人工智能（AI）識(shí)別系統(tǒng)開發(fā)實(shí)戰(zhàn) 課件 第1-3章 開發(fā)準(zhǔn)備、開發(fā)基礎(chǔ)、AI語音識(shí)別系統(tǒng)開發(fā)實(shí)戰(zhàn)

1.1人工智能(AI)簡介1.2AI語音及人臉識(shí)別的開發(fā)套件1.3開發(fā)環(huán)境的搭建1.1人工智能(AI)簡介人工智能(ArtificialIntelligence，AI)作為計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支，它試圖了解智能的實(shí)質(zhì)，并生產(chǎn)出一種新的、能以與人類智能相似的方式做出反應(yīng)的智能機(jī)器。該領(lǐng)域的研究包括機(jī)器人、語音識(shí)別、圖像識(shí)別、自然語言處理和專家系統(tǒng)等。人工智能自誕生以來，隨著理論和技術(shù)的日益成熟，應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴(kuò)大。人工智能可以實(shí)現(xiàn)對(duì)人的意識(shí)和思維信息過程進(jìn)行模擬。圖1.1-1所示為人工智能技術(shù)涉及的領(lǐng)域。1.2AI語音及人臉識(shí)別的開發(fā)套件對(duì)于AI的開發(fā)，其中最常見的就是圖像和語音識(shí)別。構(gòu)成圖像和語音識(shí)別需要配合軟件和硬件。AI語音及人臉識(shí)別功能是基于同一套硬件底板完成的：當(dāng)做AI語音識(shí)別功能實(shí)驗(yàn)時(shí)，外接語音識(shí)別小板卡；當(dāng)做AI人臉識(shí)別功能實(shí)驗(yàn)時(shí)，外接攝像頭小板卡。圖1.2-1所示為AI語音及人臉識(shí)別開發(fā)套件的底板。圖1.2-1中1為攝像頭模組接口，可用于AI人臉識(shí)別實(shí)驗(yàn)；2為單總線接口，可用于掛載單總線設(shè)備；3為語音板卡插槽，可用于AI語音識(shí)別實(shí)驗(yàn)；4為OLED接口，可接市面上通用的OLED；5為SD卡插槽，可用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；6為MPU6050接口；7為LED+按鍵部分，包括三個(gè)LED和兩個(gè)按鍵，其中LED由三個(gè)NPN型三極管隔離開來，當(dāng)GPIO端口向三極管的基極輸出一個(gè)高電平時(shí)LED便會(huì)被點(diǎn)亮。AI語音及人臉識(shí)別開發(fā)板采用的是經(jīng)典的“底板+核心板”形式。底板位置8處為核心板的插槽，插槽的兩端為CC3200所有的GPIO口引出，這樣一來可以大大地方便用戶進(jìn)行拓展開發(fā)；同樣，為了更加便于用戶開發(fā)調(diào)試，底板位置9處還預(yù)留了TI(TexasInstruments，德州儀器)官方仿真調(diào)試器TIStellaris的接口，便于用戶使用TIStellaris進(jìn)行固件的下載、燒寫或程序的調(diào)試等。開發(fā)者在調(diào)試時(shí)必不可少的環(huán)節(jié)是串口打印，位置10是一路USB接口，該接口通過USB轉(zhuǎn)TTL芯片CH340G，與CC3200的串口相連接。此外，考慮到下載啟動(dòng)的方式需要切換及端口需要復(fù)用，在底板上加入了4個(gè)撥碼開關(guān)。底板位置11處的撥碼開關(guān)，為切換調(diào)試下載的方式；底板位置12處的撥碼開關(guān)，為切換CC3200的啟動(dòng)方式；底板位置13處的撥碼開關(guān)，為USB連接的串口選擇；底板位置14處的撥碼開關(guān)，可作為板載資源切換開關(guān)。1.3開發(fā)環(huán)境的搭建1.3.1IAR安裝開發(fā)每一款芯片之前都需要安裝與之相匹配的開發(fā)環(huán)境。常見的有兩種，一種是使用TI官方的開發(fā)環(huán)境CodeComposerStudio，另一種是使用IAR。IAR是一款著名的C編譯器，支持眾多知名半導(dǎo)體公司的微處理器。IAR針對(duì)不同的硬件有多種版本，如IARforARM、IARforstm8等。由于CC3200屬于ARMCortexM4內(nèi)核，這里選擇IARforARM。IAR的安裝步驟如下：(1)雙擊打開exe文件，出現(xiàn)IAR安裝選擇界面。(2)首先，點(diǎn)擊“InstallIAREmbeddedWorkbench”，開始開發(fā)環(huán)境的安裝。接著，進(jìn)入安裝向?qū)Ы缑妗?3)點(diǎn)擊“Next”，進(jìn)入許可協(xié)議界面。選擇“Iacceptthetermsofthelicenseagreement”，然后點(diǎn)擊“Next”。(4)進(jìn)入安裝路徑選擇界面，打開“Change”，選擇一個(gè)安裝路徑(即英文路徑)。在這里安裝到D盤下新建的“IarforArm”。(5)點(diǎn)擊“Next”，進(jìn)入驅(qū)動(dòng)選擇安裝界面，如圖1.3-6所示。因?yàn)槿蘸罂赡軙?huì)用到各種不同的調(diào)試接口，所以這里默認(rèn)選擇全部。(6)在此界面內(nèi)點(diǎn)擊“Next”，進(jìn)入IAR名稱設(shè)置界面，默認(rèn)選擇即可。(7)再次點(diǎn)擊“Next”，進(jìn)入正式安裝界面。點(diǎn)擊“Install”，開始安裝。(8)等待進(jìn)度條示意完成安裝，其間會(huì)跳出USB驅(qū)動(dòng)安裝界面，選擇“是”即可，如圖1.3-9所示。(9)而后會(huì)安裝USB的驅(qū)動(dòng)，待USB驅(qū)動(dòng)安裝完成后，表明已完成了整個(gè)IARforARM的安裝，如圖1.3-10所示。(10)此時(shí)，去掉兩個(gè)選項(xiàng)前的“√”，點(diǎn)擊“Finish”，彈出“P&E設(shè)備驅(qū)動(dòng)安裝”，點(diǎn)擊“Iagree”。之后進(jìn)入路徑選擇，驅(qū)動(dòng)的路徑統(tǒng)一選擇默認(rèn)，點(diǎn)擊“Install”，接下來的彈出窗口均為默認(rèn)即可。至此就完成了IARforARM的安裝，在Windows操作系統(tǒng)的“開始”界面下可以找到“IAREmbeddedWorkbench”，如圖1.3-11所示。1.3.2CCSUniFlash安裝CCSUniFlash是美國德州儀器公司(TI)官方推出的一款下載軟件，用于CC3200固件的燒寫。CCSUniFlash的安裝步驟如下：(1)雙擊后打開下載好的離線安裝包，進(jìn)入安裝界面。(2)點(diǎn)擊“Next”，進(jìn)入許可協(xié)議界面，選擇“Iaccepttheagreement”。點(diǎn)擊“Next”，進(jìn)入路徑選擇界面，選擇默認(rèn)即可。(3)點(diǎn)擊“Next”，進(jìn)入組件選擇界面后再次點(diǎn)擊“Next”，進(jìn)入調(diào)試接口及其驅(qū)動(dòng)選擇安裝界面。在此全部勾選，以免后續(xù)用到，如圖1.3-16所示。(4)連續(xù)點(diǎn)擊“Next”，直到出現(xiàn)如圖1.3-17所示的安裝完成界面。勾選前兩項(xiàng)，即在“開始”菜單中生成啟動(dòng)圖標(biāo)和在桌面上生成快捷方式，至此完成CCSUniFlash的安裝。1.3.3CC3200SDK安裝CC3200SDK是TI官方提供的軟件開發(fā)工具包，里面集成了一些編程所需的庫文件、內(nèi)核文件、操作系統(tǒng)源碼及一些程序例子等，借助SDK可以大大地增加CC3200項(xiàng)目開發(fā)的效率。CC3200SDK的安裝步驟如下：(1)雙擊SDK1.2.0安裝包，打開exe文件，開始安裝SDK。(2)點(diǎn)擊“Next”，進(jìn)入CC3200SDK1.2.0的許可條例界面，選擇“Iaccepttheagreement”。(3)點(diǎn)擊“Next”，進(jìn)入安裝路徑選擇界面，選擇默認(rèn)路徑即可。連續(xù)點(diǎn)擊“Next”，直至進(jìn)入安裝界面。(4)等待進(jìn)度條示意完成，期間會(huì)跳出FTDI驅(qū)動(dòng)安裝界面，此時(shí)選擇“是”即可，如圖1.3-23所示。(5)安裝完成后的界面如圖1.3-24所示。(6)點(diǎn)擊“Finish”，完成安裝。打開“我的電腦”，在C盤的根目錄下找到TI文件夾，再在TI文件夾里找到CC3200SDK_1.2.0，繼續(xù)打開此文件夾，可以看到cc3200-sdk文件夾，其中可見CC3200的核心部分，如圖1.3-25所示。(7)此時(shí)，僅僅是完成了SDK1.2.0的部分安裝，在官網(wǎng)SDK1.2.0的下載地址處還有一個(gè)ProvisioningAdd-OnforCC3200SDK。這個(gè)包是SDK1.2.0的附加包，其中包含了Provisioninglib等重要文件，如圖1.3-26所示，也是需要安裝的。值得注意的是，目前只有SDK1.2.0版本需要安裝ProvisioningAdd-OnforCC3200SDK。(8)下載如圖1.3-27所示的安裝包，雙擊，打開exe文件，開始安裝。點(diǎn)擊“Next”，繼續(xù)安裝。(11)如圖1.3-29所示，進(jìn)入許可條例界面，選擇“Iaccepttheagreement”，點(diǎn)擊“Next”。選擇默認(rèn)路徑。連續(xù)點(diǎn)擊“Next”，進(jìn)入正式安裝，等待進(jìn)度條示意完成即可，最后點(diǎn)擊“Finish”，完成安裝。1.3.4ServicePack安裝ServicePack是TI提供的針對(duì)CC3200的固件包，里面提供了對(duì)協(xié)議棧加密等的支持。如果需要用到WiFi功能，那就必須先向CC3200燒錄ServicePack，同時(shí)需要十分值得注意的是，ServicePack是與SDK搭配的，即不同的SDK版本的程序需要燒錄不同版本的ServicePack，與SDK搭配的ServicePack是放在一起下載的。ServicePack的安裝步驟如下：(1)雙擊打開exe文件，進(jìn)入安裝界面。點(diǎn)擊“Next”，開始安裝。在許可條例界面，選擇“Iaccepttheagreement”，然后點(diǎn)擊“Next”進(jìn)入安裝路徑的選擇。