早就耳闻RTT大名，但是一直没有机会接触。趁着这次机会，正好能够增加一项技能。据说RTT的软件包可以很方便的接入阿里云等平台，于是决定顺便抱着学习RTT的态度参加这次活动。
计划使用RT-Thread的软件包接入阿里云，并且控制推窗器推杆电机正反转，实现窗户智能化控制。实测之后发现AT8870能提供的电流还是太小，即便是在无负载的情况下也无法完全驱动推杆，所以视频演示只能用一个小电机来做了。有机会再做一个继电器版本的来控制推杆。

原本就设计了温湿度传感器，结果涂鸦第二期训练营正好同时开营，而且还是主推MCU开发模式，真是太巧了，和ART-Pi活动配合的天衣无缝。于是临时更改设计，预留了涂鸦模块的位置，一个板子参加两个训练营吧，两边侧重点不同。

本项目迭代了两个硬件版本。 第一版: L298N H桥芯片+钮子开关双电源切换+温湿度传感器+光照传感器+双光耦。 第二版: AT8870 H桥芯片，移除钮子开关，增加OLED接口和位置，移除光照传感器。移除一个光耦。增加三个按键。

1. 电源

因为电机需要24V输入，电源方案： 电源从扩展板输入24V，通过扩展板的板载TPS54331将24V转为5V，然后通过P1的+5V_USB引脚向ART-Pi供电。24电源DC口设计了过压、过流保护电路。 电源方案也有较大的改动，由于取消了原先的钮子开关，后来发现还是应该在5V增加一个防倒灌二极管，这样才能单独使用底板供电。于是飞了一个上去。
24-5V电源芯片介绍：

2. 电机驱动

电机驱动使用了单通道H桥电流控制电机驱动器AT8870。特点:

• 宽电压供电，6.5V-38V
• 低RDS(ON)电阻
• PWM电流整流/限流
• 支持低功耗休眠模式
• 过温关断电路
• 短路保护
• 欠压锁定保护
• 自动故障恢复
• 3.6A峰值驱动输出，2A持续输出能力

原计划使用了电子推杆，直接给24V即可驱动，正负极换向即可反方向运动。结果测试过程中Boom了一个AT8870，看来AT8870驱动能力不够，所以demo改为驱动小电流的电机，用来拉个窗帘或者卷帘还是OK的。

最重要的是，当无底板的时候，也可以把它当作一个独立的电机驱动板来用！！

3. 雨滴检测

板子到了以后发现我选错了封装，用了一个1.5间距的排针...这个货就是比2.54mm间距的贵很多，手头还没有这个间距的排针。暂时就不做雨滴检测测试了。

5. 温湿度检测

没有使用常见的SHT31，而是使用TI的HDC1080DR，而且它更便宜啊。最终把它设计到板子右上角，通过槽孔隔离，底层通孔开窗，尽量减少板子自身发热对温度测量的影响。

5. 按键

1. 关窗按键：按下会进入关窗操作（旋转电机），中间再按可以暂停，然后再按继续完成余下关窗操作。同时屏幕会显示正在关窗。
2. 开窗按键：按下会进入开窗操作（反向旋转电机）。操作逻辑同上。同时屏幕会显示正在开窗。

6. OLED 显示

显示内容：

• 时钟（使用了STM32H750的硬件RTC，使用了NTP功能定期同步时钟）。
• 窗户状态
• 开关状态
• 实时天气（使用了高德天气API）
• 室内温湿度（板载HDC1080提供）
• 按键的时候提示正在开窗还是关窗
  OLED驱动芯片为SSD1315，全局刷新模式。初始化代码和网上流行的的略有差别。

Note：

• RTT和RTT Studio第一次接触，肝了好多天，终于一次性搞定所有代码。
• 第一次尝试使用多页原理图。还算顺利。

原理图所有阻容均支持嘉立创SMT基础库。

软件设计

• 软件工程由RT-Thread Studio中创建。
• 项目充分利用了RT-Thread的多线程特性，使用事件来实现线程之间的相互通讯。
• 项目使用了RT-Thread自动初始化的特性，所以在main()中基本看不到其他初始化函数。
• RT-Thread 版本: 4.0.3
• RT-Thread Studio 版本: 2.0.0

此版本与涂鸦版本在软件上有很大的区别。天气信息获取、时钟同步、云平台等都有很大的不同，这个版本更多利用了RT-Thread操作系统自身的线程来访问网络以及相互协同工作。

