微控指南针（1）西电通院微控上位机（安卓）指南 2024版本 ...

 1.前言：

        本文章写于 2024通院微控竣事阶段。首先微控这个课吧，很耗费经历，对于很多组来说都是一道坎，尤其是头一次接触的上位机（安卓）部门。其次，这门课程的分工很重要，肯定要找到适合自己的三个队友，你永久不知道会分到什么样的队友，希望你不要酿成一个组里干所有活的夫役。
        由于本人在微控期间涉及了除了MCU和L610的所有部门（因为这两个有大佬队友来），以是本人想以一个初学者的角度，写一篇速通微控指南，大概会涵盖很多方面（如果我不懒的话），接下来，我先写下上位机部门的指南。由于本篇只是提供一个学习路线与debug的经历，不足之处，往大家包涵。
        对我而言，上位机部门更像是做裁缝，除了GUI别的部门真就东拼西凑，没整出来啥实际的东西，大多数时间都在写bug和debug（bushi，以是选择上位机分工，各位要有点心理预备，很多组末了都会因为上位机通宵，各位加油！
2.前期预备：

1.设备：

        通院接纳的设备为friendly arm公司Smart4418SDK，个人认为设备主要有以下几点重要须知：

• 注意启动方式：设备主要有两种启动方式，SD卡启动和内存启动，详情可以看老师在学在西电课程章节中上传的视频。很多时候不肯定是设备坏了，大概是误触了相干开关。
  
• 注意关机方式：肯定要先长按关机再拨开关，末了拔电源线。由于设备年久失修，这样是最好的包管设备不烂在手里的方式（bushi。具体演示也可以看老师在学在西电课程章节中上传的视频。
  
• 注意打开USB调试和检查数据线：首先是打开USB调试，这个闲言少叙，大家能上这个专业多少都了解，不会的也可以去看老师发的视频。最重要的是检查发的数据线是否可用，因为很多数据线都是学长自己配的，原装数据线十不存一（不要问我怎么知道的）。以是有时候无法连接并不是你的问题，或许换一根数据线就好了。
  
• 注意UART口的选择，这里建议选择UART3，最适合接线，其余的或多或少都有问题。
  

 2.软件：

        软件分以下几个部门来说：

• Java环境配置：这个在数电课程大作业里做运算单元时应该都配过了，没配过的可以参考这篇文章：
  Java环境配置
  
• Android studio版本的选择：以下Android studio简称AS。这里我建议选择2019版本，因为更加稳固，而且本文章的所有代码也是在2019版本上编写的，且AS的工程移植性极差，故建议使用2019版本。
  为了方便同砚，我将如何下载和安装最新版AS的文章和2019版本的安装包都附录如下：
  AS下载与安装
  2019版AS下载
  此外，AS的具体使用可以参考这篇文章：
  AS根本使用
  
• 国内镜像源：在初次使用AS大概导入信你的工程文件时候，肯定会面临gradle下载慢的问题，解决这个问题可以点击如下链接：
  gradle镜像源替换
  
• 众所周知，AS是一款很难卸载的软件，每次需要更换版本都十分困难，这里我将引用一篇文章来为大家先容AS的卸载：
  彻底卸载AS
  

 3.adb的安装与使用：

        在初期GUI制作阶段，大概通过AS里自带的步调就可以将软件下载到上位机中。但是，我们在后期需要调用串口时，需要经过签名生成apk文件，然后将apk文件安装进上位机中，如此你所编写的软件才能顺遂的打开串口进行与MCU的通信。
        固然可以通过VIVO手机助手进行链接和下载（蓝厂就是最diao的！！！），但我还是更推荐adb安装，更快，效率更高，同时还有肯定的调试功能。
        这里我也是引用一篇教程，通俗易懂。至于VIVO手机助手，大家可以查阅学长的视频讲授。
adb的安装及使用详解
3.GUI的界面制作：

