# 一、安装及测试

## 1. 安装apk软件

通过**adb**安装apk软件：

**方法一**：

[Android adb启动任意app的几种方式_adb启动某个app的方法-CSDN博客](https://blog.csdn.net/ezconn/article/details/99885715)

[彻底解决INSTALL_FAILED_UPDATE_INCOMPATIBLE的安装错误-CSDN博客](https://blog.csdn.net/fromVillageCoolBoy/article/details/134412425)

```
adb root
adb install -r apk文件的位置
如：adb install -r E:\lingyun\RK3568\rk3568_app1.0\rk3568.apk

出现：Failure [INSTALL_FAILED_UPDATE_INCOMPATIBLE: Existing package com.example.serial signatures do not match newer version; ignoring!表示系统中已经安装过这个软件，需要把之前的卸载后再重新安装
```

```
adb remount
adb pull /data/system/packages.xml
拉取了packages.xml后，打开该文件将涉及com.example.serial的地方都删除
adb push packages.xml /data/system
adb uninstall com.example.serial
adb remount
adb install -r -g E:\lingyun\RK3568\rk3568_app1.0\rk3568.apk
```

![install_apk_method1](images/install_apk_method1.png)

**方法二**：

```
adb root
adb remount
adb push ...\rk3568.apk /system/app
adb shell chmod 666 /system/app/rk3568.apk
adb reboot

重启开启APP
adb shell am start -n com.example.serial/.MainActivity 
```

com.example.serial是包名

![install_apk_method2](images/install_apk_method2.png)

**关闭APP**

```
adb shell am force-stop com.example.serial
```



## 2. 模块测试

菜单：主要测试5个功能，分别是RS485通信，LED灯、CAN通信、蜂鸣器和ADC采样；点击对应的按钮进入相应的测试页面

![2-Menu](images/2-Menu.png)

### 2.1 测试RS485通信

![2.1_RS485_main](images/2.1_RS485_main.png)

RS485通信的页面如上所示，可以根据需要选择不同的波特率、数据位、停止位、校验位和流控制，由于在硬件中已经固定了/dev/ttyS9为RS485通信的串口，因此在串口号的选择中只有/dev/ttyS9。

1. 打开串口

   选择完串口的设置后，打开串口，若是由于权限不足则会弹出”添加权限“的提示。

   ```
   chmod 666 /dev/ttyS9
   ```

   ![2.1_RS485_open_failed](images/2.1_RS485_open_failed.png)

   若是串口打开成功，则会以绿色字体显示”/dev/ttyS9 OPEN +串口设置“（其中校验位和流控制为None时，表示为0），如下所示。

   ![2.1_RS485_open_sucess](images/2.1_RS485_open_sucess.png)

2. 发送数据

   在发送数据之前，需先将串口状态转换成”发送模式“，然后在发送框中输入数据，点击”发送“即完成发送数据过程。

   ![2.1_RS485_send](images/2.1_RS485_send.png)

3. 接收数据

   在接收数据之前，需先将串口状态转换成”接收模式“，在发送端发送数据，然后在APP中点击”接收“按钮，就能接收到发送端发送的数据。**一次发送一次接收**。RS485是半双工通信，因此，当要发送或是接收数据时，要先改变串口的状态。

   ![2.1_RS485_recv](images/2.1_RS485_recv.png)

### 2.2 测试LED灯

当按下对应的按钮后，相应的灯发生亮灭的变化，其变化同样也会显示在界面中。

例如，红灯亮起时，其上的图标也变成红色，而关闭红灯时，其上的图标变成灰色。同理，黄灯和绿灯也会发生类似的变化。

![2.2_turn_off](images/2.2_turn_off.png)

红灯亮

![2.2_red_turn_on](images/2.2_red_turn_on.png)

### 2.3 测试CAN通信

![2.3_CAN_main](images/2.3_CAN_main.png)