关于时钟

本项目使用了STM32H750的硬件RTC，通过NTP进行时钟同步。而且我发现了一个奇怪的现象，一旦我操作电机之后，drv_rtc.从里面的return mktime(&tm_new);会返回一个错误的数据，寄存器出来的值是对的，但是mktime返回的时间戳就不对了！后来我只好重写了一个函数:void app_read_rtc(struct tm *timeinfo)，直接传指针进去，反正我不需要时间戳，我需要的是日期和时间。

关于天气

我实现了自动根据IP来查询本地天气。

天气免费API其实有很多，免费的比较推荐和风天气和高德。本项目最后采用了高德的免费天气API。使用的时候请自行使用源代码中的宏定义写入自己的API KEY。
关于天气归属地，我还是用了一个免费的API来获取IP地址的归属地，然后根据归属地自动获取当地天气，缺点是只能精确到市一级。代码中还可以自定义默认的归属地（本例中是余杭区），在归属地API无法获得信息情况下，根据默认的归属地查询天气。

关于阿里云

RT-Thread的一大特点是有各种软件包。但是阿里云的软件包虽然可以连上服务器，但是配网部分我的测试结果是那部分没有移植完成，如果启用了配网，是无法通过编译的。所以设备就无法通过阿里的“云智能”进行配网和绑定设备，无法接入智能生活平台使用。最后只能绕道使用阿里物联网平台和IoT Studio，做了一个手机H5页面来进行控制，速度响应会比app控制慢一些，但是仍然完成了本项目所需要的显示和控制。

关于OLED驱动和硬件I2C

一开始先尝试了RT-Thread的u8g2软件包，确实能很快驱动OLED屏幕。但是它使用了GPIO模拟I2C，却没有使用RT-Tread的软件I2C框架，而我的两个I2C设备都挂在这个I2C总线上，修改起来很麻烦。于是放弃软件I2C，改用硬件I2C，然后毫不意外遇上了传说中的STM32 I2C锁死问题，通过重新初始化解决。
驱动OLED遇到了很多问题，一开始使用局部刷新方式，但是会随机出现一些部分错位。然后改用全局刷新，却在开机的时候垂直错位4个bit。然后debug了很久，通过修改offset设置修复。但是发现运行久了还是会逐渐发生错位。这是一个很奇怪的现象，在其他芯片上没出现过这种问题。可能与I2C锁死的处理方式有关？需要进一步检查。

我还曾经尝试使用硬件I2C + DMA，折腾了2天之后才发现ART-Pi引出的I2C4只支持BDMA，而BMDA只能访问SRAM4，如果要使用DMA就要把buffer存放或者映射到SRAM4，这个...在CubeMX里面操作还比较麻烦，需要修改LD文件。于是暂时放弃。

关于HDC1080

HDC1080的调试也花了不少时间，最开始也曾经尝试使用RT-Thread的HDC1000软件包（与HDC1080兼容）。但是RTT注册了软件I2C1之后，软件包在初始化设备的时候却提示找不到i2c1。于是放弃。软件包使用了传感器框架反而使得初始化和访问变得很复杂。
改用硬件I2C之后，由于HAL进行了I2C读写封装，如果HDC1080直接使用HAL_I2C_MEM_Write（）会导致测量命令发送失败，读取温湿度也失败。网上资料很少，最后终于从国外网友的一篇帖子里面找到灵感，解决了它的读取问题。

源文件简要说明：

├─applications
│  ├── amap_weather.c   //高德天气API相关
│  ├── amap_weather.h
│  ├── app_event.c      //事件和全局变量
│  ├── app_event.h
│  ├── app_oled_hwi2c.c     //OLED硬件I2C驱动
│  ├── app_window_control.c //电机控制相关
│  ├── linkkit_solo.c   //阿里云相关
│  ├── main.c
│  ├── oled.c           //OLED显示相关
│  ├── oledfont.h       //OLED字体相关
│  ├── oled.h
│  ├── sensor_hdc1080.c        //温湿度传感器相关
│  └── SConscript

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Github地址

Github项目地址

图片

第二版实物	手机APP

最后的建议

1. 尽量还是做一个电机部分的电源隔离，否则可能会对OLED显示产生干扰。
2. 如果不隔离，至少要增加一个扩展板5V输出防倒灌二极管。
3. 如果使用推杆这类无需调速的应用，还是继电器最佳。