第一部分:引言和STM32 Blue Pill设置
1. 引言
在当今的智能设备和IoT时代,传感器网络在各种应用中发挥着关键作用,从家庭自动化到工业自动化等等。为了有效地部署这些网络,开发人员需要一个强大、灵活且轻量级的操作系统。Apache Mynewt就是这样的系统,它专为资源受限的设备设计。在本教程中,我们将详细探讨如何使用Apache Mynewt为STM32 Blue Pill和nRF52开发传感器网络应用程序。
2. STM32 Blue Pill概述
STM32 Blue Pill是基于ARM Cortex M3微控制器的一个小型开发板。它因其低成本、丰富的功能和灵活性而受到许多开发者的喜爱。它具有64KB的闪存和20KB的RAM,非常适合运行轻量级的操作系统如Apache Mynewt。
3. 设置STM32 Blue Pill
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所需材料:
- STM32 Blue Pill开发板
- ST-Link V2编程器
- USB线
- 连接线
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连接ST-Link: 首先,使用连接线将STM32 Blue Pill与ST-Link V2连接。确保连接以下引脚:
- ST-Link 3.3V 至 Blue Pill 3.3V
- ST-Link GND 至 Blue Pill GND
- ST-Link SWCLK 至 Blue Pill CLK
- ST-Link SWDIO 至 Blue Pill DIO
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安装Mynewt工具链:
首先,确保您已安装了Python 3。然后,使用pip安装newt工具和newtmgr工具。
pip install apache-mynewt-newt pip install apache-mynewt-newtmgr
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创建Mynewt工程:
使用newt命令创建新的Mynewt工程:
newt new my_sensor_network cd my_sensor_network
接着,下载所需的Mynewt核心包:
newt install apache-mynewt-core
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设置Blue Pill目标:
在工程中为STM32 Blue Pill创建一个新目标:
newt target create bluepill_tgt
设置目标属性:
newt target set bluepill_tgt app=@apache-mynewt-core/apps/slinky newt target set bluepill_tgt bsp=@apache-mynewt-core/hw/bsp/bluepill newt target set bluepill_tgt build_profile=debug
到此为止,您已成功设置STM32 Blue Pill,并准备开始开发传感器网络应用程序。
注意:为了简洁和清晰,本文中的代码可能不是最优的或最完整的实现。为了获得完整的项目和更多的优化技巧,请下载完整项目
第二部分:nRF52设置与Mynewt应用程序开发
4. nRF52概述
nRF52系列是Nordic Semiconductor的一系列高性能、低功耗多协议无线SoC。这些微控制器非常适合蓝牙低功耗(BLE)、ANT、2.4 GHz RF等无线应用。nRF52因其低功耗特性和高性能功能,特别受到IoT开发者的喜爱。
5. 设置nRF52
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所需材料:
- nRF52开发板
- nRF5 SDK
- USB线
- 连接线
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连接nRF52: 使用USB线将nRF52开发板连接到计算机。
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设置Mynewt目标:
首先,为nRF52创建新目标:
newt target create nrf52_tgt
设置目标属性:
newt target set nrf52_tgt app=@apache-mynewt-core/apps/slinky newt target set nrf52_tgt bsp=@apache-mynewt-core/hw/bsp/nrf52 newt target set nrf52_tgt build_profile=debug
6. 开发传感器网络应用程序
在我们的应用程序中,我们将使STM32 Blue Pill作为传感器节点,读取其上连接的传感器数据。nRF52将作为中央节点,接收来自STM32 Blue Pill的数据并进行处理。
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在Blue Pill上配置传感器接口:
首先,我们需要配置I2C接口来读取连接的传感器。修改
@apache-mynewt-core/hw/bsp/bluepill/syscfg.yml
,启用I2C:I2C_0:description: 'Enable I2C'value: 1
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读取传感器数据:
为了简化,我们假设您连接的是一个温度传感器,并且它通过I2C接口通信。
#include <i2c/i2c.h> #include <console/console.h>#define TEMP_SENSOR_ADDR 0x40void read_sensor_data(void) {uint8_t data[2];int rc;struct hal_i2c_master_data sensor_data = {.address = TEMP_SENSOR_ADDR,.len = 2,.buffer = data};rc = hal_i2c_master_read(0, &sensor_data, OS_TICKS_PER_SEC, 1);if (rc != 0) {console_printf("Failed to read from sensor: %d\n", rc);return;}int16_t temp_raw = (data[0] << 8) | data[1];float temp_celsius = temp_raw * 0.1;console_printf("Temperature: %f C\n", temp_celsius); }
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将数据发送到nRF52:
在这里,我们将使用简单的UART通信从Blue Pill向nRF52发送数据。确保您已正确连接Blue Pill和nRF52的UART引脚。
#include <uart/uart.h>void send_data_to_nrf52(float data) {char buffer[20];snprintf(buffer, sizeof(buffer), "Temperature: %f\n", data);uart_write(buffer, strlen(buffer)); }
现在,您的Blue Pill应该能够读取传感器数据并通过UART发送给nRF52。
第三部分:在nRF52上配置通信接收并完成应用程序
7. 在nRF52上配置UART接收
要使nRF52能够接收并处理从STM32 Blue Pill发送的数据,我们需要在nRF52上配置UART接口。
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配置nRF52的UART接口:
首先,打开
@apache-mynewt-core/hw/bsp/nrf52/syscfg.yml
,然后启用UART:UART_0:description: 'Enable UART'value: 1
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读取来自Blue Pill的数据:
在nRF52上,我们将设置一个UART中断处理程序来接收数据。
#include <uart/uart.h> #include <console/console.h>void uart_rx_callback(int uart_num) {char buffer[20];int read_len = uart_read(buffer, sizeof(buffer));if(read_len > 0) {buffer[read_len] = '\0';console_printf("Received: %s\n", buffer);} }int main(void) {struct uart_conf uart_settings = {.uc_speed = 115200,.uc_rx_callback = uart_rx_callback};uart_init(0, &uart_settings);while(1) {os_eventq_run(os_eventq_dflt_get());} }
此代码段会初始化UART,并在收到数据时调用回调函数。接着,它将使用console_printf
打印接收到的数据。
8. 合并代码并构建
将STM32 Blue Pill和nRF52上的代码合并到同一个Mynewt应用程序中,然后使用newt工具构建它们:
newt build bluepill_tgt
newt build nrf52_tgt
构建完成后,您可以使用newt工具将应用程序下载到相应的开发板上。
9. 测试您的应用程序
- 为STM32 Blue Pill和nRF52供电。
- 使用串口工具(例如minicom或PuTTY)连接到nRF52的串口。
- 当Blue Pill读取传感器数据并通过UART发送给nRF52时,您应该在串口工具上看到接收到的数据。
结论
在本教程中,我们使用Apache Mynewt为STM32 Blue Pill和nRF52开发了一个传感器网络应用程序。我们利用Blue Pill读取传感器数据,并通过UART将这些数据发送到nRF52进行处理。
这只是使用Apache Mynewt开发传感器网络应用程序的基础入门。Apache Mynewt提供了许多其他功能,如低功耗蓝牙、文件系统、SHELL等,可以帮助您开发更加复杂和功能丰富的应用程序。
希望您喜欢本教程,并在您的项目中找到它有用!
注意:为了简洁和清晰,本文中的代码可能不是最优的或最完整的实现。为了获得完整的项目和更多的优化技巧,请下载完整项目