CAN通信的页面如上所示，可根据需要选择不同的can，设置发送数据帧的ID、DLC、Data。

注：在进行CAN通信前，还需进行以下设置（将can1替换成can0即可操作can0）

```
ip link set can1 down //关闭 can 网络
ip link set can1 up type can bitrate 800000 //设置 can1 的波特率为 800kbps，can 网络波特率最大值为 1mbps
ip link set can1 up type can //打开 can 网络
```

1. 发送数据

   在文本框中输入ID、DLC、Data后，点击”发送“按钮后，即可发送数据，在”发送区“会显示已发送的数据。

   ![2.3_CAN_send](images/2.3_CAN_send.png)

2. 接收数据

   点击”接收“按钮后，接收到的数据都会显示在”接收区“，和RS485不同，这里是”一直发送一次接收“。

   ![2.3_CAN_recv](images/2.3_CAN_recv.png)

### 2.4 测试蜂鸣器

这里使用的蜂鸣器是无源蜂鸣器，用于测试pwm功能。通过设置周期和占空比可以让蜂鸣器发声。

若是由于权限问题无法打开PWM，则会弹出”添加export权限“的提示

```
chmod 777 /sys/class/pwm/pwmchip2/*
```

![2.4_add_export_permission](images/2.4_add_export_permission.png)

继续运行出现”添加pwm0权限”的提示

```
chmod 777 /sys/class/pwm/pwmchip2/pwm0/*
```

![2.4_add_pwm0_permission](images/2.4_add_pwm0_permission.png)

如下所示，设置周期为1000000，周期50000，点击”播放“，成功运行出现弹窗提醒

![2.4_PWM_play](images/2.4_PWM_play.png)

暂停播放

![2.4_PWM_stop](images/2.4_PWM_stop.png)



### 2.5 测试ADC采样

ADC的串口设置和RS485类似，只不过ADC通信中所使用的是十六进制数据。

串口设置：波特率（115200），数据位（8），停止位（1），校验位（None），流控制（None）

![2.5_open_ADC](images/2.5_open_ADC.png)

打开串口后，在操作设置中选择电流或电压，选择要读取数据的通道。

例如，读取第0通路的电流

![2.5_get_current_channel0](images/2.5_get_current_channel0.png)

读取第0通道的电压

![2.5_get_voltage_channel0](images/2.5_get_voltage_channel0.png)

其他通路的操作和上面类似

# 二、各模块接口函数说明

每个模块的功能由四个文件共同组成：

1. xxxActivity.java

   UI界面的功能实现。位于：\app\src\main\java\com\example\serial\xxxActivity.java

2. xxxControl.java

   API函数声明。位于：\app\src\main\java\com\example\serial\xxxControl.java

3. xxx_control.cpp

   API函数实现。位于：\app\src\main\cpp\xxx_control.cpp

4. activity_xxx.xml

   UI界面设计。位于：\app\src\main\res\layout\activity_xxx.xml

## 1. RS485

### 1.1 RS485Activity.java

\app\src\main\java\com\example\serial\RS485Activity.java

实现RS485通信界面中各个按钮的跳转，数据的获取。

### 1.2 RS485Control.java

\app\src\main\java\com\example\serial\RS485Control.java

1. 打开串口并设置串口的波特率、数据位、校验位、停止位、流控制。

   ```java
   public static native int openSerialPort(String path, long baudRate, int dataBits, int parity, int stopBits, int flowControl, int maxLen);
   ```

   path: 串口地址（/dev/ttyS9），baudRate：串口的波特率，dataBits：数据位，parity：校验位，stopBits：停止位，flowControl：流控制（通常设置为0，表示None）。**成功返回0，失败返回负数， 打开串口的权限不足返回1**。

2. 关闭串口

   ```java
   public static native int closeSerialPort();
   ```

   成功返回0，失败返回-1。

3. 发送数据

   ```java
   public static native int sendToPort(String msg, int len);
   ```

   msg：发送的数据，String类型；len：发送数据的长度。成功返回>0，失败返回<0。

4. 接收数据

   ```java
   public static native String recvFromPort(int len, int timeout);
   ```

   len：表示接收数据的长度；timeout：超时时间，单位为ms。**成功返回接收到的数据，失败返回NULL**。

5. 修改串口状态

   ```java
   public static native int changeState(int state);
   ```

   RS485是半双工通信，发送和接收取决于gpiochip4 26引脚的高低电平，设置为低电平发送，高电平接收。成功返回0，失败返回-1.

