搞嵌入式开发却不会写上位机?来了解下小白的福音Micro-Lab(多个案例带你快速入门)

杨源鑫

发布于 2020-07-02 16:20:46

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发布于 2020-07-02 16:20:46

1、什么是Micro-Lab?

Micro-Lab可以称得上是迄今为止最棒的嵌入式调试工具，在调试过程中遇到的所有痛点，在这里都得以解决,并引入了很多新的功能，如串口/网络示波器,串口/网络指令编程,革命性的事件驱动型上位机生成器——组态画布等数十个功能，无论是在使用手感上还是功能实用方面都是绝对一流，可以说Micro-Lab重新定义了嵌入式调试工具，同时也成为行业工具的标杆。(当前介绍引自码云:https://gitee.com/fengmeitech/Micro-Lab)，来看看具体长什么样吧:

功能很丰富，基本上常见的调试功能都已经集成了，但这篇文章的重点是怎么用Micro-Lab与MCU进行交互。

2、Micro-Lab图形界面设计与使用

2.1 设计基本图形界面

切换到组态画布页面，然后手动将左边相关控件拖放到中间控件放置区域，选中其中一个控件时，可以通过右边更改控件的属性，和玩串口屏是类似的操作，即使完全没有用过，不看说明文档也能快速上手。

当控件布局完毕以后，在控件放置区域点击鼠标右键选择Run，这时候就会弹出刚刚画好的界面，如下：

在MCU与Micro-Lab建立通信之前我们要先了解三大控件类的用途：

控制组件

控制组件目前有按键、开关、滑动条、旋钮，意思就是通过Micro-Lab去操作这些控件，Micro-Lab就会下发对应的协议指令给MCU，MCU收到对应的指令后，则根据SDK提供的接口去处理不同的事务。

显示组件

显示组件目前有进度球、电池、仪表盘、时钟、指南针、点阵屏、数码管、LED、飞行仪、刻度计、文本、时间日期这些组件，当组态画图布局了对应组件，MCU往Micro-Lab发送对应的协议指令，Micro-Lab接收到对应的协议指令后进行数据解析，将数据展示在显示组件上。

图表组件

图表控件目前仅有曲线波形，用于展示波形数据。

该项目还在持续成长中，相信将来会有越来越多的控件加入。

2.2 MCU与MicroLab建立通信

2.2.1 下载SDK

界面设计完毕，接下来需要下载SDK，将SDK移植到MCU上，让MCU和Micro-Lab建立通信，建立通信目前有两种方式，一种是串口通信，还有另一种是网络通信。

下载SDK的方法如下，在组态画布控件布局区域鼠标右键，然后选择Download MCU SDK

接下来会跳转到码云，点击下载SDK包，SDK包提供了stm32f103有关组态画布的例程，sdk则是与Micro-Lab通信的协议代码，关于怎么使用这个Micro-Lab以及如何移植到MCU上，up主赵工也在bibi上开了视频专门讲解，感兴趣的可以去看看，地址如下：

https://space.bilibili.com/281029341?from=search&seid=2143076487604252529

2.2.1 将SDK移植到小熊派上

这里我直接用小熊派自带的光强传感器例程进行移植

(1)将SDK包拷贝到工程中

(2)在Keil中包含SDK包

(3)修改工程

当然这个发送字节的接口也可以改成TCP/IP传输，下面再结合智能小车控制的例程进行修改。

(3)使用Micro-Lab

1、包含相应的头文件并导入外部event变量

2、初始化组态画布

3、调用更新画布接口发送数据到上位机

这里我用的是数码管控件，简单来说明下updateCanvas这个接口:

/**
 * brief : update Canvas`components state with serialport/net
 * parameter:
 *      componenttype  : component type
 *      componentnumber: component number
 *      data           : data that to canvas
 *      datalen        : data lenth
 * ret: none
 */
void updateCanvas(COMPONENT_TYPE componenttype, unsigned short componentnumber, char * data, unsigned short datalen)
{
    static char tbuffer[TBUFFERSIZE];
    static short size;

    packProtocol(ORGANIZATION, SECTION, DATAPOINT, componenttype, componentnumber, NONE_MSG, data, datalen, tbuffer, &size);
    sendBytes(tbuffer, size);
}

