飛思k64frdm開發(fā)板軟件smeshstudio快速入門指南

SMeshStudio快速指博士fu 的開源軟件平臺，它們分別是Arduino,mBed和Contiki，它們在各自的應(yīng)用領(lǐng)域都有著自己的優(yōu)勢，簡單來說，Arduino重在簡單易用，可以方便地連接各類傳感器；mBed重在支持廣泛，應(yīng)用開發(fā)通用性強(qiáng)；Contiki重在的本地化IDE開發(fā)環(huán)境，如Arduino的開發(fā)環(huán)境過于簡單，mBed只提供 Contiki干脆全部用命令行操作，這在一定程度上降低了開發(fā)者的開發(fā)效率，同時也減緩了SMeshStudio就是在這樣的背景下產(chǎn)生的，它基于EclipseArduinoEclipsePlugin說，SMeshStudio具有以下特點(diǎn)：免安裝，免配置，解壓后就能直接使用。SMeshStudioJava編寫，并計算機(jī)中已經(jīng)有了java運(yùn)行環(huán)境，后解壓就能直接使用。考慮到64位的逐步普及，SMeshStudio32位和64位兩個版本可以選擇。多平臺支持。SMeshStudio可以支持多個平臺的開發(fā)，在軟件上包括contiki，Arduio和mbedgcc編譯的微處理器平臺，主要是AVR和ARM，系統(tǒng)會根據(jù)用戶的選擇自動載入相應(yīng)的代碼和編譯器。向?qū)巾椖縿?chuàng)建。SMeshStudio提供了項目創(chuàng)建向?qū)?，用戶只要根?jù)向?qū)瓿身椖款愋?、項目名稱、開發(fā)板類型、程序上載端口的選擇，SMeshStudio就會自動集成EclipseIDE功能。EclipseIDE功能，其中最常用的有查圖形化上載。SMeshStudio集成了多種程序上載工具，用戶只要在向?qū)е型瓿闪薙MeshStudio解壓下會生成兩個 后的eclipse系統(tǒng)；另外一個是smeshcore，里面放的是各類編譯器和開源軟件庫。用戶使用eclipse\smeshstuio.exe啟動，首次使用有可能產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)警告，用戶可以根據(jù)自己的需要自行選擇，下圖是SMeshStudio第一次啟動后的歡迎頁面（mBed是SMeshStudio推薦的開發(fā)平臺，所以直接到了mBed資料圖表圖表1- SMeshStudio歡迎頁SMeshStudio 指Arduino是當(dāng)前最流行的硬件開源系統(tǒng)，SMeshStudioArduinoEclipse插件Eclipse項目類型：SMeshStudioEclipse開發(fā)環(huán)境基礎(chǔ)之上，它可的項目類型選擇界面并選擇NewmBed(Arduino,Contiki)sketch項目類型：2-1SMeshStudio設(shè)置項目名稱next繼續(xù)后出現(xiàn)項目名稱設(shè)置界面，用戶在這里可以隨ArduinoTest：2-2SMeshStudio用戶的開發(fā)板，這一步的選擇就顯得非常重要。SMeshStudio開發(fā)板的軟件匹配原則如下：把項目識別成mBedcontiki，SMeshStudiocontiki項目，否SMeshStudioArduino項目。為了方便用戶的選擇，SMeshStudio已經(jīng)把以采用文件方式上載，SMeshStudio也提供了磁盤選擇選項，串和磁盤盤符必須設(shè)iduinomini_r2Atmega128RFA1的ArduinoContikiSMeshStudio推薦的開發(fā)板之一：結(jié)束向?qū)inish結(jié)束向?qū)В葾rduino項目，此時系統(tǒng)有可能提示說這是一個C/C++項目，建議選擇使用C/C++視圖，用戶直接選擇yes并建議選擇Remembermydecision：2-4SMeshStudio編寫代碼：此刻，用戶可以來簡單地理解一下ArduinoTestArduinoProjectExplorerArduino，該下有兩個文件coreArduino統(tǒng)一的庫；另外一個是variant，里面放的是Arduino特定板卡的管腳定義文件pins_arduino.h。LibrariesProjectExplorerLibraries，里面存放著用戶導(dǎo)入的和特定應(yīng)用相關(guān)的擴(kuò)展庫，該只有在用戶導(dǎo)入擴(kuò)展庫后才會存在，ArduinoTest沒有導(dǎo)入任何擴(kuò)展庫，所以不存在該。個則是和項目同名的.h頭文件。下面編寫一個最簡單的Arduino程序，其作用是每一秒輸出一個oWorld!并變換LED，#include"ArduinoTest.h"voidsetup(){}void{Serial.println("oWorld!");}數(shù)值只要不超過100%就可以了。