如何快速使用STM32 HAL库和涂鸦Wi-Fi模组进行通信

Posted 2021-10-06 三明治开发社区

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了如何快速使用STM32 HAL库和涂鸦Wi-Fi模组进行通信相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

简介：本文将教大家如何使用STM32HAL库快速开发和涂鸦WIFI模组通信，接入涂鸦云。

实现功能：通过APP实时监测温湿度数据

程序下载路径：demo程序。

demo(定时采集数据)程序。

一.使用STM32CubeMX创建一个新工程

1、如下图创建一个新工程：

2、如下图选择自己现有的STM32开发板进行开发：

3、配置时钟源

如果选择使用外部高速时钟（HSE），则需要在System Core中配置RCC；

如果使用默认内部时钟（HSI），这一步可以略过；

下面工程我使用的是内部时钟，因此这一步是不需要的。

4、配置串口

NUCLEO-L476RG板载ST-Link并且虚拟了一个串口，原理图如下：

使PC的串口与USART2之间连接。（USART2为打印日志口，同时也作为程序下载口）

接下来开始如下图配置USART2：

使用串口1和涂鸦模组WB3S通信（单片机和WB3S串口通信，采用透传的模式），串口1配置如下图所示：

5、配置IIC口

为了采集温湿度的数据（SHT30)，单片机采用IIC协议和温湿度模块进行通信，采用I2C2，配置如下图所示：

6、配置时钟树

STM32L4的最高主频到80M，所以配置PLL，最后使HCLK=80Mhz即可：

7、生产工程设置

8、代码生成设置

最后设置生成独立的初始化文件：

9、生成代码

点击GENERATE CODE即可生成MDK-V5工程如下:

10.用KEIL5打开生成的代码，然后开始添加自己要实现的功能函数。

二.SHT30驱动程序设计

（1）硬件设计

温湿度检测我们选取涂鸦的SHT30模块来实现。涂鸦三明治温湿度传感功能板为三明治开发板的应用部分，方便开发者快速实现温湿度硬件产品原型的一款开发板。功能板主要包含一颗 SENSIRION 温湿度传感器 SHT30-DIS，通过 I2C 协议进行通信，I2C时钟频率最高支持1MHz。

关键器件介绍

器件	说明
U1（SHT30-DIS）	SENSIRION 温湿度传感器，工作电压 2.4~5.5V，湿度精度 ±2%RH，温度精度 ±0.3℃，封装 8 脚 DFN

涂鸦三明治温湿度传感功能板需要用到的管脚介绍

I/O	说明
VCC	电源供电脚
GND	电源参考地
SCL	I2C时钟信号
SDA	I2C数据信号
INT	告警信号，预留

电源技术要求

电源供电电压参照传感器工作电压范围：2.4~5.5V
非测量状态典型电流：0.2uA
低功耗连续测量模式典型电流：800uA

(1)原理图

涂鸦三明治温湿度传感功能板的原理图如下所示：

(2)PCB图

涂鸦三明治温湿度传感功能板的 PCB 如下图所示：

注意事项

功能板为应用部分，需配合控制板与电源板使用。
电源接口不要触碰 I/O 管脚，避免击穿模块对应 I/O 口。
传感器本体附着灰尘与油污等会导致测量精度下降。
传感器本体不能与清洁剂接触，例如洗板水。

不能使用会释放化学分子的材料包装，否则可能受污染导致数据偏移或完全损坏。

（2）软件设计

为了测量温湿度，选取涂鸦的SHT30温湿度模块来实现。STM32通过硬件I2C与之通信。

调用SHT3x_reset复位模块：

/**
 * @brief   复位SHT30
 * @param   none
 * @retval  none
*/
void SHT3x_Reset(void)
{
    SHT3x_Send_Cmd(SOFT_RESET_CMD);
    HAL_Delay(20);
}

调用SHT3x_Init初始化模块：

/* 描述：SHT3x初始化函数，并将其设置为周期测量模式
 * 参数：无
 * 返回值：初始化成功返回0，初始化失败返回1 */
uint8_t SHT3x_Init(void)
{
    uint8_t ret;
    ret = SHT3x_Send_Cmd(MEDIUM_2_CMD);
    return ret;
}

调用 SHT3x_Get_Humiture_periodic获取温湿度值：

/* 描述：温湿度数据获取函数,周期读取，注意，需要提前设置周期模式   
 * 参数Tem_val：存储温度数据的指针, 温度单位为°C
 * 参数Hum_val：存储湿度数据的指针, 温度单位为%
 * 返回值：0-读取成功，1-读取失败
********************************************************************/
uint8_t SHT3x_Get_Humiture_periodic(double *Tem_val,double *Hum_val)
{
    uint8_t ret=0;
    uint8_t buff[6]={0};
    uint16_t tem,hum;
    double Temperature=0;
    double Humidity=0;
    
  ret=SHT3x_Send_Cmd(READOUT_FOR_PERIODIC_MODE);    
  Delay_us(4);
  ret=HAL_I2C_Master_Receive(&hi2c2, SHT3x_ADDR_READ, buff, 6, 0xFFFF);
    
    /* 校验温度数据和湿度数据是否接收正确 */
    if(CheckCrc8(buff, 0xFF) != buff[2] || CheckCrc8(&buff[3], 0xFF) != buff[5])
    {   
        printf("CRC_ERROR,ret = 0x%x\\r\\n",ret);
        return 1;
    }
        
    /* 转换温度数据 */
    tem = (((uint16_t)buff[0]<<8) | buff[1]);//温度数据拼接
    Temperature= (175.0*(double)tem/65535.0-45.0) ; // T = -45 + 175 * tem / (2^16-1)
    
    /* 转换湿度数据 */
    hum = (((uint16_t)buff[3]<<8) | buff[4]);//湿度数据拼接
    Humidity= (100.0*(double)hum/65535.0);          // RH = hum*100 / (2^16-1)
    
    /* 过滤错误数据 */
    if((Temperature>=-20)&&(Temperature<=125)&&(Humidity>=0)&&(Humidity<=100))
    {
        *Tem_val = Temperature;
        *Hum_val = Humidity;
        
        return 0;
    }
    else
        return 1;
}

三.平台产品创建

进入涂鸦智能IoT平台，点击创建产品。这里不用纠结产品品类的选择，重点是为了拿到MCU-SDK文件，实际使用时可以根据具体的产品修改sdk内部的pid即可适配自己的产品。

例如：点击创建产品，选择标准类目->电工->开关。（当时为了测试用，所以选择一个标准类目，也可以在平台上选择其它品类去创建也是可以的）

选择自定义方案，输入产品名称，选择通讯协议为WIFI+蓝牙，点击创建产品。
根据要实现的设备功能，创建好DP功能点。
创建好DP点之后，点击设备面板，选择自由配置面板，方便开发调试，也可以选择其它的面板。
面板创建好之后，点击硬件开发，对接方式选择“涂鸦标准模组MCU SDK开发”，模组选择WB3S Wi-Fi&Bluetooth模组（在实际开发过程中可选择手上已有的涂鸦模组即可），固件选择通用固件。

四.MCU SDK移植

平台产品创建完之后，我们会获取到一个MCU SDK包，之后就可以快速移植到MCU了。

在解压后的文件夹中找到mcu_sdk相关源文件和头文件，全部拷贝到我们创建好的工程模板里的MCU_SDK文件夹里；打开上面创建好的工程，将mcu_sdk的源文件添加进对应组里，同时添加include paths：