1.3 基础教程

预备知识

• 已经安装了包含Newt工具以及工具链的Docker容器，或已经在电脑上完成了安装
• 你已经创建了新的项目空间（目录结构），并使用核心代码库（apache-mynewt-core），或者知道怎么创建一个Mynewt项目
• 有以下一些支持的开发板：
  • Arduino
  • Olimex
  • nRF52

Nordic的nRF52开发工具包支持低功耗蓝牙（BLE）。我们也期待添加新的硬件到这个列表中，如果你想要开发一个新的开发板的板级支持包（BSP），以及硬件抽象层，可以查看Mynewt OS移植相关文档。

1.3.1 Blinky项目——基于STM32F4-Discovery

本教程演示了如何创建、构建以及在STM32F4-Discovery板上运行Blinky应用。

0. 准备工作

• 一块STM32F4-Discovery板
• 连接开发板的UWB线
• 安装好OpenOCD

1. 创建项目

若还没有创建项目，创建一个新项目，若已经创建了项目可跳过，直接创建目标。

$ mkdir ~/dev
$ cd ~/dev
$ newt new myproj
Downloading project skeleton from apache/mynewt-blinky...
Installing skeleton in myproj...
Project myproj successfully created.
$ cd myproj
$ newt install
apache-mynewt-core
$

2. 创建目标

需要为开发板创建两个目标：一个bootloader，一个为Blinky应用。

通过newt target命令创建目标stm32f4disc_boot，特别需要注意bsp的选择，由于stm32f4discovery已经在apache-mynewt-core中支持，从而可以直接使用。

$ newt target create stm32f4disc_boot
$ newt target set stm32f4disc_boot app=@apache-mynewt-core/apps/boot
$ newt target set stm32f4disc_boot bsp=@apache-mynewt-core/hw/bsp/stm32f4discovery
$ newt target set stm32f4disc_boot build_profile=optimized

接下来可以创建应用目标stm32f4disc_blinky。

$ newt target create stm32f4disc_blinky
$ newt target set stm32f4disc_blinky app=apps/blinky
$ newt target set stm32f4disc_blinky bsp=@apache-mynewt-core/hw/bsp/stm32f4discovery
$ newt target set stm32f4disc_blinky build_profile=debug

创建两个目标后，我们可以通过运行newt target show命令来查看目标及配置：

$ newt target show
targets/stm32f4disc_blinky
    app=apps/blinky
    bsp=@apache-mynewt-core/hw/bsp/stm32f4discovery
    build_profile=debug
targets/stm32f4disc_boot
    app=@apache-mynewt-core/apps/boot
    bsp=@apache-mynewt-core/hw/bsp/stm32f4discovery
    build_profile=optimized

3. 生成目标可执行文件

1）生成bootloader文件：

$ newt build stm32f4disc_boot
Building target targets/stm32f4disc_boot
Compiling repos/apache-mynewt-core/boot/bootutil/src/image_ec.c
Compiling repos/apache-mynewt-core/boot/bootutil/src/image_ec256.c
Compiling repos/apache-mynewt-core/boot/bootutil/src/bootutil_misc.c
Compiling repos/apache-mynewt-core/apps/boot/src/boot.c
Compiling repos/apache-mynewt-core/boot/bootutil/src/image_rsa.c
Compiling repos/apache-mynewt-core/boot/bootutil/src/image_validate.c
Compiling repos/apache-mynewt-core/boot/bootutil/src/loader.c
    ...
Archiving sys_flash_map.a
Archiving sys_mfg.a
Archiving sys_sysinit.a
Archiving util_mem.a
Linking ~/dev/myproj/bin/targets/stm32f4disc_boot/app/apps/boot/boot.elf
Target successfully built: targets/stm32f4disc_boot