Printingsize:"E:/SMeshStudio/smeshcore/tools/avr/bin/avr-size"--format=avr--mcu=atmega128rfa1 5258bytes(4.0%Full)(.text+.data+.bootloader) 1182bytes(7.2%Full)(.data+.bss+.noinit)單Arduino程序開發(fā)完畢：StartinguploadLaunchingE:\SMeshStudio\smeshcore\tools\avr\bin\avrdude-CE:\SMeshStudio\smeshcore\tools\avr\bin\avrdude.conf-patmega128rfa1-carduino-PCOM11-b57600-avrdude:NOTE:FLASHmemoryhasbeenspecified,anerasecyclewillbeperformedTodisablethisfeature,specifythe-Doption.avrdude:erasingchipavrdude:writingflash(5306bytes):avrdude:5306bytesofflashwrittenavrdude:verifyingflashmemoryagainstavrdude:loaddataflashdatafrominputfilecontains5306bytesavrdude2.2SMeshStudioArduinoArduinoavrdude2.2SMeshStudioArduinoArduino和第提供了大量的擴(kuò)展庫，它們的使用可以大大簡化用戶應(yīng)用的開發(fā)，Arduino提供的，另外一個是第提供的，當(dāng)用戶使用mBed(Arduino_Contiki)——>Addalibrarytotheselectedproject菜單后就可以得到下面的界面。Arduino 在HardwareprovidedLibraries分類下，而 提供的包括SMeshStudio自帶的則al 需要注意的是，由于SMeshStudio支持多個軟件平臺，所以它在alLibraries中也Arduinoarduino開頭的擴(kuò)展項目的結(jié)構(gòu)變化如下： 變#include"ArduinoTest.h"#include"MxRadio.h"uint8_ti;voiderrHandle(radio_error_t{}voidonXmitDone(radio_tx_done_t{}uint8_t*onReceiveFrame(uint8_tlen,uint8_t*frm,uint8_tlqi,int8_ted,uint8_t{returnvoid{}void{MxRadio.write("oWorld!");}發(fā)送成功，當(dāng)然也驗證了Arduino擴(kuò)展庫的使用成功。SMeshStudio 指Contiki是當(dāng)前最流行的物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)之一，它具有非常強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)連接能力，支持IPV4/IPv6，TCP，UDP，HTTP，COAP，DNS，RPL等各類互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，但Contiki原有的開發(fā)方式基于命令行方式，使用起來非常不便，所以，SMeshStudioArduino的開發(fā)Arduino一樣方便的應(yīng)用開發(fā)。具體過程如下（其實大部分過程是一樣的，Arduino，mBedContiki中的一個，所以這里還是完整地重復(fù)了一：Eclipse項目類型：SMeshStudioEclipse開發(fā)環(huán)境基礎(chǔ)之上，它可的項目類型選擇界面并選擇NewmBed(Arduino,Contiki)sketch項目類型：3-1SMeshStudio設(shè)置項目名稱next繼續(xù)后出現(xiàn)項目名稱設(shè)置界面，用戶在這里可以隨ContikiTest：3-2SMeshStudio選擇開發(fā)板類型next繼續(xù)后出現(xiàn)開發(fā)板選擇界面。SMeshStudio支持多用戶的開發(fā)板，這一步的選擇就顯得非常重要。SMeshStudio開發(fā)板的軟件匹配原則如下：把項目識別成mBedcontiki，SMeshStudiocontiki項目，否SMeshStudioArduino項目。