FriendlyThings APIs/zh
1 简介
FriendlyThings是友善电子开发的一套安卓硬件开发SDK（函数库），安卓软件开发者可以通过它在Android应用程序中编程访问和控制ARM主板上的各种硬件资源，比如Uart, SPI, I2C, GPIO等接口，它基于Android-NDK技术开发，开发者无需掌握底层的嵌入式知识（尤其是驱动程序），就可以构建基于安卓系统的各种IoT物联网应用。
2 快速使用入门
2.1 (第1步) 集成libfriendlyarm-things.so到你的app
克隆以下仓库到本地:
git clone https://github.com/friendlyarm/friendlythings-sdk
接着复制 libs 目录下的所有内容到你的工程目录下，然后在你的Android项目的src目录下创建com/friendlyarm目录，将java/FriendlyThings目录拷贝进去即可，最后的目录的结构看上去是这样的 (注：AndroidStudio的项目可能会稍有不同，但大致如此)：
YourProject/
├── AndroidManifest.xml
├── libs
│ ├── arm64-v8a
│ │ └── libfriendlyarm-things.so
│ └── armeabi
│ └── libfriendlyarm-things.so
├── src
│ └── com
│ └── friendlyarm
│ ├── FriendlyThings
│ │ ├── BoardType.java
│ │ ├── FileCtlEnum.java
│ │ ├── GPIOEnum.java
│ │ ├── HardwareControler.java
│ │ ├── SPIEnum.java
│ │ ├── SPI.java
│ │ └── WatchDogEnum.java使用以下方法导入它们，主要的接口都集中在 HardwareControler.java文件中：
import com.friendlyarm.FriendlyThings.HardwareControler; import com.friendlyarm.FriendlyThings.SPIEnum; import com.friendlyarm.FriendlyThings.GPIOEnum; import com.friendlyarm.FriendlyThings.FileCtlEnum; import com.friendlyarm.FriendlyThings.BoardType;
2.2 (第2步) 让你的app拥有system权限
你的app需要拥有system权限，才能访问硬件资源;
请参考下面的方法修改你 app 的 AndroidManifest.xml 和 Android.mk这两个文件;
并且最好将你的app放到Android源码中去编译，这一步不是必需的，但是建议这么做，如果你的app在外部编译，你需要对apk进行签名才能让你的app拥有system权限（新手不太建议，过程比较繁琐）。
2.2.1 修改AndroidManifest.xml
在应用程序的AndroidManifest.xml中的manifest节点中加入以下属性：
android:sharedUserId="android.uid.system"
2.2.2 修改Android.mk
编写一个Android.mk文件(最简单的方法就是拷贝示例中的Android.mk文件)，修改Android.mk文件，加入LOCAL_CERTIFICATE := platform这一行:
LOCAL_PATH:= $(call my-dir) include $(CLEAR_VARS) LOCAL_SRC_FILES := $(call all-subdir-java-files) LOCAL_PACKAGE_NAME := 你的项目名 LOCAL_CERTIFICATE := platform LOCAL_MODULE_TAGS := optional LOCAL_CFLAGS := -lfriendlyarm-hardware include $(BUILD_PACKAGE)
2.3 (最后1步) 在 Android源代码中编译你的app
先在 Android源代码根目录调用 setenv.sh 导出环境变量，然后进入你的 app 目录，使用mm命令编译;
例子：编译 GPIO_LED_Demo，以RK3399平台为例:
cd rk3399-android-8.1 . setenv.sh cd vendor/friendlyelec/apps/GPIO_LED_Demo mm
2.4 一个Android Studio的示例项目