1.GUI界面的计划：

        在大约第五周的时候，老师会让你们交一份GUI的计划稿。这个以后是要跟着后续功能的，以是说建议慎重一点，跟组员讨论敲定后再计划。
         在计划GUI时，有两种计划方式，一种类似于制作PPT，就用office和WPS就可以完成，因为这玩意原来也不高端，就是一层皮。还有一种方式就是使用Figma这款计划软件，他好就幸亏免费且有汉化社区，而且可以适配平板，还可以实现跳转，可以帮你理清前期逻辑，这玩意学习成本比较低，我就不在此赘述了，有爱好的同砚可以在B站上看up的课程，但是自学效率更快，具体链接如下：
Figma教程
2.GUI的制作

        这个没什么可以说的，也是看b站的速成课，同时学在西电中老师也放了一些指南。纯前端边边的东西，学习成本不高，一周左右速通差不多。具体课程附录如下：
GUI零基础

（ps：这个老师讲的挺不错的）

3.注意事项：

• 肯定肯定不要拖动组件！！！ 这样很轻易造成你的GUI下载下来一团乱麻。
  
• 肯定要记着在Mainfest文件中定义页面优先级，不然很轻易下载一堆进来。
  

4.通信部门： 

        最大的boss来啦!不外不怕，咱们庖丁解牛，懂得代码用处天然做起来得心应手。
 1.硬件包的导入：

        这部门时第一步的预备部门，需要引入对应的驱动，这里呢老师们在学在西电的文件里有具体的解说，我就不外多赘述了，对应的文件也在学在西电的资料中，同砚们可以自行查阅。
2.串口助手： 

        在第一次进行数据链联调时，我们往往都是先使用上位机的串口助手来进行的，这个串口助手的工程我会附录在文章末了，具体使用不用我说大家应该都会，接下来我们将会对串口助手的java代码进行一个详解。

• 包和导入：这些导入语句引入了Android开发所需的各种类和接口，以及用于硬件控制的FriendlyARM库。
  1. package com.example.sang.testserial; // 定义包名
  3. import android.app.Activity; // 导入Activity类
  4. import android.content.res.Configuration; // 导入Configuration类
  5. import android.os.Bundle; // 导入Bundle类
  6. import android.view.View; // 导入View类
  7. import android.view.View.OnClickListener; // 导入OnClickListener接口
  8. import android.widget.Button; // 导入Button类
  9. import android.widget.EditText; // 导入EditText类
  10. import android.widget.ScrollView; // 导入ScrollView类
  11. import android.widget.TextView; // 导入TextView类
  12. import android.util.Log; // 导入Log类
  13. import android.text.Html; // 导入Html类
  14. import android.widget.Toast; // 导入Toast类
  15. import java.util.Timer; // 导入Timer类
  16. import java.util.TimerTask; // 导入TimerTask类
  17. import com.friendlyarm.FriendlyThings.HardwareControler; // 导入HardwareControler类
  18. import com.friendlyarm.FriendlyThings.BoardType; // 导入BoardType类
  20. import android.os.Handler; // 导入Handler类
  21. import android.os.Message; // 导入Message类
  22. import android.content.Context; // 导入Context类
  23. import android.content.Intent; // 导入Intent类

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•  主类定义与成员变量定义：这些变量用于存储UI组件、串口配置和数据缓冲区等信息。
  1. public class MainActivity extends Activity implements OnClickListener { // 定义MainActivity类，继承Activity并实现OnClickListener接口
  3.     private static final String TAG = "SerialPort"; // 定义日志标签
  4.     private TextView fromTextView = null; // 定义TextView变量
  5.     private EditText toEditor = null; // 定义EditText变量
  6.     private final int MAXLINES = 200; // 定义最大行数
  7.     private StringBuilder remoteData = new StringBuilder(256 * MAXLINES); // 定义StringBuilder用于存储接收到的数据
  9.     // NanoPC-T4 UART4
  10.     private String devName = "/dev/ttyAMA3"; // 定义串口设备名
  11.     private int speed = 115200; // 定义串口波特率
  12.     private int dataBits = 8; // 定义数据位
  13.     private int stopBits = 1; // 定义停止位
  14.     private int devfd = -1; // 定义设备文件描述符

