目录

Android Things物联网开发--基础介绍（一）

Android Things

Android Things支持包

行为变更

权限

通知

Android Things物联网开发--硬件和软件环境（二）

硬件环境

软件环境

Android Things物联网开发--外围I/O接口之GPIO（三）

外围I/O接口

GPIO

管理连接

读取输入

监听输入的状态变化

写输出端口

Android Things物联网开发--外围I/O接口之PWM（四）

脉宽调制信号PWM（Pulse Width Modulation）

管理连接

配置以及控制PWM信号

Android Things物联网开发--外围I/O接口之I2C（五）

管理从设备的连接

与寄存器进行交互

传输原始数据

Android Things物联网开发--外围I/O接口之SPI（六）

SPI接口

管理设备连接

配置时钟和数据模式

传输数据

Android Things物联网开发--外围I/O接口之UART（七）

UART（Universal Asynchronous Receiver Transmitter）

管理连接

配置端口参数

硬件流控制（Hardware Flow Control）

发送输出数据

监听输入数据

Android Things物联网开发--实战之部署app到开发板（八）

如何部署app到开发板

Android Things物联网开发--基础介绍（一）

Android Things

Android Things 是 2016 年 12 月份Google 推出的物联网操作系统。它是通过 Google 开发的物联网操作系统 Brillo 改进优化的。
Android Things使用和Android开发一样的工具，Android框架和Google APIs，这些都使得开发物联网变得更简单。

Android Things支持包

行为变更

<application
    android:label="@string/app_name">
    <activity android:name=".HomeActivity">
        <!-- Launch activity as default from Android Studio -->
        <intent-filter>
            <action android:name="android.intent.action.MAIN"/>
            <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER"/>
        </intent-filter>

        <!-- Launch activity automatically on boot -->
        <intent-filter>
            <action android:name="android.intent.action.MAIN"/>
            <category android:name="android.intent.category.IOT_LAUNCHER"/>
            <category android:name="android.intent.category.DEFAULT"/>
        </intent-filter>
    </activity>
</application>

权限

通知

• Intel Edison
• Intel Joule
• NXP Pico
• Raspberry Pi 3

软件环境

先决条件 
1. 下载或者更新最新版本的Android Studio。 
2. 更新你的SDK tools到24及以上（更新SDK tools允许你去构建和测试Things的app） 
3. 更新你的SDK到Android 7.0(API 24)或者更高（更新后的平台为Things app提供新的API） 
4. 创建或者更新你的项目的目标为Android 7.0(API level 24)或者更高。 
5. 按照创建Android项目一样创建Things项目。

添加依赖包 
Android Things设备通过支持包暴露APIs，这些支持包不属于Android SDK的一部分。要在你的Android Things的APP中添加Things支持包： 
1. 在你的APP级别的build.gradle文件的dependencies 代码块中添加一下依赖：

dependencies {
    ...
    provided 'com.google.android.things:androidthings:0.2-devpreview'
}

2.在你的app的manifest文件中添加Android Things的共享库：

<application ...>
    <uses-library android:name="com.google.android.things"/>
    ...
</application>

注意：添加 provided 依赖是为了确保构建工具在编译时不会复制共享库到apk中。添加<uses-library> 是为了在app运行时让这个预构建的库可见。

申明主界面 
一个应用程序要想在一个嵌入式设备上运行，必须在它的manifest文件中申明一个activity来作为设备启动后程序的主入口。提供一个包含以下元素的intent filter：

• Action：ACTION_MAIN
• Category: CATEGORY_DEFAULT
• Category: IOT_LAUNCHER 
  为了便于开发，这个activity应该包含一个 CATEGORY_LAUNCHER 的intent filter，这样Android Studio可以在部署或者调试的时候把它作为默认的activity启动起来。

<application
    android:label="@string/app_name">
    <uses-library android:name="com.google.android.things"/>
    <activity android:name=".HomeActivity">
        <!-- Launch activity as default from Android Studio -->
        <intent-filter>
            <action android:name="android.intent.action.MAIN"/>
            <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER"/>
        </intent-filter>