其中componenttype表示控件类型，sdk中用枚举进行描述，对应如下：

/* component type */
typedef enum
{
    NONE_COMPONENT =    -1,

    /*define ctrol component*/
    PUSHBUTTON     =    1,      //push button
    SWITCHBUTTON   =    2,      //switch
    SLIDER         =    3,      //slider
    DIAL           =    4,      //dial

    /*define show component*/
    WATERLEVER     =    1001,   //water level
    BATTERY        =    1002,   //battery power
    CARDASHBOARD   =    1003,   //car dashboard
    CLOCK          =    1004,   //clock with hour, minute, second hands
    COMPASS        =    1005,   //compass
    LEDDOT         =    1006,   //LED dot matrix
    LCDNUMBER      =    1007,   //lcd number
    LEDSTATE       =    1008,   //LED state
    PLANEDASHBOARD =    1009,   //plane dashboard
    TEMPMETER      =    1010,   //temperature meter
    LABEL          =    1011,   //text label
    LCDDATETIME    =    1012,   //datetime lcdnumber

    /*define chart component*/
    WAVECHART      =    2001,   //wave chart

    /*KEY & MOUSE*/
    KEYBOARD       =    9001,
    MOUSE          =    9002
}COMPONENT_TYPE;

对应的这些数值，比如1001、1002，其实就是画布上的属性区域的type值，例如我用的是数码管控件，对应的type值为1007。

componentnumber表示的是画布中控件的序号，比如创建了第一个数码管控件，那么索引值为0，第二个则为1，以此类推。

data表示显示在控件上数据

datalen表示数据长度

(4)运行结果

将移植后的工程编译下载后，设置好Micro-Lab串口参数，然后打开串口，运行画布即可看到数据已经上传上来了：

3、Micro-Lab按钮组件控制开发板上灯亮灭

3.1 设计基本图形界面

然后设置按钮按下和释放的事件值

这里设置按下为0，释放为1。

3.2 移植SDK，添加处理接口

以下只写关键的代码部分，其余部分请下载完整工程查看。

在串口接收中断中添加处理函数：processBytes

void USART1_IRQHandler(void)
{
  /* USER CODE BEGIN USART1_IRQn 0 */
    if(RESET != __HAL_UART_GET_FLAG(&huart1, UART_FLAG_IDLE))
    {
        __HAL_UART_CLEAR_IDLEFLAG(&huart1);
        HAL_UART_DMAStop(&huart1);
        cmd_parse_typedef.no_rx_count  =  __HAL_DMA_GET_COUNTER(&hdma_usart1_rx);// 获取DMA中未传输的数据个数
        cmd_parse_typedef.rx_count =  CMD_STR_SIZE - cmd_parse_typedef.no_rx_count; //总计数减去未传输的数据个数，得到已经接收的数据个  
        processBytes((char *)cmd_parse_typedef.cmd_buffer, cmd_parse_typedef.rx_count);
        HAL_UART_Receive_DMA(&huart1,cmd_parse_typedef.cmd_buffer,CMD_STR_SIZE);//重新打开DMA接收  
        cmd_parse_typedef.BufferReady = 1 ;
    }
  /* USER CODE END USART1_IRQn 0 */
  HAL_UART_IRQHandler(&huart1);
  /* USER CODE BEGIN USART1_IRQn 1 */

  /* USER CODE END USART1_IRQn 1 */
}

这里我用的是串口1的接收，采用空闲中断+DMA的方式接收。

在主函数中,处理接收到的数据，根据触发添加做自己想做的事情。

int main(void)
{
    /* USER CODE BEGIN 1 */

    /* USER CODE END 1 */

    /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

    /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
    HAL_Init();

    /* USER CODE BEGIN Init */

    /* USER CODE END Init */

    /* Configure the system clock */
    SystemClock_Config();

    /* USER CODE BEGIN SysInit */

    /* USER CODE END SysInit */

    /* Initialize all configured peripherals */
    MX_GPIO_Init();
    MX_DMA_Init();
    MX_USART1_UART_Init();
    /* USER CODE BEGIN 2 */
    //初始化画布
    initCanvas(events);
    /* USER CODE END 2 */