### 1.3 rs485_control.cpp

\app\src\main\cpp\rs485_control.cpp。此文件包含RS485Control.java中函数的实现。

1. 串口结构体：

   ```C 
   typedef struct comport_s
   {
       char            devname[12];
       unsigned int    databit, parity, stopbit, flowctrl;
       long            baudrate;
   
       int             fd;
       int             frag_size;
   }comport_t;
   ```

2. 获取波特率

   ```C
   static speed_t getBaudRate(int baudRate);
   ```

   将int类型的波特率转换成speed_t类型。

   包含：0、50、75、110、134、150、200、300、600、1200、1800、2400、4800、9600、19200、38400、57600、115200、230400、460800、500000、576000、921600、1000000、1152000、1500000、2000000、2500000、3000000、3500000、4000000；若是baudRate不在这个范围内，则返回-1。

（有关RS485的UI设计位于\app\src\main\res\layout\activity_rs485.xml）

## 2. LED

### 2.1 LedActivity.java

实现按钮的功能

### 2.2 LedControl.java

```Java
 public static native int ledCtrl(int which, int status);
```

which：表示要操作的灯的位置，取值为0，1，2；status：表示灯的状态，0表示开灯，1表示关灯。（低电平点亮，高电平关闭）。成功返回0，失败返回一个小于0的负数。

### 2.3 led_control.cpp

```C
enum
{
    LED_R=0,
    LED_Y,
    LED_G,
    LED_MAX,
};

typedef struct led_gpio_s
{
    int                           idx;
    int                           gpio;
    const char                   *desc;
    struct gpiod_line            *line;
}led_gpio_t;
```

定义结构体，gpio表示引脚编号，如红灯对应的是gpiochip0 18，那么gpio=18；desc：表示对该引脚的描述，可以表示为”red“；

```C
led_gpio_t leds[LED_MAX] =
        {
                {LED_R, 18, "red", NULL},
                {LED_Y, 22, "yellow", NULL},
                {LED_G, 20, "green", NULL},
        };
```

预先定义数组用来存放每个灯所对应的信息。

## 3. CAN

### 3.1 CanActivity.java

UI界面的功能实现

### 3.2 CanControl.java

1. 发送数据

   ```java
   public static native int sendMessage(String id, String dlc, String data, String ifname);
   ```

   待发送的CAN帧由id，dlc，data三部分组成，ifname表示can设备的名称（can0或can1）。成功返回0，失败返回小于0的负数。

2. 接收数据

   ```java
   public static native String receiveMessage(String ifname);
   ```

​		ifname表示can设备的名称(can0 或can1).成功返回接收到的数据，失败返回NULL。返回的数据格式为”ID=xx DLC=xx Data=xx xx xx xx“。

### 3.3 can_control.cpp

CanControl.java中的函数实现

## 4. PWM-蜂鸣器

### 4.1 BuzzerActivity.java

UI界面的功能实现

### 4.2 BuzzerControl.java

1. 打开PWM

   ```java
   public native static int pwmOpen(String id);
   ```

   打开需要操作的pwm设备，例如需要操作的pwm为: /sys/class/pwm/pwmchip2，因此id=”2“，需要操作的是/sys/class/pwm/pwmchip2/pwm0，会先判断pwm0是否存在，不存在就会导入。成功返回0，失败返回小于0的负数，打开设备的权限不足返回1.

