小熊派开发实践丨小熊派 + 合宙 Cat.1 接入云服务器

关注

发布于: 2020 年 12 月 09 日

摘要：使用小熊派开发板，以合宙的AIR724为通信模组（Cat.1），以AT指令方式，通过mqtt协议接入云服务器。
本贴使用小熊派开发板+合宙的Air724（Cat.1模组），接入自己搭建的EMQ服务器
一、实验准备1.实验环境一块stm32开发板（推荐使用小熊派），以及数据线
已经安装STM32CubeMX
已经安装KeilMDK,并导入stm32开发板对应的芯片包（小熊派使用的是STM32L431RCT6）
一个Cat.1模块（Uart接口，AT指令）以及杜邦线
﻿
﻿
﻿
2.目标效果通过CubeMX创建工程并配置参数
通过串口2，以AT指令控制通信模组
Cat.1发送相应的AT指令接入云服务器
通过MQTT协议，完成数据订阅、发布
二、通过CubeMX生产MDK工程A.芯片选择打开CubeMX,进入芯片选择：
﻿
﻿
选择自己的stm32芯片（即STM32L431RCT6）：
﻿
﻿
B.时钟源RCC设置更改系统时钟源
系统时钟默认使用内部的高速时钟（HSI），选择使用HSE，时钟更精确
设置外部时钟对应的端口
﻿
﻿
配置时钟树
STM32L431RCT6系统时钟最大可以为80MHz，我们配置到最大即可
﻿
﻿
C.参数配置（对应端口设置）1）配置USART1使用USART,模式为异步，波特率为115200，无硬件流控制
﻿
﻿
2）配置UART2，连接Cat.1Cat.1模组烧录有AT固件，当然合宙的也支持Luat开发，我们为了更方便学习，就是要AT指令开发
我们使用小熊派的Uart2，小熊派引出的引脚为PA2->USART_TX,PA3->USART_RX
其他选项，波特率设置为9600，其他默认即可
﻿
﻿
3）打开Uart2中断，并开启接收DMA开启中断
﻿
﻿
打开接收DMA
﻿
﻿
最后，生成代码就OK了
D.工程设置一些基础的设置，包括工程名、存储位置、工程环境、工程中各个文件的组成
﻿
﻿
﻿
E.生成代码﻿
﻿
三、编写相应代码1. 串口1输出重定向我们知道printf是打印函数，原理是根据传入的字符串参数格式化打印输出到stdout中。我们需要让printf打印到串口之中，只需要在usart.c文件中模仿printf写一个输出函数即可
在添加头文件
/* USER CODE BEGIN 0 */
#include <stdarg.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
/* USER CODE END 0 */
写输出函数
/* USER CODE BEGIN 1 */
void UsartPrintf(UART_HandleTypeDef *huart, char *fmt,...)
{
﻿
 unsigned char UsartPrintfBuf[296];
 va_list ap;
 unsigned char *pStr = UsartPrintfBuf;
﻿
 va_start(ap, fmt);
 vsprintf((char *)UsartPrintfBuf, fmt, ap); //格式化
 va_end(ap);
﻿
 while(*pStr != 0)
 {
  USART1->TDR = *pStr++;
  while((USART1->ISR & 0x40)  == 0);
 }
}
﻿
//注意：在usart.h中添加void UsartPrintf(UART_HandleTypeDef *huart, char *fmt,...)；
//使用方法:UsartPrintf(&huart1;,"hello world\r\n");
/* USER CODE END 1 */
注意：自己添加的代码，需要在begin和end之间
2.通信的主要代码我们创建两个文件，分别是Cat1.h和Cat.c
同时，完善串口2的收发功能，加入串口回调函数保证数据的完整
a).串口回调函数因为在进行发送AT指令后，接受的数据要进行处理；一方处理速度跟不上，因此加入一个串口回调函数
//串口回调函数
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
    if(huart->Instance == USART2)
    {
        if(Usart2type.UsartRecLen>0)            //证明还有未完成数据
        {
            memcpy(&Usart2type.Usart2RecBuffer[Usart2type.UsartRecLen],Usart2type.Usart2DMARecBuffer,Usart2type.UsartDMARecLen); //转存到待处理区域
            Usart2type.UsartRecLen +=  Usart2type.UsartDMARecLen;
        }
        else
        {
            memcpy(Usart2type.Usart2RecBuffer,Usart2type.Usart2DMARecBuffer,Usart2type.UsartDMARecLen);                          //转存到待处理区域
            Usart2type.UsartRecLen =  Usart2type.UsartDMARecLen;
        }
