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一、硬件簡介

使用到的硬件器件有無源蜂鳴器，OLED顯示屏，按鍵(三個(gè))，ESP8266-01WiFi模塊，PWM，RTC，串口等。

各個(gè)硬件的工作方式如下：

1. 無源蜂鳴器通過PWM驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)頻率1KHz；

2. OLED顯示屏通過IIC驅(qū)動(dòng)；

3.按鍵使用三個(gè)板載按鍵，作為普通IO口；

4. ESP8266-01使用串口與通信，通信波特率115200。

二、硬件接線

三、外設(shè)功能

1. 無源蜂鳴器功能

當(dāng)電子信息板成功收到了服務(wù)器發(fā)送的圖片或者文字之后會(huì)響一秒鐘用于提醒用戶下載成功了。

2. OLED功能

OLED作為顯示功能，是該項(xiàng)目的主要外設(shè)，用于顯示從服務(wù)器接收到的圖片或者文字信息，還用于時(shí)間的顯示，以及設(shè)置等。

3. 按鍵

該項(xiàng)目使用的板載的三個(gè)按鍵，S4是一個(gè)【多功能按鍵】，分為長按和短按，短按主要是用作返回使用；長按用于對選擇的項(xiàng)目的確認(rèn)。

S3是【左按鍵】，用于設(shè)置界面切換的時(shí)候向左邊切換，也用于時(shí)間設(shè)置時(shí)對設(shè)置的時(shí)間向下減的操作。

S2是【右按鍵】，用于設(shè)置界面切換的時(shí)候向右邊切換，也用于時(shí)間設(shè)置時(shí)對設(shè)置的時(shí)間向上加的操作。

4. ESP8266-01

WiFi模塊用于與服務(wù)器進(jìn)行通信。

四、硬件架構(gòu)圖

五、實(shí)物連接圖

一、軟件實(shí)現(xiàn)功能

1、時(shí)間顯示；

2、ESP8266-01 上電自連接；

3、手動(dòng)設(shè)置時(shí)間；

4、自動(dòng)獲取網(wǎng)絡(luò)時(shí)間并更新；

5、重新連接WiFi；

6、獲取服務(wù)器發(fā)送的圖片數(shù)據(jù)；

7、按鍵信號(hào)采集以及濾波；

8、PWM驅(qū)動(dòng)蜂鳴器；

9、OLED顯示；

10、RTC時(shí)間自動(dòng)累積。

二、軟件流程圖

三、軟件流程圖說明

1、軟件使用RT-Thread OS，多個(gè)線程協(xié)同工作；

2、初始化過程中會(huì)初始化串口，RTC，按鍵，PWM以及OLED；

3、硬件初始化完成之后會(huì)進(jìn)入到ESP8266驅(qū)動(dòng)線程，在該線程中通過串口發(fā)送數(shù)據(jù)配置ESP8266-01，然后與服務(wù)器建立連接，如果連接成功會(huì)發(fā)送“GetTime”從服務(wù)器讀取最新事件信息并更新到RTC模塊；

4、按鍵線程工作周期是10ms，采集按鍵IO狀態(tài)進(jìn)行40ms的濾波功能，判斷按鍵按下狀態(tài)，釋放狀態(tài)以及長按狀態(tài)與短按狀態(tài)；

5、顯示線程主要用于顯示當(dāng)前的界面以及針對當(dāng)前界面的功能進(jìn)行選擇與設(shè)置，配合按鍵線程完成功能。

四、軟件功能介紹

1. 啟動(dòng)

  1）上電或者復(fù)位之后自動(dòng)配置ESP8266-01并連接服務(wù)器，設(shè)置進(jìn)入透傳模式，如果成功連接服務(wù)器。進(jìn)入時(shí)間界面之后會(huì)左上角會(huì)顯示一個(gè)wifi圖標(biāo)，如果連接服務(wù)器失敗不會(huì)顯示wifi圖標(biāo)；

2）連接服務(wù)器成功之后會(huì)自動(dòng)獲取服務(wù)器提供的網(wǎng)絡(luò)時(shí)間并更新，如果線接服務(wù)器失敗了則會(huì)讀取本地設(shè)置的時(shí)間并顯示出來。

