【LPC54114Bonus任务】完成：54114双核与ESP8266的通讯

Y.fei · 发表于 2017-8-13 18:52:37

本帖最后由 Y.fei 于 2017-8-14 09:32 编辑

　　能申请到板板很高兴，感谢社区！
　　原申请帖：https://www.nxpic.org.cn/module/forum/thread-611560-1-1.html

　　通过学习社区里的帖子和NXP的例程，学习了54114双核的基本使用。完成了申请时设计的任务，实现了54114双核和ESP8266开发板的通讯，可以通过手机来控制LPC54114开发板上的LED。

硬件线路:
　　很简单，把ESP8266模块的串口连接到54114开发板的串口就好了。

系统结构：
　　M4控制8个LED。
　　M0+检测4个Key，使用了两个UART，一个Debug，一个连接ESP8266模块。
　　M4和M0+之间通过MAILBOX通讯。
　　M0+与ESP8266模块用AT命令通讯。

实现的功能：
　　1. M0+通过按键控制M4的8个LED流水灯的状态。
　　2. M0+通过按键控制ESP8266模块上的RGB灯的状态。
　　3. M4在系统上电后分别发送命令到M0+来初始化ESP8266模块，使ESP8266连接到WiFi，并打开TCP服务器模式。
　　4. 使用PC或手机通WiFi网络连接到8266的TCP服务器，发送命令来控制54114开发板上的LED。

实现步骤:
1. 双核MAILBOX通讯
参照NXP官方的双核例程，M4通过定时器定时把参数BitNum的地址发送到M0，M0通过中断接收到数据后改变参数BitNum的值后再发回M4，M4中断接收到信号后，根据BitNum的值改变LED的状态。
M4部分代码：

while (1)
{
if(M0plus_Trigger)
{
M0plus_Trigger = 0;
MAILBOX_mutexWait();
LPC_MBOX->BOX[0].IRQ = (uint32_t)&BitNum; // 发送BitNum地址到M0
MAILBOX_mutexRelease();
}
}

复制代码

/*----------------------------------------------------------------------------
MAILBOX_IRQHandler
*----------------------------------------------------------------------------*/
void MAILBOX_IRQHandler(void)
{
LPC_MBOX->BOX[1].IRQCLR = 0xFFFFFFFF; /* clear own mailbox */
if (BitNum >= LED_GetCount())
{
BitNum = 0;
}
LED_SetOut(1 << BitNum); // 输出新的LED的状态
}

复制代码

M0部分代码：

void MAILBOX_IRQHandler(void)
{
uint32_t bit;
uint32_t *pbit;
pbit = (uint32_t *)LPC_MBOX->BOX[0].IRQ; // 获取BitNum的地址
MAILBOX_mutexWait();
bit = *pbit; // 获取BitNum的值
bit ++;
*pbit = bit; // 新值写回BitNum
MAILBOX_mutexRelease();
LPC_MBOX->BOX[0].IRQCLR = 0xFFFFFFFF; // clear own mailbox
LPC_MBOX->BOX[1].IRQSET = 1; // signal change to M4
}

复制代码

上边是官方例程中的代码，实现的是流水灯的功能。双核之间只传递了一个参数BitNum的地址。
我在此基础上实现了双向数据的传输，M4向M0发送的数据分两种类型，一种同上一样是BitNum的地址，另一种为控制ESP8266的命令。M0同样也发送命令到M4，分3种类型，1.进入LED单独控制模式，控制一个LED的状态；2.控制流水灯速度；3.进入流水灯模式，可控制流水灯方向。
M4部分代码：