選擇默認(rèn)路徑，點(diǎn)擊“Next”，進(jìn)入正式安裝，待進(jìn)度條示意完成。如圖1.3-33所示，不勾選“ViewReadmeFile”，點(diǎn)擊“Finish”，完成安裝。(3)此時(shí)，打開ServicePack的安裝文件夾，可以看到servicepack的bin文件，如圖1.3-34所示。1.3.5TIPinMuxTool安裝TIPinMuxTool是TI官方提供的一款圖形界面代碼生成器，利用TIPinMuxTool可以快速生成CC3200外設(shè)資源的底層驅(qū)動(dòng)，大大縮短了開發(fā)周期。TIPinMuxTool的安裝步驟如下：(1)雙擊exe文件進(jìn)入開始安裝界面，點(diǎn)擊“Next”，進(jìn)入許可條例界面。選擇“Iaccepttheagreement”，點(diǎn)擊“Next”。(2)進(jìn)入安裝路徑選擇界面，選擇默認(rèn)路徑，連續(xù)點(diǎn)擊“Next”，進(jìn)入正式安裝，待安裝進(jìn)度條示意完成即可。如圖1.3-37所示為安裝完成界面，選擇在桌面生成一個(gè)快捷方式，點(diǎn)擊“Finish”，完成安裝。1.3.6JDK安裝JDK(JavaDevelopmentKit)是SunMicrosystems針對(duì)Java開發(fā)者推出的一款產(chǎn)品。它是由一個(gè)處于操作系統(tǒng)層之上的運(yùn)行環(huán)境，開發(fā)者編譯、調(diào)試和運(yùn)行用Java語言寫的Applet(一種Java開發(fā)的小程序)和應(yīng)用程序所需的工具組成。想要開發(fā)Java產(chǎn)品，需先安裝JDK，JDK由以下組件構(gòu)成，如圖1.3-38所示。JDK的安裝步驟如下：(1)打開下載好的JDK安裝程序，點(diǎn)擊“下一步”，選定安裝目錄，建議直接使用默認(rèn)目錄，點(diǎn)擊“下一步”。JDK安裝完成后，繼續(xù)安裝JRE，點(diǎn)擊“下一步”，如圖1.3-43所示。(2)安裝完成后找到指定安裝目錄，如圖1.3-44所示。(3)此時(shí)需要配置環(huán)境變量才能夠正常使用，右鍵單擊“我的電腦”，選擇“屬性”，點(diǎn)擊“高級(jí)系統(tǒng)設(shè)置”。選擇“高級(jí)”選項(xiàng)卡，點(diǎn)擊“環(huán)境變量”，如圖1.3-46所示。(4)雙擊“系統(tǒng)變量”中的“Path”，如圖1.3-47所示。(5)選擇“新建”，將安裝JDK和JRE目錄下的bin目錄地址粘貼進(jìn)去后點(diǎn)擊“確定”，如圖1.3-48所示。(6)打開電腦運(yùn)行欄，如圖1.3-49所示，輸入“cmd”，按回車鍵，打開DOS系統(tǒng)。輸入“Javac”，如果出現(xiàn)如圖1.3-50所示的界面，則表明運(yùn)行環(huán)境配置成功。1.3.7Eclipse安裝Eclipse是一個(gè)開放源代碼的、基于Java的可擴(kuò)展開發(fā)平臺(tái)。Eclipse既是Java的集成開發(fā)環(huán)境(IDE)，也可作為其他開發(fā)語言的集成開發(fā)環(huán)境，如C、C++、PHP和Ruby等。Eclipse附帶了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的插件集，包括Java開發(fā)工具(JDK)。Eclipse的安裝步驟如下：(1)選擇Eclipse版本和操作系統(tǒng)位數(shù)，如圖1.3-51所示。(2)點(diǎn)擊“Download”，如圖1.3-52所示。(3)選擇第一個(gè)安裝模式，如圖1.3-53所示。(4)選擇默認(rèn)的安裝目錄，點(diǎn)擊“INSTALL”進(jìn)行安裝。等待程序安裝完成，如圖1.3-57所示。(5)點(diǎn)擊“LAUNCH”，如圖1.3-58所示。(9)選擇工作空間(即代碼存放目錄)，設(shè)置為默認(rèn)目錄，點(diǎn)擊“Launch”。至此，Eclipse安裝成功，如圖1.3-60所示。1.3.8Sokit和Pcm2Wav簡介Sokit是一款小巧的網(wǎng)絡(luò)通信調(diào)試工具，集成了TCP協(xié)議、UDP協(xié)議的服務(wù)器和客戶端功能，可以模擬客戶端向服務(wù)端發(fā)送數(shù)據(jù)。Sokit無需安裝，可以從瘋殼官網(wǎng)直接獲取壓縮包，解壓后打開sokit.exe即可使用。Pcm2Wav是一個(gè)將?.pcm格式音頻文件轉(zhuǎn)換為可播放的?.wav格式音頻文件的小程序。Pcm2Wav無需安裝，可以從瘋殼官網(wǎng)直接獲取Pcm2wav.exe文件，直接運(yùn)行即可。2.1硬件開發(fā)基礎(chǔ)2.2軟件開發(fā)基礎(chǔ)2.1硬件開發(fā)基礎(chǔ)2.1.1CC3200簡介CC3200是TI針對(duì)無線連接SimpleLinkWiFi和物聯(lián)網(wǎng)(IOT)解決方案最新推出的一款MCU(微控制單元)，同時(shí)也是業(yè)界第一個(gè)具有內(nèi)置WiFi的MCU。CC3200采用高性能ARMCortex-M4內(nèi)核，主頻為80?MHz，高達(dá)256?KB的RAM，64?KB的ROM，用于存放設(shè)備初始化固件、BOOTLOADER、外設(shè)驅(qū)動(dòng)庫，如圖2.1-1所示為CC3200芯片。CC3200主要包含MCU、WiFi網(wǎng)絡(luò)處理器和電源管理三大部分。圖2.1-2所示為CC3200的內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)圖。CC3200包含有豐富的MCU外設(shè)資源。例如，27個(gè)獨(dú)立可編程、可復(fù)用的通用輸入輸出接口(GPIO)，兩路通用的異步通信收發(fā)器(UART)，一路高速串行通信接口(SPI)，一路高速I2C接口，一個(gè)多通道音頻串行接口(McASP)，可支持兩個(gè)I2S通道、一個(gè)SD/MMC接口、8位并行攝像頭接口、4個(gè)通用定時(shí)器、16位脈沖寬度調(diào)制(PWM)模式，以及4通道的高達(dá)12位模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)。CC3200的WiFi網(wǎng)絡(luò)處理器可以提供快速、安全的WLAN和因特網(wǎng)連接，其結(jié)構(gòu)如圖2.1-3所示。CC3200的特性如下：①特有的WiFi片上互聯(lián)網(wǎng)(Internet-On-a-Chip)；②專用的ARMMCU，完全免除應(yīng)用MCU的WiFi

和互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議處理負(fù)擔(dān)，WiFi和互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議存放于ROM

中；③包含802.11b/g/n射頻、基帶、MAC、WiFi驅(qū)動(dòng)和Supplicant，內(nèi)置TCP/IP協(xié)議棧；④具有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)BSD套接字應(yīng)用編程接口(API)，同時(shí)支持8個(gè)TCP或UDP套接字，以及兩個(gè)TLS和SSL套接字；⑤強(qiáng)大的加密引擎，可以實(shí)現(xiàn)支持256位AES加密，快速、安全的互聯(lián)網(wǎng)連接支持站點(diǎn)(STA)、接入點(diǎn)(AP)和WiFi直連(P2P)模式，WPA2可保障個(gè)人和企業(yè)安全性；⑥用于自主和快速WiFi連接的SimpleLink連接管理器；⑦用于簡單、靈活WiFi配置的智能配置(SmartConfig)技術(shù)、AP模式和WPS2。2.1.2GPIOGPIO的全稱為GeneralPurposeInputOutput，即通用的輸入輸出，是所有控制器里必備的資源。CC3200的所有數(shù)字引腳和部分模擬引腳，均可作為通用的輸入輸出引腳(GPIO)使用。CC3200將GPIO分為4個(gè)組，分別是GPIOA0、GPIOA1、GPIOA2、GPIOA3，每一組GPIO又包含8個(gè)引腳。CC3200的引腳分配如表2.1-2所示。根據(jù)功能引腳配置的不同，CC3200最多可以有27個(gè)GPIO，且所有的GPIO引腳均具有中斷功能，觸發(fā)的方式支持電平觸發(fā)和邊沿觸發(fā)(上升沿和下降沿)。不僅如此，所有的GPIO都可以用于觸發(fā)DMA，可作為喚醒源。GPIO引腳可編程，可配置為內(nèi)部10?μA的上拉或下拉。驅(qū)動(dòng)能力可調(diào)節(jié)為2?mA、4?mA、6?mA、8?mA、10?mA、12?mA及14?mA，同樣也支持開漏模式。對(duì)GPIO進(jìn)行操作時(shí)，主要需要了解兩大寄存器——GPIODATA寄存器和GPIODIR寄存器。(1)GPIODATA寄存器是數(shù)據(jù)寄存器。在軟件控制模式下，如果對(duì)應(yīng)的引腳通過GPIODIR寄存器配置為輸出模式，則寫到GPIODATA寄存器中的值會(huì)被傳到對(duì)應(yīng)引腳輸出。GPIODATA寄存器有256個(gè)別名地址，偏移值為0x000～0x3ff。一個(gè)不同地址別名可以用來直接讀/寫任何八個(gè)信號(hào)位的組合。這個(gè)特性可以避免讀—改—寫和軟件讀的位掩碼的時(shí)間消耗。在該方案中，為了寫GPIODATA寄存器，掩碼中對(duì)應(yīng)于總線中的[9:2]位，必須被置位；否則，在進(jìn)行寫操作時(shí)對(duì)應(yīng)位的值不會(huì)被改變。同樣，進(jìn)行讀操作時(shí)也是對(duì)應(yīng)總線中的[9:2]位，在讀取對(duì)應(yīng)位時(shí)也必須被置位，否則讀取為0。如果引腳配置為輸出模式，則讀取GPIODATA寄存器，返回最后一次寫入的值；如果配置為輸入模式，則返回對(duì)應(yīng)引腳的值。所有位都可以通過復(fù)位清零。如圖2.1-4所示為GPIODATA寄存器。(2)?GPIODIR寄存器是數(shù)據(jù)方向寄存器。在GPIODIR寄存器中，設(shè)置一位對(duì)應(yīng)的引腳配置為輸出，清除一位對(duì)應(yīng)的引腳配置為輸入。