3）啟動(dòng)時(shí)，OLED會(huì)顯示wifi初始化，如下圖：

2. 時(shí)間顯示

1）服務(wù)器連接成功或者失敗之后都會(huì)進(jìn)入到時(shí)間顯示界面。會(huì)顯示“當(dāng)前時(shí)間”，“wifi連接狀態(tài)”，“日期”，“星期”，“是否接受到數(shù)據(jù)”；

2）如果收到了服務(wù)器的圖片或者文字之后右上角會(huì)出現(xiàn)一個(gè)信件圖標(biāo)，提示有可讀信息；

3）按下【多功能按鍵】（長按或者短按均可）會(huì)進(jìn)入到信息界面，方便查看服務(wù)器收到的信息；

4）按下【左按鍵】會(huì)跳轉(zhuǎn)到信息界面；

5）按下【右按鍵】會(huì)跳轉(zhuǎn)到設(shè)置界面

3. 設(shè)置界面

  1）短按【多功能按鍵】返回到時(shí)間顯示界面；

2）按下【右按鍵】切換到WiFi設(shè)置界面；

3）長按【多功能按鍵】進(jìn)入到時(shí)間設(shè)置界面。

4、時(shí)間設(shè)置界面

  1）長按【多功能按鍵】會(huì)進(jìn)入到時(shí)間設(shè)置界面；

2）在時(shí)間設(shè)置界面下，進(jìn)入會(huì)自動(dòng)獲取當(dāng)前的時(shí)間；

3）初次進(jìn)入時(shí)，”小時(shí)”會(huì)變?yōu)楹诘祝崾拘r(shí)可以被設(shè)置；

4）非初次進(jìn)入時(shí)，會(huì)將上次被設(shè)置的選項(xiàng)設(shè)置為黑底，表示可以設(shè)置；

5）長按【多功能按鍵】會(huì)切換被設(shè)置的選項(xiàng)，沒按下一次切換一次，切換順序?yàn)椤靶r(shí)”，“分鐘”，“秒”，“年”，“月”，“日”；

6）按下【左按鍵】，選中的待設(shè)置選項(xiàng)向下減1；

7）按下【右按鍵】，選中的待設(shè)置選項(xiàng)向上加1；

8）短按【多功能按鍵】，返回到設(shè)置界面。

5、WiFi界面

1）按下【左按鍵】切換到設(shè)置界面；

2）按下【右按鍵】切換到時(shí)鐘界面；

3）短按【多功能按鍵】返回到時(shí)間顯示界面；

4）長按【多功能按鍵】進(jìn)入到WIfi重新連接界面；

6、WiFi重新連接界面

1）長按【多功能按鍵】進(jìn)行服務(wù)器重新連接；

2）在鏈接過程中會(huì)顯示“網(wǎng)絡(luò)連接中”字樣用于提示用戶在重新連接服務(wù)器；

3）服務(wù)器連接成功之后會(huì)不會(huì)再顯示“網(wǎng)絡(luò)連接”字樣；

4）短按【多功能按鍵】返回到WIFi界面

7、時(shí)鐘界面

1）長按【多功能按鍵】會(huì)進(jìn)入到時(shí)間獲取界面；

2）按下【左按鍵】切換到WIFi界面；

3）按下【右按鍵】切換到信息界面；

4）短按【多功能按鍵】返回到時(shí)間顯示界面。

8、獲取網(wǎng)絡(luò)時(shí)間界面

1）長按【多功能按鍵】會(huì)開始嘗試獲取服務(wù)器的時(shí)間；

2）獲取時(shí)間過程中會(huì)顯示“時(shí)間獲取中”字樣；

3）獲取成功時(shí)候會(huì)不會(huì)再顯示“時(shí)間獲取中”字樣；

4）短按【多功能按鍵】會(huì)返回到時(shí)鐘界面。

9、信息界面

1）長按【多功能按鍵】會(huì)進(jìn)入到信息查看界面；

2）按下【左按鍵】會(huì)切換到時(shí)鐘界面；

3）短按【多功能按鍵】會(huì)返回到時(shí)間顯示界面。

10、信息查看界面

1）用于查看接收到服務(wù)器發(fā)送過來的圖片或者文字信息，如果沒有任何信息還顯示空白；

2）短按【多功能按鍵】返回到信息界面；

11、ESP8266數(shù)據(jù)傳輸介紹

* 圖片數(shù)據(jù)傳輸

1）服務(wù)器需要發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)候首先會(huì)發(fā)送數(shù)據(jù)“ST”通知客戶端要開始發(fā)送數(shù)據(jù)了，客戶端收到了“ST”之后會(huì)切換到 數(shù)據(jù)接收界面 準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)，同時(shí)會(huì)返回“OK”通知到服務(wù)器已經(jīng)準(zhǔn)備好了；

