NBDK-L4：LiteOS NBIOT实验教程

LiteOS 是Huawei推出的面向物联网领域轻量级实时操作系统，是华为IOT的一部分。LiteOS基础内核是最精简的Huawei LiteOS操作系统代码，包括任务管理、内存管理、时间管理、通信机制、中断管理、队列管理、事件管理、定时器等操作系统基础组件。

下面将以NBDK-L4为硬件平台，以LiteOS为系统软件，实现NB-IOT相关功能。包括附着网络，数据通信等。NB-IOT模组是谷雨NB101。NB101的详细说明可以查阅谷雨文档中心NB-IOT资料汇总。

NBIOT实验简介

实验名称	内容简介	功能
实验01-NB_AttachNetwork	NB101附着基站网络	LiteOS下的串口收发操作，状态指示PWM输出

1 工程目录简介

大家打开任意一个基础例程，都会看到如下的4个目录（Drivers、Inc、MDK-ARM、Src）及clean.bat文件。

其中clean.bat是用于清除工程编译生成的中间文件。例如我们想拷贝一个编译过的工程，工程有200M左右大小，我们点击clean.bat清除一下编译生成的中间文件，则工程大概会缩小到100M左右，此时工程只剩下了库文件、用户文件，以及编译生成的hex文件。

从上图可以看到，四个主目录下分别包含的一些文件，这边给大家简单的介绍一下这边文件大概的功能。

Drivers：

STM32驱动文件目录，也就是大家常说的hal库，里面包含了hal（硬件抽象层）相关的文件。

主要就是有RCC时钟、Flash内存，以及大家常用的外设（例如uart、spi、adc等等）的一些库文件。

Inc：

用户.h头文件，用户文件的头文件一般都放到这边，也可自己另存其他位置，但是需要在keil中添加头文件所在的路径。

添加新路径的方式如下图所示，可以看到../Inc这个路径已经事先添加进去了。

MDK-ARM：

工程目录，主要是两个工程文件“.uvoptx”以及".uvprojx"（keil打开的是这个）。剩下的文件比较重要的是Output目录下编译生成的“.hex”文件。

Src：

用户.c文件，用户自己开发的一些驱动文件（外设驱动等等），以及main文件所在的目录。

1.1 常用文件简介[编辑 | 编辑源代码]

针对试验工程中的常见文件，我们以开发者的方式来给大家做一个简单的介绍。具体每个文件中的源码的详细说明，大家可以参照每个试验下的源码详解。

常见文件简介列表

文件名	说明
stm32l4xx_hal_conf.h	路径位于Inc目录下，里面主要是一些宏定义，用于选择本工程所使用的库文件。这边选择的库文件，就是目录简介中提到的HAL库。
main.c：	main()所在的文件，keil中我们配置了run to main()，也就是说工程从main()函数开始执行，所以main.c就是我们工程的主文件。
stm32l4xx_hal_msp.c	msp（main stack pointer）主栈堆指针初始化的文件。我们重定义外设引脚选择的时候，STM32Cube生成的硬件引脚重定义函数默认也位于此文件下，但是为了方便，我们一般将其复制到各自的驱动文件下。
stm32l4xx_it.c	中断配置文件，用于存放工程的中断。STM32Cube生成的中断函数默认位于此文件下，同样为了方便起见，我们一般将各自的中断函数放到各自的驱动文件下。
gyu_util.c	从STM32Cube生成的main文件中独立出来的部分。主要用于处理工程的时钟选择，包含系统时钟、总线时钟以及外设时钟。
stm32l4xx_hal_xx	HAL库文件。
gyu_xx	由谷雨物联编写的文件，大部分是外设的驱动文件。

2 实验01-NB_AttachNetwork(附着网络)

在01实验中，只进行NB附着网络操作。在NB附着网络成功后，在显示屏上打印信号的RSSI值及设备分配的IP地址。NBDK-L4与NB模块是通过串口进行通信。NBDK-L4通过串口进行AT指令发送与接收。NB模块与NBDK-L4硬件连接如下图所示。