    /* Infinite loop */
    /* USER CODE BEGIN WHILE */
    while (1)
    {
        /* USER CODE END WHILE */

        /* USER CODE BEGIN 3 */
        //如果串口数据接收完毕了，开始处理串口数据
        if(1 == cmd_parse_typedef.BufferReady)
        {
            cmd_parse_typedef.BufferReady = 0 ;

            ///遍历事件
            for(char i = 0; i < CANVASEVENTLIST_SIZE; ++i)
            {
                //如果当前SDK包含对应的控件事件，则处理
                if(events[i].componenttype != NONE_COMPONENT)
                {
                    //当前componenttype为按钮
                    if(PUSHBUTTON == events[i].componenttype)
                    {
                        //当前画布的Index为0
                        if(events[i].componentnumer == 0)
                        {
                            //当前触发了按下，点灯
                            if(PUSHBUTTON_PRESS == events[i].componentmsgtype)
                            {
                                HAL_GPIO_WritePin(LED_GPIO_Port, LED_Pin, GPIO_PIN_SET);
                            }
                            //当前触发了释放，灭灯
                            else if(PUSHBUTTON_RELEASE == events[i].componentmsgtype)
                            {
                                HAL_GPIO_WritePin(LED_GPIO_Port, LED_Pin, GPIO_PIN_RESET);
                            }
                        }
                    }

                    //清除事件
                    events[i].componenttype = NONE_COMPONENT;
                    events[i].componentnumer = 0;
                    events[i].componentmsgtype = NONE_MSG;
                    events[i].msglen = 0;
                }
            }
        }

        /* USER CODE END 3 */
    }
}

其它控制控件也是类似的操作方法，非常简单。

连接好Micro-Lab后，打开串口，运行画布，鼠标按下button，开发板上的LED点亮，释放鼠标，则LED灯熄灭。

4、Micro-Lab按钮组件控制坦克小车

由于坦克小车是基于ESP8266 WIFI无线，所以我们就需要通过Micro-Lab的网络TCP/IP的模式与WIFI坦克小车进行通信，控制流程如下，详细代码见文末，在后台回复关键字获取。

4.1 Micro-Lab端的设置

4.2 小车端程序流程(基于STM32F103ZET6)

/**
  * @brief  The application entry point.
  * @retval int
  */
int main(void)
{
    /* USER CODE BEGIN 1 */

    /* USER CODE END 1 */

    /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

    /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
    HAL_Init();

    /* USER CODE BEGIN Init */

    /* USER CODE END Init */

    /* Configure the system clock */
    SystemClock_Config();

    /* USER CODE BEGIN SysInit */

    /* USER CODE END SysInit */

    /* Initialize all configured peripherals */
    MX_GPIO_Init();
    MX_TIM1_Init();
    MX_USART1_UART_Init();
    MX_USART2_UART_Init();
    MX_TIM3_Init();
    /* USER CODE BEGIN 2 */
    HAL_TIM_PWM_Start(&htim3, TIM_CHANNEL_1);
    //setServoAngle(6);
    ESP8266_Init();
    //初始化画布
    initCanvas(events);
    printf("正在配置 ESP8266 ......\n" );
    ESP8266_Rst();

    while(!ESP8266_AT_Test());

    while(!ESP8266_Net_Mode_Choose(STA_AP));

    while(!ESP8266_JoinAP(User_ESP8266_ApSsid, User_ESP8266_ApPwd));

    while(!ESP8266_Enable_MultipleId(DISABLE));

    while(!ESP8266_Link_Server(enumTCP, User_ESP8266_TcpServer_IP, User_ESP8266_TcpServer_Port, Single_ID_0));

    while(!ESP8266_UnvarnishSend());

    //使能空闲中断
    __HAL_UART_ENABLE_IT(&huart2, UART_IT_IDLE);
    printf("配置 ESP8266 完毕\n");
    //配置完毕，打开指示灯，代表此时已经连接服务器成功
    HAL_GPIO_WritePin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin, GPIO_PIN_RESET);
    /* USER CODE END 2 */

