jiǎn)單、及時(shí)性和可靠性高的FreeRTOS是最佳選擇，和對(duì)開(kāi)發(fā)者友好、物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)機(jī)智云配合，剛好滿足了我對(duì)智能化開(kāi)發(fā)的需求。 下面，我將從基礎(chǔ)入手，來(lái)講講使用機(jī)智云+STM32F407+ESP8266+freeRTOS的設(shè)計(jì)，分別定義了GPIO輸入輸出，PWM輸入輸出。(本文由機(jī)智云開(kāi)發(fā)者發(fā)表于CSDN，ID號(hào)：霽雪寒霄）

01 WiFi模塊燒錄GAgent 1.1 在機(jī)智云官網(wǎng)上下載固件，下載好的固件如圖1-1所示。

1.2 在樂(lè)鑫官網(wǎng)下載ESP8266的燒寫(xiě)工具。其中第一欄選擇燒寫(xiě)的固件文件（32位含有combine的文件），并勾選前面的方框，起始地址填0，CrystalFreq選擇26M，SPI SPEED選擇40MHz，SPI MODE選擇DOUT,FLASH SIZE選擇32Mbit-C1。如圖1-2所示。

1.3 按照?qǐng)D1-3連接電路。點(diǎn)擊燒寫(xiě)軟件的START，會(huì)出現(xiàn)“等待上電同步”字樣，點(diǎn)擊KEY1觸發(fā)后，會(huì)顯示下載中，知道出現(xiàn)“Finish”字樣，表示固件燒寫(xiě)成功。

02 創(chuàng)建產(chǎn)品及數(shù)據(jù)點(diǎn) 2.1 進(jìn)入機(jī)智云官網(wǎng)，注冊(cè)登錄后進(jìn)入開(kāi)發(fā)者中心，可以看到如圖2-1所示界面。

2.2 點(diǎn)擊創(chuàng)建產(chǎn)品，在創(chuàng)建界面設(shè)定好產(chǎn)品名稱，選擇WIFI/移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)方案。選擇通訊方式為WIFI，數(shù)據(jù)傳輸方式為定長(zhǎng)。如圖2-2所示。

2.3 創(chuàng)建完成后，點(diǎn)擊“數(shù)據(jù)點(diǎn)”，可以新建不同類型的數(shù)據(jù)點(diǎn)，如圖2-3所示，該處新建了16個(gè)不同的數(shù)據(jù)點(diǎn)。

03 使用機(jī)智云串口工具配置WiFi模塊 3.1 下載機(jī)智云串口調(diào)試助手并解壓，將WIFI模塊與USB轉(zhuǎn)TTL相連（WIFI模塊的TX連TTL的RX，RX連TTL的TX，VCC一定得接3.3V），插上計(jì)算機(jī)USB接口后，打開(kāi)機(jī)智云串口調(diào)試助手，選擇“模擬V4MCU”，如圖3-1所示。

3.2 進(jìn)入剛創(chuàng)建機(jī)智云產(chǎn)品中，點(diǎn)擊“基本信息”后，獲取到Product Key和Product Secret，如圖3-2-1所示。將Product Key和Product Secret輸入機(jī)智云串口調(diào)試助手，并點(diǎn)擊保存，會(huì)彈出如圖3-2-2的窗口，且右側(cè)會(huì)顯示我們定義的數(shù)據(jù)點(diǎn)列表。

3.3 選擇好USB轉(zhuǎn)TTL的串口，并點(diǎn)擊“打開(kāi)串口”，WIFI模塊會(huì)自動(dòng)詢問(wèn)，如圖3-3所示。

3.4 打開(kāi)“指令界面”，點(diǎn)擊AirLink后，接收界面會(huì)出現(xiàn)如圖3-4類似的數(shù)據(jù)，代表WIFI模塊完好。