為了方便用戶的選擇，SMeshStudio已經(jīng)把 方式上載，SMeshStudio也提供了磁盤選擇選項，串 為了被識別成Contiki，所以 contiki開發(fā)板，同時也支持Contiki系統(tǒng)，是SMeshStudio推薦的開發(fā)板之一：結(jié)束向?qū)inishContiki項目，此時系統(tǒng)有可能提示說這是一個C/C++項目，建議選擇使用C/C++視圖，用戶直接選擇yes并建議選擇Remembermy3-4SMeshStudio編寫代碼：此刻，用戶可以來簡單地理解一下ContikiTestContikiProjectExplorerContiki，該下有兩個文件夾，碼，另外一個是tform，里面放的是和具體的開發(fā)板相關(guān)的代碼。LibrariesProjectExplorerLibraries，里面存放著用戶導(dǎo)入該，但在接下來的例子中你會看到。project-conf.h的項目配置文件，另外一個則是和項目同名的c文件。project-conf.hmac地址，具體#ifndef_t_H_#undefARDUINO#defineUIP_CONF_EUI64//設(shè)置節(jié)點(diǎn)的功耗模式，當(dāng)前系統(tǒng)還不支持低功耗，所以這里只能設(shè)成1#defineLOWPOWER0#defineEUI64_ADDRESS{0x02,0,0,0,0,0,0,0xbb};//設(shè)置節(jié)點(diǎn)的工作頻段，范圍是11-#defineRFCHANNEL//下面是在系統(tǒng)編譯時會自動添加的宏定//#defineAUTOSTART_ENABLE//#defineUIP_CONF_IPV6//#defineRF230BB//#defineWATCHDOG_CONF_TIMEOUT//#defineHAVE_STDINT_H#endif/*_t_H_*/#include"contiki.h"#include"dev/leds.h"PROCESS(leds_blink_process,"LEDsblink#ifndefBORDER_ROUTER PROCESS_THREAD(leds_blink_process,ev,{staticstructetimertimer;staticuint8_tleds_state=0;while(1)etimer_set(&timer,PROCESS_WAIT_EVENT_UNTIL(ev==PROCESS_EVENT_TIMER);//等待leds_off(LEDS_ALL);//熄滅所有燈 leds_state+=1;}MtBuildingtarget:ContikiTestPrintingsize:"E:/SMeshStudio/smeshcore/tools/avr/bin/avr-size"--format=avr-AVRMemoryUsage---------------Device: 52648bytes(40.2%Full)(.text+.data+.bootloader) 12857bytes(78.5%Full)(.data+.bss+.noinit)Finishedbuildingtarget:18:07:51BuildFinished(took單Contiki程序開發(fā)完畢：StartinguploadusingmbedloaderLaunchingE:\SMeshStudio\smeshcore\tools\avr\bin\avrdude-CE:\SMeshStudio\smeshcore\tools\avr\bin\avrdude.conf-patmega128rfa1-carduino-PCOM7-b57600-avrdude:AVRdeviceinitializedandreadytoacceptinstructionsReading|##################################################|100%avrdude:Devicesignature=avrdude:NOTE:FLASHmemoryhasbeenspecified,anerasecyclewillbeTodisablethisfeature,specifythe-Doption.avrdude:erasingchipavrdude:readinginputfileavrdude:writingflash(52648bytes):Writing|##################################################|100%avrdude:52648bytesofflashwrittenavrdude:verifyingflashmemoryagainstavrdude:loaddataflashdatafrominputfileavrdude:inputfileE:\SMeshStudio\workspace\ContikiTest\Release\ContikiTest