2）生成blinky应用程序：

$newt build stm32f4disc_blinky
Building target targets/stm32f4disc_blinky
Compiling apps/blinky/src/main.c
Compiling repos/apache-mynewt-core/hw/bsp/stm32f4discovery/src/sbrk.c
Compiling repos/apache-mynewt-core/hw/bsp/stm32f4discovery/src/system_stm32f4xx.c
Compiling repos/apache-mynewt-core/hw/bsp/stm32f4discovery/src/hal_bsp.c
Assembling repos/apache-mynewt-core/hw/bsp/stm32f4discovery/src/arch/cortex_m4/startup_STM32F40x.s
Compiling repos/apache-mynewt-core/hw/cmsis-core/src/cmsis_nvic.c
Compiling repos/apache-mynewt-core/hw/drivers/uart/src/uart.c
Compiling repos/apache-mynewt-core/hw/drivers/uart/uart_hal/src/uart_hal.c
Compiling repos/apache-mynewt-core/hw/hal/src/hal_common.c
Compiling repos/apache-mynewt-core/hw/hal/src/hal_flash.c
    ...
Archiving sys_sysinit.a
Archiving util_mem.a
Linking ~/dev/myproj/bin/targets/stm32f4disc_blinky/app/apps/blinky/blinky.elf
Target successfully built: targets/stm32f4disc_blinky

4. 签名及创建Blinky应用镜像

通过newt create-image命令创建以及签名应用镜像，示例中设置为1.0.0。

$newt create-image stm32f4disc_blinky 1.0.0
App image succesfully generated: ~/dev/myproj/bin/targets/stm32f4disc_blinky/app/apps/blinky/blinky.img

5. 连接到开发板

通过USB连接到PC以及开发板：

注意：为了能够保证能够将应用程序下载到开发板，需要按照STM32F4-Discovery提示安装相关STM32驱动，以便能够通过STLink连接到MCU。

6. 加载bootloader以及Blinky应用镜像

首先运行newt load stm32f4disc_boot命令加载bootloader到开发板。

当bootloader成功加载到开发板后，加载应用镜像：

$ newt load stm32f4disc_blinky
Loading app image into slot 1

加载成功后将会看到LD4绿色LED开始闪烁，若未闪烁，尝试复位开发板。

1.3.2 在项目中添加仓库

一个存储仓库是指版本化的Mynewt项目，它是一个Mynewt包按照特定的方式进行组织以便再分配的集合。

存储仓库与Mynewt项目的一个区别在于描述存储仓库的repository.yml文件。

社区通过存储仓库的方式共享Mynewt包和项目，从而Mynewt仓库非常有用。

通过存储仓库，可以添加mynewt-core并没有包含的功能，且一个新的仓库可能由于以下一些原因：

• 专业，个人或组织可以通过仓库的形式分享一些专业的知识，例如芯片供应商可以通过创建一个仓库来保持Mynewt系统对其芯片的支持。
• 非核心组件，一些组件可能对Mynewt用户比较有用，但并不是所有用户都有用，从而以仓库形式可选。
• 软件许可，有些软件许可与ASF（Apache Software Foundation）许可不兼容，对于有些用户而言又是非常重要的，但是却也不能包含到apache-mynewt-core中。

对于一个项目而言，在project.yml文件中，我们可以看到相关的仓库信息：

project.repositories:
    - apache-mynewt-core
# 下面为仓库的一些信息，类型、版本、作者、仓库
repository.apache-mynewt-core:
    type: github
    vers: 1.4.1
    user: apache
    repo: mynewt-core

当前而言，newt工具还不能定位和搜索Mynewt软件包仓库。但是，由于newt只支持github，在搜索Mynewt的软件包之前可以通过搜索github来替代。

搜索github时，需要注意，由于mynewt仓库必须在根目录中有一个repository.yml文件。如果没有看到该文件，那么就并不是一个mynewt存储库，不能通过newt工具包含在项目中。

当找到需要的仓库，将github URL添加到repository.yml文件中即可。

a.在项目外创建一个仓库

在项目外创建一个仓库，首先需要创建一个repository.yml文档，由于当前的包管理仅支持git，从而可以在github下操作，且需要在master分支中。

repository.yml文件定义所有repository的版本，且对应与项目控制中的tags。

Newt工具常常从master分支中取repository.yml文件，然后根据该文件来查找在项目中真实使用，需要、依靠的分支，因此需要保证repository.yml文件在master分支下。

repo.name: apache-mynewt-core
repo.versions:
    "0.7.9": "Mynewt_0_8_0_b2_tag"
    "0-latest": "0.7.9"
    "0.8-latest": "0.7.9"

