IoT小能手：基于GD32F450的机智云功能板应用支持-大赛专区-新闻活动-机智云

jinglixixi 发表于 2017-7-12 20:30:05

IoT小能手：基于GD32F450的机智云功能板应用支持

机智云是智能硬件时代专为硬件提供后台支持的云服务平台，其服务内容主要包括统计分析、数据安全、远程管理、软件升级等。去年底机智云又迎来了2.0版本GoKit2，相较于GoKit1它在功能上没什么变化，而是将Gokit1的单板卡结构设计为控制板和功能板的双板卡结构，并通过兼容Arduino UNO的扩展接口座来连接。这种改变进一步更强了应用的灵活性，也为其它类型的控制板来支持功能板通过了方便。就目前来讲，控制板有两种类型，一种是基于STM32 主控板，以 STM32F103C8T6为主控芯片；另一种则是基于 Atmel 主控板，以Atmega328为主控芯片。GD32F450是兆易科技新推出的一款ARM产品，在GD32F450开发板上也配有Arduino接口，这样便为机智云控制板的种类扩展提供了相应的支持。就机智云功能板来说，它提供了RGB_LED、小电机、红外感应器、小按键、温湿度传感器、WIFI模块及OLED接口等，如图1所示。图1 机智云功能板
下面就以GD32F450开发板为控制核心，对RGB_LED、小电机、红外感应、小按键、温湿度传感器、串行通讯及OLED接口的使用加以介绍。若配上对GD32F450片内RTC、UART、A/D等资源的所用，则能够进一步增强实用性能。图2 GD32F450开发板
要对机智云功能板进行编程，主要涉及各引脚关系的构建、GPIO口输入/输出功能的设置及高低电平输出语句的定义、输入电平的读取与判别、脉冲信号与时序的模拟等。为了便于理解，这里按由简单到复杂的顺序来进行。 1.小电机功能板上提供了一个小的直流电机，其接口电路如图3所示。它是通过L9110进行功率驱动，当在IA和IB两端施加相异的电平时，可控制电机的正反转。图3电机电路
电机与GD32F450的连接关系为：IA-PB10IB-PE14 小电机的初始化函数为： void MODER_init(void)
{
rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOB);
gpio_mode_set(GPIOB, GPIO_MODE_OUTPUT, GPIO_PUPD_NONE,GPIO_PIN_10);
gpio_output_options_set(GPIOB,GPIO_OTYPE_PP,GPIO_OSPEED_50MHZ,GPIO_PIN_10);
GPIO_BC(GPIOB) = GPIO_PIN_10;
rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOE);
gpio_mode_set(GPIOE, GPIO_MODE_OUTPUT, GPIO_PUPD_NONE,GPIO_PIN_14);
gpio_output_options_set(GPIOE,GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ,GPIO_PIN_14);
GPIO_BC(GPIOE) = GPIO_PIN_14;
} 使用如下高低电平输出语句即可使电机转动，互换高低电平即可实现反向转动。    GPIO_BOP(GPIOB) = GPIO_PIN_10; // 输出高电平 GPIO_BC(GPIOE) = GPIO_PIN_14;    // 输出低电平 2.小按键利用板载的小按键，可进行相应功能的控制，其电路如图4所示。图4按键电路
按键与GD32F450的连接关系为：K1-PB14K2-PB15按键的初始化函数为：void KEY_init(void)
{ K1键控制电机转动的语句如下：GPIO_BC(GPIOE) = GPIO_PIN_14; if(RESET==gpio_input_bit_get(GPIOB,GPIO_PIN_14)) RGB_Write_Data(0xff,0x00,0x00); // K1{ GPIO_BOP(GPIOE) = GPIO_PIN_14; //输出高电平}else{ GPIO_BC(GPIOE) = GPIO_PIN_14;    //输出低电平} 3.红外感应板载的红外感应器用于避障或感应控制，其电路如图5所示。
图5红外感应电路
电路的作用是：在TCRT5000的一端是一个可发出红外光的二极管，另一端是一个接受器。在无遮挡的情况下，受到照射使电路导通并在AOUT端输出低电平。在LM393的电路中，其作用是充当一个AOUT与电位器设定电位的比较器，以产生阀值开关的效果。当IR_OUT为低电平时，LED2被点亮，否则被熄灭。通过采集IR_OUT的状态即可启动感应开关的作用。 IR_OUT与GD32F450的连接关系为：IR_OUT-PD4IR_OUT的初始化函数为：void IR_init(void)
{
rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOD);
gpio_mode_set(GPIOD, GPIO_MODE_INPUT, GPIO_PUPD_NONE,GPIO_PIN_4);
gpio_output_options_set(GPIOD,GPIO_OTYPE_PP,GPIO_OSPEED_50MHZ,GPIO_PIN_4);
GPIO_BC(GPIOD) = GPIO_PIN_4;
} 以IR控制电机正反转的语句如下：if (RESET== gpio_input_bit_get(GPIOD,GPIO_PIN_4)){GPIO_BOP(GPIOB) = GPIO_PIN_10;GPIO_BC(GPIOE) = GPIO_PIN_14;    } else {GPIO_BC(GPIOB) = GPIO_PIN_10;GPIO_BOP(GPIOE) = GPIO_PIN_14; } 4.RGB_LED通常RGB_LED的使用是无需**驱动电路的，故使用起来很简单，只需输出高低电平即可控制其点亮与否。然而在机智云的功能板上却是由P9813来驱动和控制RGB_LED，其接口电路如图6所示。图6RGB_LED接口电路
那使用P9813又有何特别之处呢？其主要用途在于，可以串行方式来传送控制信号，并起到控制RGB亮度的作用。而在通常情况下，这是需要使用PWM来实现的。在信号传送过程中，它是通过32个脉冲信号来把控制数据传递到P9813中，再由RGB引脚来输出和控制RGB_LED。P9813与GD32F450的连接关系为：SDA-PB7SCL-PB6A0-PA3 输出高低电平的定义语句为：#define SDA_1 GPIO_BOP(GPIOB) = GPIO_PIN_7;#define SDA_0 GPIO_BC(GPIOB) = GPIO_PIN_7; #define SCL_0 GPIO_BOP(GPIOB) = GPIO_PIN_6;#define SCL_1 GPIO_BC(GPIOB) = GPIO_PIN_6; RGB_LED的初始化函数为:void RGB_init(void)