.hexcontains52648avrdude:readingon-chipflashavrdude:verifyingavrdude:52648bytesofflashverifiedavrdudedone.Thankyou.avrdudefinisheduploaddoneContikiappappContikiProcess，所圖中alLibraries下mBed(Arduino_Contiki)——>Addalibrarytotheselectedproject菜單后就可以得到下面的界面：需要注意的是，由于SMeshStudio支持多個軟件平臺，所以它在alLibraries中也contiki-rpl-border-routerslip協(xié)議，從而讓計算機(jī)把 變此時，用戶會發(fā)現(xiàn)在導(dǎo)入的rpl-border-routerproject-conf-temte.txtproject-conf.h文件，該文件的內(nèi)容是配合borderrouter節(jié)點(diǎn)使用的，其中最關(guān)鍵的是以下幾句，解釋如下：#defineRDC_CONF_MCU_SLEEP#defineAVR_CONF_USE32KCRYSTAL //borderrouter節(jié)點(diǎn)一直運(yùn)#ifndef#ifndef必要時可以修改MAC地址，6Lon網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)mac地址不能相同。接下來重復(fù)前面的程序上載過程，就完成了Contiki擴(kuò)展庫的使用，當(dāng)然，如果你要想要讓此節(jié)點(diǎn)完成網(wǎng)絡(luò)功能，你還必須學(xué)習(xí)的知識，用戶可以從 SMeshStudioContikiArduinoContikiArduino靈活，SMeshStudio的強(qiáng)大之處在于你可以在Contiki的基礎(chǔ)之上使用Arduino，具體方法如下：Contiki的Arduino的擴(kuò)展庫ContikiArduino 也改成C++文件，即把擴(kuò)展名從.c改成.cpp，然后在其中添加Arduino語法，該代碼使用Arduino語法來控制燈，并使用Arduino語法讀寫EEPROM，具體改動如下：#include#include"EEPROM/EEPROM.h"PROCESS_THREAD(leds_blink_process,ev,data){staticstructetimerstaticuint8_tvalue,address,readval; {if(readval==value)

}while(1)etimer_set(&timer,CLOCK_CONF_SECOND*10);}SMeshStudio 指mBed是基于Arduino理念面向ARMCORTEX-M0/3/4系列微處理器開發(fā)的快速原型開發(fā)平臺，它具有極其廣泛的硬件基礎(chǔ)（它可以支持ST，NXP，NORDIC， SCALE等廠商的微軟件開發(fā)框架。但的mBed只支持開發(fā)，并不符合的使用習(xí)慣，而且因為網(wǎng) ，所以SMeshStudio借鑒了Arduino的開發(fā)思路，同樣提供了完美的本地化開發(fā)平臺，唯一的限制就是你的開發(fā)板必須支持GCC編譯。其具體過程如下（其實大部分過程是一樣的，但考慮到有些人只關(guān)心Arduino，mBed和Contiki中：Eclipse項目類型：SMeshStudioEclipse開發(fā)環(huán)境基礎(chǔ)之上，它可的項目類型選擇界面并選擇NewmBed(Arduino,Contiki)sketch項目類型：4-1SMeshStudio設(shè)置項目名稱next繼續(xù)后出現(xiàn)項目名稱設(shè)置界面，用戶在這里可以隨mBedTest：4-2SMeshStudio選擇開發(fā)板類型next繼續(xù)后出現(xiàn)開發(fā)板選擇界面。SMeshStudio支持多用戶的開發(fā)板，這一步的選擇就顯得非常重要。SMeshStudio開發(fā)板的軟件匹配原則如下：把項目識別成mBedcontiki，SMeshStudiocontiki項目，否SMeshStudioArduino項目。為了方便用戶的選擇，SMeshStudio已經(jīng)把 方式上載，SMeshStudio也提供了磁盤選擇選項，串 設(shè)置一項后才能繼續(xù)。用戶在這里可以選擇xbedlpc1768，它是一塊和 mbedlpc1768兼容的mBed開發(fā)板，但添加了以太網(wǎng)接口，TF卡接口，RF231無線射頻接口以及用戶按鍵，從而使用戶可以更好地應(yīng)用mBed軟件平臺，是SMeshStudio強(qiáng)烈推薦的mBed開發(fā)板：結(jié)束向?qū)inish結(jié)束向?qū)?