• repo.name，在project.yml中需要添加的库的名称，当添加到一个项目中时需要在project.repositories中添加。

• repo.versions，为用户提供各个版本信息，便于用户使用参考。repo版本的格式：

  <major_num>.<minor_num>.<revision_num>

  <major_num>.<minor_num>-<stability string>

  <major_num>-<stability string>
  #statility包含三个选项：stable,dev,latest

在项目project.yml中可以指定对应的版本。

当开发的仓库依赖其他仓库时，需要在repository.yml文件中一并记录，如apache-mynewt-core依赖于sterlys-little-repo：

develop.repositories:
    sterlys-little-repo:
        type: github
        vers: 0.8-latest
        user: sterlinghughes
        repo: sterlys-little-repo

这样Newt工具就可以循环处理相关依赖的仓库。

b.访问私有仓库

处于版权原因，可能有些依赖仓库为私有仓库，newt工具需要配置私有仓库的访问令牌或用户的登录认证和密码。而用户信息可以通过两种方式来设定。

1、project.yml文件中指定。

repository.my-private-repo:
    type: github
    vers: 0-dev
    user: owner-of-repo
    repo: repo-name
    token: '8ab6433f8971b05c2a9c3341533e8ddb754e404e'  #两种方式二选一
    login: githublogin
    password: githubpassword

2、在$HOME/.newt/repos.yml中配置：

repository.my-private-repo:
    token: '8ab6433f8971b05c2a9c3341533e8ddb754e404e'
    login: githublogin
    password: githubpassword

c.更新仓库

对于仓库的更新非常方便，直接运行newt upgrade即可。

newt工具将查看project.yml中所需要的版本，并将其与project.state中的版本所比较，如果二者不同，newt将升级依赖项，升级时不仅仅是针对project.yml中的依赖，还同时将升级所有可能的子依赖项。

1.3.3 BLE

本节的教程将帮助你开始试用Mynewt的BLE协议栈：NimBLE。第一个教程简单的解释了如何为目标定义一个新的应用。且这些教程将会越来越复杂，包括如何写自己的信标，利用仓库中的示例应用来制作自己的终端外设，试用HCI接口等。

a.建立一个简单的NimBLE应用

b.BLE信标

c.BLE Eddystone

蓝牙信标设备通过对外广播以宣告其存在。Eddystone协议建立在标准的BLE广播规范之上，支持多种数据包类型：

• Eddystone-UID：具有10字节命名空间组件和6字节实例组件的唯一静态ID
• Eddystone-URL：一个被压缩的URL，客户端可直接解析，解压缩后使用，可用于感知周边信息
• Eddystone-TIM：“遥测”数据包，与Eddystone-UID或Eddystone-URL包一起广播，并包含信标的状态信息（如电量信息）
• Eddystone-EID：广播一个短暂的标识，每隔几分钟就会改变，只允许有权解析的用户使用信标

d.BLE外设项目

e.HCI访问NimBLE控制器

参考地址：

1、http://mynewt.apache.org/latest/tutorials/tutorials.html

2、Eddystone，https://developers.google.com/beacons/eddystone

1.3.4 LoRa

本节将演示如何为A类或C类设备创建一个LoRa Shell应用程序，并完成一些基础功能，如连接和发送数据包到LoRa网关/服务器。

注意：使用前须有一个运行的LoRa网关和LoRa网络服务器，且用户是理解如何配置和操作LoRa网关/服务器，以便能够与A类或C类设备通信。

0.关于LoRaWAN

LoRaWAN设备终端分类：

Class A

Class A是LoRaWAN的主流，终端根据自己的需要上传数据包，该数据包可被一个或多个网关接收，1秒后由LoRa服务器选择最佳的Gateway下发数据包，终端划分了两个接收时隙Rx Slot1和Rx Slot2，间隔均为1s，若第一个时隙窗口接收成功则不再打开第二个时隙窗口。

Class A节能效果最好，除发送与两个接收时隙，其余时间都休眠，从而只有终端上报时才能下发数据。

Class B

Class B的终端每128秒接收Gateway广播的Beacon，用于校准自身的时钟。在2个Beacon之间，终端会开启一些接收窗口（ping slot），若收到网关的preamble，那么将接收完整的下行数据包。