{
rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOB);
rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOA);
gpio_mode_set(GPIOB, GPIO_MODE_OUTPUT, GPIO_PUPD_NONE,GPIO_PIN_6|GPIO_PIN_7);
gpio_output_options_set(GPIOB, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ,GPIO_PIN_6|GPIO_PIN_7);
GPIO_BC(GPIOB) = GPIO_PIN_6|GPIO_PIN_7;
gpio_mode_set(GPIOA, GPIO_MODE_OUTPUT, GPIO_PUPD_NONE,GPIO_PIN_3);
gpio_output_options_set(GPIOA, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ,GPIO_PIN_3);
GPIO_BC(GPIOA) = GPIO_PIN_3;
}
RGB_LED的控制函数如下：void RGB_Write_Data(uint8_t R,uint8_t G,uint8_t B)
{
uint32_t RGB_Data = 0;
uint8_t i;
RGB_Data |= 0xC0000000;
RGB_Data |= ((uint32_t)((~B) & 0xc0)) << 22;
RGB_Data |= ((uint32_t)((~G) & 0xc0)) << 20;
RGB_Data |= ((uint32_t)((~R) & 0xc0)) << 18;
RGB_Data |= ((uint32_t)B) << 16;
RGB_Data |= ((uint32_t)G) << 8;
RGB_Data |= R;
for (i=0;i<32;i++)
{
   if((RGB_Data & 0x80000000) != 0)
   {
      SDA_1;
   }
   else
   {
      SDA_0;
   }
   RGB_Data <<= 1;
   SCL_0;
   SCL_1;
}
SDA_0;
for (i=0;i<32;i++)
{
   SCL_0;
   SCL_1;
}
} 实现呼吸灯的程序为：uint8_t i=0;
RGB_init();
GPIO_BOP(GPIOA) = GPIO_PIN_3;
RGB_Write_Data(0x00,0x00,0x00);
for (i=0;i<125;i++)
{
   RGB_Write_Data(0x00,0x00,i);
delay_1ms(20);
}
for (i=125;i>0;i--)
{
   RGB_Write_Data(0x00,0x00,i);
delay_1ms(20);
}
for (i=0;i<125;i++)
{
RGB_Write_Data(0x00,0x00,i);
delay_1ms(20);
}
for (i=125;i>0;i--)
{
   RGB_Write_Data(0x00,0x00,i);
delay_1ms(20);
}
   实现色彩环的程序如下：while(1)
{
   for (i=0;i<255;i++)
   {
         RGB_Write_Data(i,0x00,255-i);
delay_1ms(20);
   }
for (i=0;i<255;i++)
   {
RGB_Write_Data(255-i,i,0x00);
delay_1ms(20);
   }
for (i=0;i<255;i++)
   {
RGB_Write_Data(0x00,255-i,i);
delay_1ms(20);
   }
}
RGB_LED的显示效果如图7所示。图7 RGB_LED显示效果
使用红外感应器作为感应提示器的语句如下：if(RESET== gpio_input_bit_get(GPIOD,GPIO_PIN_4)) { RGB_Write_Data(0x00,0x00,0xff); //蓝色}else{    RGB_Write_Data(0xff,0x00,0x00);//红色}实现感应提示的效果如图8。图8感应控制
5.OLED接口功能板上配有OLED接口，该接口适用于SPI接口的OLED屏，其电路如图9所示。由于LCD5110屏用的比较广泛，故这里介绍一下以该接口实现LCD5110屏的显示。由于两者的接口并不完全一致，因此所以需要做些改造，具体的做法是将GND与NC引脚连接，以此向LCD5110的SCE引脚提供片选信号，其它引脚则只需修改引脚的定义即可。图9 OLED接口
LCD5110屏与GD32F450的连接关系为：CS-GNDRESET-PE6D/C-PE2SDIN-PE4SCL-PD0LED-PD1 LCD5110各引脚输出高低电平的定义语句如下：#define DC_1 GPIO_BOP(GPIOE) = GPIO_PIN_2;#define DC_0 GPIO_BC(GPIOE) = GPIO_PIN_2; #define RST_1 GPIO_BOP(GPIOE) = GPIO_PIN_6;#define RST_0 GPIO_BC(GPIOE) = GPIO_PIN_6; #define LCD_SCLK_1 GPIO_BOP(GPIOD) = GPIO_PIN_0;#define LCD_SCLK_0 GPIO_BC(GPIOD) = GPIO_PIN_0; #define LCD_SDIN_1 GPIO_BOP(GPIOE) = GPIO_PIN_4;#define LCD_SDIN_0 GPIO_BC(GPIOE) = GPIO_PIN_4; LCD5110的引脚配置函数如下：void SPI_CONFIG()
{
rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOE);
gpio_mode_set       (GPIOE, GPIO_MODE_OUTPUT, GPIO_PUPD_NONE, GPIO_PIN_2| GPIO_PIN_4| GPIO_PIN_6);
gpio_output_options_set(GPIOE, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ,GPIO_PIN_2| GPIO_PIN_4| GPIO_PIN_6);

rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOD);
gpio_mode_set       (GPIOD, GPIO_MODE_OUTPUT, GPIO_PUPD_NONE, GPIO_PIN_0| GPIO_PIN_1);
gpio_output_options_set(GPIOD, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ,GPIO_PIN_0| GPIO_PIN_1);
GPIO_BOP(GPIOD) = GPIO_PIN_1;
}
lcd5110初始化函数： void LCD_init(void) //lcd5110测试化
{
RST_0;
delay(100);
RST_1;
delay(100);
RST_0;
delay(100);
RST_1;
delay(100);
LCD_write_byte(0x21,0);
LCD_write_byte(0xc3,0);
LCD_write_byte(0x10, 0);
LCD_write_byte(0x20,0);
LCD_write_byte(0x0C,0);
LCD_clear();
} 主函数：int main(void)
{
SPI_CONFIG();
LCD_init();
LCD_write_english_string(10,1,"GD32F450VE",0);
LCD_write_english_string(36,2,"&",0);
LCD_write_english_string(20,3,"IOTKIT",0);
LCD_write_english_string(10,5,"2017.6.10",0);
} 其它驱动LCD110屏显示的函数基本无需变化，运行后的显示效果如图10所示。图10LCD5110屏显示效果
6.温湿度传感器功能板上配有DHT11温湿度传感器，其接口电路如图11所示。DHT11与GD32F450的连接关系为：DHT11_D-PD3图11 DHT11温湿度传感器电路
DHT11的基本定义语句为：#define DHT11_GPIO GPIOD#define DHT11_GPIO_CLKENrcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOD)#define DHT11_PIN GPIO_PIN_3#define DHT11_PIN_SET gpio_bit_set(DHT11_GPIO,DHT11_PIN)#define DHT11_PIN_CLR gpio_bit_reset(DHT11_GPIO,DHT11_PIN)#define DHT11_PIN_Read gpio_input_bit_get(DHT11_GPIO,DHT11_PIN) DHT11的初始化函数为:int DHT11_Init()
{
DHT11_GPIO_CLKEN;
gpio_mode_set(DHT11_GPIO,GPIO_MODE_INPUT,GPIO_PUPD_NONE,DHT11_PIN);
gpio_output_options_set(DHT11_GPIO,GPIO_OTYPE_PP,GPIO_OSPEED_50MHZ,DHT11_PIN);
DHT11_Reset();
return DHT11_Check();
} 位读取函数为：int DHT11_Read_Bit()
{
int retry=0;
while(DHT11_PIN_Read&&retry<100)
{
retry++;
Delay_us(1);
}
retry=0;
while(!DHT11_PIN_Read&&retry<100)
{
retry++;
Delay_us(1);
}
Delay_us(40);
if(DHT11_PIN_Read) return 1;
else return 0;
} 字节读取函数为：char DHT11_Read_Byte()
{
char i,dat;
dat=0;
for(i=0;i<8;i++)
{
   dat<<=1;
dat|=DHT11_Read_Bit();
}
return dat;
} 数据读取函数为：int DHT11_Read_Data(char *temp,char *humi)
{
char buf,i;
DHT11_Reset();
if(DHT11_Check()==0)
{
for(i=0;i<5;i++)
{
buf=DHT11_Read_Byte();
}
if((buf+buf+buf+buf)==buf)
{
*humi=buf;
*temp=buf;
}
}
else return 1;
return 0;
}
温湿度的检测程序为：SPI_CONFIG();
LCD_init();