        <!-- Launch activity automatically on boot -->
        <intent-filter>
            <action android:name="android.intent.action.MAIN"/>
            <category android:name="android.intent.category.IOT_LAUNCHER"/>
            <category android:name="android.intent.category.DEFAULT"/>
        </intent-filter>
    </activity>
</application>

致此，硬件环境和软件环境已经搭建好，可以使用Android Things中的API了。

Android Things物联网开发--外围I/O接口之GPIO（三）

外围I/O接口

Android Things提供外围I/O接口APIs 使用工业标准协议和接口来与传感器和驱动器进行交互。

• 通用输入输出（GPIO：General Purpose Input/Output）：使用这些API来与一些简单的传感器交互，比如运动检测器，距离检测器以及开关等，这些可以使用二进制数值来报告它们当前的状态–高或者低。
• 脉宽调制信号（PWM：Pulse Width Modulation）：使用这些API来与那些需要成比例的信号来提供对输出的细粒度控制，比如伺服机（servo motors），直流电动机（DC motors）以及灯。
• 串行通信（Serial Communication）：使用这些API在连接在同一个本地总线上的两个或者多个智能设备之间传输更大负荷的数据。下面的表格列出了所支持的串行协议的基本属性：

GPIO

通用输入输出（GPIO）针脚提供了一个可编程的接口来读取一个二进制输入设备的状态（比如一个按钮开关）或者控制二进制输出设备的打开或者关闭状态（比如一个LED灯）。 
 
你可以配置具有高或低状态的 GPIO针脚作为输入或者输出。如果作为一个输入，一个外部源决定它的状态，并且你的app可以读取当前值或者对状态的变化作出反应。如果作为一个输出，你的app可以配置针脚的状态。 
注意：为避免损坏GPIO针脚，进行电线连接之前务必查看你的硬件的输入和输出的范围。

管理连接

为了打开一个到GPIO端口的连接，你应该知道唯一的端口名。在开发的初期阶段，或者当连接一个app到一个新设备时，通过 PeripheralManagerService 使用 getGpioList(): 方法查看所有可用的端口名称是很有用的。

<span style="color:#000000"><code>PeripheralManagerService manager <span style="color:#4f4f4f !important">=</span> <span style="color:#006666 !important">new</span> PeripheralManagerService();
<span style="color:#4f4f4f !important">List</span><span style="color:#4f4f4f !important"><</span><span style="color:#4f4f4f !important">String</span><span style="color:#4f4f4f !important">></span> portList <span style="color:#4f4f4f !important">=</span> manager<span style="color:#4f4f4f !important">.</span>getGpioList();
<span style="color:#000088 !important">if</span> (portList<span style="color:#4f4f4f !important">.</span>isEmpty()) {
    <span style="color:#000088 !important">Log</span><span style="color:#4f4f4f !important">.</span>i(<span style="color:#4f4f4f !important">TAG</span>, <span style="color:#009900 !important">"No GPIO port available on this device."</span>);
} <span style="color:#000088 !important">else</span> {
    <span style="color:#000088 !important">Log</span><span style="color:#4f4f4f !important">.</span>i(<span style="color:#4f4f4f !important">TAG</span>, <span style="color:#009900 !important">"List of available ports: "</span> <span style="color:#4f4f4f !important">+</span> portList);
}</code></span>

一旦你知道目标端口的名称，使用 PeripheralManagerService 来连接这个端口。当你完成与GPIO端口的交互后，你应该关闭连接来释放资源。另外，你不能打开一个新的连接到同样的端口直到现有的连接已经关闭。为了关闭连接，使用端口的 close() 方法。

<span style="color:#000000"><code> <span style="color:#000088 !important">public</span> <span style="color:#000088 !important">class</span> <span style="color:#4f4f4f !important">HomeActivity</span> <span style="color:#000088 !important">extends</span> <span style="color:#4f4f4f !important">Activity</span> {
    <span style="color:#880000 !important"><em>// GPIO Pin Name</em></span>
    <span style="color:#000088 !important">private</span> <span style="color:#000088 !important">static</span> <span style="color:#000088 !important">final</span> String GPIO_NAME = ...;

    <span style="color:#000088 !important">private</span> Gpio mGpio;