復(fù)位時(shí)所有位都清零，也就是說所有的GPIO引腳默認(rèn)是輸入。如圖2.1-5所示為GPIODIR寄存器。選擇配套的代碼例程，打開GPIO文件夾下的IAR工程，主函數(shù)見代碼清單2.1-1。PinMuxconfig()函數(shù)可由TIPinMuxTools工具生成。打開TIPinMuxTools工具，如圖2.1-6所示。第一步，在Device內(nèi)找到CC3200；第二步，點(diǎn)擊“Start”。如圖2.1-7所示，第一步，點(diǎn)擊“GPIO”處的“添加”，默認(rèn)是選取全部GPIO；第二步，把“GPIOSignals”前面的鉤去除，不全選；第三步，選擇“GPIO_9”、“GPIO_10”、“GPIO_11”，對(duì)應(yīng)開發(fā)板上的3個(gè)LED，驅(qū)動(dòng)LED需要GPIO輸出；第四步，將3個(gè)GPIO的“Output”勾選上。最終完成配置的界面如圖2.1-8所示，在最右邊的GeneratedFiles處，點(diǎn)擊“pin_mux_config.c”和“pin_mux_config.h”圖標(biāo)，把代碼下載下來并添加到工程中即可。生成好的端口配置函數(shù)如代碼清單2.1-2所示。該函數(shù)主要是對(duì)LED對(duì)應(yīng)的端口開啟時(shí)鐘、設(shè)置方向等。配置好后通過GPIO_IF_LedConfigure()函數(shù)對(duì)LED端口進(jìn)行處理，即將各個(gè)LED的端口所對(duì)應(yīng)的端口組及屬于該組中的第幾個(gè)IO提取出來，如代碼清單2.1-3所示。完成上述兩步后先關(guān)閉所有的LED，然后在一個(gè)死循環(huán)內(nèi)執(zhí)行“流水”部分，即按順序以一定的時(shí)間間隔開閉LED，如代碼清單2.1-4為“流水”效果實(shí)現(xiàn)代碼。編譯程序，生成了相對(duì)應(yīng)的bin文件，下載前先插上仿真調(diào)試器TiStellaris，再將旁邊的撥碼開關(guān)“RX”和“TX”撥到“ON”，把啟動(dòng)方式撥碼選擇為FLASH啟動(dòng)，即把SOP2撥到“ON”。打開下載工具UniFlash，點(diǎn)擊快速啟動(dòng)向?qū)е械摹靶履繕?biāo)配置”，在彈出的配置對(duì)話框中選擇CC3xSerial(UART)Interface，然后點(diǎn)擊“OK”。然后，在COMPort中輸入板子連接的串口號(hào)(根據(jù)電腦進(jìn)行選擇)。初次使用板子時(shí)先燒寫SevciePack，否則程序可能無法運(yùn)行。點(diǎn)擊“SevicePackProgramming”，選擇之前安裝的SevicePack安裝文件夾目錄下的bin文件即可。點(diǎn)擊左側(cè)界面“/sys/mcuimg.bin”，再在右側(cè)Url中選擇剛剛編譯生成的bin文件，然后選中下方的“Erase”和“Update”，如圖2.1-12所示。選擇“CC31xx/CC32xxFlashSetupandControl”，再點(diǎn)擊“Program”進(jìn)行下載，如圖2.1-13所示。根據(jù)軟件下方的提示，按下復(fù)位按鍵就可以看到下載的相關(guān)信息。下載完成后如圖2.1-15所示。首先，將下載前改變的撥碼開關(guān)撥回原處，再把撥碼開關(guān)“D5”“D6”和“D7”分別撥到“ON”，使I/O口與LED建立連接關(guān)系，按下復(fù)位開關(guān)，可以看到3個(gè)LED呈“流水”狀閃爍，如圖2.1-16所示。2.1.3定時(shí)器CC3200包含的32位用戶可編程通用定時(shí)器共有4個(gè)(TimerA0～TimerA3)，通用定時(shí)器可以對(duì)定時(shí)器輸入引腳的外部事件進(jìn)行計(jì)數(shù)或定時(shí)。每個(gè)定時(shí)器模塊包含的16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器有兩個(gè)(TimerA和TimerB)，可以作為定時(shí)器或事件計(jì)數(shù)器獨(dú)立工作，也可以作為一個(gè)32位定時(shí)器工作。通用定時(shí)器模塊具有多種操作模式：16位或32位可編程單次定時(shí)器；16位或32位可編程周期定時(shí)器；16位通用定時(shí)器，帶8位預(yù)分頻器；16位輸入邊沿計(jì)數(shù)或時(shí)間捕獲模式，帶8位預(yù)分頻器；16位脈沖寬度調(diào)制模式(PWM)，帶8位預(yù)分頻器和軟件可編程輸入。這類多種操作模式具有以下特性：①向上或向下計(jì)數(shù)；②16個(gè)16位或32位捕捉比較PWM(CCP)引腳；③可確定產(chǎn)生定時(shí)器中斷到進(jìn)入中斷服務(wù)程序(ISR)的時(shí)間；④可觸發(fā)使用DMA的高效傳輸；⑤系統(tǒng)時(shí)鐘運(yùn)行(80?MHz)。下面介紹與定時(shí)器編程相關(guān)的常用寄存器。(1)GPTMCFG寄存器主要是配置通用定時(shí)器模塊的全局操作，明確通用定時(shí)器工作于32位模式還是16位模式下。該寄存器中的值只能是在GPTMCTL寄存器中的TAEN和TBEN兩位被清零時(shí)改變。GPTMCFG寄存器如圖2.1-17所示。(2)?GPTMTAMR寄存器配置是基于GPTMCFG寄存器的配置來進(jìn)行選擇的。在PWM模式中，置位TAAMS位、清除TACMR位和配置TAMR為0x01或者0x02。寄存器如圖2.1-18所示。(3)?GPTMTBMR寄存器控制獨(dú)立定時(shí)器B的工作模式。當(dāng)定時(shí)器A和定時(shí)器B同時(shí)使用時(shí)，該寄存器被忽略，而是通過GPTMTAMR來控制定時(shí)器A和定時(shí)器B的工作模式。注意：除了TCACT位外，其他位都必須在GPTMCTL寄存器中的TBEN位清零時(shí)進(jìn)行配置。GPTMTBMR寄存器如圖2.1-19所示。(4)?GPTMCTL寄存器為定時(shí)器的控制寄存器，如圖2.1-20所示。(5)?GPTMIMR寄存器可以軟件使能/關(guān)閉定時(shí)器的控制電平中斷。置位可以打開對(duì)應(yīng)的中斷，清零可以關(guān)閉對(duì)應(yīng)的中斷。寄存器如圖2.1-21所示。(6)?GPTMRIS寄存器為中斷源狀態(tài)寄存器，通過該寄存器可以獲取中斷源。GPTMRIS寄存器如圖2.1-22所示。(7)GPTMMIS寄存器為中斷掩碼狀態(tài)寄存器，可以檢測(cè)是否產(chǎn)生中斷。如圖2.1-23所示為其寄存器。(8)?GPTMICR寄存器用于清除GPTMRIS和GPTMIS寄存器中的狀態(tài)位，寫入1則清除對(duì)應(yīng)的中斷。GPTMICR寄存器如圖2.1-24所示。(9)當(dāng)通用定時(shí)器被配置為32位模式，GPTMTAILR作為一個(gè)32位寄存器(高16位對(duì)應(yīng)與定時(shí)器B裝載值寄存器的內(nèi)容)。在16位模式，寄存器的高16位讀取值為0，并且對(duì)GPTMTBILR寄存器的狀態(tài)沒有影響。如圖2.1-25所示為其寄存器。(10)當(dāng)通用定時(shí)器配置為32位模式時(shí)，GPTMTBILR寄存器中[15:0]位的內(nèi)容被裝載到GPTMTAILR寄存器的高16位。讀取該寄存器，則返回定時(shí)器B的當(dāng)前值，寫操作無效。在16位模式，[15:0]位用于裝載值，[31:16]位保留不使用。如圖2.1-26所示為GPTMTBILR寄存器。(11)當(dāng)通用定時(shí)器被配置為32位模式時(shí)，GPTMTAMATCHR作為32位寄存器(高16位對(duì)應(yīng)GPTMTBMATCHR寄存器的內(nèi)容)。在16位模式，寄存器的高16位讀取為0，并且對(duì)GPTMTBMATCHR的狀態(tài)沒有影響。如圖2.1-27所示為GPTMTAMATCHR寄存器。(12)當(dāng)通用定時(shí)器配置為32位模式時(shí)，GPTMTBMATCHR寄存器的[15:0]位被裝載到寄存器GPTMTAMATCHR寄存器的高16位。讀取該寄存器得到定時(shí)器B的當(dāng)前值，寫操作無效。在16位模式中，[15:0]位用于匹配值，[31:16]位保留不使用。如圖2.1-28所示GPTMTBMATCHR寄存器。(13)GPTMTAPR寄存器通過軟件來擴(kuò)展獨(dú)立定時(shí)器的范圍。在單次或者周期減計(jì)數(shù)模式，該寄存器作為定時(shí)計(jì)數(shù)器的預(yù)分頻器。如圖2.1-29所示為其寄存器。(14)?GPTMTBPR寄存器通過軟件來擴(kuò)展獨(dú)立定時(shí)器的范圍。在單次或者周期減計(jì)數(shù)模式，該寄存器作為定時(shí)計(jì)數(shù)器的預(yù)分頻器。如圖2.1-30所示為其寄存器。(15)?GPTMTAPMR寄存器擴(kuò)展獨(dú)立定時(shí)器GPTMTAMATCHR的范圍。當(dāng)寄存器工作于16位模式時(shí)，該寄存器表示[23:16]位。如圖2.1-31所示為其寄存器。(16)?GPTMTBPMR寄存器擴(kuò)展獨(dú)立定時(shí)器GPTMTAMATCHR的范圍。當(dāng)寄存器工作于16位模式時(shí)，該寄存器表示[23:16]位。如圖2.1-32所示為其寄存器。(17)當(dāng)定時(shí)器配置為32位模式時(shí)，GPTMTAR作為32位寄存器使用(高16位對(duì)應(yīng)GPTMTBR寄存器的內(nèi)容)。在16位輸入邊沿計(jì)數(shù)，輸入邊沿定時(shí)和PEM模式，[15:0]位包含計(jì)數(shù)器的值，[23:16]位包含預(yù)分頻高8位的值。[31:24]位讀取值始終為0。可以讀取GPTMTAV的[23:16]位來獲取16位模式單次和周期模式的預(yù)分頻值。讀取GPTMTAPS寄存器可以獲取定期快照模式下的預(yù)分頻值。如圖2.1-33所示為GPTMTAR寄存器。(18)當(dāng)通用定時(shí)器配置為32位模式時(shí)，GPTMTBR寄存器的[15:0]位被裝載到GPTMTAR寄存器的高16位。讀取該寄存器發(fā)揮定時(shí)器B的當(dāng)前值。