Arduino MCU网络

描述

这是一个正在进行的项目。

Arduino 很棒，我喜欢它，是电子和自动化的“乐高”。这里我有这个项目：它把许多 MCU 板放在一起组成一个处理器网络，NetP 是它的名字。板通过 i2c 总线进行通信。我使用了 3.3V 的 Arduino Mini Pro 板。您需要一个 USB 转串行 FTDI 板才能将草图从 Arduino IDE 传递到 Mini Pros。对于键盘，我必须使用 3.3V 到 5V 的 TTL 电平转换器。

事实上，很多事情已经开始了，还有一些事情还有待完成。根据我们的意愿，其他人将被“发明”:-)。

已经做了什么：

最明显的部分是控制台：一个键盘和一个滚动显示器与本地 MCU Netp0 (Console) 交互，并通过它与本地 i2c 网络的其他成员交互：Netp1 (SD)、Netp2 (Updater) 和 Netp3 (时钟）等。

代替使用控制台的显示器和键盘，您可以将智能手机与蓝牙连接，并从那里远程执行所有操作；为此，我完美地设置了应用程序串行蓝牙终端 1.31，但您也可以使用其他应用程序。

 

每个 Netp MCU 成员都有一个特定的 i2c 总线地址 (0x0a)、一个名称 (CONSOLE)、一个 ID (p0) 和一个数字 (0)。当然，i2c 总线上还可以存在其他组件：实际上只有一个 EEPROM 和一个实时时钟板。我们必须为每个成员或组件使用不同的 i2c 地址。

该系统将是即插即用的。是的，您可以连接一个新的 Netp 成员，它将在网络中被识别（参见“扫描”命令）。

控制台 (p0) 功能：

• scan : scan [查询i2c总线，即扫描，返回总线上的活动地址列表，形式为“DDD (0xEE)”...以“'n' found”结尾]
• ckpower : ckpower [查询电量情况，即ckpower，返回“v3=3.3 v5=5.0 vraw=7.0-12.0”]
• ? : ? [询问命令列表，即？，返回板载可用命令列表和可用内存]
• reset : reset [强制MPU复位，即reset]
• : [将发送到处理器，即SD dir /，从处理器返回的结果]

“扫描”命令每 30 秒执行一次以允许即插即用。要知道谁有空，只需执行“扫描”命令即可查看姓名和地址。要知道控制台上执行了哪些命令，只需执行“？” 命令。要知道在 SD 成员上执行了哪些命令，只需执行“p1？” 命令。要获得 SD 上的文件列表，只需执行“p1 dir /”... 等等。

SD (p1) 功能：

• ? : ? [寻求帮助，即？，返回船上可用命令和可用内存的列表]
• mw/mwa : mw = [写入/修改文件名中的值，即 mw temp01=24 (FileName=Value)，返回“written”]（mwa 将值附加到文件中）
• mr/mra : mr [从对应的文件名中读取Value，即mr temp01（FileName为temp01，Value为24，返回'Value'或“not found”]（mra会从文件中读取多行值）
• reset : reset [重置MPU，即重置]
• dir : dir [读取从'path'开始的文件名，即dir /]，返回文件'names'和'size'的列表...以'n found'结尾]
• mkdir : mkdir [建立一个新目录（以及相关子目录），即 mkdir /music，sdmkdir /logic/params/binary，返回“built”或“error”]
• rmdir : rmdir [删除一个目录，即rmdir /music，返回“removed”或“error or not empty”]
• rename : rename [重命名文件，即rename myfile.txt bestfile.txt，返回“renamed”或“not found”]
• del : del [删除一个文件，即del myfile.txt，返回“deleted”或“not found”]
• type : type [读取文件并以模式显示 0=CHR, 1=BIN, 2=HEX，即输入 myfile.txt CHR，返回文件内容...和文件大小'n'和字节红色'n'在最后]
• eeupl : eeupl <文件名> [读取文件并上传到EEPROM，写入并验证所有数据，即eeupl /mysketch.hex，返回上传，写入，验证...]