    <span style="color:#9b859d !important">@Override</span>
    <span style="color:#000088 !important">protected</span> <span style="color:#000088 !important">void</span> <span style="color:#009900 !important">onCreate</span>(Bundle savedInstanceState) {
        <span style="color:#000088 !important">super</span>.onCreate(savedInstanceState);
        <span style="color:#880000 !important"><em>// Attempt to access the GPIO</em></span>
        <span style="color:#000088 !important">try</span> {
            PeripheralManagerService manager = <span style="color:#000088 !important">new</span> PeripheralManagerService();
            mGpio = manager.openGpio(GPIO_NAME);
        } <span style="color:#000088 !important">catch</span> (IOException e) {
             Log.w(TAG, <span style="color:#009900 !important">"Unable to access GPIO"</span>, e);
        }
    }

    <span style="color:#9b859d !important">@Override</span>
    <span style="color:#000088 !important">protected</span> <span style="color:#000088 !important">void</span> <span style="color:#009900 !important">onDestroy</span>() {
        <span style="color:#000088 !important">super</span>.onDestroy();

        <span style="color:#000088 !important">if</span> (mGpio != <span style="color:#000088 !important">null</span>) {
            <span style="color:#000088 !important">try</span> {
                mGpio.close();
                mGpio = <span style="color:#000088 !important">null</span>;
            } <span style="color:#000088 !important">catch</span> (IOException e) {
                Log.w(TAG, <span style="color:#009900 !important">"Unable to close GPIO"</span>, e);
            }
        }
    }
}</code></span>

读取输入

读取一个GPIO端口作为输入： 
1. 使用 setDirection() 的 DIRECTION_IN 参数配置一个端口作为输入端口。 
2. 通过使用ACTIVE_HIGH或者ACTIVE_LOW调用setActiveType() 方法配置返回为true时是高电压还是低电压信号。 
3. 通过调用getValue()方法访问当前的状态。 
下面的代码向你展示了如何将高电压信号与一个输入返回true值关联起来。

<span style="color:#000000"><code><span style="color:#000088 !important">public</span> <span style="color:#000088 !important">void</span> <span style="color:#009900 !important">configureInput</span>(Gpio gpio) <span style="color:#000088 !important">throws</span> IOException {
    <span style="color:#880000 !important"><em>// Initialize the pin as an input</em></span>
    gpio.setDirection(Gpio.DIRECTION_IN);
    <span style="color:#880000 !important"><em>// High voltage is considered active</em></span>
    gpio.setActiveType(Gpio.ACTIVE_HIGH);

    ...

    <span style="color:#880000 !important"><em>// Read the active high pin state</em></span>
    <span style="color:#000088 !important">if</span> (gpio.getValue()) {
        <span style="color:#880000 !important"><em>// Pin is HIGH</em></span>
    } <span style="color:#000088 !important">else</span> {
        <span style="color:#880000 !important"><em>// Pin is LOW</em></span>
    }
}</code></span>

监听输入的状态变化

一个被配置为输入的GPIO端口可以当它的状态在高和低之间变化时通知你的app。你只需要注册这些变更事件的监听器即可： 
1. 关联一个GpioCallback到现有的端口连接。 
2. 调用 setEdgeTriggerType()方法申明哪一种状态的改变会触发一个中断事件。边沿触发支持一下四种类型：

• EDGE_NONE: 不产生中断事件，这是默认值。
• EDGE_RISING: 当信号从低到高过度时触发中断事件。
• EDGE_FALLING: 当信号从高到低过度时触发中断事件。
• EDGE_BOTH:所有的过度都会触发。

3.在onGpioEdge()方法中返回true时表示监听器将会继续接收端口的状态变化事件。 
下面的代码在给定的输入端口上为所有的状态变化注册一个中断事件监听器：

<span style="color:#000000"><code><span style="color:#000088 !important">public</span> <span style="color:#000088 !important">void</span> <span style="color:#009900 !important">configureInput</span>(Gpio gpio) <span style="color:#000088 !important">throws</span> IOException {
    <span style="color:#880000 !important"><em>// Initialize the pin as an input</em></span>
    gpio.setDirection(Gpio.DIRECTION_IN);
    <span style="color:#880000 !important"><em>// Low voltage is considered active</em></span>
    gpio.setActiveType(Gpio.ACTIVE_LOW);