在16位模式，[15:0]位包含計(jì)數(shù)器的值，[23:16]位包含在輸入邊沿計(jì)數(shù)、邊沿定時(shí)和PWM模式下的預(yù)分頻。[31:24]位讀取為0?？梢酝ㄟ^讀取GPTMTBV寄存器中的[23:16]位可以獲取16位單次和周期模式的預(yù)分頻值。讀取GPTMTBPS寄存器可以獲取周期快照模式下的預(yù)分頻。如圖2.1-34所示為GPTMTBR寄存器。(19)當(dāng)定時(shí)器配置為32位模式時(shí)，GPTMTAV作為32位寄存器(高16位對(duì)應(yīng)GPTMTBV寄存器的內(nèi)容)。在6位模式，[15:0]位包含計(jì)數(shù)器的值，[23:16]位包含分頻值。在單次或周期減計(jì)數(shù)模式，[23:16]位存儲(chǔ)真實(shí)的預(yù)分頻值，意味著[15:0]位的值之前，先減[23:16]位的值。[31:24]位讀取始終為0。如圖2.1-35所示為GPTMTAV寄存器。(20)當(dāng)通用定時(shí)器配置為32位模式，GPTMTBV寄存器[15:0]位的值被裝載到GPTMTAV寄存器的高16位。讀取該寄存器，則返回定時(shí)器B的當(dāng)前值。在16位模式，[15:0]位包含計(jì)數(shù)器的值，[23:16]位包含當(dāng)前的預(yù)分頻值。在單次或周期模式，[23:16]位為真實(shí)的預(yù)分頻值，意味著在[15:0]位減數(shù)之前，[23:16]位先進(jìn)行減數(shù)。[31:24]位讀取值為0。如圖2.1-36所示為GPTMTBV寄存器。(21)GPTMDMAEV寄存器允許軟件使能和關(guān)閉定時(shí)器DMA觸發(fā)事件。置位則對(duì)應(yīng)的DMA觸發(fā)使能，清零則關(guān)閉。如圖2.1-37所示GPTMDMAEV寄存器。本實(shí)驗(yàn)在官方CC3200SDK_1.2.0中timer例程代碼的基礎(chǔ)上修改過來的，用IAR打開Timer_Demo里的工程，編譯下載，從程序可以看到是利用CC3200的定時(shí)器TimerA0和TimerA1去控制GPIO_9和GPIO_11亮滅時(shí)間。如清單2.1-5所示為該工程的main函數(shù)。在main函數(shù)中PinMuxConfig()初始化了GPIO_9和GPIO_11，通過Timer_IF_Init()初始化了TimerA0和TimerA1，頻率和系統(tǒng)時(shí)鐘一致(不分頻)，在Timer_IF_Start()函數(shù)中對(duì)TimerA0裝載了500這一參數(shù)，TimerA1裝載了1000，實(shí)際上就是TimerA0定時(shí)500?ms進(jìn)入中斷函數(shù)TimerBaseIntHandler()、TimerA1定時(shí)1000?ms進(jìn)入中斷函數(shù)TimerRefIntHandler()，進(jìn)入中斷后對(duì)I/O口輸出狀態(tài)進(jìn)行反轉(zhuǎn)。打開UniFlash下載bin文件到板子上(參考GPIO小節(jié))，把D5、D7撥碼開關(guān)撥到ON(程序中使用的是D5、D7)，按下復(fù)位鍵，可以看到D5和D7交替閃爍，如圖2.1-38為實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。使用邏輯分析儀可以看到GPIO_9端為1000?ms的脈寬，如圖2.1-39所示。如圖2.1-40可以看到，GPIO_11端的脈寬為500?ms。2.1.4串口串行接口分為異步串行接口和同步串行接口兩種。異步串行接口統(tǒng)稱為通用異步收發(fā)器(UART)接口；同步串行接口有SPI和I2C等，除包含數(shù)據(jù)線外，還有時(shí)鐘線。在本次實(shí)驗(yàn)中我們使用的是UART，也就是異步串行接口。UART的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了接口的機(jī)械特性、電氣特性和功能特性等，其中電氣特性標(biāo)準(zhǔn)包括RS-232C、RS-422、RS-423和RS-485等。RS-232C是最常用的串行通信標(biāo)準(zhǔn)，也是數(shù)據(jù)終端設(shè)備(DTE)和數(shù)據(jù)通信設(shè)備(DCE)之間串行二進(jìn)制數(shù)據(jù)交換接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，其中DTE包括微機(jī)、微控制器和打印機(jī)等，DCE包括調(diào)制解調(diào)器MODEM、GSM模塊和Wi-Fi模塊燈。RS-232C的機(jī)械特性規(guī)定使用25針D型連接器，后來被簡化為9針D型連接器。RS-232C的電氣特性采用的是負(fù)邏輯，即邏輯“1”的電平低于?-3?V，邏輯“0”的電平高于?+3?V。與之相反的是，串口采用的TTL電平是正邏輯不同。邏輯“1”表示高電平，邏輯“0”表示低電平，因此通過RS-232C和TTL器件通信時(shí)必須進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。目前，微控制器的UART接口采用的是TTL正邏輯，與TTL器件相連接時(shí)不需要電平轉(zhuǎn)換，而與采用負(fù)邏輯的計(jì)算機(jī)相連接時(shí)需要進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換(我們一般使用USB轉(zhuǎn)串模塊)。CC3200包含兩個(gè)可編程UART接口(UARTA0～1)，主要特性如下：①作為可編程的波特率發(fā)生器，允許速度高達(dá)3?Mb/s；②獨(dú)立的16×8發(fā)送和接口FIFO，減輕CPU中斷處理負(fù)載；③可編程FIFO長度，包括提供傳統(tǒng)雙緩沖接口的單字節(jié)操作；④FIFO觸發(fā)閾值包括1/8、1/4、1/2、3/4和7/8；⑤標(biāo)準(zhǔn)的異步通信起始、停止和奇、偶校驗(yàn)位。CC3200的UART接口具有以下可編程串行接口特性：①可編程的5、6、7或8位數(shù)據(jù)；②奇、偶或無校驗(yàn)生成/檢測(cè)；③一或兩個(gè)停止位生成；④支持RTS和CTS調(diào)制解調(diào)器握手；⑤標(biāo)準(zhǔn)的FIFO閾值中斷和傳輸結(jié)束中斷。CC3200的UART支持DMA，使用DMA可實(shí)現(xiàn)高效傳輸。UART具有單獨(dú)的DMA發(fā)送和接收通道，支持FIFO中有數(shù)據(jù)的單個(gè)請(qǐng)求接收和可編程FIFO閾值的突發(fā)請(qǐng)求接收，以及FIFO中有空間的單個(gè)請(qǐng)求發(fā)送和可編程FIFO閾值的突發(fā)請(qǐng)求發(fā)送。UARTDR為數(shù)據(jù)寄存器(也是FIFO的接口)。在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)如果FIFO使能了，則寫入該寄存器的數(shù)據(jù)會(huì)發(fā)送到FIFO中。如果FIFO關(guān)閉，則數(shù)據(jù)會(huì)被存儲(chǔ)在發(fā)送保持寄存器中(發(fā)送FIFO中的最低一個(gè)字)，寫該寄存器意味著通過串口發(fā)送。在接收數(shù)據(jù)時(shí)如果FIFO使能了，數(shù)據(jù)字節(jié)和4位狀態(tài)位被發(fā)送到12位寬的接收FIFO中。如果FIFO關(guān)閉，則數(shù)據(jù)字節(jié)和狀態(tài)被存儲(chǔ)在接收保持寄存器中(接收FIFO中的最低一個(gè)字)，可以通過讀取該寄存器來獲取接收數(shù)據(jù)。圖2.1-41所示為UARTDR寄存器。UARTRSR_UARTECR是接收狀態(tài)寄存器/錯(cuò)誤清除寄存器。除UARTDR寄存器外，接收的狀態(tài)位也可以通過UARTRSR寄存器獲取。如果從該寄存器讀取狀態(tài)信息，則狀態(tài)信息對(duì)應(yīng)于在讀取UARTRSR寄存器之前的UARTDR的狀態(tài)信息。當(dāng)有溢出條件發(fā)生時(shí)，狀態(tài)位中的溢出標(biāo)志位會(huì)立刻被置位。UARTRSR寄存器不能被寫，寫任何值到寄存器UARTECR中將會(huì)清除幀、校驗(yàn)、打斷和溢出錯(cuò)誤。復(fù)位會(huì)清零所有的位。圖2.1-42所示為UARTRSR_UARTECR寄存器。UARTFR為標(biāo)志寄存器，在復(fù)位后TXFF、RXFF和BUSY標(biāo)志位為0，TXFE和RXFE位為1。RI和CTS位指示調(diào)制解調(diào)器的控制流和狀態(tài)。這里需要注意的是，調(diào)制解調(diào)位僅在UART1中有效，在UART0中是保留位。圖2.1-43所示為UARTFR。UARTIBRD寄存器是波特率除數(shù)的整數(shù)部分，復(fù)位之后所有的位被清零。最小值為1，UARTIBRD為0，UARTFBRD寄存器無效。當(dāng)改變UARTIBRD寄存器時(shí)，只有在當(dāng)前的字節(jié)傳輸完成之后才生效。波特率除數(shù)的任何改變都必須在寫UARTLCRH寄存器之后。UARTFBRD寄存器是波特率除數(shù)的小數(shù)部分，復(fù)位之后所有的位被清零。當(dāng)修改UARTFBRD寄存器的值時(shí)，只有在當(dāng)前字節(jié)發(fā)送/接收完成之后才會(huì)有效。波特率除數(shù)的任何改變都必須在寫UARTLCRH寄存器之后。圖2.1-44所示為UARTFBRD寄存器。UARTLCRH寄存器是線控制寄存器，可控制串口的數(shù)據(jù)長度、校驗(yàn)和停止位的選擇。當(dāng)更新波特率除數(shù)寄存器時(shí)，必須也要重寫該寄存器，是因?yàn)椴ㄌ芈食龜?shù)寄存器的寫選通信號(hào)與該寄存器是連接在一起的。圖2.1-45所示為UARTLCRH寄存器UARTCTL是控制寄存器，在復(fù)位后除發(fā)送和接收使能位外，其他位都被清零。UARTEN位用于使能UART模塊，在配置串口模塊時(shí)必須將該位清零。如果在串口進(jìn)行發(fā)送或者接收的操作時(shí)關(guān)閉串口模塊功能，則在完成當(dāng)前發(fā)送或者接收操作之后才關(guān)閉。圖2.1-46所示為UARTCTL寄存器。