2）服務(wù)器接受到了客戶端返回的“OK”之后就可以發(fā)送圖片數(shù)據(jù)了，數(shù)據(jù)發(fā)送格式如下：

①圖片數(shù)據(jù)分為了64幀進(jìn)行傳輸，沒幀報(bào)文包含38個(gè)數(shù)據(jù)，用16進(jìn)制數(shù)據(jù)表示；

②報(bào)文格式為：“BMP-”+傳輸序列+32個(gè)半字節(jié)數(shù)據(jù)+"S"；

③傳輸序列從1開始，范圍為：01-64。

3）如果客戶端成功接收到序列，會(huì)返回“OK”，服務(wù)器收到“OK”會(huì)開始發(fā)送下一個(gè)幀；

5）如果客戶端收到的數(shù)據(jù)序列不對，會(huì)返回“FAIL”，服務(wù)器收到“FAIL”會(huì)重新發(fā)送接收失敗的幀；

6）傳輸失敗處理邏輯

①如果服務(wù)器超過30ms沒有收到客戶端返回的確認(rèn)數(shù)據(jù)“OK”，服務(wù)器會(huì)重新發(fā)送當(dāng)前幀；

②如果服務(wù)器連續(xù)發(fā)送了30次相同幀還是沒有收到客戶端的返回?cái)?shù)據(jù)，服務(wù)器會(huì)終止發(fā)送；

③如果客戶端50s沒有收到服務(wù)器發(fā)送的數(shù)據(jù)，客戶端會(huì)退出數(shù)據(jù)接收模式界面返回到時(shí)間顯示界面；

* 時(shí)間數(shù)據(jù)傳輸

1）客戶端如果要獲取服務(wù)器端的時(shí)間，會(huì)主動(dòng)發(fā)送“GetTime”，服務(wù)器收到“GetTime”之后會(huì)將最新的時(shí)間信息發(fā)送給客戶端；

2）時(shí)間數(shù)據(jù)傳輸格式：”Date:”+年(4Bytes)+月(2Bytes)+日(2Bytes)+時(shí)(2Bytes)+分(2Bytes)+秒(2Bytes)+”END”；

    3）客戶端收到了時(shí)候數(shù)據(jù)之后會(huì)將時(shí)間解析出來并更新到RTC；

12、RTC工作

1）上電初始化的時(shí)候會(huì)對RTC進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置年月日時(shí)分秒；

2）如果從服務(wù)器獲取到了時(shí)間，會(huì)更新RTC的初始時(shí)間為服務(wù)器獲取的時(shí)間；

3）如果從服務(wù)器獲取時(shí)間失敗，RTC初始時(shí)間為軟件設(shè)置的默認(rèn)值。

13、蜂鳴器

1）本項(xiàng)目使用的是無緣蜂鳴器，通過PWM驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)頻率1KHz；

2）當(dāng)客戶端成功收到了服務(wù)器發(fā)送過來的圖片數(shù)據(jù)之后會(huì)響一秒鐘用于提醒數(shù)據(jù)接收成功了。

14、ESP8266服務(wù)器連接過程

1）ESP8266使用串口與AB32VG1進(jìn)行通信，通信方式為AT指令；

2）ESP8266上電時(shí)會(huì)進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置過程：

①發(fā)送“ATE”取消echo模式；

②發(fā)送“AT”測試通信是否成功；

③發(fā)送“AT+CWMODE=1”設(shè)置ESP8266的工作模式為Station模式；

④發(fā)送“AT+CIPMODE=1”進(jìn)入透傳模式；

⑤發(fā)送“AT+CIPMUX=0”設(shè)置單路連接；

⑥發(fā)送“AT+CWJAP=WIFI name,WIFI password”連接路由器；

⑦發(fā)送“AT+CIPSTART=TCP,服務(wù)器IP，服務(wù)器端口號(hào)”連接服務(wù)器；

⑧發(fā)送“AT+CIPSEND”進(jìn)入透傳模式；

15、設(shè)置需要連接的WIFI名稱與密碼

1）設(shè)置需要連接的wifi的名稱和密碼可以通過MSH命令行的方式進(jìn)行；

2）使用串口傳輸上位機(jī)與AB32VG1建立連接，發(fā)送"ESP_WifiSetting WIFI名 WIFI密碼"可以更新需要連接的wifi名以及密碼； 