    <span style="color:#880000 !important"><em>// Register for all state changes</em></span>
    gpio.setEdgeTriggerType(Gpio.EDGE_BOTH);
    gpio.registerGpioCallback(mGpioCallback);
}

<span style="color:#000088 !important">private</span> GpioCallback mGpioCallback = <span style="color:#000088 !important">new</span> GpioCallback() {
    <span style="color:#9b859d !important">@Override</span>
    <span style="color:#000088 !important">public</span> <span style="color:#000088 !important">boolean</span> <span style="color:#009900 !important">onGpioEdge</span>(Gpio gpio) {
        <span style="color:#880000 !important"><em>// Read the active low pin state</em></span>
        <span style="color:#000088 !important">if</span> (mDevice.getValue()) {
            <span style="color:#880000 !important"><em>// Pin is LOW</em></span>
        } <span style="color:#000088 !important">else</span> {
            <span style="color:#880000 !important"><em>// Pin is HIGH</em></span>
        }

        <span style="color:#880000 !important"><em>// Continue listening for more interrupts</em></span>
        <span style="color:#000088 !important">return</span> <span style="color:#000088 !important">true</span>;
    }

    <span style="color:#9b859d !important">@Override</span>
    <span style="color:#000088 !important">public</span> <span style="color:#000088 !important">void</span> <span style="color:#009900 !important">onGpioError</span>(Gpio gpio, <span style="color:#000088 !important">int</span> error) {
        Log.w(TAG, gpio + <span style="color:#009900 !important">": Error event "</span> + error);
    }
};</code></span>

4.当你的app不再需要监听传入的事件时，应该取消注册任何中断处理器。

<span style="color:#000000"><code><span style="color:#000088 !important">public</span> <span style="color:#000088 !important">class</span> <span style="color:#4f4f4f !important">HomeActivity</span> <span style="color:#000088 !important">extends</span> <span style="color:#4f4f4f !important">Activity</span> {
    <span style="color:#000088 !important">private</span> Gpio mGpio;
    ...

    <span style="color:#9b859d !important">@Override</span>
    <span style="color:#000088 !important">protected</span> <span style="color:#000088 !important">void</span> <span style="color:#009900 !important">onStart</span>() {
        <span style="color:#000088 !important">super</span>.onStart();

        <span style="color:#880000 !important"><em>// Begin listening for interrupt events</em></span>
        mGpio.registerGpioCallback(mGpioCallback);
    }

    <span style="color:#9b859d !important">@Override</span>
    <span style="color:#000088 !important">protected</span> <span style="color:#000088 !important">void</span> <span style="color:#009900 !important">onStop</span>() {
        <span style="color:#000088 !important">super</span>.onStop();
        <span style="color:#880000 !important"><em>// Interrupt events no longer necessary</em></span>
        mGpio.unregisterGpioCallback(mGpioCallback);
    }
}</code></span>

写输出端口

<span style="color:#000000"><code>public void configureOutput(Gpio gpio) throws IOException {
    // Initialize the pin as a high output
    gpio.setDirection(Gpio.DIRECTION_OUT_INITIALLY_HIGH);
    // Low voltage is considered active
    gpio.setActiveType(Gpio.ACTIVE_LOW);

    <span style="color:#000088 !important">...</span>

    // Toggle the value to be LOW
    gpio.setValue(true);
}</code></span>

• 
  原文地址： 
  https://developer.android.com/things/sdk/pio/gpio.html 
•  

• Android Things物联网开发--外围I/O接口之PWM（四）

   

  脉宽调制信号PWM（Pulse Width Modulation）

   

  ---

  
  PWM是用于使用数字输出引脚将比例控制信号应用于外部设备的常用方法。例如：伺服机使用输入PWM信号的脉冲宽度来确定它们的旋转角度。LCD显示屏根据PWM信号的平均值来调整它们的亮度。 
  PWM是一个根据给定的频率和占空比震荡的数字（即方波）信号：

   

• 频率（用HZ表示）描述了输出脉冲重复的频率。
• 周期是每一个周期所需的时间，是频率的倒数。
• 占空比（使用一个百分比表示）描述了该频率窗口内地脉冲宽度。 
  例如，设置为50%占空比的PWM信号对于每个周期有一般时间为高电平： 
  