Class B的终端根据自身电量和应用的需要，选择ping slot的数量，以达到节能和下行通信的折中。

Class C

Class C为充足供电的actuator设计，除了发送数据包及Rx Slot1外，都开启接收，以便能够随时接收服务器下行数据。

1. 准备工作

• 使用Telenor EE02模块
• Segger J-Link或类似调试器
• LORA网关
• newt相关工作环境

2. 创建项目

$ mkdir ~/dev
$ cd ~/dev
$ newt new mylora
Downloading project skeleton from apache/mynewt-blinky...
Installing skeleton in mylora...
Project mylora successfully created.
$ cd mylora

3. 安装依赖

$ newt install -v
apache-mynewt-core
Downloading repository description for apache-mynewt-core... success!
...
apache-mynewt-core successfully installed version 1.2.0-none
...

4. 创建目标

$ newt target create telee02_boot
$ newt target set telee02_boot bsp=@apache-mynewt-core/hw/bsp/telee02
$ newt target set telee02_boot app=@apache-mynewt-core/apps/boot
$ newt target set telee02_boot build_profile=optimized
$ newt target create lora_app_shell_telee02
$ newt target set lora_app_shell_telee02 bsp=@apache-mynewt-core/hw/bsp/telee02
$ newt target set lora_app_shell_telee02 app=@apache-mynewt-core/apps/lora_app_shell
$ newt target set lora_app_shell_telee02 build_profile=optimized

lora app shell应用需要一些附加的系统配置变量，在dev/mylora/targets/lora_app_shell下创建syscfg.yml文件：

### Package: targets/lora_app_shell_telee02
syscfg.vals:
    SHELL_CMD_ARGC_MAX: "20"
    LORA_MAC_TIMER_NUM: "4"
    TIMER_4: "1"

通过newt target show查看目标是否配置正确：

$ newt target show telee02_boot
targets/telee02_boot
    app=@apache-mynewt-core/apps/boot
    bsp=@apache-mynewt-core/hw/bsp/telee02
    build_profile=optimized
$ newt target show lora_app_shell_telee02
targets/lora_app_shell_telee02
    app=@apache-mynewt-core/apps/lora_app_shell
    bsp=@apache-mynewt-core/hw/bsp/telee02
    build_profile=optimized
    syscfg=LORA_MAC_TIMER_NUM=4:SHELL_CMD_ARGC_MAX=20:TIMER_4=1

5. 生成可执行文件

$ newt clean telee02_boot
$ newt build telee02_boot
Building target targets/telee02_boot
Compiling repos/apache-mynewt-core/boot/bootutil/src/image_rsa.c
Compiling repos/apache-mynewt-core/boot/bootutil/src/image_ec.c
Compiling repos/apache-mynewt-core/boot/bootutil/src/image_ec256.c
        . . .
Archiving telee02_boot-sysinit-app.a
Archiving util_mem.a
Linking /Users/wes/dev/wes/bin/targets/telee02_boot/app/apps/boot/boot.elf
Target successfully built: targets/telee02_boot
$ newt clean lora_app_shell_telee02
$ newt build lora_app_shell_telee02
Building target targets/lora_app_shell_telee02
Assembling repos/apache-mynewt-core/hw/bsp/telee02/src/arch/cortex_m4/gcc_startup_nrf52_split.s
Compiling repos/apache-mynewt-core/encoding/base64/src/hex.c
Compiling repos/apache-mynewt-core/encoding/base64/src/base64.c
        . . .
Archiving util_mem.a
Archiving util_parse.a
Linking /Users/wes/dev/wes/bin/targets/lora_app_shell_telee02/app/apps/lora_app_shell/lora_app_shell.elf
Target successfully built: targets/lora_app_shell_telee0

注意：newt clean不是必须操作，但却是一个好的习惯。

6. 签名及创建应用镜像

通过newt create-image命令创建以及签名应用镜像，只用应用镜像需要此步骤，bootloader则不需要。

7. 下载bootloader及加载应用镜像

使用USB将评估板连接到电脑，使用J-Link调试器连接到设备，并通过Uart连接到终端。

8. OTA连接与数据传输

1.3.5 OS基础——事件与事件队列

1.3.6 OS基础——任务及优先级管理

1.3.7 远程设备管理——Newt Manager

1.3.8 远程设备管理——空中升级