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码云项目推荐 | Cupkee 智能硬件操作系统

简介

cupkee是一个C语言编写的微型操作系统，它专门设计用于微控制器硬件板。

cupkee建立了一个类似node的运行环境，在内部包含一个简化的javascript解释器作为shell。

cupkee为硬件板提供了即时交互的能力，开发者可以随时对硬件编程并获得即时响应。

cupkee将板卡上的硬件资源抽象为设备，并定义了一组标准方法供开发者使用。

关于cupkee的解释器

支持的硬件

cupkee对硬件进行了抽象，定义为BSP接口，理论上能够被移植到所有GCC编译器支持的处理器上。

支持的处理器：

stm32f103 (当前的BSP是按照stm32f103rc的资源定义实现的)

连接cupkee板

因为大多数硬件板不具备人机交互设施，所以cupkee借用了板卡的usb作为console口；

使用PC或Mac通过usb连接硬件板，使用常规的终端程序即可与cupkee进行交互。

安装usb驱动

cupkee按照usb cdc规范，利用板卡上的usb口作为console。

一些较老电脑操作系统不能直接识别usb cdc设备，使用前需安装驱动程序。

GNU/linux用户

ubuntu12.04以上版本：无需驱动

mac用户

无需驱动，即插即用

windwos用户

windows10, windows8: 无需安装驱动，连接即可使用
windows7, windowsxp: 市面上存在着各种usb转串口设备，理论上安装它们的驱动就可以 (因为没有windows环境，没有实际验证过)

连接cupkee

当你的电脑与cupkee硬件板通过usb线连接后（如有必要，安装驱动），你还需要一个应用程序作为与硬件通信的终端。

mac用户

mac是非常方便的开发平台，其上自带的screen应用即可作为与cupkee的通信终端。(这是我在开发cupkee时的用法)

完整的连接过程如下：

用usb线连接cupkee板和mac
打开mac上的终端程序
在终端中输入命令screen /dev/cu.usbmodemCUPKE1 baudrate (波特率可以随便输入)
screen正常运行后，会清除终端的历史内容，为用户呈现一个干净的新终端界面
键入Enter或其它任意，你将看到cupkee在终端中打印的logo，和输入提示符

$ screen /dev/cu.usbmodemCUPKE1 115200

// screen will be clean
// and show cupkee logo
   ______               __
  / ____/__  __ ____   / /__ ___   ___
 / /    / / / // __ / / //_// _ / / _ /
/ /___ / /_/ // /_/ // ,<  /  __//  __/
/____/ /__,_// .___//_/|_| /___/ /___/
            /_/
>

非mac用户或者不喜欢screen简陋功能

你可以使用其它常用的应用软件，如：putty，xshell，超级终端...

cupkee使用简介

完成上述操作，就可以开始进行硬件编程了。

如:

进行简单的计算
```
> 100 / 20 + 2
7
>
```

定义变量和函数

> var a = 1, b = 2;
undefined
> function fn(x, y) {
.   return x + y
. }
<function>
> fn(a, b)
3

使用原生函数控制硬件

// 更详细信息, 请参考后续介绍及cupkee函数及设备手册

// 控制led
> pinMap(0, 0, 0)   // 定义LED使用的引脚, 此处为PA0
true                // 请根据你的板卡资源进行设置, pinMap(0, port, pin)
> led(1)            // 设置led引脚为高电平
undefined
> led(0)            // 设置led引脚为低电平
undefined
> led()             // 反转led引脚电平
undefined

// 控制pwm
> var pwm = device('pwm', 0) // 申请pwm设备实例0
undefined
> pwm.config('period', 1000) // 设置pwm周期为1000ms
true
> pwm.enable()               // 使能pwm
true
> pwm.write(0, 10)           // 设置pwm通道0占空比为10:990
true
> pwm.write(0, 1000)         // 设置pwm通道0占空比为1000:0
true

// 引脚管理
> pinMap(1, 0, 1)            // 将GPIO PA1 映射为引脚1
undefined
> pinMap(2, 0, 2)            // 将GPIO PA2 映射为引脚2
undefined
> var key = device('pin', 0) // 申请pin设备实例0
undefined
// 为pin设备设置引脚, 使用pin1，pin2
>key.config('pinStart', 1)
true
>key.config('pinNum', 2)
true
>key.config('dir', 'in')     // 设置pin方向: 输入(in)，输出(out)，双向(dual)
true
>key.enable()
true
>key[0]                      // 读取key引脚值
0
>key[1]                      // 读取key引脚值
0
>key('data', function(k) {   // 注册引脚电平变化处理函数
.  if (k[0]) led()
})
true

...

cupkee提供的原生函数

cupkee提供了一组原生函数供开发者使用

show

show函数被设计为一个即时帮助工具，它可以用来打印变量的内容，和当前cupkee支持的原生函数

1. 显示可用原生函数

```
> show()
 * native_function_a
 * native_function_b
   ...
 * native_function_x
undefined  // show函数的返回值, undefined表示该返回值无意义
```

2. 显示变量内容

```
> show(1)
1
undefined  // show函数的返回值, undefined表示该返回值无意义
> show('hello')
"hello"
undefined  // show函数的返回值, undefined表示该返回值无意义
> show([1, 2, 3])
[
  [0]:1
  [1]:2
  [2]:3
]
undefined  // show函数的返回值, undefined表示该返回值无意义
> var a = 0;
undefined  // var语句的返回值, undefined表示该返回值无意义
> show(a)
0
undefined  // show函数的返回值, undefined表示该返回值无意义
```

systicks

cupkee内建有系统定时器，每秒1000次滴答（每毫秒一次）,作为系统程序的通用同步工具。

systicks函数返回系统启动后的总滴答数。

> while(1) {
    if (systicks() > 10000) {
        ...
        break;
    }
}

setTimeout, setInterval, clearTimeout, clearInterval

cupkee提供了一组定时器函数，它们相对于使用systicks管理程序同步更加有效

setTimeout －注册延时(回调)函数，在指定时间后执行
setInveral －注册周期(回调)函数，以指定的时间间隔周期执行
clearTimeout －清除延时函数
clearInterval －清除周期函数

设置定时器

> setTimeout(def f1() {
    ...
}, 1000)                // 定义函数f1，并在1000毫秒后执行
1                       // setTimeout的返回值，定时器编号
> setInterval(def f2() {
    ...
}, 1000)                // 定义函数f2，每1000毫秒执行一次
2                       // setInverval的返回值，定时器编号

清除定时器

> clearTimeout(t)       // 清除延时函数, 参数为setTimeout的返回值
1                       // clearTimeout的返回值，表示清除了一个延时函数
> clearInterval(t)      // 清除周期函数, 参数为setInterval的返回值
1                       // clearInterval的返回值，表示清除了一个周期函数
> clearTimeout()        // 清除所有延时函数
n                       // 实际被清除的延时函数数量
> clearInterval()       // 清除所有周期函数
n                       // 实际被清除的周期函数数量

cupkee上的设备

原生函数device用来创建和查看可用设备。

> device()              // 打印设备列表
device id conf inst
* pin   0    3    2
* adc   0    3    2
...
undefined
>
> var pwm, key, adc
> pwm = device('pwm', 1) // 申请pwm设备实例1
> key = device('pin', 1) // 申请pin设备实例1
> adc = device('adc', 0) // 申请adc设备实例0