  你可以调整占空比来增加或者减少信号的平均高电平时间，下面的图表分别展示了0%，25%和100%的占空比： 
  
  注意：大多数PWM硬件在每一个周期内至少会切换一次，所以即使占空比是0%和100%，它在每一个周期的开始仍然会有一个小的过度。

• 管理连接

  为了打开一个到PWM端口的连接，你需要知道那个唯一的PWM名称。在开发的初始阶段，或者移植app到一个新硬件，使用PeripheralManagerService 的getPwmList()方法获取所有可用PWM的端口名称是很帮助的：

  <span style="color:#000000"><code>PeripheralManagerService manager <span style="color:#4f4f4f !important">=</span> <span style="color:#006666 !important">new</span> PeripheralManagerService();
  <span style="color:#4f4f4f !important">List</span><span style="color:#4f4f4f !important"><</span><span style="color:#4f4f4f !important">String</span><span style="color:#4f4f4f !important">></span> portList <span style="color:#4f4f4f !important">=</span> manager<span style="color:#4f4f4f !important">.</span>getPwmList();
  <span style="color:#000088 !important">if</span> (portList<span style="color:#4f4f4f !important">.</span>isEmpty()) {
      <span style="color:#000088 !important">Log</span><span style="color:#4f4f4f !important">.</span>i(<span style="color:#4f4f4f !important">TAG</span>, <span style="color:#009900 !important">"No PWM port available on this device."</span>);
  } <span style="color:#000088 !important">else</span> {
      <span style="color:#000088 !important">Log</span><span style="color:#4f4f4f !important">.</span>i(<span style="color:#4f4f4f !important">TAG</span>, <span style="color:#009900 !important">"List of available ports: "</span> <span style="color:#4f4f4f !important">+</span> portList);
  }</code></span>

•  

• 一旦你知道了目标端口的名称，使用PeripheralManagerService 来连接到该端口。当你完成与PWM端口的交互后，要关闭连接来释放资源。另外，直到当前连接关闭之前你不能在此端口上重新打开一个连接。使用端口的close()方法来关闭连接。

  <span style="color:#000000"><code><span style="color:#000088 !important">public</span> <span style="color:#000088 !important">class</span> <span style="color:#4f4f4f !important">HomeActivity</span> <span style="color:#000088 !important">extends</span> <span style="color:#4f4f4f !important">Activity</span> {
      <span style="color:#880000 !important"><em>// PWM Name</em></span>
      <span style="color:#000088 !important">private</span> <span style="color:#000088 !important">static</span> <span style="color:#000088 !important">final</span> String PWM_NAME = ...;
  
      <span style="color:#000088 !important">private</span> Pwm mPwm;
  
      <span style="color:#9b859d !important">@Override</span>
      <span style="color:#000088 !important">protected</span> <span style="color:#000088 !important">void</span> <span style="color:#009900 !important">onCreate</span>(Bundle savedInstanceState) {
          <span style="color:#000088 !important">super</span>.onCreate(savedInstanceState);
          <span style="color:#880000 !important"><em>// Attempt to access the PWM port</em></span>
          <span style="color:#000088 !important">try</span> {
              mPwm = mPeripheralManager.openPwm(PWM_NAME);
          } <span style="color:#000088 !important">catch</span> (IOException e) {
              Log.w(TAG, <span style="color:#009900 !important">"Unable to access PWM"</span>, e);
          }
      }
  
      <span style="color:#9b859d !important">@Override</span>
      <span style="color:#000088 !important">protected</span> <span style="color:#000088 !important">void</span> <span style="color:#009900 !important">onDestroy</span>() {
          <span style="color:#000088 !important">super</span>.onDestroy();
  
          <span style="color:#000088 !important">if</span> (mPwm != <span style="color:#000088 !important">null</span>) {
              <span style="color:#000088 !important">try</span> {
                  mPwm.close();
                  mPwm = <span style="color:#000088 !important">null</span>;
              } <span style="color:#000088 !important">catch</span> (IOException e) {
                  Log.w(TAG, <span style="color:#009900 !important">"Unable to close PWM"</span>, e);
              }
          }
      }
  }</code></span>