//---------------------------------------------------------------------------- MAILBOX_IRQHandler
void MAILBOX_IRQHandler(void)
{
uint32_t buf;
buf = LPC_MBOX->BOX[1].IRQ; // 获取M0发送的数据
MAILBOX_mutexWait();
if(buf & SP_COMM_FLAG) // 判断是否LED速度改变命令
{
LedMode = 0;
ticks_t = buf & 0xff; // 更改定时器的值
}
else if(buf & LED_ON_COMM) // 判断是否单独打开LED命令
{
if(LedMode == 0)
{
LED_SetOut(0);
LedMode = 1;
}
LED_On(buf & 0x0f); // 改变一个LED状态
}
else if(buf & LED_OFF_COMM) // 判断是否单独关闭LED命令
{
if(LedMode == 0)
{
LED_SetOut(0);
LedMode = 1;
}
LED_Off(buf & 0x0f); // 改变一个LED状态
}
else if(buf & LED_ZZ_COMM) // 判断是否流水灯命令
{
LedMode = 0; // 进入流水灯模式
}
else if(LedMode == 0)
{
if ((int32_t)BitNum < 0)
{
BitNum = LED_GetCount() - 1;
}
if (BitNum >= LED_GetCount())
{
BitNum = 0;
}
LED_SetOut(1 << BitNum);// 输出新的LED的状态
}
MAILBOX_mutexRelease();
LPC_MBOX->BOX[1].IRQCLR = 0xFFFFFFFF; // clear own mailbox
}
void MAILBOX_Send(uint32_t dat)
{
MAILBOX_mutexWait();
LPC_MBOX->BOX[0].IRQ = dat;
MAILBOX_mutexRelease();
}
//---------------------------------------------------------------------------- Main Program
int main(void)
{
volatile uint32_t stopHereForM0plusDebugging = 0;
SystemCoreClockUpdate();
LED_Initialize();
MAILBOX_Initialize(); // 初始化mailbox (M4 only)
SysTick_Config(SystemCoreClock/100); // 定时器初始化
// 启动M0+ core, Setup M0+ stack pointer and reset vector ( from M0+ flash image)
Chip_CPU_CM0Boot((uint32_t *)(*(uint32_t *)(M0plus_IMAGE_START + 4)),
(uint32_t *)(*(uint32_t *)(M0plus_IMAGE_START + 0)) );
stopHereForM0plusDebugging = 1;
LED_SetOut(255); Delay1s(); //延时等待ESP8266启动
LED_SetOut(0); Delay1s();
LED_SetOut(255); Delay1s();
MAILBOX_Send(AT_COMM_FLAG | AT_COMM1); //发送ESP8266命令1
LED_SetOut(0); Delay1s(); //延时1s
MAILBOX_Send(AT_COMM_FLAG | AT_COMM2); //发送ESP8266命令2
LED_SetOut(255); Delay1s(); //延时1s
MAILBOX_Send(AT_COMM_FLAG | AT_COMM3); //发送ESP8266命令3 启动TCP服务器
LED_SetOut(0); Delay1s(); //延时1s
LED_SetOut(255);
NVIC_SetPriority (MAILBOX_IRQn, 1);
NVIC_EnableIRQ(MAILBOX_IRQn); // 打开mailbox中断
while (1)
{
if((M0plus_Trigger) && (LedMode == 0))
{
M0plus_Trigger = 0;
MAILBOX_Send((uint32_t)&BitNum); // 发送BitNum地址到M0
}
}
}
//----------------------------------------------------------------------------

复制代码

M0部分代码：

//---------------------------------------------------------------------------- MAILBOX_IRQHandler
void MAILBOX_IRQHandler(void)
{
uint32_t buf;
uint32_t bit;
uint32_t *pbit;
buf = LPC_MBOX->BOX[0].IRQ; // 获取M4发送的数据
MAILBOX_mutexWait();
if(buf & AT_COMM_FLAG) // 判断数据是否为ESP8266命令
{
AT_Send(buf);
}
else
{
pbit = (uint32_t *)buf; // 获取BitNum的地址
bit = *pbit; // 获取BitNum的值
if(LedMode == 0) bit ++; //流水灯正转
else bit --; //流水灯反转
*pbit = bit; // 新值写回BitNum
}
MAILBOX_mutexRelease();
LPC_MBOX->BOX[0].IRQCLR = 0xFFFFFFFF; // clear own mailbox
LPC_MBOX->BOX[1].IRQSET = 1; // signal change to M4
MAILBOX_mutexRelease();
}
//---------------------------------------------------------------------------- Main Program
int main(void)
{
uint32_t comm;
uint32_t key;
SystemCoreClockUpdate();
Buttons_Initialize();
Usart_Init();
NVIC_EnableIRQ(MAILBOX_IRQn); //打开mailbox中断
Log_printf(start_up);
while (1)
{
comm = AT_Receive(); //接收并分析ESP8266命令
if(comm)
{
MAILBOX_Send(comm);
}
key = Buttons_GetState(); //检测按键
while(Buttons_GetState());
if(key & BUTTON0) //按键0改变流水灯方向
{
if(LedMode) LedMode = 0;
else LedMode = 1;
MAILBOX_Send(LED_ZZ_COMM);
}
if(key & BUTTON1) //按键1加快流水灯速度
{
if(speed < 50) speed ++;
MAILBOX_Send(SP_COMM_FLAG | speed);
}
if(key & BUTTON2) //按键2减慢流水灯方向
{
if(speed > 0) speed --;
MAILBOX_Send(SP_COMM_FLAG | speed);
}
if((key & BUTTON3) || RGBflag) //按键3改变8266板上RGB灯状态
{
RGBflag = 0;
RGBMode++;
if(RGBMode == 1) AT_Send(AT_COMM_R_ON);
else if(RGBMode == 2) AT_Send(AT_COMM_R_OFF);
else if(RGBMode == 3) AT_Send(AT_COMM_G_ON);
else if(RGBMode == 4) AT_Send(AT_COMM_G_OFF);
else if(RGBMode == 5) AT_Send(AT_COMM_B_ON);
else if(RGBMode == 6) AT_Send(AT_COMM_B_OFF);
else RGBMode = 0;
}
if(key) Log_printf("\r\nLedMode = %d Speed = %d", LedMode, speed);
key = 0;
}
}
//---------------------------------------------------------------------------- End