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•  onDestory：在活动销毁时，取消定时器并关闭串口。
  1.     @Override
  2.     public void onDestroy() { // 重写onDestroy方法
  3.         timer.cancel(); // 取消定时器
  4.         if (devfd != -1) { // 如果设备文件描述符有效
  5.             HardwareControler.close(devfd); // 关闭串口
  6.             devfd = -1; // 重置设备文件描述符
  7.         }
  8.         super.onDestroy(); // 调用父类的onDestroy方法
  9.     }

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• onCreat：在活动创建时，根据设备的方向加载不同的布局文件，初始化UI组件，并实验打开串口。如果串口打开成功，启动定时器定期检查数据。
  1.     @Override
  2.     public void onCreate(Bundle savedInstanceState) { // 重写onCreate方法
  3.         super.onCreate(savedInstanceState); // 调用父类的onCreate方法
  4.         if (this.getResources().getConfiguration().orientation == Configuration.ORIENTATION_LANDSCAPE) { // 如果设备处于横屏模式
  5.             setContentView(R.layout.serialport_dataprocessview_landscape); // 设置横屏布局
  6.         } else if (this.getResources().getConfiguration().orientation == Configuration.ORIENTATION_PORTRAIT) { // 如果设备处于竖屏模式
  7.             setContentView(R.layout.serialport_dataprocessview); // 设置竖屏布局
  8.         }
  10.         String winTitle = devName + "," + speed + "," + dataBits + "," + stopBits; // 构建窗口标题
  11.         setTitle(winTitle); // 设置窗口标题
  13.         ((Button)findViewById(R.id.sendButton)).setOnClickListener(this); // 设置发送按钮的点击监听器
  15.         fromTextView = (TextView)findViewById(R.id.fromTextView); // 获取TextView组件
  16.         toEditor = (EditText)findViewById(R.id.toEditor); // 获取EditText组件
  18.         /* no focus when begin */
  19.         toEditor.clearFocus(); // 清除焦点
  20.         toEditor.setFocusable(false); // 设置不可获得焦点
  21.         toEditor.setFocusableInTouchMode(true); // 设置在触摸模式下可获得焦点
  23.         devfd = HardwareControler.openSerialPort(devName, speed, dataBits, stopBits); // 打开串口
  24.         if (devfd >= 0) { // 如果串口打开成功
  25.             timer.schedule(task, 0, 500); // 启动定时器，每500毫秒执行一次任务
  26.         } else { // 如果串口打开失败
  27.             devfd = -1; // 重置设备文件描述符
  28.             fromTextView.append("Fail to open " + devName + "!"); // 显示错误信息
  29.         }
  30.     }

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• 定时器和处理器（吸收部门）：定时器每500毫秒发送一次消息给处理器，处理器检查串口是否有数据可读，如果有则读取数据并更新UI。
  1.     private final int BUFSIZE = 512; // 定义缓冲区大小
  2.     private byte[] buf = new byte[BUFSIZE]; // 定义缓冲区
  3.     private Timer timer = new Timer(); // 定义定时器
  4.     private Handler handler = new Handler() { // 定义处理器
  5.         public void handleMessage(Message msg) { // 重写handleMessage方法
  6.             switch (msg.what) { // 根据消息类型进行处理
  7.                 case 1: // 如果消息类型为1
  8.                     if (HardwareControler.select(devfd, 0, 0) == 1) { // 检查串口是否有数据可读
  9.                         int retSize = HardwareControler.read(devfd, buf, BUFSIZE); // 读取串口数据
  10.                         if (retSize > 0) { // 如果读取到数据
  11.                             String str = new String(buf, 0, retSize); // 将数据转换为字符串
  12.                             remoteData.append(str); // 将数据追加到remoteData中
  14.                             if (fromTextView.getLineCount() > MAXLINES) { // 如果TextView中的行数超过最大行数
  15.                                 int nLineCount = fromTextView.getLineCount(); // 获取当前行数
  16.                                 int i = 0; // 定义计数器
  17.                                 for (i = 0; i < remoteData.length(); i++) { // 遍历remoteData
  18.                                     if (remoteData.charAt(i) == '\n') { // 如果遇到换行符
  19.                                         nLineCount--; // 行数减一
  21.                                         if (nLineCount <= MAXLINES) { // 如果行数小于等于最大行数
  22.                                             break; // 退出循环
  23.                                         }
  24.                                     }
  25.                                 }
  26.                                 remoteData.delete(0, i); // 删除多余的行
  27.                                 fromTextView.setText(remoteData.toString()); // 更新TextView内容
  28.                             } else { // 如果行数未超过最大行数
  29.                                 fromTextView.append(str); // 追加数据到TextView
  30.                             }
  32.                             ((ScrollView)findViewById(R.id.scroolView)).fullScroll(View.FOCUS_DOWN); // 滚动到最底部
  33.                         }
  34.                     }
  35.                     break;
  36.             }
  37.             super.handleMessage(msg); // 调用父类的handleMessage方法
  38.         }
  39.     };
  40.     private TimerTask task = new TimerTask() { // 定义定时任务
  41.         public void run() { // 重写run方法
  42.             Message message = new Message(); // 创建消息对象
  43.             message.what = 1; // 设置消息类型
  44.             handler.sendMessage(message); // 发送消息
  45.         }
  46.     };