，生成mBed項目，此時系統(tǒng)有可能提示說這是一個C/C++項目，建議選擇使用C/C++視圖，用戶直接選擇yes并建議選擇Remembermy4-4SMeshStudiomBedProjectExplorerContiki，該下有兩個文件夾，mBedcmsis，里面放的是和系統(tǒng)啟動并和hal，里面放的是和具體的開發(fā)板相關(guān)的硬件抽象LibrariesProjectExplorerLibraries，里面存放著用戶導(dǎo)入該，但在接下來的例子中你會看到。mBedTest.cpp的內(nèi)容改動如下（1秒鐘變換一次燈，改動后增加了輸出oWorld！功能：#includestaticintcount=0;DigitalOutled(LED1);intmain(){{printf("oWorld,countid=%d.\n!",count++);}}戶只要在EclipseConsoleBuildingtarget:mBedTestPrintingsize:"E:/SMeshStudio/smeshcore/tools/gcc_arm/bin/arm-none-eabi-size"-AE:/SMeshStudio/workspace/mBedTest/Release/mBedTest.elf:080000mBed程序開發(fā)完畢（我在測試中發(fā)現(xiàn)，USB3.0USB2.0端：StartinguploadusingmbedloaderLaunchingE:\SMeshStudio\smeshcore\tools\utils\fmCOM(3,115200)HARDWARE(BOOTEXECRTS,50,100)DEVICE(LPC1768,0.000000,0)ERASE(DEVICE,PROTECTISP)NOCHECKSUMS,NOFILL,PROTECTISP)FlashMagicVersion7.66.33438051/XADriverVersion3.04.3296ARMUARTDriverVersion3.11.3302ARMCortexUARTDriverVersion4.63.3312ARMEthernetDriverVersion2.05.3296ARMCortexEthernetDriverVersion2.07.3296ARMCANDriverVersion2.11.3296(C)EmbeddedSystemsAcademy2000-2013AllrightsNONPRODUCTIONUSEONLYDeviceselectedErasecompleteHexfileprogrammingcompleteVerifypassedfmfinishedupload此時你就可以通過類似于AccessPort之類的串口調(diào)試工具來查看mBed的輸出了，mBed默認(rèn)的波特率是9600。 提供的，當(dāng)用戶使用mBed(Arduino_Contiki)——>Addalibrarytotheselectedproject菜單后就可以得到下面的界面。mBed 庫在HardwareprovidedLibraries分類下，而第 提供的包括SMeshStudio自帶的則在 alLibraries目alLibraries讀去xbedlpc1768上的單總線設(shè)備ds2411，導(dǎo)入后，mBedTest項目 變#include"OneWire.h"staticintcount=0;DigitalOutled(LED1);OneWireint{char //ArrayforROM- //GetROM-printf("Ds2411romis{ oWorld,countid=%d.\n!",count++);}}9600Ds2411romisoWorld,countid oWorld,countid oWorld,countid oWorld,countid SMeshStudiomBedContikimBedIPV6Contiki的導(dǎo)入面向mBed的Contiki擴(kuò)展庫：面向mBed的Contiki擴(kuò)展庫存放在 