物联操作技术应用 12

第11章LiteOS实战-人体感应场景Chapter11LiteOSpractice-Humanbodysensingscene《物联网操作系统技术与应用》制作人张亚军

本章将综合运用所学知识，进行LiteOS的实战演练。利用浙江华为NB-Iot全栈实验实训箱，实现人体感应场景实验。前言010302学习目标掌握在LiteOS操作系统中运行外设的方法掌握在LiteOS基础上进行编程的能力完成实战项目—人体感应场景目录人体感应场景实验介绍 人体感应场景系统硬件组成原理图解析系统数据流转关系11.111.211.311.4CONTENTS系统实现步骤1.5人体感应场景实验介绍11.1introductionofhumanbodysensingsceneexperiment11.1人体感应场景实验介绍

人体感应场景实验可进行人体运动状态检测，当有人体靠近时，主控板上的TFT显示屏显示“有人运动”，同时在串口调试助手中输出相应信息。人体感应场景实验拓扑图如图11-1所示。实验中使用了多任务、时间管理、中断管理等知识，通过本实验，读者可学习和掌握LiteOS操作系统在实践中的应用。图11-1人体感应场景实验拓扑图人体感应场景系统硬件组成hardwarecompositionofhumansensingscenesystem11.211.2人体感应场景系统硬件组成

系统硬件使用华为NB-IoT全栈实验实训箱，主控板采用MCU型号为STM32L431VCT6的STM32开发板，板上带有TFT显示模块等。扩展板上有HC-SR501红外感应模块。主控板与扩展板连接如图11-2所示。图11-2主控板与扩展板连接原理图解析schematicanalysis11.311.3原理图解析

根据电路图11-3所示，红外感应模块HC-SR501输出信号引脚为DI3，DI3引脚通过扩展板的P2排线接口和主控板的P5排线接口，连接到MCU管脚PC8，后续代码中将会对芯片PC8引脚进行设置。图11-3电路原理图MCU通过PC8引脚监控人体感应传感器DI3引脚状态，当模块感应到有人体靠近时，DI3引脚被拉升为高电平，MCU判断为有人；当模块未感应到有人体靠近时，DI3引脚被拉低为低电平，MCU判断为无人。11.3原理图解析图11-3电路原理图TFT显示模块涉及到MCU的PE9~PE15引脚，后续会通过STM32cubeMX软件配置这些引脚。系统数据流转关系systemdataflowrelationship11.411.4系统数据流转关系

系统启动后，初始化GPIO引脚、串口和SPI1总线，创建控制任务creat_control_task()和显示任务creat_view_task()，控制任务control_task()调用HC_SR501_Init()函数初始化人体感应传感器，通过get_bodyinput()函数读取PC8引脚状态（HC_SR501_Read_State()），即人体感应状态，并给结构体变量HomeView.BodyInput赋值，存储当前传感器状态。当HomeView.BodyInput的值为1时，控制任务control_task()通过串口调试助手输出“有人运动”，显示任务creat_view_task()在TFT显示屏上显示“有人运动”。系统数据流转关系如图11-4所示。图11-4系统数据流转关系系统实现步骤systemimplementationsteps11.511.5系统实现步骤1．重新配置工程文件复制第2章中移植好LiteOS的裸机工程，双击TEST目录下的TEST.ioc文件，打开STM32CubeMX的工程文件进行重新配置。（1）配置TFT显示模块相关的GPIO功能。与TFT显示模块相关的GPIO有PE9～PE12，单击“Pinout&Configuration”选项卡左侧的“GPIO”选项，单击PE9引脚，在弹出的列表框中选择“GPIO_Output”选项，如图11-5所示，PE9～PE12引脚的配置如表11-1所示。图11-5PE9～PE12引脚的配置11.5系统实现步骤表11-1PE9～PE12引脚的配置11.5系统实现步骤（2）配置TFT显示模块相关的SPI功能。

单击“Pinout&Configuration”选项卡左侧的“SPI1”选项，选择“Full-DuplexMaster”模式，在“ParameterSettings”选项卡中，将“DataSize”设置为“8Bits”。单击PE13引脚，在弹出的列表框中选择“SPI1_SCK”选项；单击PE14引脚，在弹出的列表框中选择“SPI1_MISO”选项；单击PE15引脚，在弹出的列表框中选择“SPI1_MOSI”选项。SPI1的配置如图11-6所示。图11-6SPI1的配置11.5系统实现步骤（3）单击“GENERATECODE”按钮，弹出“CodeGeneration”对话框，单击“OpenProject”按钮，打开TEST工程。2．添加人体感应传感器、TFT显示模块驱动程序及相关文件（1）复制“Components”和“Hardware”文件夹至TEST工程文件夹中，如图11-7所示。图11-7复制“Components”和“Hardware”文件夹至TEST工程文件夹中11.5系统实现步骤（2）导入驱动及相关文件。

①在“TEST\MDK-ARM”目录下，双击“TEST.uvprojx”文件，打开工程，右击“Project”窗格下的“TEST”选项，在弹出的快捷菜单中选择“ManageProjectItems”命令，如图11-8所示。图11-8选择“ManageProjectItems”命令11.5系统实现步骤②在打开的“ManageProjectItems”对话框中，单击“ProjectItems”选项卡，单击“Groups”右侧的“new”按钮，新建“Hardware”和“Components”文件夹，如图11-9所示。图11-9新建“Hardware”和“Components”文件夹11.5系统实现步骤

③选择“Hardware”文件夹，单击“AddFiles”按钮，添加“hc_sr501.c”和“lcd.c”文件（文件在“TEST\Hardware”目录下），如图11-10所示。图11-10在“Hardware”文件夹下添加文件11.5系统实现步骤④以相同的方法，在“Components”文件夹下添加“GUI.c”文件，如图11-11所示。图11-11在“Components”文件夹下添加文件11.5系统实现步骤（3）导入头文件。

①右击“Project”窗格下的“TEST”选项，在弹出的快捷菜单中选择“OptionsforTarget'TEST'”命令，如图11-12所示。图11-12选择“OptionsforTarget'TEST'”命令11.5系统实现步骤图11-13“C/C++”选项卡

②在打开的“OptionsforTarget'TEST'”对话框中，单击“C/C++”选项卡，单击“IncludePaths”文本框后的按钮，添加文件，如图11-13所示。11.5系统实现步骤

③在弹出的“FolderSetup”对话框中，添加“Hardware”下的“HC-SR501”和“LCD”目录；添加“Components”下的“GUI”目录；添加“Core”下的“Src”目录，如图11-14所示。图11-14添加头文件的路径11.5系统实现步骤3.编写及修改代码

1）在TEST工程中，修改gpio.h文件。2）修改spi.h文件。3）修改spi.c文件。4）修改main.c文件。5）创建task_inter.h文件。11.5系统实现步骤6）创建control_task.c文件。7）创建view_task.c文件。1

/************************************************************2功能包括：31、按键任务处理42、读取串口3指令和BC35G状态值53、获取人体状态值64、创建任务入口及任务处理函数7************************************************************/1

/***********************************************************2功能包括：3分页显示：4页面1：显示各模块状态5页面2：调试打印信息，展现过程6***********************************************************/8）修改stm32l4xx_it.c文件。9）在los_hwi.c文件中添加代码。

在los_hwi.c文件中的SysTick_Handler()函数的最后一行添加如下代码。289