自我介绍：东莞社区工作人员，日常工作为运维。对单片机有兴趣。
硬件介绍：MAX32660-EVSYS 美信出品。Arm Cortex-M4F内核, 工作频率96MHz； 256KB Flash Memory； 96KB SRAM； 16KB 指令缓存。有14路GPIO.两路SPI，两路IIC，两路串口。支持低功耗。MAX32660-EVSYS开发板自带DAP swd调试器，一路LED，一个按键。支持面包板。，
应用场景：健身监测器 ； 工业传感器 ； IoT ； 便携式医疗设备； 运动手表可穿戴医疗设备。
设计思路：按照活动要求，使用MAX32660-EVSYS开发板完成时钟和计步器功能。针对时钟功能，此开发板自带RTC功能，但是没搞明白怎么外接电池。如果不能外接电池，断电后时间信息就完全丢失了，所以额外找了个DS3232模块，做为时钟模块。时钟模块DS3232与开发板之间用IIC连接。时钟模块自带电池，可以保证时间信息不丢失。
计步器使用MPU6050。MPU6050是一个9轴运动处理传感器。它集成了3轴MEMS陀螺仪，3轴MEMS加速度计，以及一个可扩展的数字运动处理器DMP（Digital Motion Processor）。使用IIC与开发板通讯。这款传感器网上资料非常多，并且在DMP功能中就集成了计步功能，原子的教程中有完整的例程和讲解。
显示部分用OLED来做显示。听了硬禾的直播，看有用墨水屏来做展示的，很羡慕，但是手头没有设备，就此作罢。
有了设计思路，遇到第一个问题：DS3232与MPU6050都是用IIC通讯，这本不是问题，但是这两个模块的IIC地址都是0x68，这就让人抓狂了，用一组IIC，无法区别两个设备。所以只能将这两个设备挂在不同的IIC上了。但是这个开发板的spi和iic1（P00,P01）使用的是同一组管脚，如果使用SPI1(p0_10,p0_11)就要用到串口1，而串口1 是接到DAP上了，如果要用，就要掰开DAP，那样会导致以后的烧写困难。权衡后，放弃使用SPI的oled，改用IIC的oled，借来了一块主控SSD1307Z的0.65寸的OLED屏幕。这样DS3232接在IIC1(p0_0,p0_1),mpu6050和oled接在IIC0（p0_9,p0_8）上。再编写一个上位机，用来和网络校正时间。上位机与开发板通过串口1通讯。上位机就用python来做，简单易懂。
第二个问题：串口问题。这个开发板提供了例程，例程中有个函数printf可以直接通过串口将信息输出到电脑上去。也就是说开发板的例程是初始化了串口1的。直接添加串口中断函数
void UART1_IRQHandler(void)经过测试，发现完全没有调用到函数。也就是意味着，例程的串口初始化，没有初始化串口接收中断。仔细看例程，又参考了网上的说明。才明白需要在程序中将已经初始化过的串口1，关闭，再重新初始化一次，增加接收中断。
//串口1 初始化
void UART1A_INIT(void){
UART_Shutdown(MXC_UART_GET_UART(1)); //关闭串口1 系统在启动前就初始化了串口1
/* Setup the interrupt */
NVIC_ClearPendingIRQ(MXC_UART_GET_IRQ(1));
NVIC_DisableIRQ(MXC_UART_GET_IRQ(1));
NVIC_SetPriority(MXC_UART_GET_IRQ(1), 0);
NVIC_EnableIRQ(MXC_UART_GET_IRQ(1));
uart_cfg_t cfg;
cfg.parity = UART_PARITY_DISABLE;
cfg.size = UART_DATA_SIZE_8_BITS;
cfg.stop = UART_STOP_1;
cfg.flow = UART_FLOW_CTRL_DIS;
cfg.pol = UART_FLOW_POL_DIS;
cfg.baud = UART_BAUD;
error = UART_Init(MXC_UART_GET_UART(1), &cfg, &sys_uart_cfg); //开启串口1
read_req.data = rxdata;
read_req.len = BUFF_SIZE;
read_req.callback = read_cb;
//write_req.data = txdata;
//write_req.len = BUFF_SIZE;
//write_req.callback = write_cb;
UART_ReadAsync(MXC_UART_GET_UART(1), &read_req);
}阅读例程代码，自己对美信例程的理解为，开辟了一个缓冲区“read_req.len = BUFF_SIZE;”当串口接收到了数据，数据长度超过了缓冲区，就会调用函数UART1_IRQHandler，然后调用函数read_req，在函数read_req中可以进行自定义的处理。但是不符合自己的需求。我期望的是建立自己的环形缓冲区，当串口接收到数据后，就进入环形缓冲区，开发板程序判断缓冲区大小，若为上位机下传数据包大小，则接收正确，调用处理数据过程，若大小不对，则接收数据过程有误，丢弃数据。思前想后，将美信的缓冲区设置为1个字符大小，在read_req中将一个字符塞进环形缓冲区中。经测试满足需求^_^.