UARTIFLS是選擇FIFO產(chǎn)生中斷閾值的寄存器，可以用其來定義FIFO的閾值，同時(shí)UARTRIS寄存器中的TXRIS和RXRIS位被觸發(fā)。產(chǎn)生中斷是基于一個(gè)發(fā)送操作超過閾值而不是等于閾值。也就是說，F(xiàn)IFO中的數(shù)據(jù)超過規(guī)定的閾值之后才會(huì)產(chǎn)生中斷。例如，如果接收的觸發(fā)閾值設(shè)置為一般(8字節(jié))，那么在串口模塊接收到第9個(gè)字節(jié)時(shí)才會(huì)產(chǎn)生中斷。因?yàn)樵趶?fù)位之后TXIFLSEL和RXIFLSEL位被配置，所以FIFO在接收一半時(shí)觸發(fā)中斷。圖2.1-47所示為UARTRIS寄存器。UARTIM是中斷掩碼置位/清零寄存器，讀取該寄存器則獲得當(dāng)前中斷的掩碼值。進(jìn)行置位時(shí)，對(duì)應(yīng)的中斷將被發(fā)送到中斷控制器；清零操作時(shí)，則對(duì)應(yīng)的中斷不會(huì)被發(fā)送到中斷控制器。圖2.1-48所示為UARTIM寄存器。UARTRIS是源中斷狀態(tài)寄存器，可以讀取到當(dāng)前中斷源，寫操作無效。圖2.1-49所示為UARTRIS寄存器。UARTMIS是中斷掩碼狀態(tài)寄存器，可獲取對(duì)應(yīng)中斷的掩碼值，寫操作無效。圖2.1-50所示為UARTMIS寄存器。UARTICR是中斷清零寄存器，置位則對(duì)應(yīng)的中斷被清除(清除中斷源寄存器和中斷掩碼寄存器中對(duì)應(yīng)的位)，清零操作無效。圖2.1-51所示為UARTICR寄存器。UARTDMACTL是DMA控制寄存器。圖2.1-52所示為UARTDMACTL寄存器。打開CC3200_Uart_Demo文件夾里的工程，將CC3200的UARTA0的波特率設(shè)置為115?200?b/s，8位數(shù)據(jù)位，1個(gè)停止位，無奇偶校驗(yàn)位，代碼清單如2.1-6所示。當(dāng)串口接收到數(shù)據(jù)后，把接收到的數(shù)據(jù)再通過串口發(fā)送出去，編譯工程，打開UniFlash，把bin文件下載到CC3200板子上(具體步驟請(qǐng)參考GPIO小節(jié))。把“CH340G_VCC”和串口選擇的第一個(gè)“RXD”和第二個(gè)“TXD”撥碼開關(guān)均撥到“ON”。插上USB數(shù)據(jù)線接到電腦，打開串口助手，選擇串口號(hào)，波特率設(shè)置為115?200?b/s，按下板子的復(fù)位可見串口打印，如圖2.1-53所示。在發(fā)送框內(nèi)輸入瘋殼的網(wǎng)址，點(diǎn)擊“發(fā)送”，串口助手收到CC3200的回傳，如圖2.1-54所示。2.1.5外部中斷接口數(shù)據(jù)傳送控制方式有查詢、中斷和DMA等，其中中斷是重要的接口數(shù)據(jù)傳送控制方式。中斷控制分為全局和局部兩級(jí)，前者由NVIC控制，后者由外設(shè)控制。嵌套向量中斷控制器NVIC支持多個(gè)內(nèi)部異常和240個(gè)外部中斷。從廣義上講，異常和中斷都是暫停正在執(zhí)行的程序，轉(zhuǎn)去執(zhí)行異?；蛑袛嗵幚沓绦?，然后返回原來的程序繼續(xù)執(zhí)行。從狹義上講，異常由內(nèi)部事件引起，而中斷由外部硬件產(chǎn)生。異常和中斷的處理與子程序調(diào)用有相似之處，但也有下列本質(zhì)區(qū)別：①何時(shí)調(diào)用子程序是確定的，而何時(shí)產(chǎn)生異常和中斷是不確定的。子程序的起始地址由調(diào)用程序給出，而異常和中斷程序的起始地址則存放在地址表中。②子程序的執(zhí)行一般是無條件的，而異常和中斷處理程序的執(zhí)行要先使能。CC3200的NVIC具有下列特性：①確定的、快速的中斷處理，總是12個(gè)時(shí)鐘周期；②每個(gè)中斷的優(yōu)先級(jí)(0～7，0表示最高優(yōu)先級(jí))可編程；③有3～8位優(yōu)先級(jí)配置；④動(dòng)態(tài)重新分配中斷優(yōu)先級(jí)；⑤中斷優(yōu)先級(jí)分組允許選擇中斷優(yōu)先級(jí)分組和中斷子優(yōu)先級(jí)的數(shù)量；⑥中斷信號(hào)電平和邊沿檢測(cè)。本小節(jié)將使用GPIO外部中斷來實(shí)現(xiàn)按鍵的功能。每個(gè)GPIO端口的中斷功能通過7個(gè)寄存器來進(jìn)行控制，這些寄存器可用來選擇中斷源、中斷優(yōu)先級(jí)和邊沿特性。當(dāng)一個(gè)或者多個(gè)GPIO輸入引起中斷時(shí)，一個(gè)單中斷信號(hào)輸出到整個(gè)GPIO端口的中斷控制器。以下三個(gè)寄存器定義了引起中斷的邊沿或檢測(cè)：①GPIOIS：GPIO中斷檢測(cè)寄存器。②GPIOIBE：GPIO中斷邊沿寄存器。③GPIOIEV：GPIO中斷時(shí)間寄存器。中斷功能通過GPIO中斷掩碼(GPIOIM)寄存器來進(jìn)行使能和關(guān)閉。當(dāng)一個(gè)中斷條件產(chǎn)生時(shí)，有兩個(gè)地方可以查看中斷信號(hào)的狀態(tài)：GPIO源中斷狀態(tài)(GPIORIS)寄存器和GPIO掩碼中斷狀態(tài)(GPIOMIS)寄存器。GPIORIS寄存器表示一個(gè)GPIO引腳達(dá)到了產(chǎn)生中斷的條件，但是不一定會(huì)發(fā)送給中斷控制器，而GPIOMIS寄存器只顯示可以發(fā)送給中斷控制器的中斷條件。如果是GPIO電平檢測(cè)中斷，產(chǎn)生中斷的電平信號(hào)必須保持到中斷服務(wù)的產(chǎn)生。一旦輸入的信號(hào)解除中斷產(chǎn)生的邏輯信號(hào)，對(duì)應(yīng)的GPIORIS寄存器中的源中斷寄存器位將被清零。對(duì)于GPIO邊沿檢測(cè)中斷，GPIORIS寄存器中的RIS位通過向寄存器GPIOICR中的對(duì)應(yīng)位寫入1來進(jìn)行清零。GPIOMIS寄存器中的對(duì)應(yīng)位反應(yīng)源中斷狀態(tài)位的掩碼值。當(dāng)編輯中斷控制寄存器時(shí)，應(yīng)當(dāng)將中斷全部關(guān)閉(GPIOIM清零)。如果對(duì)應(yīng)的位使能的話，則寫任何中斷控制寄存器都會(huì)產(chǎn)生不必要的中斷。GPIOIS是中斷檢測(cè)寄存器。置位對(duì)應(yīng)的引腳進(jìn)行電平檢測(cè)，清零則對(duì)應(yīng)的引腳進(jìn)行邊沿檢測(cè)。在復(fù)位時(shí)，所有的位清零。圖2.1-55所示為其寄存器。GPIOIBE寄存器允許雙邊沿來觸發(fā)中斷。當(dāng)GPIOIS寄存器設(shè)置為檢測(cè)邊沿時(shí)，則設(shè)置GPIOIBE寄存器來配置對(duì)應(yīng)的引腳來檢測(cè)上升和下降沿，而忽略GPIOIEV寄存器中的對(duì)應(yīng)位的配置。清零一位，則配置為引腳受GPIOIEV寄存器的控制。復(fù)位之后，所有的位都被清零。圖2.1-56所示為其寄存器。GPIOIEV寄存器是中斷事件寄存器，通過置位其中對(duì)應(yīng)的位來配置對(duì)應(yīng)的引腳檢測(cè)上升沿或者高電平，這取決于GPIOIS寄存器對(duì)應(yīng)位的配置。清零該寄存器中的對(duì)應(yīng)位則對(duì)應(yīng)的引腳檢測(cè)下降沿或者低電平，取決于GPIOIS寄存器中對(duì)應(yīng)位的配置，復(fù)位之后所有的位都清零。如圖2.1-57所示為寄存器。GPIOIM寄存器是中斷掩碼寄存器，通過置位其中的對(duì)應(yīng)位，則對(duì)應(yīng)引腳上產(chǎn)生的中斷將通過組合中斷信號(hào)發(fā)送給中斷控制器。清零則對(duì)應(yīng)的引腳產(chǎn)生的中斷不會(huì)發(fā)送給中斷控制器。復(fù)位之后所有的位都清零。圖2.1-58所示為GPIOIM寄存器。GPIORIS寄存器是源中斷狀態(tài)寄存器。當(dāng)對(duì)應(yīng)的引腳達(dá)到中斷條件時(shí)，該寄存器中對(duì)應(yīng)的位被置位。如果中斷掩碼(GPIOIM)寄存器中的對(duì)應(yīng)位被置位，則發(fā)送中斷信號(hào)到中斷控制寄存器。如果某一位讀取為0，則說明對(duì)應(yīng)的引腳沒有產(chǎn)生中斷。對(duì)于電平觸發(fā)中斷，引腳上的中斷信號(hào)必須保持到中斷服務(wù)。一旦中斷信號(hào)達(dá)不到中斷邏輯檢測(cè)要求，則GPIORIS寄存器對(duì)應(yīng)的RIS位將被清零。對(duì)于一個(gè)GPIO邊沿檢測(cè)中斷，GPIORIS寄存器中的RIS位通過置位GPIOICR寄存器中對(duì)應(yīng)的位進(jìn)行清零。GPIOMIS寄存器中的位反映了RIS位的掩碼值。圖2.1-59所示為GPIORIS寄存器。GPIOMIS寄存器是掩碼中斷狀態(tài)寄存器。如果寄存器中對(duì)應(yīng)位被置位，則對(duì)應(yīng)的中斷將被發(fā)送到中斷控制器。如果某一位被清零，則無論是否有中斷產(chǎn)生，中斷都會(huì)被屏蔽掉。GPIOMIS寄存器是中斷掩碼之后的狀態(tài)，圖2.1-60所示為其寄存器。GPIOICR寄存器是中斷清零寄存器。對(duì)于邊沿檢測(cè)中斷，置位GPIOICR寄存器中對(duì)應(yīng)的位，則會(huì)清除GPIORIS和GPIOMIS寄存器中對(duì)應(yīng)的位。如果中斷是電平檢測(cè)，則該寄存器中的對(duì)應(yīng)位沒有影響。另外，向該寄存器中寫入0也沒有任何影響，圖2.1-61所示為其寄存器。本實(shí)驗(yàn)在是官方CC3200SDK_1.2.0中Interrupt例程代碼的基礎(chǔ)上修改得來的，打開Interrupt_Demo。由于本次實(shí)驗(yàn)用到串口和按鍵，所以在mian函數(shù)的PinMuxConfig()中配置了串口0的輸入、輸出，以及GPIO_13和GPIO_22的方向?yàn)檩斎?。本次?shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是ButtonIntInit()函數(shù)，該函數(shù)如代碼清單2.1-7所示。在該函數(shù)中把GPIO_13與GOIO_22配置為下降沿觸發(fā)，觸發(fā)的中斷函數(shù)為Button1IntHandler()及Button2IntHandler()。