https://github.com/friendlyarm/AndroidStudio-GPIODemo
3 函数库(libfriendlyarm-things.so)接口说明
下面中列出HardwareControler类中的接口的定义，这些接口都是类方法，因此不需要创建HardwareControler对象实例：
3.1 通用的输入输出接口
支持平台：全平台
接口名称 参数与返回值说明 功能说明 int open( String devName , int flags)
参数说明：
devName: 要写入数据的
flags: 打开文件的方式，例如可读可写还是只读打开，可选值需参考 FileCtlEnum.java
返回值说明：
成功返回文件描述符，出错返回-1。
打开设备。
int ioctlWithIntValue ( int fd, int cmd, int value)
参数说明：
fd:设备文件描述符
cmd: ioctl命令
value:命令参数，限整数
返回值说明：
成功返回0，出错返回-1。
执行设备的ioctl操作
ioctl(int fd, int cmd , byte[] buf)
参数说明：
fd:设备文件描述符
cmd: ioctl命令
buf:命令的参数
返回值说明：
成功返回0，出错返回-1。
执行设备的ioctl操作,
如果 ioctl是一个结构体，
你需要将结构体的数据转换成字节流
int write( int fd, byte[] data)
参数说明：
fd: 要写入数据的文件描述符
data: 要写入的数据
返回值说明：
成功返回写入的字节数，出错返回-1。
向打开的设备或文件中写数据。
int read( int fd, byte[] buf, int len)
参数说明：
fd: 要读出数据的文件描述符
buf: 存储数据的缓冲区
len: 要读取的字节数
返回值说明：
成功返回读取的字节数，出错返回-1，如果在调read之前已到达文件末尾，则这次read返回0。
从打开的设备或文件中读取数据。
int select( int fd, int sec, int usec)
参数说明：
fd: 要查询的文件描述符
sen: 阻塞等待数据多长时间（单位：秒）
usec: 阻塞等待数据多长时间 （单位：纳秒，1毫秒=1000纳秒）
返回值说明：
如果fd有数据可读，返回1, 如果没有数据可读，返回0，出错时返回-1。
查询打开的设备或文件是否有数据可读。
void close(int fd)
参数说明：
fd: 要关闭的文件描述符
返回值说明：
无
关闭指定的文件描述符
3.2 串口通讯的接口说明
支持平台：全平台
接口名称 参数与返回值说明 功能说明 int openSerialPortEx( String devName, long baud, int dataBits, int stopBits, String parityBit， String flowCtrl )
参数说明：
devName: 串口设备文件名
baud: 波特率
dataBits: 数据位 (取值 5~8，一般用8 )
stopBits: 停止位 (取值 1~2，一般用1 )
parityBit: 奇偶校验位(取值为单个字母，O表示奇校验，E表示偶校验，N表示无校验)
flowCtrl: 数据流控制(取值为单个字母，H表示硬件流控制，S表示软件流控制，N表示不使用数据流控制)
返回值说明：
成功打开串口时，将返回串口的文件描述符，用该描述符可进行 read、write和select等操作，如果打开失败，则返回 -1
打开指定的串口设备，并返回文件描述符。
接口的使用说明：
先通过调用openSerialPortEx 打开串口设备，然后可以在线程中、或者用 timer 通过调用 select 接口轮询串口设备是否有数据到来，如果有，则调用 read 接口读取数据。
要往串口中写入数据，调用 write 接口即可。
串口使用完毕后，需要调用 close 关闭串口。
3.3 板载LED的接口说明
支持平台：此接口仅适用于Tiny和Smart系列的核心板，例如Tiny4412,Smart4412,Smart4418
接口名称 参数与返回值说明 功能说明 int setLedState( int ledID, int ledState )
参数说明：
ledID： 指定要开关哪一个LED (取值0~3)
ledState: 1表示亮，0表示灭
返回值说明：
成功返回0，失败返回-1
该接口用于开关LED灯。
3.4 让PWM蜂鸣器发声和停止发声的接口说明
支持平台：此接口仅适用于带蜂鸣器的Tiny和Smart系列底板，例如Tiny4412,Smart4412,Smart4418
接口名称 参数与返回值说明 功能说明 int PWMPlay(int frequency);