        memset(Usart2type.Usart2DMARecBuffer, 0x00, sizeof(Usart2type.Usart2DMARecBuffer));                                     //先清空DMA缓冲区
        Usart2type.UsartRecFlag = 1;
    }
}
b).串口2空闲中断当发送或接受完成一组数据后，进入空闲中断
函数如下
void USART2_IRQHandler(void)
{
  /* USER CODE BEGIN USART2_IRQn 0 */
  if(__HAL_UART_GET_FLAG(&huart2,UART_FLAG_IDLE) ==SET)  //触发空闲中断
    {
        uint16_t temp = 0;                        
        __HAL_UART_CLEAR_IDLEFLAG(&huart2);       //清除串口2空闲中断标志位
        HAL_UART_DMAStop(&huart2);                //关闭DMA
        temp = huart2.Instance->ISR;              //清除SR状态寄存器  F0  ISR
        temp = huart2.Instance->RDR;              //读取DR数据寄存器 F0  RDR    用来清除中断
        temp = hdma_usart2_rx.Instance->CNDTR;    //获取DMA中未传输的数据个数
        Usart2type.UsartDMARecLen = USART2_DMA_REC_SIE - temp;           //总计数减去未传输的数据个数，得到已经接收的数据个数
        HAL_UART_RxCpltCallback(&huart2);          //串口接收回调函数
    }
  /* USER CODE END USART2_IRQn 0 */
  HAL_UART_IRQHandler(&huart2);
  /* USER CODE BEGIN USART2_IRQn 1 */
  HAL_UART_Receive_DMA(&huart2,Usart2type.Usart2DMARecBuffer,USART2_DMA_REC_SIE);  //重新打开DMA接收
﻿
  /* USER CODE END USART2_IRQn 1 */
}
C).AT指令通信流程主要的AT指令如下
tsATCmds ATCmds[] = 
{
    {"AT\r\n","OK",200,NO_REC,10},  //测试
﻿
    {"AT+CIMI\r\n","4600",200,NO_REC,10}, // 移动卡号
﻿
    {"AT+CSQ\r\n","+CSQ",200,NO_REC,10},  //信号
﻿
    {"AT+CEREG?\r\n","+CEREG: 0,1",200,NO_REC,10}, //网络
﻿
﻿
    {"AT+CGATT?\r\n","+CGATT:1",200,NO_REC,10}, //驻网
﻿
﻿
    {"AT+CCLK?\r\n","+CCLK",200,NO_REC,10},  //时间
﻿
    {"AT+MCONFIG=0001,door,2020\r\n","OK",200,NO_REC,10}, //MQTT参数
    //{"AT+MCONFIG=111,device1,123456\r\n","OK",200,NO_REC,100}, 
    {"AT+MDISCONNECT\r\n","",200,NO_REC,5},  //断开MQTT连接
﻿
    {"AT+MIPCLOSE\r\n","",200,NO_REC,5},  //断开TCP连接
    {"AT+MIPSTART=123.56.117.8,1883\r\n","CONNECT OK",200,NO_REC,5},  //建立TCP连接 
﻿
    {"AT+MCONNECT=1,60\r\n","CONNACK OK",200,NO_REC,5},  //建立MQTT连接
﻿
    {"AT+MSUB=","SUBACK",200,NO_REC,5},  //订阅主题
﻿
    {"AT+MPUB=","OK",200,NO_REC,5},  //发布主题
﻿
    {"AT+MQTTSTATU\r\n","+MQTTSTATU",200,NO_REC,5}, //状态
    //AT+MQTTSTATU 0-离线 1-正常  2-需发送MCONNECT
    {"AT+RESET\r\n","",200,NO_REC,5}//重启
﻿
﻿
};
四、编译+下载点击编译后，0 error,0 warning
﻿
﻿
小熊派连接在电脑上，代码下载到开发板
﻿
﻿
五、连接硬件1.将Cat.1的uart1_tx连接小熊派uart2_rx,cat.1的uart1_rx连接小熊派uart2_tx;Gnd连Gnd;
注意：一定要连接GND哦，需要共地的。
2.调试
此时，我们进行最后一次调试；将小熊派串口1用作串口打印，打开串口调试助手，查看运行状态（在每次发送指令后进行printf()打印相应信息）。
附件中包含CubeMX工程、MDK工程
下一步，打算将此设备接入华为云IoTDA，更好的完成设备管理
 
点击关注，第一时间了解华为云新鲜技术~
﻿