•  

• 配置以及控制PWM信号

  在获取到连接之后，为PWM信号配置时序参数。你在第一次激活信号之前必须设置这些参数。调用setEnabled(true)来激活PWM信号，如果你需要暂时禁用信号，你可以调用setEnabled(false)。

  下面的例子配置了PWM的频率为120HZ（周期为8.33ms），并且占空比为25%（每个周期的高电平时间是2.08ms）：

  <span style="color:#000000"><code><span style="color:#000088 !important">public</span> <span style="color:#000088 !important">void</span> <span style="color:#009900 !important">initializePwm</span>(Pwm pwm) <span style="color:#000088 !important">throws</span> IOException {
      pwm.setPwmFrequencyHz(<span style="color:#006666 !important">120</span>);
      pwm.setPwmDutyCycle(<span style="color:#006666 !important">25</span>);
  
      <span style="color:#880000 !important"><em>// Enable the PWM signal</em></span>
      pwm.setEnabled(<span style="color:#000088 !important">true</span>);
  }</code></span>

• 
  原文地址： 
  https://developer.android.com/things/sdk/pio/pwm.html 

• Android Things物联网开发--外围I/O接口之I2C（五）

  
  I2C总线连接一些简单的设备，这些设备的数据负载较小。传感器和执行器用的就是I2C，还有其他的比如加速度计，温度计，LED显示器和电机驱动器。

   

  I2C是一个同步串行接口，这意味着它依赖一个共享的时钟信号来在设备间同步传输数据。控制触发时钟信号的器件称为主设备，所有连接上的外设称为从设备。每一个设备连接到同一组数据信号以形成总线。

  I2C设备使用3线接口连接，包括：

• 共享时钟信号（SCL）
• 共享数据总线（SDA）
• 地线（GND） 
  

• 因为所有数据都通过一根线传输，I2C仅仅支持半双工通信。所有的通信都由主设备启动，主设备传输完成后从设备必须响应。

  I2C支持同一个总线连接多个从设备。不同于 SPI ,从设备使用 I2C 软件协议来寻址。每一个设备都有一个唯一的地址，并且仅响应主设备发送到的地址。

  管理从设备的连接

  ---

  为了打开一个到普通 I2C 从设备的连接，你必须知道那个总线的唯一的名字。在开发的初始阶段，或者移植一个app到新设备的时候，使用PeripheralManagerService 的getI2CBusList()方法获取所用可用的设备名是很有帮助的。

  <span style="color:#000000"><code>PeripheralManagerService manager <span style="color:#4f4f4f !important">=</span> <span style="color:#006666 !important">new</span> PeripheralManagerService();
  <span style="color:#4f4f4f !important">List</span><span style="color:#4f4f4f !important"><</span><span style="color:#4f4f4f !important">String</span><span style="color:#4f4f4f !important">></span> deviceList <span style="color:#4f4f4f !important">=</span> manager<span style="color:#4f4f4f !important">.</span>getI2cBusList();
  <span style="color:#000088 !important">if</span> (deviceList<span style="color:#4f4f4f !important">.</span>isEmpty()) {
      <span style="color:#000088 !important">Log</span><span style="color:#4f4f4f !important">.</span>i(<span style="color:#4f4f4f !important">TAG</span>, <span style="color:#009900 !important">"No I2C bus available on this device."</span>);
  } <span style="color:#000088 !important">else</span> {
      <span style="color:#000088 !important">Log</span><span style="color:#4f4f4f !important">.</span>i(<span style="color:#4f4f4f !important">TAG</span>, <span style="color:#009900 !important">"List of available devices: "</span> <span style="color:#4f4f4f !important">+</span> deviceList);
  }</code></span>

•  

• 一旦你知道了目标设备的名称，使用PeripheralManagerService 来连接到这个设备。当你完成与外设的通信后，应该关闭连接释放资源。另外，你不能在同一个设备连接关闭之前再次打开一个新的连接。使用 close() 方法来关闭连接：

