在英特尔® EDISON 开发板上使用 MCU 和超声测距传感器
以下为部分内容，完整内容和项目代码请至原文链接查看 点此查看全文英特尔® Edison 开发包含一个内部微控制器单元 (MCU)。 在本文中，我将从两个方面解释使用内部 MCU 的优势
[*]实时
[*]能效
MCU 在多款应用中都至关重要。 例如，基于英特尔® Edison 开发板的 Linux* 在与传感器交互时无法提供实时响应。 MCU 支持自 2.1 版开始能够在英特尔® Edison® 开发板固件软件版本上使用。
我们来了解一下英特尔® Edison 计算模块中使用的系统芯片 (SoC)：
https://software.intel.com/sites/default/files/managed/a2/f7/soc.png
英特尔® Edison 计算模块中的系统芯片包括两个 CPU：
[*]双核英特尔® 凌动™ 处理器（500 MHz） 标有主机 CPU。
[*]采用 Minute 英特尔® 架构的 MCU （100 MHz）。 标有 MCU。
Minute 英特尔架构内核是一款节能架构，基于英特尔® 486，并额外采用指令，能够与英特尔® 奔腾® 处理器兼容。 MCU 包含丰富的 I/O 子系统（GPIO、I2C、高速 UART、DMA）和 SRAM，并能够访问英特尔® Edison 计算模块上的所有 GPIO 针脚。 适用于代码和数据的总 SRAM 为 192 kb。 MCU 使用 WindRiver 的实时 Viper* 操作系统运行。MCU 程序支持在 Viper 内核上使用，并可控制连接到 MCU 上的外围设备，而不受英特尔凌动处理器的影响。 例如，它能够控制 GPIO 针脚，与采用 I2C 和 UART 协议的传感器通信，并与英特尔凌动处理器通信。
为何在英特尔® Edison 上使用 MCU使用 MCU 得益于两个原因：提供实时微秒级延迟和高能效。英特尔凌动处理器和 Yocto Project* 标准 Linux* 分发版不支持即购即用的实时应用。Linux 应用可能会被调度器先占用，从而造成不可接受且不可预测的延迟，因而不可能提供实时响应。MCU 运行一个应用和实时操作系统，这使得其有可能提供实时响应。对于许多通信协议需要严格遵守短时间来执行的传感器，均需要实时响应。如要在没有内部 MCU 的情况下将这些传感器连接到英特尔® Edison 开发板，您将需要使用外部 MCU。 在这种情况下，所有的传感器通信都在外部 MCU 上进行。 例如，面向英特尔® Edison 开发板的 SparkFun Block* – Arduino 扩展板可提供外部 MCU 功能。 但是，使用外部 MCU 将会增加 BOM 成本并提高解决方案的复杂性。MCU 可以提高某些应用的能效，在这些应用中， CPU 设置为睡眠状态且 MCU 正在等待外部事件（如当传感器的值上升到超过阈值时）。当外部事件出现时，MCU 将会唤醒 CPU。 《使用 MCU SDK 和 API： 代码示例》一文中介绍了实施示例。为了解释如何使用内部 MCU，我们将把超声波测距传感器 HC-SR04 连接到英特尔® Edison 开发板中。 我们将把测量到的距离输出到 Grove* LCD RGB 背光符号显示器中。
超声波测距传感器 HC-SR04https://software.intel.com/sites/default/files/managed/f1/8e/Sensor-HC-SR04.jpg
该传感器有四个针脚：
[*]Vcc： 5V
[*]Trig: 触发传感器信号。 MCU 向传感器发送 10 us 脉冲。 传感器启动一次测量。
[*]回波： 从传感器到 MCU 的回波信号。 脉冲宽度随测量距离成比例增减。
[*]Gnd： 接地
图片展示了示波器屏幕上的协议：https://software.intel.com/sites/default/files/managed/3c/f5/oscilloscope-screen.jpg
[*]1 个通道： Trig
[*]2 个通道： 回波
MCU 向 Trig 针脚发送一个脉冲。 之后，传感器将相应回波针脚上的脉冲。脉冲持续时间随测量距离成比例增减。使用公式来计算距离（位于传感器数据表上）：距离 (cm) = 回波脉冲持续时间 (us) / 58传感器可以测量从 2 厘米到 400 厘米的距离（如数据表所示）。不借助微秒级实时延迟，以预估的精确度不可能测量这么短的脉冲的持续时间。 例如，调度器可能预先占用测量流程，测量结果可能无效。
将 HC-SR04 传感器连接到英特尔® Edison 开发板上的 MCU
组件：
[*]英特尔® Edison 计算模块
[*]面向 Arduino 的英特尔® Edison 开发板
[*]Grove Basic Shield
[*]Grove LCD RGB 背光灯
[*]超声波测距传感器 HC-SR04
[*]电路试验板
首先，安装适用于 Arduino 的英特尔® Edison 计算模块和英特尔® Edison 开发板。 接下来，将 Grove Base Shield 扩展板连接至适用于 Arduino 的英特尔® Edison 开发板。 将 Grove LCD RGB 背光灯连接至 Grove Basic Shield 上的任意 I2C 端口。将超声波测距传感器 HC-SR04 连接至 Grove Basic Shield，如下：
[*]Vcc 至 +5V
[*]Trig 至针脚 3
[*]Echo 至针脚 4
[*]Gnd 至 Gnd
针脚 3 和 4 随机选择。 针对此目的，您可以使用任意 GPIO 针脚。
更新英特尔® Edison 开发板固件MCU 支持自 2.1 版开始已经添加到英特尔® Edison 开发板固件软件版本中。 如果您有较旧的固件，则需要更新它。如要获取当前的固件版本，请使用以下命令：# configure_edison –version该示例基于固件版本 146。《刷新英特尔® Edison》一文中提供了固件更新说明。 我更喜欢使用该篇文章中介绍的备用刷新方法。请在刷新前仔细阅读说明。使用以太网通过 USB 连接英特尔® Edison 开发板
您必须对网络连接进行配置，使其能够与 MCU SDK 中的英特尔® Edison 开发板相连。如要做到这一点，请将 USB 连接线与顶部的微型 USB 端口相连，并将微型开关设置到底部位置（朝向微型 USB 端口）。
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