🥬FRDM‐K64F开发板 ARM Mbed 在线编译器嵌入式和物联网开发
FRDM-K64F | C/C++ | ARM Mbed | LED | 脉宽调制(PWM) | 光电传感器 | 加速度计 | 磁力计 | SD卡 | 本地文件系统 | 串口 | 串行外设接口SPI | I2C | CAN | 以太网客户端/服务器 | TCP/UDP | WebSockets | WiFi | 低通滤波器 (LPF) | 高通滤波器 (HPF) | 带通滤波器 (BPF) | 带阻滤波器和陷波滤波器 | 快速傅里叶变换FFT | PID控制器 | 灯控声控 | RFID读取器 | 信号处理
传感器和执行器
传感器是将物理参数转换为电输出的设备。 传感器是换能器的一种。 传感器可分为模拟传感器和数字传感器。 模拟传感器以电压和电流的形式提供输出。 微控制器需要 ADC（模数转换器）读取来自模拟传感器的数据。 许多较新的传感器都是数字传感器，即它们使用 I2C（内部集成电路）、SPI（串行外设接口）和 UART（通用异步接收器）等协议以数字格式提供输出。
执行器是将电信号转换为物理输出（即运动）的设备。 执行器可以通过电压或电流、气动或液压、甚至人力来控制。 在嵌入式系统中，执行器主要由电力控制。 当接收到控制信号时，执行器将电能转换为机械运动。 执行器可以产生线性运动、旋转运动或振荡运动。 执行器的示例包括电动机、压电致动器、气动致动器、步进电机和门锁致动器等。
通讯
除了以太网、WiFi、蓝牙等传统通信技术外，还有许多其他技术可用于物联网通信。
RFID 和 NFC（近场通信）
低功耗蓝牙 (BLE)
光保真 (LiFi)
6LoWPAN
ZigBee
Z‐Wave
LoRa
协议
HTTP
WebSocket
MQTT
CoAP
XMPP
Node-RED
Node-RED是IBM开发的基于Web的开源软件工具，可用于通过互联网连接硬件设备。借助 Node-RED，您可以将 mbed 开发板连接到互联网，读取传感器值，将其显示在图表、网页、电子邮件等消息中。 您还可以将命令发送回开发板以执行一些控制。 它是一种基于图形的编程工具，使用称为节点的功能块来构建程序。 您所需要做的就是连接节点并配置它们。 这使得许多编程任务变得非常简单且易于实现。 图 3.4 显示了在 Node-RED 中实现的一个简单的基于 WebSocket 的聊天程序。
嵌入式代码开发
初始代码：闪烁 LED
拓展代码
控制继电器
屏载 QWERTY 触摸键盘的 TFT 显示屏演示
SDFileSystem 替代 LocalFileSystem 写入 SD 卡
挤出机/热床PID控制
使用 Steinhart-Hart 方程进行热敏电阻到温度转换的演示
光传感器示例
温湿度传感器示例
USB HID 鼠标/键盘示例
HTTP SD 卡文件服务器
使用整流器和低通滤波器对数字包络检波器进行测试
使用 Python 编写的 GUI 软件从电脑控制 FRDM-K64F板
2 个线程的矩阵乘法
光和温度控制
使用 mbed websocket 发送由字母和数字组成的消息控制RGB LED
有限状态机
数据记录器每隔几秒读取一次温度、湿度和光照水平，并将数据存储在 microSD 卡中
数字输入输出
使用按钮和 PIR 传感器
数字输入示例：
#include "mbed.h"
DigitalIn mypin(SW2); // change this to the button on your board
DigitalOut myled(LED1);
int main()
{
// check mypin object is initialized and connected to a pin
if (mypin.is_connected()) {
printf("mypin is connected and initialized! \n\r");
}
// Optional: set mode as PullUp/PullDown/PullNone/OpenDrain
mypin.mode(PullNone);
// press the button and see the console / led change
while (1) {
printf("mypin has value : %d \n\r", mypin.read());
myled = mypin; // toggle led based on value of button
ThisThread::sleep_for(250);
}
}#include "mbed.h"
DigitalIn a(D0);
DigitalIn b(D1);
DigitalOut z_not(LED1);
DigitalOut z_and(LED2);
DigitalOut z_or(LED3);
DigitalOut z_xor(LED4);
int main()
{
while (1) {
z_not = !a;
z_and = a && b;
z_or = a || b;
z_xor = a ^ b;
}
}
数字输出示例：
#include "mbed.h"
DigitalOut myled(LED1);
int main()
{
// check that myled object is initialized and connected to a pin
if (myled.is_connected()) {
printf("myled is initialized and connected!\n\r");
}
// Blink LED
while (1) {
myled = 1; // set LED1 pin to high
printf("myled = %d \n\r", (uint8_t)myled);
ThisThread::sleep_for(500);
myled.write(0); // set LED1 pin to low
printf("myled = %d \n\r", myled.read());
ThisThread::sleep_for(500);
}
}批量输入示例：
#include "mbed.h"
BusIn nibble(D0, D1, D2, D3); // Change these pins to buttons on your board.
int main()
{
// Optional: set mode as PullUp/PullDown/PullNone/OpenDrain
nibble.mode(PullNone);
while (1) {
// check bits set in nibble
switch (nibble & nibble.mask()) { // read the bus and mask out bits not being used
case 0x0:
printf("0b0000, D3,D2,D1,D0 are low \n\r");
break;
case 0x1:
printf("0b0001, D0 is high \n\r");
break;
case 0x2:
printf("0b0010, D1 is high \n\r");
break;
case 0x3:
printf("0b0011, D1,D0 are high \n\r");
break;
case 0x4:
printf("0b0100, D2 is high \n\r");
break;
case 0x5:
printf("0b0101, D2, ,D0 are high \n\r");
break;
case 0x6:
printf("0b0110, D2,D1 are high \n\r");
break;
case 0x7:
printf("0b0111, D2,D1,D0 are high \n\r");
break;
case 0x8:
printf("0b1000, D3 is high \n\r");
break;
// ...
case 0xF:
printf("0b1111, D3,D2,D1,D0 are high \n\r");
break;
}
ThisThread::sleep_for(1000);
}
}
模拟输入输出
使用温度传感器和 LDR(光敏电阻) 传感器
脉冲宽度调制
加速度计和磁力计
SD卡读写
本地文件系统
中断
数字接口
串口、SPI、I2C、CAN
网络通讯
以太网、以太网网络客户端和服务器、TCP和UDP套接字、WebSocket、WiFi
数字信号处理
低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器和陷波滤波器、快速傅里叶变换、PID控制器
多线程和实时编程
物联网开发项目示例
网络监控温度、智能灯控、声控门禁、RFID读取器、云端数据分析和可视化示例、实时信号处理
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