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• onClick：当发送按钮被点击时，获取toEditor中的文本并通过串口发送。如果发送成功，清空输入框并更新表现区域。
  1.     public void onClick(View v) { // 重写onClick方法
  2.         switch (v.getId()) { // 根据点击的视图ID进行处理
  3.             case R.id.sendButton: // 如果点击的是发送按钮
  4.                 String str = toEditor.getText().toString(); // 获取输入框中的文本
  5.                 if (str.length() > 0) { // 如果文本不为空
  6.                     if (str.charAt(str.length() - 1) != '\n') { // 如果文本末尾不是换行符
  7.                         str = str + "\n"; // 添加换行符
  8.                     }
  9.                     int ret = HardwareControler.write(devfd, str.getBytes()); // 发送数据到串口
  10.                     if (ret > 0) { // 如果发送成功
  11.                         toEditor.setText(""); // 清空输入框
  13.                         str = ">>> " + str; // 添加前缀
  14.                         if (remoteData.length() > 0) { // 如果remoteData不为空
  15.                             if (remoteData.charAt(remoteData.length() - 1) != '\n') { // 如果remoteData末尾不是换行符
  16.                                 remoteData.append('\n'); // 添加换行符
  17.                                 fromTextView.append("\n"); // 在TextView中添加换行符
  18.                             }
  19.                         }
  20.                         remoteData.append(str); // 将数据追加到remoteData中
  21.                         fromTextView.append(str); // 将数据追加到TextView中
  23.                         ((ScrollView)findViewById(R.id.scroolView)).fullScroll(View.FOCUS_DOWN); // 滚动到最底部
  24.                     } else { // 如果发送失败
  25.                         Toast.makeText(this, "Fail to send!", Toast.LENGTH_SHORT).show(); // 显示错误信息
  26.                     }
  27.                 }
  28.                 break;
  29.         }
  30.     }
  31. }

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以上就是串口助手代码的所有详解。 
3.代码的更改： 

        如果你需要发送固定字符，可以按照我下面的代码对于onClick的部门进行更改：

1.    int ret;
2.     public void onClick(View v) {
3.             switch (v.getId()) {
5.             case R.id.btn_login1_2:
6.                 String str4 = "*d0300";
7.                 String str5 = "*d3000";
8.                 if (str77 == 2) {
9.                     ret = HardwareControler.write(devfd, str4.getBytes());//这是发送数据的代码，ret是发送的字节数的返回值
10.                 }else{
11.                     ret = HardwareControler.write(devfd, str5.getBytes());
12.                 }
14.                     if (ret > 0) {          //如果返回的ret大于0，说明发送成功了
15.                         Toast.makeText(this, "sucess!", Toast.LENGTH_SHORT).show();
16.                         Intent intent =null;
17.                         intent = new Intent(MainActivity2.this,MainActivity6.class);
18.                         startActivity(intent);
19.                     } else {
20.                         Toast.makeText(this, "Fail to send!", Toast.LENGTH_SHORT).show();
21.                     }
23.                 break;
25.             case R.id.btn_login1_1:
26.                 Intent intent = null;
27.                 intent = new Intent(MainActivity2.this,MainActivity5.class);
28.                 startActivity(intent);
29.                 break;
31. //以上是加了按钮的代码，没有报错
33.             }
34.         }
35.     }