2. 配置PWM

   ```java
   public native static int pwmConfig(String attr, String val);
   ```

​		以/sys/class/pwm/pwmchip2为例，通过配置/sys/class/pwm/pwmchip2/pwm0的period和duty_cycle可以让该PWM输出不同的方波。attr表示需要配置的文件名（period或duty_cycle），val表示写入该文件的值。打开设备的权限不足返回1，配置的值无效返回2.

### 4.3 buzzer_control.cpp

BuzzerControl.java的函数实现

## 5. ADC采样

### 5.1 AdcActivity.java

UI界面的功能实现

### 5.2 AdcControl.java

1. 打开串口

   ```Java
   public static native int openComport(String path, long baudRate, int dataBits, int parity, int stopBits, int flowControl);
   ```

   path: 串口（/dev/ttyS6）; baudRate: 波特率（115200）；dataBits：数据位（8）；parity：奇偶校验（0表示None，1表示奇校验，2表示偶校验）；stopBits：停止位（1）；flowControl：流控制（0表示无，1表示硬件流，2表示软件流）。成功返回0，失败返回小于0的负数，当返回1时表示打开串口的权限不够。

2. 关闭串口

   ```Java
   public static native int closeComport();
   ```

   成功返回0，失败返回小于0的负数。

3. 发送数据

   ```java
   public static native int sendToPort(String operate, String channel);
   ```

   向串口发送数据，operate：操作电流或电压；channel：欲操作的通道。

   下图是ADC串口协议，通过添加类型和通道号即可形成完整的读指令报文。

   ![5.3_ADC_protocol](images/5.3_ADC_protocol.png)

4. 接收数据

   ```Java
   public static native String recvFromPort(int len, int timeout);
   ```

   从串口读取数据并返回。len：表示读取数据的最大长度；timeout：超时时间（单位：ms）。成功返回读取到的数据，失败返回NULL。

   根据接收到的数据即可计算其所对应的电流或电压。

   设接收的数据为：AA 55 01 00 95 01 BB 71 //01 95 -> 405 单位0.01mA,即4.05mA，其中AA 55为报文头，01表示电流，00表示通道0，95 01表示通道0的电流值，BB 71表示CRC校验码。由于是低字节先发送，因此在计算电流值时，实际的顺序是 01 95 => 电流 = 0\*16^3 + 1\*16^2 + 9\*16^1 + 5\*16^0 = 405, 单位是0.01mA，最后得到电流值为4.05mA。

### 5.3 adc_control.cpp

```cpp
typedef struct comport_s
{
    char            devname[12];
    unsigned int    databit, parity, stopbit, flowctrl;
    long            baudrate;

    int             fd;
    int             frag_size;
}comport_t;
```

串口配置结构体。

```cpp
static speed_t getBaudRate(int baudRate)
```

将int类型的波特率转换成可以识别的波特率.

```cpp
unsigned short crc_modbus(unsigned char *ptr, int len)
```

根据十六进制值计算CRC16校验码。ptr：需要计算的十六进制字符数组；len：表示需要计算的字符长度。以读指令为例，设`unsigned char read[6] = {0xAA, 0x55, 0x01, 0x00}`，那么它的CRC校验码为`uint16_t crc = crc_modbus(read, 4)`, 完整的读指令为`read[4] = crc & 0xFF; read[5] = (crc >> 8) & 0xFF`.

```C
void calculate(char *result, unsigned char *data, int len)
```

计算ADC返回结果的数值，result用于存放返回的结果，格式为"电流/电压-通道X=...."；data表示ADC串口返回的十六进制结果；len表示data的数据长度。



`openComport`, `closeComport`, `sendToPort`, `recvFromPort`的函数实现。



# 三、项目配置

![3-gradle](images/3-gradle.png)

![3-sdk](images/3-sdk.png)

![3-minSDK](images/3-minSDK.png)

ndk:`25.1.8937393`

CMake：`3.22.1`, `3.18.1`

外部配置：`libgpiod`库。