【玩转 RT-Thread】 RT-Thread Studio —— 按键控制电机正反转、蜂鸣器

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初识RT-Thread

做世界级的 OS，让万物互联，信息畅通无阻。
成为未来 AIoT 领域最为主流的操作系统平台。

简介

RT-Thread 是一个集实时操作系统（RTOS）内核、中间件组件和开发者社区于一体的技术平台，由熊谱翔先生带领并集合开源社区力量开发而成，RT-Thread 也是一个组件完整丰富、高度可伸缩、简易开发、超低功耗、高安全性的物联网操作系统。

前景

RT-Thread 具备一个 IoT OS 平台所需的所有关键组件，例如GUI、网络协议栈、安全传输、低功耗组件等等。经过11年的累积发展，RT-Thread 已经拥有一个国内最大的嵌入式开源社区，同时被广泛应用于能源、车载、医疗、消费电子等多个行业，累积装机量超过 14亿 台，成为国人自主开发、国内最成熟稳定和装机量最大的开源 RTOS。

软件生态

RT-Thread 拥有良好的软件生态，支持市面上所有主流的编译工具如 GCC、Keil、IAR 等，工具链完善、友好，支持各类标准接口，如 POSIX、CMSIS、C++应用环境、Javascript 执行环境等，方便开发者移植各类应用程序。商用支持所有主流MCU架构，如 ARM Cortex-M/R/A, MIPS, X86, Xtensa, C-Sky, RISC-V，几乎支持市场上所有主流的 MCU 和 Wi-Fi 芯片。

实验准备

  • 编程工具：RT-Thread studio
  • 开发板：潘多拉STM32L475

实验需求

  • 1.使用按键控制蜂鸣器和电机，当按下KEY0 后电机左转，当按下KEY1 后电机
    右转，当按下KEY2 后电机停止，当按住WK_UP 时蜂鸣器鸣叫，松开WK_UP 后蜂鸣器关闭。
  • 2.其中KEY0 KEY1 KEY2 三个按键会触发中断，通过pin 设备的中断回调函数控制电机，WK_UP 按键通过轮询的方式控制蜂鸣器鸣叫。

操作流程

新建RT-Thread工程

RT-Thread Studio界面介绍

代码编写

烧录

串口监视

代码演示

1.头文件

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#include <rtthread.h>
#include <rtdevice.h>
#include <board.h>

2.宏定义

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//按键初始化
#define PIN_KEY0 GET_PIN(D, 10) // PD10: KEY0 --> KEY
#define PIN_KEY1 GET_PIN(D, 9) // PD9: KEY1 --> KEY
#define PIN_KEY2 GET_PIN(D, 8) // PD8: KEY2 --> KEY
#define PIN_WK_UP GET_PIN(C,13)//PC13：WK_UP

//电机初始化
#define PIN_MOTOR_A GET_PIN(A,1)//PA1：MOTOR_A
#define PIN_MOTOR_B GET_PIN(A,0)//PA0：MOTOR_B

//蜂鸣器初始化
#define PIN_BEEP GET_PIN(B,2)//PB2：BEEP

enum
{
    MOTOR_STOP,
    MOTOR_LEFT,
    MOTOR_RIGHT
};

3.void motor_ctrl(rt_uint8_t turn) //电机控制函数

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void motor_ctrl(rt_uint8_t turn)
{
    if (turn == MOTOR_STOP)
    {
        rt_pin_write(PIN_MOTOR_A, PIN_LOW);
        rt_pin_write(PIN_MOTOR_B, PIN_LOW);
    }
    else if (turn == MOTOR_LEFT)
    {
        rt_pin_write(PIN_MOTOR_A, PIN_LOW);
        rt_pin_write(PIN_MOTOR_B, PIN_HIGH);
    }
    else if (turn == MOTOR_RIGHT)
    {
        rt_pin_write(PIN_MOTOR_A, PIN_HIGH);
        rt_pin_write(PIN_MOTOR_B, PIN_LOW);
    }
    else
    {
        rt_kprintf("err parameter ! Please enter 0-2.");
    }
}