3）Wifi更新成功之后再wifi界面下可以重新建立連接;

4）在MSH命令行模式下更新WIFI舉例：

  【ESP_WifiSetting hehung 1234543210】

static int ESP_WifiSetting(int argc, char *argv[])
{
    if(argc == 3)
    {
        rt_sprintf(ESP8266_current_wifi_ip.m_wifi_name, "%s", argv[1]);        /*Wifi name*/
        rt_sprintf(ESP8266_current_wifi_ip.m_wifi_password, "%s", argv[2]);    /*Wifi password*/
        rt_kprintf("Wifi名稱與密碼設(shè)置成功\n");
        return RT_EOK;
    }
    else
    {
        rt_kprintf("輸入不合法，請重新輸入，輸入格式:【ESP_WifiSetting Wifi名稱 Wifi密碼】\n");
        return RT_ERROR;
    }
}
#ifdef FINSH_USING_MSH
MSH_CMD_EXPORT(ESP_WifiSetting, Set wifi name and password);
#endif

16、設(shè)置服務(wù)器IP與端口號(hào)

1）設(shè)置服務(wù)器IP與端口號(hào)可以通過MSH命令行的方式進(jìn)行；

2）使用串口傳輸上位機(jī)與AB32VG1建立連接，發(fā)送"ESP_IpSetting 服務(wù)器IP 服務(wù)器端口號(hào)"可以更新需要連接的服務(wù)器的IP與密碼； 

3）服務(wù)器IP與端口號(hào)更新成功之后再wifi界面下可以重新建立連接;

4) 在MSH命令行模式下更新服務(wù)器IP與端口號(hào)舉例：

  【ESP_IpSetting 192.168.101.8 8080】

static int ESP_IpSetting(int argc, char *argv[])
{
    if(argc == 3)
    {
        rt_sprintf(ESP8266_current_wifi_ip.m_ip_addr, "%s", argv[1]);       /*server ip address*/
        rt_sprintf(ESP8266_current_wifi_ip.m_ip_port, "%s", argv[2]);                /*server port*/
        rt_kprintf("IP地址與端口號(hào)設(shè)置成功\n");
        return RT_EOK;
    }
    else
    {
        rt_kprintf("輸入不合法，請重新輸入，輸入格式:【ESP_IpSetting IP地址 端口號(hào)】\n");
        return RT_ERROR;
    }
}
#ifdef FINSH_USING_MSH
MSH_CMD_EXPORT(ESP_IpSetting, Set Server IP and PORT);
#endif

五、服務(wù)器介紹

1. 啟動(dòng)服務(wù)器按鈕，選擇ip地址，設(shè)置端口號(hào)，然后點(diǎn)擊“啟動(dòng)服務(wù)器”按鈕開啟服務(wù)器；

2. 顯示方式下拉框可以選擇圖片的顯示方式；

3. OLED顯示預(yù)覽用于預(yù)覽下位機(jī)OLED將要顯示的內(nèi)容；

4. 選擇圖片按鈕用于選擇需要發(fā)送的圖片；

5. 字體選擇按鈕用于選擇字體；

6. 最下邊的編輯框用于輸入需要發(fā)送的文字信息；

7. 發(fā)送到客戶端按鈕用于發(fā)送OLED顯示預(yù)覽的內(nèi)容到下位機(jī)；

8. 中斷發(fā)送按鈕用于終止正在發(fā)送的過程；

六、開發(fā)平臺(tái)

1、客戶端使用AB32VG1作為主控，RT-Thread OS作為嵌入式系統(tǒng)；

2、AB32VG1工作頻率為120MHz；

3、開發(fā)軟件：RT-Thread Studio；

4、服務(wù)器使用易語言開發(fā)；

七、運(yùn)行代碼

點(diǎn)擊跳轉(zhuǎn)到gitee查看代碼https://gitee.com/hehung/electronic-information-board

視頻在Bilibili，點(diǎn)擊跳轉(zhuǎn)https://www.bilibili.com/video/BV1dS4y1D7qM/