3.5 進(jìn)入機(jī)智云手機(jī)App,注冊(cè)登錄后，點(diǎn)擊右上角“+”號(hào)，選擇“一鍵配置”，輸入手機(jī)連接的WIFI的SSID和密碼（此時(shí)須保證調(diào)試的計(jì)算機(jī)與手機(jī)連接的是同一WIFI，且最好使用路由器），點(diǎn)擊“下一步”，選擇“樂(lè)鑫”，點(diǎn)擊 “確定”，再次點(diǎn)擊機(jī)智云串口調(diào)試助手指令界面的“AirLink”，再點(diǎn)擊手機(jī)App上的“我已完成上述操作”，進(jìn)入“搜索并連接設(shè)備”，具體流程如圖3-5-1,3-5-2所示。

3.6 點(diǎn)擊搜索到的設(shè)備，在手機(jī)App上控制數(shù)據(jù)點(diǎn)，可以看到機(jī)智云串口調(diào)試助手?jǐn)?shù)據(jù)點(diǎn)的值跟隨變化（如圖3-6-1,3-6-2所示），則代表WIFI模塊配置完成。

04 配置MCU代碼 實(shí)現(xiàn)WIFI與MCU的通信協(xié)議（可使用機(jī)智云MCU代碼生成），配置Cube mx并生成代碼。
4.1 進(jìn)入機(jī)智云網(wǎng)站產(chǎn)品頁(yè)面，點(diǎn)擊MCU開(kāi)發(fā)，硬件方案選擇“獨(dú)立MCU方案”，硬件平臺(tái)選擇“STM32F407x”，并在Product Secret處輸入該產(chǎn)品的Product Secret，點(diǎn)擊生成代碼包，如圖4-1所示。

4.2 稍等片刻待代碼包生成，下載并解壓，如圖4-2所示。

4.3 由于在該實(shí)驗(yàn)中我們使用的是STM32F407VGT6，而機(jī)智云生成代碼的MCU為STM32F407ZGT6，故我們需要移植一下，首先打開(kāi)Cube mx新建一個(gè)項(xiàng)目，選擇STM32F407VG（如圖4-3所示）,雙擊創(chuàng)建項(xiàng)目。

4.4 點(diǎn)擊File->Import Project,點(diǎn)擊“…”并選擇剛才機(jī)智云生成的項(xiàng)目文件中的ioc文件（如圖4-4-1所示），點(diǎn)擊“OK”后，直到出現(xiàn)圖4-4-2所示窗口，點(diǎn)擊“Close”，表示導(dǎo)入成功，導(dǎo)入后的引腳配置如圖4-4-3所示。

4.5 首先配置SYS，Timebase Source選擇TIM14，如圖4-5-1所示。然后配置除了KEY1,KEY2的GPIO（KEY1,KEY2已經(jīng)自動(dòng)生成），如圖4-5-2所示。

4.6 配置Timers，TIM2是項(xiàng)目生成時(shí)自動(dòng)配置，所以不用配置，配置TIM4時(shí)，將Clock Source選擇為Internal Clock。TIM4的Channel 1-Channel 4為PWM輸出（如圖4-6-1），該實(shí)驗(yàn)中配置的引腳為PB6-PB9，在下方的Configuration中的Parameter Settings中配置如圖4-6-2所示，其他地方使用默認(rèn)即可。

4.7 再配置ADC，勾選IN4-IN7（對(duì)應(yīng)引腳為PA4-PA7），如圖4-7-1所示。然后在下方Configuration中DMA Setting，點(diǎn)擊“Add”，出現(xiàn)如圖4-7-2所示界面，選擇ADC1，并配置成如圖4-7-3所示, Parameter Settings中配置如圖4-7-4所示，其他不用配置，保持默認(rèn)即可，值得注意的是，該處使用到了TIM8，TIM8的Mode中Clock Source選擇為Internal Clock，TIM8的Configuration配置如圖4-7-5所示。

4.8 點(diǎn)擊System Core中的NVIC，配置優(yōu)先級(jí)如圖4-8-1所示，Code generation配置如圖4-8-2所示。