由于内存不足，一些命令被禁用；我只保留了我真正需要的那些。我的经验表明不要强制使用接近最大值的内存，否则您将出现不可预测的行为或 MCU。在 SD 草图上，我认为尽可能压缩代码以节省内存。也许有些事情可以做得更好。

mw 和 mr 命令对 /MEMORY/ 子目录进行操作，mwa 和 mra 命令对 /LOG/ 子目录进行操作。

更新器（p2）功能：

• ? : ? [寻求帮助，即？，返回船上可用命令和可用内存的列表]
• reset : reset [重置MPU，即重置]

时钟（p3）功能：

• ? : ? [寻求帮助，即？，返回船上可用命令和可用内存的列表]
• reset : reset [重置MPU，即重置]
• red : red [打开或关闭红色LED，即红色打开，返回“ON”或“OFF”]
• green : green [打开或关闭绿色LED，即绿灯亮，返回“ON”或“OFF”]
• dht : dht [从DHT板获取温度和湿度，即DHT，返回值]
• gettemp : gettemp [从RTC板获取温度，即gettemp，返回温度值]
• gettime : gettime [从RTC板获取时间，即gettime，按DD/MM/YYYY HH:MM:SS返回时间值]
• settime : settime [设置RTC板的时间，即settime 31/12/2018 10:20:30，按DD/MM/YYYY HH:MM:SS返回时间值]

 

组件列表：

• 4 x Arduino Mini Pro 3.3v
• 微型 SD 卡适配器
• MicroSD 存储卡
• RTC zs-042 模块
• DHT-11传感器
• Protoboard 电源从 7-12V 到 3.3V 和 5V
• 4 个原型板
• 红色 LED
• 绿色 LED
• 2 x 470uF 25V 电容器
• 100nF电容
• HC05蓝牙模块
• FTDI USB-串口转换器
• 显示器 2.4" TFT LCD 240x320 RGB，驱动IC ILI9341
• USB迷你键盘
• TTL电平转换器 3.3V <-> 5V 用于键盘USB
• USB母头+数据线
• 有源蜂鸣器
• EEPROM i2c 1024
• 按钮
• 100欧姆电阻
• 4 x 5k1 欧姆电阻
• 2k2欧姆电阻
• 6k8电阻
• 2 x 120 欧姆电阻
• 许多电线...

Fritzing示意图（也见下载部分）

 

i2c通讯BUS协议：

Netpx成员通过 i2c BUS（Wire.h 库）使用由消息和事件制作的自定义协议在它们之间进行通信。

当您从控制台键盘编写命令时，即“SD dir /”，首先将名称“SD”转换为查看 netRegisterNames[] 矩阵的真实地址（即 0x0b），然后使用 askCommandOnPx( ）。另一方面，生成一个事件 receiveEvent() 并在本地执行请求的命令并将其数据发回。这些消息的 ID 是 chr(7) BEL 字节。

在扫描命令期间，使用 whois() 和 Wire.requestFrom() 将另一条消息发送到 BUS，用于向特定地址（即 0x0c）的潜在 Netpx 成员请求名称和其他信息。如果没有正确的回答，则将其视为“其他设备”。另一方面生成事件 netWhoIsEvent()。这些消息的 ID 是 chr(5) ENQ 字节。

做什么（我的愿望清单）：

首先，我将有一个命令请求队列：实际上，您可以从控制台发送要执行的命令并等待它结束。如果您连续快速发送两个或多个命令，则可能会忽略第一个命令之后的所有命令。因此，有了这个新功能，所有命令都将被写入命令队列并以正确的顺序一次执行一个。

其次，我将有一个调度程序，一个在特定时间或每个特定时间执行的命令列表，等等。这个作为命令列表的文件应该可以从控制台以交互方式进行编辑。

第三，最雄心勃勃的愿望是将更新/新的草图存储在 SD 的特定目录中，并让 UPDATER 提供将它们传递到 EEPROM，然后再安装到最终目标 MCU。待更新的目标MCU应自行提供读取EEPROM和自动更新；因为这个功能需要修改正常的引导加载程序...

有什么想法或建议吗？

当我有新闻、改进、新零件、新想法等时，我会在这些页面中通知您。请让我知道您对这个正在进行的项目有何看法。

好好享受！