复制代码

         吸收部门可以添加如下代码对于数据帧进行替换：

1. if (str.contains("你的数据帧")) {
2.                                 str77=2;
3.                                 str = str.replaceAll("你的数据帧", "想要显示的字符");
4.                                 str = str + "\n";
6.                                   final Toast toast = Toast.makeText(getApplicationContext(), "Green light ahead", 1000);
7.                                   View toastView = toast.getView();
8.                                 //toastView.setBackgroundResource(R.drawable.toast_bg);// 设置背景色为红色
9.                                 TextView toastText = new TextView(getApplicationContext());
10.                                 toastText.setText("想要显示的字符");
11.                                 toastText.setTextColor(Color.GREEN); // 设置文本颜色为黑色
12.                                 toastText.setTextSize(200); // 设置字体大小为100dp
13.                                   toast.setGravity(Gravity.CENTER, 0, 0);
14.                                   toast.setView(toastText); // 将TextView设置为Toast的视图
15.                                   toast.show();

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        此外，对于只有按钮发送没有担当数据框的界面，可以查询代码详解删除对应的界面设置。
4.软件的签名与安装： 

• cmd操作：我们对于软件的签名有两种方式，老师在学在西电的教程都有提及，这里我们主要将用下令行来签名：
  1.打开你的工程中如下对应的路径：工程名称\app\build\outputs\apk\debug
  2.将Help1（文件打包与文末）中的 platform.pk8/platform.x509.pem/signapk.jar 粘贴进文件夹。
  3.随后打开cmd窗口，首先输入X:（X为对应的盘）下令进行跳盘操作，随后使用 cd 文件路径 的指令转到对应的文件夹下。
  4.末了输入如下下令即可完成签名。
  1. java -jar .\signapk.jar .\platform.x509.pem .\platform.pk8 .\app-debug.apk .\Serial1-Signed.apk

  复制代码
• 签名后使用前面讲过的adb安装apk文件，应用就成功安装啦！ 
  

5.调试方法： 

• 界面闪退问题与logcat调试：
          如果遇到跳转后克制运行无法打开界面，多半时在组件定义中出现问题，比如button的定义，textview的定义等等，建议可以问问AI（喜） 。这里我们先容一种调试方法，是使用了AS中的logcat日记调试，可以比较清楚的解决组件定义问题。
          具体教程如下链接，使用logcat在界面崩溃时可以定位到java文件的某一行，还是挺好用的。
  logcat使用详解
  
• 按钮闪退：
          如果成功进入通信页面但是点击按钮闪退，则大概是按钮对应onClick的问题，这里可以给每一步都加一个弹窗，看看到底是那一步出了问题无法发送数据，有点类似于C语言里的debug手段。
  

5.跋文： 

        玛雅，没想到一时兴起真的能写完这篇文章，这篇文章也是我的第一篇博客，希望能为学弟学妹们提供力所能及的资助。由于本文只是指南性质，多有不足请诸位包涵。有问题可以在品评区问我，看到就会回复！末了感谢你能够看到这里！
        微控这门课说难不难，说简单不简单，一个组里最少要有三个能人，能覆盖所有技术面，小组才能顺遂进行。希望大家都能调和相处，顺遂完成微控！
附录：

• 所有提到的文件：串口助手工程与Help1 
  
• 调试好的一个java文件：调试（由于组员意见，设置了密码，需要用可以品评阐明，讨论后会决定是否公开）
  

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