4.void beep_ctrl(rt_uint8_t on) //蜂鸣器控制函数

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void beep_ctrl(rt_uint8_t on)
{
    if (on)
    {
        rt_pin_write(PIN_BEEP, PIN_HIGH);
    }
    else
    {
        rt_pin_write(PIN_BEEP, PIN_LOW);
    }
}

5.void irq_callback(void *args) // 中断回调函数

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void irq_callback(void *args)
{
    rt_uint32_t sign = (rt_uint32_t)args;
    switch (sign)
    {
        case PIN_KEY0:
        motor_ctrl(MOTOR_LEFT);
        rt_kprintf("KEY0 interrupt. motor turn left.");
        break;
        case PIN_KEY1:
        motor_ctrl(MOTOR_RIGHT);
        rt_kprintf("KEY1 interrupt. motor turn right.");
        break;
        case PIN_KEY2:
        motor_ctrl(MOTOR_STOP);
        rt_kprintf("KEY2 interrupt. motor stop.");
        break;
        default:
        rt_kprintf("error sign= %d !", sign);
        break;
    }
}

6.主函数

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int main(void)
{
    unsigned int count = 1;

    /* 设置按键引脚为输入模式*/
    rt_pin_mode(PIN_KEY0, PIN_MODE_INPUT_PULLUP);
    rt_pin_mode(PIN_KEY1, PIN_MODE_INPUT_PULLUP);
    rt_pin_mode(PIN_KEY2, PIN_MODE_INPUT_PULLUP);
    rt_pin_mode(PIN_WK_UP, PIN_MODE_INPUT_PULLDOWN);

    /* 设置电机控制引脚为输入模式*/
    rt_pin_mode(PIN_MOTOR_A, PIN_MODE_OUTPUT);
    rt_pin_mode(PIN_MOTOR_B, PIN_MODE_OUTPUT);

    /* 设置蜂鸣器引脚为输出模式*/
    rt_pin_mode(PIN_BEEP, PIN_MODE_OUTPUT);

    /* 设置按键中断模式与中断回调函数*/
    rt_pin_attach_irq(PIN_KEY0, PIN_IRQ_MODE_FALLING , irq_callback , (void *)PIN_KEY0
    );
    rt_pin_attach_irq(PIN_KEY1, PIN_IRQ_MODE_FALLING , irq_callback , (void *)PIN_KEY1
    );
    rt_pin_attach_irq(PIN_KEY2, PIN_IRQ_MODE_FALLING , irq_callback , (void *)PIN_KEY2
    );

    /* 使能中断*/
    rt_pin_irq_enable(PIN_KEY0, PIN_IRQ_ENABLE);
    rt_pin_irq_enable(PIN_KEY1, PIN_IRQ_ENABLE);
    rt_pin_irq_enable(PIN_KEY2, PIN_IRQ_ENABLE);
    while (count > 0)
    {
        if (rt_pin_read(PIN_WK_UP) == PIN_HIGH)
        {
            rt_thread_mdelay(50);
            if (rt_pin_read(PIN_WK_UP) == PIN_HIGH)
            {
                rt_kprintf("WK_UP pressed. beep on.");
                beep_ctrl(1);
            }
        }
        else
        {
            beep_ctrl(0);
        }
        rt_thread_mdelay(10);
        count++;
    }

    return 0;
}

原理讲解

通过按键引脚、电机以及蜂鸣器的输入输出模式，并对按键设置中断编写中断回调函数，在使能中断后。
1.电机控制：当有外部事件触发引脚状态（按下按键）时，中断回调函数对特定的触发引脚进行判断，并执行相应的操作
2.蜂鸣器控制：在主函数中循环执行判断是否WK_UP按键是否按下，按下触发蜂鸣器响，松开停止发声。

按键 功能
KEY0 电机左转
KEY1 电机右转
KEY2 电机停止
WK_UP 蜂鸣器响