  <span style="color:#000000"><code><span style="color:#000088 !important">public</span> <span style="color:#000088 !important">class</span> <span style="color:#4f4f4f !important">HomeActivity</span> <span style="color:#000088 !important">extends</span> <span style="color:#4f4f4f !important">Activity</span> {
      <span style="color:#880000 !important"><em>// I2C Device Name</em></span>
      <span style="color:#000088 !important">private</span> <span style="color:#000088 !important">static</span> <span style="color:#000088 !important">final</span> String I2C_DEVICE_NAME = ...;
      <span style="color:#880000 !important"><em>// I2C Slave Address</em></span>
      <span style="color:#000088 !important">private</span> <span style="color:#000088 !important">static</span> <span style="color:#000088 !important">final</span> <span style="color:#000088 !important">int</span> I2C_ADDRESS = ...;
  
      <span style="color:#000088 !important">private</span> I2cDevice mDevice;
  
      <span style="color:#9b859d !important">@Override</span>
      <span style="color:#000088 !important">protected</span> <span style="color:#000088 !important">void</span> <span style="color:#009900 !important">onCreate</span>(Bundle savedInstanceState) {
          <span style="color:#000088 !important">super</span>.onCreate(savedInstanceState);
          <span style="color:#880000 !important"><em>// Attempt to access the I2C device</em></span>
          <span style="color:#000088 !important">try</span> {
              PeripheralManagerService manager = <span style="color:#000088 !important">new</span> PeripheralManagerService();
              mDevice = manager.openI2cDevice(I2C_DEVICE_NAME, I2C_ADDRESS);
          } <span style="color:#000088 !important">catch</span> (IOException e) {
              Log.w(TAG, <span style="color:#009900 !important">"Unable to access I2C device"</span>, e);
          }
      }
  
      <span style="color:#9b859d !important">@Override</span>
      <span style="color:#000088 !important">protected</span> <span style="color:#000088 !important">void</span> <span style="color:#009900 !important">onDestroy</span>() {
          <span style="color:#000088 !important">super</span>.onDestroy();
  
          <span style="color:#000088 !important">if</span> (mDevice != <span style="color:#000088 !important">null</span>) {
              <span style="color:#000088 !important">try</span> {
                  mDevice.close();
                  mDevice = <span style="color:#000088 !important">null</span>;
              } <span style="color:#000088 !important">catch</span> (IOException e) {
                  Log.w(TAG, <span style="color:#009900 !important">"Unable to close I2C device"</span>, e);
              }
          }
      }
  }</code></span>

•  

• 注意：设备名称代表了 I2C 总线，地址代表了总线上的指定从设备。因此，一个 I2cDevice 是一个连接到相应 I2C 总线上的指定从设备 。

  与寄存器进行交互

  ---

  I2C 从设备将他们的内容放到可写或者可读的寄存器中。

• 可读寄存器–包含了从设备想要传输给主设备的数据，比如传感器的值或者状态位。
• 可写寄存器–包含了主设备可以控制的配置数据。 
  在 I2C 之上有一个通用的协议实现叫做 系统管理总线（SMBus），它以标准的方式与寄存器进行交互。SMBus由以下两个 I2C 事物组成： 
  

• Register Address标识了要访问的寄存器的地址，Data[N] 是要读取或者写入的数据。从设备上的逻辑数据通常由多位组成，因此可以包含多个寄存器地址。

  注意：对于SMBus协议，设备将会在地址（Register Address）和数据（Data[N]）之间发送一个重复的开始位。

  外围I/O接口为访问寄存器数据提供SMBus命令的三种类型。

• 读写字节数据（Byte Data）： readRegByte() 和 writeRegByte() 方法读或者写单字节（8-Bit）的寄存器数据；
• 读写字节数据（Word Data）： readRegWord() 和 writeRegWord() 方法读或者写2个连续的寄存器值作为一个16位的小端存储（little-endian）的字。第一个寄存器地址对应字中的低位字节（LSB），后面的寄存器对应着高位字节（MSB）。
• 读写块数据（Block Data）： readRegBuffer() 和 writeRegBuffer() 方法以数组的形式读或写最多32个连续寄存器的值。

• <span style="color:#000000"><code><span style="color:#880000 !important"><em>// Modify the contents of a single register</em></span>
  <span style="color:#000088 !important">public</span> <span style="color:#000088 !important">void</span> <span style="color:#009900 !important">setRegisterFlag</span>(I2cDevice device, <span style="color:#000088 !important">int</span> address) throws IOException {
      <span style="color:#880000 !important"><em>// Read one register from slave</em></span>
      <span style="color:#000088 !important">byte</span> <span style="color:#000088 !important">value</span> = device.readRegByte(address);
      <span style="color:#880000 !important"><em>// Set bit 6</em></span>
      <span style="color:#000088 !important">value</span> |= <span style="color:#006666 !important">0x40</span>;
      <span style="color:#880000 !important"><em>// Write the updated value back to slave</em></span>
      device.writeRegByte(address, <span style="color:#000088 !important">value</span>);
  }
  