4.9 點(diǎn)擊Middleware中的FREERTOS，interface選擇CMSIS_V1（如圖4-9-1所示），在下方Tasks and Queues并創(chuàng)建以下6個(gè)Task，如圖4-9-2所示。

05 編寫(xiě)外設(shè)驅(qū)動(dòng)程序 編寫(xiě)外設(shè)驅(qū)動(dòng)程序，直至手機(jī)App能與MCU建立通信，并能控制傳感器外設(shè)。
5.1 打開(kāi)keil5，在main.c中找到HAL_TIM_PeriodElapsedCallback函數(shù)，將整個(gè)函數(shù)注釋掉，然后在gizwits_product.c文件中同樣可以找到同名HAL_TIM_PeriodElapsedCallback函數(shù)，將剛才注釋函數(shù)的函數(shù)體內(nèi)容放入其中，如圖5-1-1,5-1-2所示。

5.2 將main.c中while(1)中內(nèi)容剪切放入創(chuàng)建的StartGizwitsHandleTask任務(wù)中，用于處理數(shù)據(jù)上行下發(fā)，如圖5-2-1，5-2-2所示。

5.3 將StartSysInitTask函數(shù)中for循環(huán)內(nèi)容改為vTaskDelete(NULL),如圖5-3所示。

5.4 在gizwits_product.h文件中頭文件導(dǎo)入處添加（如圖5-4-1所示）“#include“smsis_os.h””，并添加如圖5-4-2所示內(nèi)容。

5.5 在common.h中創(chuàng)建聯(lián)合體，如圖5-5-1所示，其中高8位用以區(qū)別GPIO和PWM，次高8位用來(lái)區(qū)別引腳，后16為存入數(shù)值。在函數(shù)gizwitsEventProcess中，for循環(huán)外聲明聯(lián)合體（如圖5-5-2所示），for循環(huán)中switch—case語(yǔ)句中，注釋掉if—else判斷，對(duì)聯(lián)合體變量賦值，并利用通知將該聯(lián)合體發(fā)送出去，如圖5-5-3所示（個(gè)例）。

5.6 在StartGPIO_OutputTask函數(shù)中，在for循環(huán)外添加如圖5-6-1的聲明代碼，在for循環(huán)內(nèi)，刪除原先所有代碼，添加如圖5-6-2所示代碼，本圖只舉case為1的情況，添加后可對(duì)GPIO進(jìn)行開(kāi)關(guān)操作。

5.7 在StartPWM_OutputTask函數(shù)中，需要開(kāi)啟PWM通道，并需要先將CCR置為0（在for循環(huán)外，如圖5-7-1所示），并就通知內(nèi)容的不同，做不同的動(dòng)作（在for循環(huán)內(nèi)），添加代碼部分如圖5-7-2所示。

5.8 在StartGPIO_InputTask函數(shù)中，直接利用HAL_GPIO_ReadPin讀取GPIO狀態(tài)，并存入數(shù)據(jù)點(diǎn)結(jié)構(gòu)體中，如圖5-8-1所示。在StartADC_inputTask函數(shù)中，需要先開(kāi)啟DMA，其中adc_result_buf為定義的一個(gè)長(zhǎng)度為4的數(shù)組，添加代碼如圖5-8-2所示。

5.9 將main.c中的如下代碼剪切（如圖5-9-1所示）到StartSysInitTask函數(shù)中（如圖5-9-2所示）。

06 檢測(cè) 至此，兩類輸入/輸出代碼完成，可以根據(jù)不同用途添加代碼，在這里我用到了一個(gè)LED檢測(cè)了一下。
6.1 手機(jī)上打開(kāi)機(jī)智云App，控制舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)和LED亮滅。如下圖所示。

責(zé)任編輯：PSY

原文標(biāo)題：嵌入式開(kāi)發(fā)必備項(xiàng)：用FreeRTOS+機(jī)智云開(kāi)發(fā)智能設(shè)備

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