开源鸿蒙（OpenHarmony）嵌入式开发实践

本书主要围绕OpenHarmony南向开发，即轻量系统的嵌入式硬件开发进行介绍。书稿中的开发案例基于一个集成度较高的项目平台——开源大师兄，相比于专业性更强的嵌入式开发的内容，这个平台对青少年以及硬件开发爱好者更为友好。本书在介绍开源鸿蒙系统及项目平台安装的基础上，结合简单有趣的开发案例介绍开源鸿蒙嵌入式开发相关内容，适合青少年及硬件开发爱好者阅读。

OpenHarmony（中文名为开源鸿蒙）是由全球开发者共建的开源分布式操作系统。该操作系统将人、设备、场景有机地联系在一起，实现了全场景多种智能终端的极速发现、极速连接、硬件互助、资源共享。本书的主要内容是OpenHarmony南向开发，即轻量系统的嵌入式硬件开发，书中的内容基于一个集成度较高的项目平台——开源大师兄，利用该项目平台中的硬件开发板，通过图形化编程以及Python代码编程的形式学习OpenHarmony轻量系统嵌入式开发相关的内容。相比专业性更强的嵌入式开发内容，本书主要面向青少年以及硬件开发爱好者，在介绍OpenHarmony操作系统和开源大师兄项目的基础上，通过具体的应用实践让读者快速了解开源鸿蒙开发。

无

第1章  OpenHarmony操作系统001
1.1  OpenHarmony操作系统的定位002
1.1.1　万物物联002
1.1.2　适配多种终端形态002
1.2  技术特征003
1.2.1　可裁剪003
1.2.2　分布式软总线003
1.2.3　分布式设备虚拟化004
1.2.4　分布式数据管理004
1.2.5　弹性部署006
1.3  技术框架006
1.3.1　内核层006
1.3.2　系统服务层007
1.3.3　框架层008
1.3.4　应用层008

第2章  开源大师兄009
2.1  开源大师兄项目010
2.1.1　项目介绍010
2.1.2　硬件开发板010
2.1.3　开发板固件框架012
2.2  安装开发环境013
2.2.1　下载PZStudio013
2.2.2　安装PZStudio013
2.3  使用PZStudio014
2.3.1　PZStudio软件界面014
2.3.2　选择角色“大师兄”015
2.3.3　连接开发板并烧录固件018

第3章  显示屏显示021
3.1  OLED显示屏022
3.1.1　device库与OLED显示屏022
3.1.2　查看文本代码026
3.1.3　OLED类026
3.2  示例：冒泡泡031
3.2.1　功能描述031
3.2.2　功能实现032
3.2.3　文本代码分析034
3.3  示例：制作水平仪035
3.3.1　显示加速度计的数值035
3.3.2　IMU类037
3.3.3　示例：制作水平仪038
3.3.4　文本代码分析039
3.4  示例：制作计时器040
3.4.1　功能描述040
3.4.2　功能实现041
3.4.3　文本代码分析043
3.5  显示自定义图片046
3.5.1　处理图片046
3.5.2　显示图片048
3.5.3　显示动画048

第4章  蜂鸣器发声051
4.1  声音与音阶052
4.1.1　什么是声音052
4.1.2　蜂鸣器发声052
4.2  播放音乐054
4.2.1　音阶054
4.2.2　宫、商、角、徵、羽055
4.2.3　音符格式056
4.2.4　播放音符列表 057
4.3  示例：制作音乐盒060
4.3.1　功能描述060
4.3.2　MusicEncode060
4.3.3　制作音乐盒064
4.3.4　文本代码分析065

第5章  板载按键及语音识别069
5.1  音乐二选一070
5.1.1　获取按键的状态070
5.1.2　BUTTON类072
5.1.3　选择音乐073
5.1.4　文本代码分析075
5.2  函数077
5.2.1　自制积木077
5.2.2　自定义函数082
5.3  示例：对准靶心083
5.3.1　功能描述083
5.3.2　功能整体框架084
5.3.3　各个函数的实现085
5.3.4　文本代码分析087
5.4  语音识别芯片——云知声089
5.4.1　云知声090
5.4.2　获取云知声数据090
5.4.3　US516P6类093