    /* Infinite loop */
    /* USER CODE BEGIN WHILE */
    while (1)
    {
        /* USER CODE END WHILE */

        /* USER CODE BEGIN 3 */
        ESP8266_Data_Handler();
    }

    /* USER CODE END 3 */
}

接收到Micro-Lab发送来的数据后，调用SDK进行协议解析，然后解析得到的指令调用不同的小车控制逻辑：

//ESP8266接收数据处理
void ESP8266_Data_Handler(void)
{
    ESP8266_ReceiveString(ENABLE);

    if ( strEsp8266_Fram_Record .InfBit .FramFinishFlag )
    {
        //接收到数据闪烁灯
        HAL_GPIO_TogglePin(LED0_GPIO_Port, LED0_Pin);
        strEsp8266_Fram_Record .Data_RX_BUF [ strEsp8266_Fram_Record .InfBit .FramLength ] = '\0';

        for(int i = 0 ; i < strEsp8266_Fram_Record .InfBit .FramLength ; i++)
            printf("%x ", strEsp8266_Fram_Record .Data_RX_BUF[i]);

        printf("\r\n");
        //处理Canvas发来的数据
        processBytes(strEsp8266_Fram_Record .Data_RX_BUF, strEsp8266_Fram_Record .InfBit .FramLength);
        //执行事件处理
        Car_Event_Handler();
        //清楚串口缓存区
        memset(strEsp8266_Fram_Record.Data_RX_BUF, 0, strlen(strEsp8266_Fram_Record.Data_RX_BUF));
    }
}

小车事件处理：

//小车事件处理
void Car_Event_Handler(void)
{
    ///遍历事件
    for(int i = 0; i < CANVASEVENTLIST_SIZE; ++i)
    {
        //如果当前SDK包含对应的控件事件，则处理
        if(events[i].componenttype != NONE_COMPONENT)
        {
            //当前componenttype为按钮
            if(PUSHBUTTON == events[i].componenttype)
            {
                //小车前进
                if(events[i].componentnumer == 0)
                {
                    if(PUSHBUTTON_PRESS == events[i].componentmsgtype)
                        car_go();
                    else if(PUSHBUTTON_RELEASE == events[i].componentmsgtype)
                        car_stop();
                }

                //小车后退
                if(events[i].componentnumer == 1)
                {
                    if(PUSHBUTTON_PRESS == events[i].componentmsgtype)
                        car_back();
                    else if(PUSHBUTTON_RELEASE == events[i].componentmsgtype)
                        car_stop();
                }

                //小车左转
                if(events[i].componentnumer == 2)
                {
                    if(PUSHBUTTON_PRESS == events[i].componentmsgtype)
                        car_left();
                    else if(PUSHBUTTON_RELEASE == events[i].componentmsgtype)
                        car_stop();
                }

                //小车右转
                if(events[i].componentnumer == 3)
                {
                    if(PUSHBUTTON_PRESS == events[i].componentmsgtype)
                        car_right();
                    else if(PUSHBUTTON_RELEASE == events[i].componentmsgtype)
                        car_stop();
                }

                //小车瞄准
                if(events[i].componentnumer == 4)
                {
                    if(PUSHBUTTON_PRESS == events[i].componentmsgtype)
                        car_aim();
                    else if(PUSHBUTTON_RELEASE == events[i].componentmsgtype)
                        car_stop();
                }

                //小车发射
                if(events[i].componentnumer == 5)
                {
                    if(PUSHBUTTON_PRESS == events[i].componentmsgtype)
                        car_shot();
                    else if(PUSHBUTTON_RELEASE == events[i].componentmsgtype)
                        car_stop();
                }
            }

            //清除事件
            events[i].componenttype = NONE_COMPONENT;
            events[i].componentnumer = 0;
            events[i].componentmsgtype = NONE_MSG;
            events[i].msglen = 0;
        }
    }

}

运行效果：

实际演示效果：

Micro-Lab还在不断的成长中，相信未来会有越来越多好玩的功能，敬请期待！

5、案例下载

公众号后台回复：Micro-Lab 即可获取本节所有程序案例以及Micro-Lab软件的下载链接。

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原始发表：2020-06-30，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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