参数说明：
frequency: 要发声的频率
返回值说明：
成功返回0，失败返回-1
按指定的频率让蜂鸣器发声
int PWMStop();
参数说明：
无
返回值说明：
成功返回0，失败返回-1
让蜂鸣器停止发声
3.5 读取ADC的转换结果的接口说明
支持平台：仅适用于三星平台的开发板，包括6410、210、4412
接口名称 参数与返回值说明 功能说明 int readADC()
参数说明：
无
返回值说明：
成功返回ADC转换的结果，失败返回-1
读取第一个通道的ADC转换结果
int readADCWithChannel(int channel)
参数说明：
channel: 读取指定通道的ADC的值
返回值说明：
成功返回ADC转换的结果，失败返回-1
读取指定通道的ADC转换的结果
int[] readADCWithChannels(int[] channels);
参数说明：
channels: 要读取通道的ADC频道数组
返回值说明：
成功返回多个ADC结果（数组），错误返回空
一次性读取多个频道的结果，性能好
3.6 I2C接口说明
支持平台：全平台
在使用如下接口之前，首先需要使用open接口打开I2C设备，如下所示, 操作完成后，记得用HardwareControler.close关闭：
int fd = HardwareControler.open("/dev/i2c-0", FileCtlEnum.O_RDWR);
以下接口需要该fd作来参数进行操作：
接口名称 参数与返回值说明 功能说明 int setI2CSlave(int fd, int slave);
参数说明：
fd: I2C设备的文件描述符
slave: I2C设备地址，例如EEPROM设备一般是0x50
返回值说明：
成功返回0，失败返回-1
设置要操作的I2C设备地址，例如EEPROM设备一般是0x50
int setI2CTimeout(int fd, int timeout)
参数说明：
fd: I2C设备的文件描述符
timeout: 超时时间
返回值说明：
成功返回0，失败返回-1
设置超时时间(ioctl I2C_TIMEOUT)
int setI2CRetries(int fd, int retries)
参数说明：
fd: I2C设备的文件描述符
retries: 重试次数
返回值说明：
成功返回0，失败返回-1
设置重试次数(ioctl I2C_RETRIES)
int writeByteToI2C(int fd , int pos byte byteData , int wait_ms)
参数说明：
fd: I2C设备的文件描述符
pos: 字节位置
byteData:要写入的数据
wait_ms: 等待指定的时间(毫秒)
返回值说明：
成功返回0，失败返回-1
写一个字节的数据到I2C设备的指定位置,并等待指定的时间(毫秒)
int readByteFromI2C(int fd , int pos , int wait_ms);
参数说明：
fd: I2C设备的文件描述符
pos: 字节位置
wait_ms: 等待指定的时间(毫秒)
返回值说明：
成功返回0，失败返回-1
从I2C设备指定的位置读一个字节的数据，并等待指定的时间(毫秒)
3.7 SPI接口说明
支持平台：全平台
在使用如下接口之前，首先需要使用open接口打开SPI设备，如下所示, 操作完成后，记得用HardwareControler.close关闭：
int spi_fd = HardwareControler.open("/dev/spidev1.0", FileCtlEnum.O_RDWR );
以下接口需要该spi_fd作来参数进行操作：
接口名称 参数与返回值说明 功能说明 int setSPIWriteBitsPerWord( int spi_fd, int bits )
参数说明：
spi_fd: SPI设备的文件描述符
bits: 字长，单位是比特
返回值说明：
成功返回0，失败返回负数
设置每次读SPI设备的字长，单位是比特。
虽然大部分SPI接口的字长是8或者16，仍然会有一些特殊的例子。
需要说明的是，如果这个成员为零的话，默认使用8作为字长(ioctl SPI_IOC_WR_BITS_PER_WORD)int setSPIReadBitsPerWord( int spi_fd , int bits )
参数说明：
spi_fd: SPI设备的文件描述符
bits: 字长，单位是比特
返回值说明：
成功返回0，失败返回负数
设置每次写SPI设备的字长，单位是比特 (ioctl SPI_IOC_RD_BITS_PER_WORD)
int setSPIBitOrder( int spi_fd , int order)
参数说明：