  <span style="color:#880000 !important"><em>// Read a register block</em></span>
  <span style="color:#000088 !important">public</span> <span style="color:#000088 !important">byte</span>[] <span style="color:#009900 !important">readCalibration</span>(I2cDevice device, <span style="color:#000088 !important">int</span> startAddress) throws IOException {
      <span style="color:#880000 !important"><em>// Read three consecutive register values</em></span>
      <span style="color:#000088 !important">byte</span>[] data = <span style="color:#000088 !important">new</span> <span style="color:#000088 !important">byte</span>[<span style="color:#006666 !important">3</span>];
      device.readRegBuffer(startAddress, data, data.length);
      <span style="color:#000088 !important">return</span> data;
  }
  </code></span>

•  

• 传输原始数据

  ---

  当需要与定义了跟SMBus不同的寄存器的 I2C 外设交互时，或者根本不用寄存器，使用原始的 read() 和 write()方法来完全控制在线缆上传输的字节数据。这些方法将会向下面那样执行一个单个的 I2C 事物： 
   
  使用原始传输方法，设备将在传输之前发送开始标志，并在传输完成之后发送停止标志。这使得通过 传输重复的开始标识来结合多个事物变的不再可能。 
  注意：原始传输方式能处理的数据没有明确的最大长度，但是在你设备上的 I2C 控制硬件在它能处理的字节数上有一个限制。如果你的外设要求传输大量的数据，那么请查看硬件的说明书。

  下面的代码展示了如何构造一个原始的字节缓冲区，并把它写入到 I2C 从设备：

  <span style="color:#000000"><code><span style="color:#000088 !important">public</span> <span style="color:#000088 !important">void</span> <span style="color:#009900 !important">writeBuffer</span>(I2cDevice device, <span style="color:#000088 !important">byte</span>[] buffer) <span style="color:#000088 !important">throws</span> IOException {
      <span style="color:#000088 !important">int</span> count = device.write(buffer, buffer.length);
      Log.d(TAG, <span style="color:#009900 !important">"Wrote "</span> + count + <span style="color:#009900 !important">" bytes over I2C."</span>);
  }</code></span>

Android Things物联网开发--外围I/O接口之SPI（六）

SPI接口

SPI(Serial Peripheral Interface )是串行外设接口的缩写。SPI，是一种高速的，全双工，同步的通信总线，经常用于需要高速传输数据的设备。SPI非常适合高带宽的使用场景，比如外部非易失性存储器以及图形显示设备。很多传感器设备除了支持 I2C 之外还支持SPI。

SPI是一个同步串行接口，这意味着它依赖于一个共享时钟信号来同步设备间的数据传输。一个主设备控制时钟信号的触发，所有的连接上的设备都作为从设备。每个设备连接到同一组数据信号以形成总线。

理论上，SPI传输数据的速率仅仅受限于主设备能以多快的速率切换时钟信号。时钟速率的范围一般在16MHZ到25MHZ之间。这种高速时钟信号允许SPI外设更快的传输数据而且还比UART误码率少。 

SPI支持全双工数据传输，这意味着主设备与从设备之间可以同时交换信息。为了支持全双工传输，总线必须提供如下单独的信号，这使得SPI最少有4根线缆接口：

• Master Out Slave In (MOSI)：主设备输出从设备输入
• Master In Slave Out (MISO)：主设备输入从设备输出
• Shared clock signal (CLK)：共享时钟信号
• Common ground reference (GND)：地线

SPI支持多个从设备连接到同一个总线。不像 I2C 设备需要使用硬件寻址。每个从设备需要一个额外的片选信号，以允许主设备寻址到该特定设备，并将该设备作为数据传输目标。如果仅使用单个从设备，则不需要此信号。

管理设备连接

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• 发表于 2020-03-07 16:05:25
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