LCD_clear();
LCD_write_english_string(0,0,"Temp & Humi",0);
LCD_write_english_string(0,2,"temp: C",0);
LCD_write_english_string(0,4,"humi: %",0);
   while (1)
{
DHT11_Read_Data(&temp,&humi);
delay_1ms(200);
LCD_set_XY(32,2);
LCD_write_char(temp/10+'0',0);
LCD_write_char(temp%10+'0',0);
LCD_set_XY(32,4);
LCD_write_char(humi/10+'0',0);
LCD_write_char(humi%10+'0',0);
} 温湿度检测效果如图12所示。图12 温湿度显示效果
7.串行通讯功能板上具有串行通讯功能，其接口电路如图13所示。串行通讯引脚与GD32F450的连接关系为：USART_RX-PD5USART_TX-PD6图13 串行通讯接口电路
串行通讯初始化函数：void usb_to_uart_init(void)
{
rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOD);
rcu_periph_clock_enable(RCU_USART1);
gpio_af_set(GPIOD, GPIO_AF_7, GPIO_PIN_5);
gpio_af_set(GPIOD, GPIO_AF_7, GPIO_PIN_6);
gpio_mode_set(GPIOD, GPIO_MODE_AF, GPIO_PUPD_PULLUP,GPIO_PIN_5);
gpio_output_options_set(GPIOD,GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ,GPIO_PIN_5);
gpio_mode_set(GPIOD, GPIO_MODE_AF, GPIO_PUPD_PULLUP,GPIO_PIN_6);
gpio_output_options_set(GPIOD,GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ,GPIO_PIN_6);
usart_deinit(USART1);
usart_baudrate_set(USART1, 9600U);
usart_receive_config(USART1, USART_RECEIVE_ENABLE);
usart_transmit_config(USART1, USART_TRANSMIT_ENABLE);
usart_word_length_set(USART1, USART_WL_8BIT);
usart_stop_bit_set(USART1, USART_STB_1BIT);
usart_parity_config(USART1, USART_PM_NONE);
usart_enable(USART1);
}利用串行通讯功能，可向EMW3162发送指令，进而实现WIFI通讯及控制。结束语:机智云是一个面向智能硬件时代开发平台，通过和新的ARM产品相结合能够不断提升产品的性能，这里通过它与GD32F450开发板的配合，便又增添了一种控制板的方式及一些附加功能，期待在大家共同努力下，机智云产品的性能能够越来越丰富。

Genius 发表于 2017-7-13 11:33:51

本帖最后由 Genius 于 2017-7-13 11:40 编辑

可以这么理解不？

1、楼主的这个帖子是讲GD32F450接入机智云以及相关功能实现的代码。关于GD32F450是全新32位通用MCU基于200MHz Cortex®-M4内核，持续以业界领先的强大处理效能与低功耗、高集成度、高可靠性和易用性的最佳组合，主要用于工业控制与物联网。
GD32F450支持Arduino uno R3标准串口，所以插入一块Gokit扩展板即可接入机智云，并使用机智云自助开发平台的服务。
不管是什么型号的开发板，只要支持Arduino uno R3标准串口，或者是支持插入ESP8266 LPB100 G510等模块并烧写GAgent固件，即可接入机智云。
接入机智云不局限于Gokit。

2、GD32F450+EMW3162（可替换成ESP8266 LPB100 G510等）接入机智云这里，有没有相关注意事项了？

bigfanofloT 发表于 2017-7-13 12:08:31

支持国产MCU，GD是北京兆易创新的产品，同后缀名的和意法半导体的STM32系列引脚兼容，还是不错的

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