第6章  引脚控制095
6.1  引脚说明096
6.1.1　大师兄板的金手指引脚定义096
6.1.2　悟空扩展板097
6.2  引脚基本操作098
6.2.1　数字量的输入098
6.2.2　Pin类099
6.2.3　数字量的输出103
6.2.4　PWM输出104
6.3  移动的图标106
6.3.1　模拟量106
6.3.2　模拟量输入107
6.3.3　移动图片显示位置108

第7章  电机与舵机控制109
7.1  直流电机110
7.1.1　直流电机的工作原理110
7.1.2　直流电机的控制112
7.1.3　电机驱动芯片113
7.2  舵机115
7.2.1　舵机的工作原理115
7.2.2　舵机的控制方式116
7.2.3　舵机的选择117
7.2.4　舵机的控制117
7.2.5　示例：通过旋钮调整舵机角度121
7.3  悟空扩展板上扩展的电机和舵机接口123
7.3.1　I2C接口123
7.3.2　I2C接口的应用124
7.3.3　扩展电机接口126
7.3.4　扩展舵机接口127

第8章  网络应用129
8.1  WiFi介绍130
8.1.1　无线通信130
8.1.2　无线网络130
8.1.3　WiFi131
8.2  连接网络131
8.2.1　连接WiFi131
8.2.2　network对象133
8.3  网络通信134
8.3.1　TCP/IP协议134
8.3.2　套接字135
8.3.3　网络通信流程135
8.4  以网页形式反馈139
8.4.1　网站网页139
8.4.2　HTML140
8.4.3　网页制作141
8.4.4　在服务器上运行网页145
8.4.5　网页中显示温度146

OpenHarmony（开源鸿蒙）是由全球开发者共建的开源分布式操作系统。该操作系统具备面向全场景、分布式等特点，是一款“全（全领域）·新（新一代）·开（开源）·放（开放）”的操作系统，其创造了一个虚拟终端互联的世界，将人、设备、场景有机地联系在一起，实现了全场景多种智能终端的极速发现、极速连接、硬件互助、资源共享。
本书是一本面向中小学教育以及硬件开发初学者、爱好者的OpenHarmony南向开发的图书，书中的内容以实际开发实践为主，并没有深入OpenHarmony操作系统的底层。本书的主要内容是OpenHarmony南向开发，即轻量系统的嵌入式硬件开发，书中的内容是基于一个集成度较高的项目平台——开源大师兄。该项目平台包括开发板的原理图、PCB、软件、编程框架、测试代码、固件、图像编程组件等。利用该项目平台中的硬件开发板，通过图形化编程以及Python代码编程的形式可以学习OpenHarmony轻量系统嵌入式开发相关的内容。2022年7月，开源大师兄项目捐赠到开放原子开源基金会，成为基金会的第一个开源硬件项目，通过该平台能让更多人快速了解开源鸿蒙开发。
本书共8章，主要内容如下。
第1章简单介绍了OpenHarmony操作系统的基本情况。
第2章主要介绍了开源大师兄项目的基本情况。
第3章到第6章介绍控制板上板载资源的具体应用实践，包括OLED液晶、蜂鸣器、按键、语音识别、扩展引脚。
第7章引入了一个扩展板，围绕控制板本身以及扩展板介绍了电机和舵机的控制方式，这一章为OpenHarmony轻量系统嵌入式中的机械控制提供技术上的支撑。
第8章介绍网络应用方向的内容，为OpenHarmony轻量系统嵌入式中的网络交互、全场景多种智能终端的通信提供技术上的支撑。
本书侧重面向对OpenHarmony南向开发应用感兴趣但没有太多经验的初学者，因此书中内容浅显易懂、实操性强，通过本书更能够激发初学者对于OpenHarmony南向开发应用的兴趣。
感谢现在正捧着这本书的您，感谢您肯花费时间和精力阅读本书。由于时间有限，书中难免存在疏漏，诚恳地希望您批评指正，您的意见和建议将是我巨大的财富。

程晨