進(jìn)入中斷后首先清除標(biāo)志位，然后通過串口0打印出“Button1”及“Button2”。打開UniFlash，把編譯后生成的bin文件下載到板子上(參考GPIO小節(jié))，把串口選擇的撥碼的第一個(gè)“RXD”及“CH340G_VCC”撥到ON。這里我們用到了串口0的接收，打開串口調(diào)試助手，選擇對(duì)應(yīng)的串口號(hào)，波特率設(shè)置為115?200；打開串口，a按下復(fù)位，可以看到串口打印信息如圖2.1-62所示。按下板子上的SW2和SW3，可以看到串口打印信息如圖2.1-63所示。2.1.6PWMPWM(PulseWidthModulation)即脈沖寬度調(diào)制。PWM運(yùn)用非常廣泛，大到航天飛船，小到便攜式USB風(fēng)扇，都可以見到PWM的身影。許多MCU的定時(shí)器均帶有PWM模式，CC3200也不例外。CC3200通用定時(shí)器支持PWM模式。在PWM模式下定時(shí)器被配置為一個(gè)24位的減計(jì)數(shù)器，初始值在GPTMTnILR和GPTMTnPR寄存器中進(jìn)行定義。在該模式中PWM頻率和周期是同步事件，這樣可以消除毛刺。PWM模式可以通過向寄存器GPTMTnMR中的TnAMS位寫入0x01，TnCMR位寫入0x00，TnMR位寫入0x02。當(dāng)定時(shí)器使能時(shí)，裝載到定時(shí)器寄存器中的值如表2.1-46所示。當(dāng)通過軟件寫GPTMCTL寄存器中的TnEN位時(shí)，計(jì)數(shù)器開始進(jìn)行減計(jì)數(shù)，直到0。在周期模式中的下一個(gè)計(jì)數(shù)循環(huán)，計(jì)數(shù)器從GPTMTnILR和GPTMTnPR寄存器中裝載初始值，并重新開始計(jì)數(shù)，直到通過軟件清除GPTMCTL寄存器中的TnEN位進(jìn)行關(guān)閉。該定時(shí)器可以通過上升沿、下降沿和邊沿觸發(fā)這3種類型的事件來產(chǎn)生中斷。事件類型通過GPTMCTL寄存器中的TnEVENT位來進(jìn)行配置，中斷通過GPTMTnMR寄存器中的TnPWMIE位來進(jìn)行使能。當(dāng)事件發(fā)生時(shí)GPTMRIS寄存器中的CnERIS位被置位，并且一直保持到通過GPTMICR寄存器來進(jìn)行清除。如果捕獲模式事件中斷通過GPTMIMR寄存器進(jìn)行使能，則通用定時(shí)器也要置位GPTMMIS寄存器中的CnEMIS位。另外，通過置位GPTMCTL寄存器中的TnOTE位和GPTMDMAEV寄存器中的CnEDMAEN位，使能DMA觸發(fā)模式。當(dāng)TnPWMIE被置位并且發(fā)生捕捉時(shí)間時(shí)，定時(shí)器自動(dòng)產(chǎn)生DMA的觸發(fā)事件。在PWM模式中GPTMTnR和GPTMTnV寄存器始終保持相同的值。當(dāng)計(jì)數(shù)器的值等于GPTMTnILR和GPTMTnPR寄存器的值時(shí)，輸出PWM信號(hào)；當(dāng)計(jì)數(shù)器的值等于GPTMTnMATCHR和GPTMTnPMR寄存器的值時(shí)，信號(hào)進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，可以通過軟件設(shè)置GPTMCTL寄存器中的TnPWML位來對(duì)PWM信號(hào)的電平進(jìn)行翻轉(zhuǎn)。圖2.1-64就是一個(gè)產(chǎn)生PWM信號(hào)的例子。GPTMCFG寄存器配置通用定時(shí)器模塊的全局操作。確定通用定時(shí)器工作于32位模式，還是16位模式。該寄存器中的值只能是在GPTMCTL寄存器中的TAEN和TBEN兩位被清零時(shí)改變，圖2.1-65所示為其寄存器。把2～0位寫入0，配置為32位定時(shí)器模式；如寫入4，配置為16位定時(shí)器模式。GPTMTAMR寄存器的配置是基于GPTMCFG寄存器的配置來進(jìn)行選擇的。在PWM模式中，置位TAAMS位、清除TACMR位和配置TAMR為0x01或者0x02。圖2.1-66所示為其寄存器。GPTMTBMR寄存器控制獨(dú)立定時(shí)器B的工作模式。當(dāng)定時(shí)器A和定時(shí)器B一起使用時(shí)該寄存器被忽略，而是通過GPTMTAMR來控制定時(shí)器A和定時(shí)器B的工作模式。注意：除了TCACT位，其他位都必須在GPTMCTL寄存器中的TBEN位清零時(shí)進(jìn)行配置。圖2.1-67所示為GPTMTBMR寄存器。GPTMCTL寄存器為定時(shí)器的控制寄存器，圖2.1-68為GPTMCTL寄存器。GPTMIMR寄存器可以通過軟件使能/關(guān)閉定時(shí)器的控制電平中斷。置位可以打開對(duì)應(yīng)的中斷，清零可以關(guān)閉對(duì)應(yīng)的中斷，圖2.1-69所示為GPTMIMR寄存器。GPTMRIS寄存器為中斷源狀態(tài)寄存器，通過該寄存器可以獲取中斷源。圖2.1-70為GPTMRIS寄存器。GPTMMIS寄存器為中斷掩碼狀態(tài)寄存器，可以檢測(cè)是否產(chǎn)生中斷。圖2.1-71所示為GPTMMIS寄存器。GPTMICR寄存器用于清除GPTMRIS和GPTMIS寄存器中的狀態(tài)位，寫入1則清除對(duì)應(yīng)的中斷。圖2.1-72所示為GPTMICR寄存器。當(dāng)通用定時(shí)器被配置為32位模式，GPTMTAILR作為一個(gè)32位寄存器(高16位對(duì)應(yīng)與定時(shí)器B裝載值寄存器的內(nèi)容)。在16位模式中寄存器的高16位讀取值為0，并且對(duì)GPTMTBILR寄存器的狀態(tài)沒有影響。圖2.1-73所示為GPTMTAILR寄存器。當(dāng)通用定時(shí)器配置為32位模式時(shí)，GPTMTBILR寄存器中[15:0]位的內(nèi)容被裝載到GPTMTAILR寄存器的高16位。讀取GPTMTBILR寄存器，則返回定時(shí)器B的當(dāng)前值，寫操作無效。在16位模式，[15:0]位用于裝載值，[31:16]位保留不使用。圖2.1-74所示為GPTMTBILR寄存器。當(dāng)通用定時(shí)器被配置為32位模式時(shí)，GPTMTAMATCHR作為32位寄存器(高16位對(duì)應(yīng)于GPTMTBMATCHR寄存器的內(nèi)容)。在16位模式，寄存器的高16位讀取為0，并且對(duì)GPTMTBMATCHR的狀態(tài)沒有影響。圖2.1-75所示為GPTMTAMATCHR寄存器。當(dāng)通用定時(shí)器配置為32位模式時(shí)，GPTMTBMATCHR寄存器的[15:0]位被裝載到寄存器GPTMTAMATCHR寄存器的高16位。讀取GPTMTBMATCHR寄存器得到定時(shí)器B的當(dāng)前值，寫操作無效。在16位模式中，[15:0]位用于匹配值。[31:16]位保留不使用。圖2.1-76所示為GPTMTBMATCHR寄存器。GPTMTAPR寄存器通過軟件來擴(kuò)展獨(dú)立定時(shí)器的范圍。在單次或者周期減計(jì)數(shù)模式下該寄存器作為定時(shí)計(jì)數(shù)器的預(yù)分頻器。圖2.1-77所示為GPTMTAPR寄存器。GPTMTBPR寄存器通過軟件來擴(kuò)展獨(dú)立定時(shí)器的范圍，在單次或者周期減計(jì)數(shù)模式下該寄存器作為定時(shí)計(jì)數(shù)器的預(yù)分頻器。圖2.1-78所示為GPTMTBPR寄存器。GPTMTAPMR寄存器擴(kuò)展獨(dú)立定時(shí)器GPTMTAMATCHR的范圍。當(dāng)寄存器工作于16位模式時(shí)，該寄存器表示[23:16]位。圖2.1-79所示為GPTMTAPMR寄存器。GPTMTBPMR寄存器擴(kuò)展獨(dú)立定時(shí)器GPTMTAMATCHR的范圍。當(dāng)寄存器工作于16位模式時(shí)，該寄存器表示[23:16]位。圖2.1-80所示為GPTMTBPMR寄存器。當(dāng)定時(shí)器配置為32位模式時(shí)，GPTMTAR作為32位寄存器使用(高16位對(duì)應(yīng)GPTMTBR寄存器的內(nèi)容)。在16位輸入邊沿計(jì)數(shù)，輸入邊沿定時(shí)和PEM模式，[15:0]位包含計(jì)數(shù)器的值，[23:16]位包含預(yù)分頻高8位的值。[31:24]位讀取值始終為0?？梢宰x取[GPTMTAV]的[23:16]位來獲取16位模式單次和周期模式的預(yù)分頻值。讀取GPTMTAPS寄存器可以獲取定期快照模式下的預(yù)分頻值。圖2.1-81所示為GPTMTAR寄存器。當(dāng)通用定時(shí)器配置為32位模式時(shí)，GPTMTBR寄存器的[15：0]位被裝載到GPTMTAR寄存器的高16位。讀取GPTMTBR寄存器得到定時(shí)器B的當(dāng)前值。在16位模式下[15:0]位包含計(jì)數(shù)器的值，[23:16]位包含在輸入邊沿計(jì)數(shù)、邊沿定時(shí)和PWM模式下的預(yù)分頻。[31:24]位讀取為0?？梢酝ㄟ^讀取GPTMTBV寄存器中的[23:16]位可以獲取16位單次和周期模式的預(yù)分頻值。讀取GPTMTBPS寄存器可以獲取周期快照模式下的預(yù)分頻。圖2.1-82所示為GPTMTBR寄存器。當(dāng)定時(shí)器配置為32位模式時(shí)，GPTMTAV作為32位寄存器(高16位對(duì)應(yīng)GPTMTBV寄存器的內(nèi)容)。在16位模式，[15:0]位包含計(jì)數(shù)器的值，[23:16]位包含分頻值。在單次或周期減計(jì)數(shù)模式，[23:16]位存儲(chǔ)真實(shí)的預(yù)分頻值，意味著在減[15:0]位的值之前，先減[23:16]位的值，[31:24]位讀取始終為0。圖2.1-83所示為GPTMTAV寄存器。當(dāng)通用定時(shí)器配置為32位模式，GPTMTBV寄存器[15:0]位的值被裝載到GPTMTAV寄存器的高16位。讀取GPTMTBV寄存器，則返回定時(shí)器B的當(dāng)前值。在16位模式，[15:0]位包含計(jì)數(shù)器的值，[23:16]位包含當(dāng)前的預(yù)分頻值。