其中NB_TX与NB_RX是NB模块的串口通信口；NB_EN是控制NB模块上的电源，高电平有效；NB_RST则是复位功能，低电平有效。NB_NET与NB_RI暂未使用（核心模组不支持）。其中SW2是一个单刀双掷开关，用于切换NB模块串口与MCU相连或USB串口相连。这样设计方便开发者对NB模块进行操作。如果NB模块串口直连USB串口，则可以使用谷雨提供的NB Tool对NB模块进行测试，详细说明查看NB Tool说明手册。

2.1 实验准备

1. 使用miniUSB线及10pin排线，通过Jlink仿真器连接PC端和开发板。
2. 使用miniUSB线，连接PC与开发板USB接口。
3. 将SW1拨到USB端，SW2拨到MCU。
4. 使用Keil打开NB_AttachNetwork。
5. 根据所用显示屏，开启相应宏定义
6. 编译，下载程序

2.2 实验验证

下载程序之后，NBDK-L4通过串口操作NB模块，并在显示屏上显示"LiteOS.\r\nNB_AttachNetwork.\r\n"。如果程序没有运行，开发者可以复位NBDK-L4。此时NBDK-L4的LED灯，以1秒为周期，占空比为50进行闪烁。

打开串口助手，选择与NBDK-L4相连串口，并配置串口参数为115200,8,N,1。会显示NBDK-L4与NB模块AT指令日志。如下图所示。

NB模块附着网络后，会在屏幕上打印信号强度及分配的IP地址。同时LED以2秒为周期，占空比为5进行周期性闪烁。

2.3 源码详解

本节中的源码说明，仅针对此例程中的重要功能，详细的源码介绍请参照代码后的注释。

2.3.1 stm32l4xx_hal_conf.h

此文件位于“工程名\Src\User”路径中，主要用途是选择使能此例程使用到的库文件。

此例程我们主要给大家展示STM32L4的UART，SPI，GPIO，TIM等功能，所以我们宏定义中打开相关的宏。

103 // 使能的宏
104 #define HAL_MODULE_ENABLED          // 芯片
105 #define HAL_FLASH_MODULE_ENABLED    // Flash
106 #define HAL_PWR_MODULE_ENABLED      // 电源
107 #define HAL_RCC_MODULE_ENABLED      // 时钟
108 #define HAL_CORTEX_MODULE_ENABLED   // NVIC
109 
110 #define HAL_GPIO_MODULE_ENABLED     // GPIO
111 #define HAL_DMA_MODULE_ENABLED      // DMA
112 #define HAL_SPI_MODULE_ENABLED      // SPI
113 #define HAL_UART_MODULE_ENABLED     // USART
114 #define HAL_TIM_MODULE_ENABLED      // TIM

2.3.2 main.c

main函数，我们的例程由此处开始执行，首先调用HAL_Init()函数初始化我们的模块，接着调用SystemClock_Config()函数初始化此例程用到的时钟，具体有哪些时钟被初始化，在gyu_util.c部分有详细说明。

接下来我们初始化LiteOS内核。

接着使能LiteOS心跳定时器。

接着初始化工程中使用的外设。

创建起始LiteOS任务。

完成以上工作后，启动LiteOS，进行任务调度。

57 int main(void)
58 {
59   UINT32 uwRet;
60   
61   // 初始化硬件
62   HAL_Init();
63   SystemClock_Config();
64   
65   // 初始化LOS内核
66   uwRet = LOS_KernelInit();
67   if (uwRet != LOS_OK) 
68   {
69     return LOS_NOK;
70   }
71   
72   // 使能LOS系统tick中断
73   uwRet = LOS_EnableTick();
74   if (uwRet != LOS_OK)
75   {
76     return LOS_NOK;
77   }
78   
79   // 初始化开发板硬件
80   HardWare_Init();
81   
82   // 初始化用户任务
83   LosTask_Init();
84   
85   // 运行LOS
86   (void)LOS_Start();
87   for(;;);
88 }

2.3.3 los_nbxx_entry.c

los_nbxx_entry.c是NB相关操作的RTOS任务文件，其中定义了LiteOS任务函数LOS_NbIot_Tskfunc。在任务函数内部进行屏幕初始化（因显示屏中使用了LiteOS信号量，所以要在任务函数中初始化），并打印相关信息。

接着初始化TIM为PWM输出，控制LED闪烁。

在主循环内部使用一个简易状态机，根据APP_STATE的状态量，执行不同的NB AT 指令。