下，一共有兩個，一個是和硬件無關(guān)的實現(xiàn)mbed-contiki-base，另外一個是和lpc1768project-conf.h.temte文件到項目下，并改名為project-conf.h，該文件完成contiki必備的宏定義工作，其主要內(nèi)容解釋如下：#ifndef_t_H_#undefARDUINO#defineUIP_CONF_EUI64//設(shè)置節(jié)點(diǎn)的功耗模式，當(dāng)前系統(tǒng)還不支持低功耗，所以這里只能設(shè)成1#defineLOWPOWER0#defineEUI64_ADDRESS{0x02,0,0,0,0,0,0,0xbb};/*設(shè)置節(jié)點(diǎn)的工作頻段，范圍是11-26*/#defineRFCHANNEL26//下面是在系統(tǒng)編譯時會自動添加的宏定//#defineAUTOSTART_ENABLE//#defineUIP_CONF_IPV6//#defineRF230BB//#defineWATCHDOG_CONF_TIMEOUT//#defineHAVE_STDINT_H#endif/*_t_H_*/#include"OneWire.h"DigitalOutled(P2_6); #ifdefcplusplusextern"C"{//C++調(diào)用C#include#ifdef}PROCESS(leds_blink_process,"LEDsblinkprocess");PROCESS_THREAD(leds_blink_process,ev,{staticstructetimerstaticcharromcode[8]; //ArrayforROM-Code //GetROM-printf("Ds2411romiswhile(1)etimer_set(&timer,}}LED111DS2411routerproject-conf-temte.txt的配置模板文件，用戶需要用該文件中的內(nèi)project-conf.hborderrouter節(jié)點(diǎn)使用的，其#defineRDC_CONF_MCU_SLEEP#defineAVR_CONF_USE32KCRYSTAL //borderrouter節(jié)點(diǎn)一直運(yùn)#ifndef#ifndef必要時可以修改MAC地址，6Lon網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)mac地址不能相同。接下來用戶必須刪除mBedTest.cpp文件，因為contiki-rpl-border-router本質(zhì)上就是一個應(yīng)用程序，不刪除會發(fā)生，然后重復(fù)前面的編譯與程序上載過程，從而完成mBed之上的Contiki擴(kuò) SMeshStudioSMeshStudioGCC編譯的軟件都可以通過它來下圖是SMeshStudio的完整結(jié)構(gòu)，其中的eclipse/eclipse_x64就是安裝了就是各類軟件的庫及編譯工具，這是用戶需要關(guān)心的主要內(nèi)容。圖表5-1 結(jié)smeshcoreHardware:arduino,contiki,mbed三個SDK代碼庫，每個下又會有cores,libraries和variants三個，分別存在著各自SDK庫的硬件無關(guān)實現(xiàn)部分，擴(kuò)展庫部分和硬件相關(guān)實現(xiàn)部分。Hardware下還存放privaibrary:SMeshStudio和第提供的擴(kuò)展庫，具體對應(yīng)于哪個平臺要看擴(kuò)展庫的前綴，如mbed開頭的就是mbed的擴(kuò)展庫。SMeshStudio工作時會自動相應(yīng)平臺的tform.txt和boards.txt文件，從而確定從mbedboards.txt文件即可。下面，以添加mbedstm32f103開發(fā)板為描述一下整個過程，具體步驟如下：準(zhǔn) 已經(jīng)支持stm32f103微處理器，這樣用戶就有可能stm32f103相關(guān)的開發(fā)板添加到SMeshStudio開發(fā)環(huán)境支持的板卡中來，用戶從/mbedmicro/mbedmbed的完整庫，解壓后用戶只需要關(guān)心其中/librariesmbedtargetsmbedstm32f103硬件相關(guān)的實現(xiàn)。variantsmbed-NUCLEO_F103RB，用以保存它相應(yīng)的實現(xiàn)文件，并在之下創(chuàng)建cmsishal兩個，這和mbed的實現(xiàn)是相對應(yīng)的。 的 到上面的cmsis 下，并刪除其中沒有用的TOOLCHAIN_ARM_MICRO和TOOLCHAIN_ARM_STD兩個 ，另外一定要注意的是由于Eclipse不支持.s擴(kuò)展名的文件， 到上面的hal 關(guān)的GCCmbed_stm32f103_gcc_=MBEDNUCLEO_F103RBmakebygcc_arm mbed_stm32f103_gcc_arm.build.CC_FLAGS=-mcpu=cortex-m3-mthumb-c-Os mon-fmessage-length=0-Wall-fno-exceptions-ffunction-sections-mbed_stm32f103_gcc_arm.build.ONLY_C_FLAGS=-std=gnu99mbed_stm32f103_gcc_arm.build.ONLY_CPP_FLAGS=-st