在單次或周期模式，[23:16]位為真實(shí)的預(yù)分頻值，意味著在[15:0]位減數(shù)之前，[23:16]位先進(jìn)行減數(shù)。[31:24]位讀取值為0。圖2.1-84所示為GPTMTAV寄存器。GPTMDMAEV寄存器允許軟件使能和關(guān)閉定時(shí)器DMA觸發(fā)事件。置位對(duì)應(yīng)的DMA觸發(fā)使能，清零則關(guān)閉。圖2.1-85所示為GPTMDMAEV寄存器。打開Pwm_Demo，在該次工程中主要是實(shí)現(xiàn)板子上三顆LED的“呼吸燈”效果，即要把GPIO_9、GPIO_10和GPIO_11三個(gè)IO口配置為PWM模式，逐次增加或降低這些端口的占空比即可使LED“呼吸”，如代碼清單2.1-8為Pwm_Demo的main函數(shù)。首先，看到main函數(shù)中的PinMuxConfig()函數(shù)，如代碼清單2.1-9所示為該函數(shù)的代碼。在該代碼中先使能時(shí)鐘，然后把Pin64(GPIO_9)、Pin01(GPIO_10)及Pin02(GPIO11)分別配置為模式3，即PWM模式。為什么呢？在datasheet中可以里看到，如圖2.1-86以及圖2.1-87所示的端口復(fù)用圖，在該圖中可以看到Pin64(GPIO_9)在模式3下會(huì)被復(fù)用為PWM_05，Pin01(GPIO_10)在模式3下會(huì)被復(fù)用為PWM_06，Pin02(GPIO_11)在模式3下會(huì)被復(fù)用為PWM_07。配置好PWM輸出引腳后，就將定時(shí)器與該輸出引腳相關(guān)聯(lián)起來，在main函數(shù)中的InitPWMModules()函數(shù)是關(guān)鍵，如代碼清單2.1-10為InitPWMModules()函數(shù)。在該函數(shù)中的SetupTimerPWMMode()把Timer2的TimerB與PWM_5(即GPIO_9)相關(guān)聯(lián)起來，把Timer3的TimerB與PWM_6(即GPIO_10)相關(guān)聯(lián)起來，把Timer3的TimerA與PWM_7(即GPIO_11)相關(guān)聯(lián)起來。問題來了，為什么這樣就能關(guān)聯(lián)起來了呢？打開CC3200的《TechnicalReferenceManual》，即常說的參考手冊(cè)，可以看到一個(gè)定時(shí)器與引腳映射圖，如圖2.1-88所示。在該圖中可以清楚地看到，PWM_5正是對(duì)應(yīng)著Timer2的TimerB，PWM_6正是對(duì)應(yīng)著Timer3的TimerA，PWM_7正是對(duì)應(yīng)著Timer3的TimerB。返回到main函數(shù)中，實(shí)現(xiàn)LED呼吸的部分代碼，如代碼清單2.1-11所示。該代碼主要就是不斷地改變輸出端的占空比，從而實(shí)現(xiàn)LED的“呼吸”。編譯代碼時(shí)打開UniFlash，把Bin文件下載到板子上(參考GPIO小節(jié))，再把撥碼開關(guān)D5、D6、D7撥到“ON”，按下復(fù)位，可以看到如圖2.1-89所示的LED“呼吸”效果。2.1.7WiFi-UDP網(wǎng)絡(luò)通信UDP是UserDatagramProtocol的簡稱，中文名是用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議。在網(wǎng)絡(luò)中UDP與TCP協(xié)議一樣，用于處理數(shù)據(jù)包。與TCP不一樣的是，UDP是一種無連接的協(xié)議，只能是盡可能地傳輸?shù)侥康牡兀訳DP也是具有一定的不可靠性。那么為什么還會(huì)存在UDP呢？因?yàn)樵谠缙诘木W(wǎng)絡(luò)開發(fā)中，人們發(fā)現(xiàn)一些簡單的網(wǎng)絡(luò)通信不需要經(jīng)過TCP復(fù)雜的建立關(guān)系，而且過多的建立TCP連接會(huì)造成很大的網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)，而UDP協(xié)議可以相對(duì)快速地處理這些簡單通信，如表2.1-68所示為UDP組成結(jié)構(gòu)。CC3200支持多種基于WiFi的網(wǎng)絡(luò)通信，UDP也不例外。打開Udp_Socket_Demo，如代碼清單2.1-12所示為main函數(shù)。在main函數(shù)中有InitializeAppVariables，該函數(shù)主要在于實(shí)現(xiàn)把宏定義中的UDP服務(wù)器的IP及端口號(hào)取出，進(jìn)入建立UDP的就緒狀態(tài)。ConfigureSimpleLinkToDefaultState()函數(shù)主要是實(shí)現(xiàn)CC3200的接入網(wǎng)絡(luò)部分，把CC3200設(shè)置為STA模式，并且把CC3200接入到在common.h中定義好的路由器上，如代碼清單2.1-13所示為common.h中定義好的路由器SSID、密鑰及加密方式等。最重要的函數(shù)是如代碼清單2.1-14所示的BsdUdpClient()，通過該函數(shù)建立UDP。該函數(shù)先通過函數(shù)sl_SendTo()向網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送瘋殼的官網(wǎng)，然后通過函數(shù)sl_RecvFrom()進(jìn)入等待接收。打開網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手，然后點(diǎn)擊“打開”，將協(xié)議類型設(shè)置為“UDP”，點(diǎn)擊“打開”。把網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手的“本地主機(jī)地址”和“本地主機(jī)端口”，填寫到程序中定義IP及端口號(hào)處，如代碼清單2.1-15所示(注意IP要為16進(jìn)制)，如圖2.1-90所示為網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手打開時(shí)的畫面。編譯代碼，打開UniFlash，下載bin文件到板子上(下載方法參考GPIO小節(jié))。下載完成后打開UARTA0的“RXD”，并將“CH340G_VCC”(即撥碼開關(guān))撥到“ON”。打開串口調(diào)試助手，選擇相應(yīng)的串口號(hào)，并且把波特率設(shè)置為115?200?b/s，點(diǎn)擊“打開”。按下板子上的復(fù)位鍵，可看到串口助手打印如圖2.1-91所示的信息。由此可見，CC3200已經(jīng)連接上了指定的路由器，并通過UDP發(fā)送了一段消息。此時(shí)網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手也收到CC3200發(fā)來的信息，并自動(dòng)獲取IP等信息，如圖2.1-92所示。在網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手中輸入一串信息，點(diǎn)擊“發(fā)送”，如圖2.1-93所示。此時(shí)，串口調(diào)試助手也把CC3200收到的信息打印出來，并發(fā)送一串新的信息，如圖2.1-94所示。2.1.8WiFi-TCP網(wǎng)絡(luò)通信傳輸控制協(xié)議(TransmissionControlProtocol，TCP)是一種面向連接的、可靠的、基于字節(jié)流的傳輸層通信協(xié)議。TCP與UDP的主要區(qū)別如表2.1-69所示。此外，TCP與UDP的組成結(jié)構(gòu)也不一樣，其中TCP的組成結(jié)構(gòu)如表2.1-70所示。打開Tcp_Socket_Demo，如代碼清單2.1-16所示為main函數(shù)。與WiFi-UDP小節(jié)類似，通過ConfigureSimpleLinkToDefaultState()配置CC3200為STA模式，然后再通過WlanConnect()接入到Common.h中定義的路由器，如代碼清單2.1-17所示。最后，通過BsdTcpClient()函數(shù)向TCP服務(wù)器發(fā)送信息及接收服務(wù)器端發(fā)來的信息。打開網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手，然后點(diǎn)擊“打開”，設(shè)置協(xié)議類型為“TCPServer”，點(diǎn)擊“打開”。把網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手的“本地主機(jī)地址”和“本地主機(jī)端口”填寫到程序中定義IP及端口號(hào)處，如代碼清單2.1-18所示(注意IP要為16進(jìn)制)。圖2.1-95所示為網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手打開時(shí)的界面。編譯代碼，打開UniFlash，下載bin文件到板子上(下載方法參考GPIO小節(jié))。下載完成后打開UARTA0的“RXD”，并將“CH340G_VCC”(即撥碼開關(guān))撥到“ON”。打開串口調(diào)試助手，選擇相應(yīng)的串口號(hào)，并且把波特率設(shè)置為115?200?b/s，點(diǎn)擊“打開”。按下板子上的復(fù)位鍵，可看到串口助手打印如圖2.1-96所示的信息。由此可見，CC3200已經(jīng)連接到指定的路由器上，并通過TCP發(fā)送了一段消息。此刻網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手也收到CC3200發(fā)來的信息，并自動(dòng)獲取到IP等信息，如圖2.1-97所示。在網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手中輸入一串信息，點(diǎn)擊“發(fā)送”，如圖2.1-98所示。此時(shí)，串口調(diào)試助手也把CC3200收到的信息打印出來，并且發(fā)送一串新的信息，如圖2.1-99所示。2.2軟件開發(fā)基礎(chǔ)2.2.1Java簡介1.?Java的概念Java是一種跨平臺(tái)的、高級(jí)的、面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語言。