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)
在工作中，以什么样的方式向领导汇报工作最直接高效呢？当然是图形界面！图形界面更好表达一个程序设计的逻辑思维，一目了然，本次介绍的Micro-Lab出自风媒科技-赵工之手，赵工在前两年也出版本过一本技术书籍<<STM32物联网实战教程>>，将自己毕生的开发经验汇集成册并开源pdf，并在电子发烧友等论坛推出了自己的30天入门物联网的免费教程。
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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