上位机部分。上位机使用python+QT实现，可以跨平台。上位机功能简单，实现日期、时间、步数的展示。增加了一个与网络时间校时的功能。先说一下串口部分，由于开发板和上位机通讯是使用DAP模块的usb转串口功能。而USB口可能会在程序启动后插入。所以使用一个单独的线程检查串口，当有串口增加时，通过信号通知主界面可以选择串口。
serialLock=QMutex() #创建线程锁
class FindSerial(QThread):
sinFindNewSerialPort = pyqtSignal(str) #定义信号
def __init__(self):
super(FindSerial,self).__init__()
self.workstat=True
self.serialdict={}
def run(self):
while True:
# print(threading.currentThread(),self.workstat)
if self.workstat:
port_list = list(list_ports.comports())
for port in port_list:
#检查 是否在列表中存在
if self.serialdict.get(port[0])==None: #不存在这个端口
serialLock.lock()
self.serialdict[port[0]]=port[1]
serialLock.unlock()
self.sinFindNewSerialPort.emit(port[0]) #发送找到新串口的信号
#比较新旧 端口列表 数目是否相同
if len(port_list)==len(self.serialdict):
#数目相同 无变化
# print('子线程还存在着')
self.sleep(1)
else:
#新旧端口列表有变换 清除旧列表
serialLock.lock()
self.serialdict.clear()
serialLock.unlock()
self.sinFindNewSerialPort.emit('clear')
else:
self.sleep(2)
@pyqtSlot() # 打开串口 关闭串口
def on_pushButtonSerCtl_clicked(self):
if self.ui.pushButtonSerCtl.text().find('打开') >= 0:
try:
# 超时设置,None：永远等待操作，0为立即返回请求结果，其他值为等待超时时间(单位为秒）
# 使用115200波特率
self.ser = serial.Serial(self.ui.comboBoxPort.currentText(),
baudrate=115200, bytesize=8, parity='N',
stopbits=1, timeout=1)
except serial.SerialException:
print('错误', '打开串口出错!')
else:
self.ser.flush() # 刷新缓存
self.ui.pushButtonSerCtl.setText('关闭')
self.ui.pushButtonUpdateTime.setEnabled(True) # 允许网络对时
self.ui.comboBoxPort.setEnabled(False)
self.findSerialPortThread.workstat = False # 让线程停止工作
self.timer.start(40) #刷新界面开始 100ms间隔刷新
else:
self.ser.flush() # 刷新缓存
self.ser.close()
self.ui.pushButtonSerCtl.setText('打开')
self.ui.pushButtonUpdateTime.setEnabled(False)
self.ui.comboBoxPort.setEnabled(True)
self.findSerialPortThread.workstat = True # 让线程工作
self.timer.stop() #停止刷新系统中增加一个定时器，当串口打开后，每40ms读取一次串口，读到串口数据就在界面上显示。校时按钮若被按下，就通过网络获取当前时间，然后将时间发回给下位机。
先前做上位机打开串口后程序就报错，仔细检查发现是缓冲问题，开发板先插上电脑，就不停地向电脑串口发送数据，在程序启动后清除缓冲就好了。再考虑程序在运行期间，USB口被拔出这个异常，遇到这个异常，直接关闭串口，清除缓冲，关闭刷新，启动寻找串口的线程。
步数监测。这块倒是很容易。网上关于MPU6050的资料非常多。而mpu6050的DMP功能里就自带了步数统计的功能。
dmp_get_pedometer_step_count(&step_count); //得到计步步数
dmp_get_pedometer_walk_time(&walk_time); //得到计步所用时间直接调用对应的函数，就能获得步数和步行的时间，不过貌似步行的时间不太对。在网上也有很多关于步行的滤波方式，对这块没有做过多的学习。这里需要解决的是IIC通讯接口的模块处理。
uint8_t i2cInit(void){
int error;
const sys_cfg_i2c_t sys_i2c_cfg = NULL; /* No system specific configuration needed. */
I2C_Shutdown(I2C0_MASTER);