2.?JVM(JavaVirtualMachine，Java虛擬機(jī))JVM(JavaVirtualMachine，Java虛擬機(jī))是Java程序跨平臺(tái)的關(guān)鍵，不同的平臺(tái)有不同的JVM，而Java字節(jié)碼不包含任何與平臺(tái)相關(guān)的信息，不直接與平臺(tái)交互，而是通過JVM間接地與平臺(tái)交互。應(yīng)用程序在執(zhí)行時(shí)JVM加載字節(jié)碼，將字節(jié)碼解釋成特定平臺(tái)的機(jī)器碼，讓平臺(tái)執(zhí)行。任何一個(gè)應(yīng)用程序都必須轉(zhuǎn)化為機(jī)器碼，才能與計(jì)算機(jī)進(jìn)行交互。如果機(jī)器碼的來源依賴于具體的平臺(tái)，那么這個(gè)應(yīng)用程序就不能跨平臺(tái)。而在Java應(yīng)用程序運(yùn)行時(shí)機(jī)器碼由Java體系的一部分JVM提供，不受平臺(tái)的限制，故而實(shí)現(xiàn)了跨平臺(tái)。3.?Java程序運(yùn)行過程程序員編寫的源碼經(jīng)編譯器編譯轉(zhuǎn)化為字節(jié)碼，生成的字節(jié)碼被加載到JVM，由JVM解釋成機(jī)器碼，并在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，如圖2.2-1所示。4.?Java特性Java的主要特性有：(1)簡單：Java語言是從C++?發(fā)展起來的，取消了C++?中復(fù)雜而難以掌握的部分，如指針。(2)面向?qū)ο螅篔ava語言的基礎(chǔ)是Java將一切問題都看作對(duì)象與對(duì)象之間的交互，將對(duì)象抽象成方法與屬性的集合。(3)分布性：包含操作分布性與數(shù)據(jù)分布性兩方面。操作分布性是指由多個(gè)主機(jī)共同完成一項(xiàng)功能，而數(shù)據(jù)分布性則是指分布在多臺(tái)主機(jī)上的數(shù)據(jù)被當(dāng)作一個(gè)完成的整體處理。(4)跨平臺(tái)：Java語言編寫的應(yīng)用程序不受平臺(tái)限制，可以由一種平臺(tái)遷移到另一種平臺(tái)。(5)解釋型：使用Java語言編寫的源碼被轉(zhuǎn)化為字節(jié)碼，而字節(jié)碼只有被JVM解釋成機(jī)器碼才能被計(jì)算機(jī)執(zhí)行。(6)??安全性：Java語言的底層設(shè)計(jì)可以有效地避免非法操作。(7)健壯性：Java提供了許多機(jī)制來防止運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的嚴(yán)重錯(cuò)誤，如編譯時(shí)類型檢查、異常處理。(8)多線程：Java支持多線程，允許進(jìn)程內(nèi)部多個(gè)線程同時(shí)工作。5.?Java中的一些基本概念(1)類(class)：代表了一些具有某些共同特征的對(duì)象的抽象。(2)屬性(特征)的定義格式：訪問權(quán)限類型屬性名。(3)方法(行為)的定義格式：訪問權(quán)限返回類型方法名(參數(shù)列表){}。(4)創(chuàng)建對(duì)象的格式：類名對(duì)象名?=?new類名()。(5)調(diào)用屬性：對(duì)象名.屬性名。(6)調(diào)用方法：對(duì)象名.方法名(參數(shù))。(7)包(package)：代表類的存放路徑。(8)引入(import)：有一些類的功能需要用到其他類，就需要使用import將其他類引入進(jìn)來。(9)項(xiàng)目(project)：可以理解為很多類的一個(gè)集合，共同對(duì)外提供一個(gè)或多個(gè)完整的功能。示例代碼段見代碼清單2.2-1所示。編寫第一個(gè)Java程序時(shí)，首先打開Eclipse(如果出現(xiàn)歡迎頁面，則關(guān)掉此頁面)，單擊右上角File-new-JavaProject，進(jìn)入新建項(xiàng)目對(duì)話框，填寫項(xiàng)目名稱，選擇運(yùn)行環(huán)境，然后點(diǎn)擊“完成”，這樣一個(gè)Java項(xiàng)目就創(chuàng)建好了，如圖2.2-2所示。這是創(chuàng)建好的項(xiàng)目目錄結(jié)構(gòu)，上面的JRESystemLibrary里存放的是程序運(yùn)行所必需依賴的環(huán)境(即所安裝的JRE)，不必去管它。下面的src目錄就是我們真正編寫自己代碼的地方，如圖2.2-3所示。鼠標(biāo)右鍵單擊src-New-Class，進(jìn)入新建Java類對(duì)話框，填寫好包名(也可不填)和類名，點(diǎn)擊“完成”，這樣一個(gè)Java類就新建好了，如圖2.2-4所示。現(xiàn)在，我們就要開始寫自己的代碼了。程序要想運(yùn)行必須要有一個(gè)入口方法main，我們就來寫一個(gè)main方法。我們的目的只是在eclipse上成功運(yùn)行一個(gè)Java程序，那么第一個(gè)Java程序就在控制臺(tái)輸入“Hello，World!”。需要書寫的main方法代碼，如代碼清單2.2-2所示。運(yùn)行結(jié)果，如圖2.2-5所示。Gradle是一個(gè)基于ApacheAnt和ApacheMavenJava的項(xiàng)目管理工具，JDK提供給我們的一些原生的基礎(chǔ)類庫，其功能簡單、有限。如果我們使用這些基礎(chǔ)類庫去開發(fā)一些功能復(fù)雜的應(yīng)用，將會(huì)非常費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，不過好在我們可以通過依賴第三方開發(fā)的jar包來使用第三方開發(fā)好的功能。一個(gè)大型的項(xiàng)目可以引用到多個(gè)jar包，各個(gè)jar包之間又有可能存在著互相依賴。由于它們之間的關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜，所以我們使用了項(xiàng)目自動(dòng)化構(gòu)建工具Gradle來管理項(xiàng)目，它會(huì)自動(dòng)幫助我們處理這些依賴關(guān)系，并節(jié)省大量時(shí)間。Gradle的項(xiàng)目自動(dòng)化建構(gòu)工具，是使用一種基于Groovy的特定領(lǐng)域語言(DSL)來聲明項(xiàng)目設(shè)置，拋棄了基于XML的各種繁瑣配置。以面向Java應(yīng)用為主，當(dāng)前其支持的語言限于Java、Groovy和Scala，計(jì)劃未來將支持更多的語言。Gradle的主要功能如下：①按約定聲明構(gòu)建和建設(shè)；②強(qiáng)大地支持多工程的構(gòu)建；③強(qiáng)大的依賴管理(基于ApacheIvy)，提供最大的便利去構(gòu)建工程；④全面支持已有的Maven或Ivy倉庫的基礎(chǔ)建設(shè)；⑤在不需要遠(yuǎn)程倉庫、pom.xml和ivy配置文件的前提下支持傳遞性依賴管理；⑥基于Groovy腳本構(gòu)建，其build腳本使用Groovy語言編寫；⑦具有廣泛的領(lǐng)域模型支持構(gòu)建；⑧深度API；⑨易遷移。自由和開放源碼，Gradle是一個(gè)開源項(xiàng)目，基于ASL許可。本書涉及的源碼大多數(shù)都是Gradle項(xiàng)目，需要按照以下步驟將項(xiàng)目導(dǎo)入eclipse中。下面以geek_intelligent項(xiàng)目為例加以說明。(1)打開eclipse，鼠標(biāo)右鍵單擊左邊欄空白區(qū)域，選擇“Import”，彈出導(dǎo)入項(xiàng)目對(duì)話框，然后把默認(rèn)的勾選去掉，點(diǎn)擊“Next”，如圖2.2-6所示。(2)選擇項(xiàng)目存在的文件夾，點(diǎn)擊“Finish”，如圖2.2-7所示。eclipse右下角會(huì)提示正在導(dǎo)入，導(dǎo)入完成后我們會(huì)發(fā)現(xiàn)eclipse中多了一個(gè)項(xiàng)目，這是新項(xiàng)目的目錄結(jié)構(gòu)。(3)如果在打開Java文件中發(fā)現(xiàn)里面的中文是亂碼的話，就需要更改項(xiàng)目的編碼集。鼠標(biāo)右鍵單擊項(xiàng)目→Properties，彈出項(xiàng)目屬性對(duì)話框，點(diǎn)擊“Resource”，“Textfileencoding”，選擇“Other”，下拉框選擇“UTF-8”，點(diǎn)擊“ApplyandClose”，現(xiàn)在中文就能正常顯示，如圖2.2-9所示。2.2.2網(wǎng)絡(luò)協(xié)議基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行數(shù)據(jù)交換而建立的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)或約定的集合，計(jì)算機(jī)之間想要交換數(shù)據(jù)就必須遵守相同的協(xié)議。而在網(wǎng)絡(luò)中為了完成通信，必須使用多層上的多種協(xié)議。這些協(xié)議按照層次順序組合在一起，構(gòu)成了協(xié)議棧(ProtocolStack)，也稱為協(xié)議族(ProtocolSuite)。目前國際互聯(lián)網(wǎng)遵循的是TCP/IP協(xié)議組。TCP/IP是個(gè)協(xié)議組，可分為四個(gè)層次，從下到上依次是鏈路層(網(wǎng)絡(luò)接口層)、網(wǎng)絡(luò)層(互聯(lián)網(wǎng)層)、運(yùn)輸層(傳輸層)和應(yīng)用層。鏈路層有ARP、RARP、PPP等協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)層有IP、ICMP、ARP、RARP、BOOTP等協(xié)議，運(yùn)輸層有TCP與UDP等協(xié)議，應(yīng)用層有FTP、HTTP、TELNET、SMTP、DNS等協(xié)議，如圖2.2-10所示。下面重點(diǎn)介紹我們最常接觸到的幾種通信協(xié)議：HTTP、TCP與UDP協(xié)議。1.HTTP協(xié)議HTTP(HyperTextTransferProtocol，超文本傳輸協(xié)議)是一種建立在請(qǐng)求/響應(yīng)模型上的通信協(xié)議。首