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2.与ESP8266的通讯
　　发送数据到ESP8266时，由M4分别发送命令给M0，M0再把收到的命令分别转换成AT指令，通过UART发送给ESP8266；接收数据时，M0把接收到的8266的数据根据通讯协议，解析成各种指令，再发送给M4，由M4来执行指令。
发送AT命令：

const char * AT_COMM1_STR = "AT+CIPMUX=1\r\n";
const char * AT_COMM2_STR = "AT+LANSTART\r\n";
const char * AT_COMM3_STR = "AT+CIPSERVER=1,5000\r\n";
const char * AT_COMM_R_ON_STR = "AT+CIOWRITE=15,1\r\n"; // RGB红灯亮
const char * AT_COMM_R_OFF_STR = "AT+CIOWRITE=15,0\r\n"; // RGB红灯灭
const char * AT_COMM_G_ON_STR = "AT+CIOWRITE=12,1\r\n"; // RGB绿灯亮
const char * AT_COMM_G_OFF_STR = "AT+CIOWRITE=12,0\r\n"; // RGB绿灯灭
const char * AT_COMM_B_ON_STR = "AT+CIOWRITE=13,1\r\n"; // RGB蓝灯亮
const char * AT_COMM_B_OFF_STR = "AT+CIOWRITE=13,0\r\n"; // RGB蓝灯灭
void AT_Send(int32_t comm)
{
switch(comm & 0x0f)
{
case AT_COMM1: Driver_USART5.Send(AT_COMM1_STR, strlen(AT_COMM1_STR)); break;
case AT_COMM2: Driver_USART5.Send(AT_COMM2_STR, strlen(AT_COMM2_STR)); break;
case AT_COMM3: Driver_USART5.Send(AT_COMM3_STR, strlen(AT_COMM3_STR)); break;
case AT_COMM_R_ON: Driver_USART5.Send(AT_COMM_R_ON_STR, strlen(AT_COMM_R_ON_STR)); break;
case AT_COMM_R_OFF: Driver_USART5.Send(AT_COMM_R_OFF_STR, strlen(AT_COMM_R_OFF_STR)); break;
case AT_COMM_G_ON: Driver_USART5.Send(AT_COMM_G_ON_STR, strlen(AT_COMM_G_ON_STR)); break;
case AT_COMM_G_OFF: Driver_USART5.Send(AT_COMM_G_OFF_STR, strlen(AT_COMM_G_OFF_STR)); break;
case AT_COMM_B_ON: Driver_USART5.Send(AT_COMM_B_ON_STR, strlen(AT_COMM_B_ON_STR)); break;
case AT_COMM_B_OFF: Driver_USART5.Send(AT_COMM_B_OFF_STR, strlen(AT_COMM_B_OFF_STR)); break;
}
}

复制代码

接收解析8266数据：

int32_t AT_Receive(void)
{
static char buf[8];
static char i = 0;
static char t;
int32_t ret=USART5_Receive(&t, 1);
if(ret != 0) return 0;
buf[i] = t;
ret = 0;
if(buf[0] == '[')
{
if(buf[i] == ']')
{
if(buf[1] == 'K')
{
if((buf[2] >= '0') && (buf[2] <= '7'))
{
ret = LED_ON_COMM | (buf[2] & 0x0F);
}
}
else if(buf[1] == 'G')
{
if((buf[2] >= '0') && (buf[2] <= '7'))
{
ret = LED_OFF_COMM | (buf[2] & 0x0F);
}
}
else if(buf[1] == '+')
{
LedMode = 0;
ret = LED_ZZ_COMM;
}
else if(buf[1] == '-')
{
LedMode = 1;
ret = LED_ZZ_COMM;
}
else if((buf[1] == 'S') && (buf[2] == '+'))
{
if(speed > 0) speed --;
ret = SP_COMM_FLAG | speed;
}
else if((buf[1] == 'S') && (buf[2] == '-'))
{
if(speed < 50) speed ++;
ret = SP_COMM_FLAG | speed;
}
else if(buf[1] == 'R')
{
RGBflag = 1;
}
i = 0;
buf[0] = 0;
}
else
{
i++;
if(i > 6)
{
i = 0;
buf[0] = 0;
}
}
}
return ret;
}

复制代码

3. PC/手机到54114的通讯协议
　　PC/手机连接到ESP8266的TCP服务器后，可以发送命令来控制LED。
　　这里用了一个很简单的通讯协议。
　　使用方括号'['和']'分别表示命令的起始和结束，中间用一个或两个字符表示命令，支持以下几种命令：
                  [Kx]：x为0-7，分别表示点亮0-7号LED。
                  [Gx]：x为0-7，分别表示关闭0-7号LED。
                  [+]：流水灯正转。
                  [-]：流水灯反转。
                  [S+]：流水灯加速。
                  [S-]：流水灯减速。
                  [R]：控制RGB灯。

演示:
　　动图有点大，请耐心等待图片加载。。。

　　按键Key0：切换流水灯方向。