开发者学堂课程【基于STM32的端到端物联网全栈开发：Paho MQTT 客户端接入阿里云物联网平台（3）】学习笔记，与课程紧密联系，让用户快速学习知识。
课程地址：https://developer.aliyun.com/learning/course/574/detail/7939
Paho MQTT 客户端接入阿里云物联网平台（3）
Paho MQTT客户端介绍以及示例操作
1.软件包和项目结构
2.使用 CubeMX 生成系统初始化框架和代码
3.网络通信的管理（网络通信抽象层和 wifi 驱动）
4.使用 Paho MQTT 客户端协议栈连接阿里云 loT 平台
5.例程参数的存储及 Sensor 数据的读取
X-NUCLEO-IKS01A2 Sensor 扩展板
EXT-AT3080 Wifi 扩展板
节点端系统框图：
//mcu传感器通过 ifunc 与外部的传感器扩展板进行通信，来读取板上的传感器值。
//通过串口与 wifi 扩展板进行通信，进行wifi的配网，发送温湿度数据，以及接收云端下发的命令等。
//UART 串口连接 STLINK，支持虚拟串口功能，可以与PC端的串口进行通信，历程中，可以通过此串口打印运行的信息到 PC 端的串口工具
//STM32L4R5ZI 上集成有可供用户使用的3个 led 灯以及一个按钮，可以展示程序运行的状态，报警提示以及启动虚拟串口的输入。
IAR 工程及文件结构：
//I2工程的结构对应各个文件夹的结构
//I2工程中 DRIVERS 目录下包含了 STM32的 hal 驱动以及 system 板中传感器的驱动代码。
//middlewares 目录下包括 paho.mqtt 协议栈以及 mbedtls 协议栈
//wifi 目录下是 wifi 驱动部分的代码，相关文件在工程文件夹的 src 文件夹下
//AliIoT 目录下是连接 AliIoT 平台的 MQTT 客户端的实现，具体文件在 src 文件夹中的 Ali 文件夹中
//Common 文件是 Flash 操作以及网络接口相关的代码，具体文件在 src 文件夹中的 Common 文件夹中
项目例程软件架构：
应用程序：
1.节点端业务程序
2.阿里云 MQTT 连接适配层
//根据阿里云平台的要求，依照用户提供的三元组信息构建响应的 MQTT 连接参数和主题，再调用底层提供的 API，进行连接和通信
中间件：
1.Paho MQTT embedded C
2.mbedTLS（HMAC-SHA1）
3.网络接口抽象
//网络接口抽象层对底层的网络驱动接口进行封装，向上提供统一的网络接口函数，将应用层的代码与底层的实际网络接口分开，当用户改变以太网、wifi、2/3g 网等不同的连接方式时，不会影响应用层的代码，它与 MQTT 通过网络抽象层向下调用对应的 wifi 驱动完成网络数据的发送和接收。
底层驱动：
1.STM32L4 Cube HAL 硬件抽象层
2.传感器驱动
3.WIFI 模块驱动
//HAL 硬件抽象层向上层软件提供了使用各个外设的接口函数，包括通用或者是扩展属性的 API，上层的中间件以及应用程序都可以调用这些 API 函数操作外设，这样不会让上层的软件不会特别的以来某个 MCU，使程序更具有复用性，可以使用到其他 MCU 系列中。
//STM32L4 Cube 以及传感器驱动层都可以通过 CubeMAX 工具进行图像化配置，自动生成相关的代码
MCU 外设的使用：
与 WIFI 扩展板的接口定义：
1. （1）NCULEO 板接口号：CN10
（2）接口引脚号：14
（3）接口引脚名：D1
（4）STM32引脚：PD8
（5）STM32外设配置：USART3_TX
2. （1）NCULEO 板接口号：CN10
（2）接口引脚号：16
（3）接口引脚名：D1
（4）STM32引脚：PD8
（5）STM32外设配置：USART3_RX
与传感器扩展板的接口定义：
1.（1）NCULEO 板接口号：CN7
（2）接口引脚号：2
（3）接口引脚名：D15
（4）STM32引脚：PB8
（5） STM32外设配置：I2C1_SCL
2.（1）NCULEO 板接口号：CN7
（2）接口引脚号：4
（3）接口引脚名：D14
（4）STM32引脚：PB9
（5）STM32外设配置：I2C1_SDA
虚拟串口接口定义：
连接到 STLINK USB 虚拟串口：
1.（1）STM32引脚：PG7
（2）STM32外设配置：LPUART1_TX
2.（1）STM32引脚：PG8
（2）STM32外设配置：LPUART1_RX
与 USER 按键接口定义：
（1） NCULEO 板:蓝色 User 按键
（2）STM32引脚:PC13
（3）STM32外设配置：GPIO 外部中单，下降沿触发
（4）功能：控制进入虚拟串口输入模式，输入 WIFI 配网，三元组信息
与 LED 灯的接口定义：
1.
（1）NCULEO 板：LD1(绿)
（2）STM32引脚：PC7
（3）STM32外设配置：GPIO 输出
（4）功能：每次上传温湿度信息时闪烁一次
2.
（1）NCULEO 板：LD3（红）
（2）STM32引脚：PB14
（3）STM32外设配置：TIM15CH1,PWM 输出
（4）功能：高温报警提醒
4、Systick 的用途：应用的延时功能，Paho 协议 Timer
使用 CubeMX 初始化系统：
1. 选择 MCU 型号
2.#引脚外设配置（UART/I2C/EXT/TIMER）
#时钟配置
#插件配置
3.生成初始化工程
详细步骤：
检查创建工程所依赖的软件包是否已经被正确安装，通过菜单进入软件包的驱动管理
如果没有安装，可以点击选中，点击 install 进行安装。
下载完毕后点击 ACCESS TO MCU SELECTOR 创建一个新的工程
在搜索栏中进行搜索并在右侧窗口选择对应的型号进行双击，项目就创建成功。
引脚标签页：
可以进行外设所需要的配置
时钟配置页面：
工程管理：
可以设置要生成的工程相关的配置
工具标签页面：
提供功耗评估
点击左侧配置修改配置引脚：
点击该引脚，在弹出的功能单中选择所需要的功能。
外部中断和定时器配置
Timer15配置：
PWM 输出模式：
使能 EXT13外部中断
系统时钟=120MHz---（预分频=2400-1）----50KHz 计数时钟；自动重载寄存器=50000-1；捕获/比较寄存器=25000；---周期1s；占空比50%；---（PWM）---红灯0.5秒闪烁间隔
配置引脚：
配置控制按键和 LED 灯：
1.与 LED 灯的接口定义：
2.与 USER 按键接口定义
配置 TIME15:
将 pc 进行外部中断：
为 GPIO 口定义用户标签：
时钟配置：
点击时钟配置标签，进入时钟配置页面
系统时钟选择 PLLCLK 作为时钟源，选择 MSI 作为输入时钟，设置系统时钟为120HZ,点击回车
点击左侧 Addtionnal Software,点击其中的插件
勾选所选的组件并对组件进行配置
配置扩展板
点击工程管理页面，进入并进行配置，最后点击右上角的 GENERATE CODE 生成工程：
打开工程，点击配置 Linker
调整参数放置位置和选择大小。