I2C_Shutdown(I2C1_MASTER);
if((error = I2C_Init(I2C0_MASTER, I2C_STD_MODE, &sys_i2c_cfg)) != E_NO_ERROR) {
//if((error = I2C_Init(I2C_MASTER, I2C_FAST_MODE, &sys_i2c_cfg)) != E_NO_ERROR) {
printf("Error initializing I2C0. (Error code = %d)\n", error);
return 1;
}
if((error = I2C_Init(I2C1_MASTER, I2C_STD_MODE, &sys_i2c_cfg)) != E_NO_ERROR) {
//if((error = I2C_Init(I2C_MASTER, I2C_FAST_MODE, &sys_i2c_cfg)) != E_NO_ERROR) {
printf("Error initializing I2C1. (Error code = %d)\n", error);
return 1;
}
NVIC_EnableIRQ(I2C0_IRQn);
NVIC_EnableIRQ(I2C1_IRQn);
return 0;
}
美信例程里给了IIC的硬件驱动例程，但是和网上见到的有所区别。对照IIC的时序图，掌握好关键的几点：IIC端口，要选对IIC端口，这里驱动了两个IIC端口，一个是IIC0接mpu6050和OLED，一个是IIC1接DS3232。然后是地址，不同设备对应不同驱动地址。不过mpu6050和DS3232用了同一组地址，所以只能分不同iic端口来驱动了。然后就是寄存器，最后是命令字。搞定了IIC通讯，也就搞定了DS3232，OLED，MPU6050三个外设了。驱动相关的资料还是挺丰富的。
//IIC连续写
//addr:器件地址
//reg:寄存器地址
//len:写入长度
//buf:数据区
//返回值:0,正常
// 其他,错误代码
uint8_t MPU_Write_Len(uint8_t addr,uint8_t reg,uint8_t len,uint8_t *buf){
uint8_t txdata[16],error;
uint8_t i;
txdata[0]=reg;
for(i=1;i<len+1;i++){
txdata[i]=buf[i-1];
}
error=I2C_MasterWrite(MXC_I2C0, (addr<<1)|0, txdata, len+1, 0);
return error-(len+1);
}
//IIC连续读
//addr:器件地址
//reg:要读取的寄存器地址
//len:要读取的长度
//buf:读取到的数据存储区
//返回值:0,正常
// 其他,错误代码
uint8_t MPU_Read_Len(uint8_t addr,uint8_t reg,uint8_t len,uint8_t *buf){
uint8_t res;
I2C_MasterWrite(MXC_I2C0, (addr<<1)|0, ®, 1, 0);
//printf("read reg=%x len=%d %d\n",(addr<<1)|0,len,res);
//return I2C_MasterRead(MXC_I2C0, (addr<<1)|1, buf, len, 0);
res=I2C_MasterRead(MXC_I2C0, (addr<<1)|1, buf, len, 0);
//printf("read len=%d\n",res);
return res-len;
}
//IIC写一个字节
//reg:寄存器地址
//data:数据
//返回值:0,正常
// 其他,错误代码
uint8_t MPU_Write_Byte(uint8_t reg,uint8_t data){
uint16_t error;
uint8_t txdata[2];
txdata[0]=reg;
txdata[1]=data;
error=I2C_MasterWrite(MXC_I2C0, MPU_WRITE, txdata, 2, 0);
//printf("IIC write reg=%x echo=%d \n",reg,error);
return error-2;
}
//IIC读一个字节
//reg:寄存器地址
//返回值:读到的数据
uint8_t MPU_Read_Byte(uint8_t reg){
uint8_t data;
data=reg;
I2C_MasterWrite(MXC_I2C0, MPU_WRITE, &data, 1, 0);
//printf("IIC write leng=%d\n",error);
I2C_MasterRead(MXC_I2C0, MPU_READ, &data, 1, 0);
//printf("IIC read leng=%d\n",error);
return data;
}
显示部分。本意是想用SPI接口的0.96寸的OLED屏幕，想参考Thomas的文档，完成u8g2的移植的，但是这个开发板GPIO管脚还是有限，放弃了。使用了0.65寸的小OLED。显示时间：时分秒。当有步行时，显示步行步数和步行时间。无步行时（停止时间超过20秒）显示当前时间。
心得体会：第一次参加活度，作品还是有不少瑕疵。看直播，期待各位大神的作品，到时好好学习一下，尤其是直播中说道用墨水屏做显示，还是怦然心动。很期待。感谢硬禾学堂的活动，感受到了动手的乐趣。