spi_fd: SPI设备的文件描述符
order: 传SPIEnum.MSBFIRST或SPIEnum.LSBFIRST
返回值说明：
成功返回0，失败返回负数
设备SPI传输时是先传输低比特位还是高比特位，可选的参数有SPIEnum.MSBFIRST和SPIEnum.LSBFIRST
int setSPIClockDivider( int spi_fd , int divider)
参数说明：
spi_fd: SPI设备的文件描述符
divider: 分频系数，传入在SPIEnum.java中定义的以SPI_CLOCK_开头的常量，例如:
SPIEnum.SPI_CLOCK_DIV128
返回值说明：
成功返回0，失败返回负数
设置SPI的分频系数
int setSPIDataMode( int spi_fd , int mode)
参数说明：
spi_fd: SPI设备的文件描述符
mode: SPI设备的模式，可传入SPIEnum.SPI_MODE0 ~ SPIEnum.SPI_MODE3
返回值说明：
成功返回0，失败返回负数
设置SPI设备的模式
int SPItransferOneByte( int spi_fd , byte byteData , int spi_delay , int spi_speed , int spi_bits)
参数说明：
spi_fd: SPI设备的文件描述符
byteData:要写入SPI设备的数据
spi_delay:延时
spi_speed:传输速度
spi_bits:字长，单位是比特
返回值说明：
成功返回读到的数据，失败返回负数
同时发送与接收一个字节的数据，调用示例： int byteRet = SPItransferOneByte(spi_fd , 0xAA , 0 /*delay*/ , 500000/*speed*/ ,8/*bits*/)
int SPItransferBytes(int spi_fd , byte[] writeData , byte[] readBuff , int spi_delay , int spi_speed , int spi_bits)
参数说明：
spi_fd: SPI设备的文件描述符
writeData:要写入的数据
readBuff: 存放读取数据的缓冲区
spi_delay:延时
spi_speed:传输速度
spi_bits:字长，单位是比特
返回值说明：
成功返回0，失败返回负数
同时发送与接收多个字节的数据
int writeBytesToSPI(int spi_fd , byte[] writeData , int spi_delay , int spi_speed , int spi_bits)
参数说明：
spi_fd: SPI设备的文件描述符
writeData:要写入的数据
spi_delay:延时
spi_speed:传输速度
spi_bits:字长，单位是比特
返回值说明：
成功返回0，失败返回负数
写多个字节的数据到SPI设备
int readBytesFromSPI(int spi_fd , byte[] readBuff , int spi_delay , int spi_speed , int spi_bits)
参数说明：
readBuff: 存放读取数据的缓冲区
spi_delay:延时
spi_speed:传输速度
spi_bits:字长，单位是比特
返回值说明：
成功返回0，失败返回负数
从SPI设备读取多个字节
3.8 GPIO接口说明
支持平台：全平台
接口名称 参数与返回值说明 功能说明 int exportGPIOPin(int pin)
参数说明：
pin: GPIO引脚编号
返回值说明：
成功返回0，失败返回负数
通知系统需要导出控制的GPIO引脚编号，
相当于执行命令 echo pin > /sys/class/gpio/exportint unexportGPIOPin(int pin)
参数说明：
pin: GPIO引脚编号
返回值说明：
成功返回0，失败返回负数
通知系统取消导出某个GPIO引脚，
相当于执行命令 echo pin > /sys/class/gpio/unexportint setGPIOValue(int pin, int value)
参数说明：
pin: GPIO引脚编号
value: 传入GPIOEnum.LOW表示输出低电平，传入GPIOEnum.HIGH表示输出高电平
返回值说明：
成功返回0，失败返回负数
对某个引脚输出高或低电平
int getGPIOValue(int pin)
参数说明：
pin: GPIO引脚编号
返回值说明：
成功返回GPIOEnum.LOW表示输出低电平，
返回GPIOEnum.HIGH表示输出高电平，失败返回负数
查询某个引脚的状态（高或低电平）
int setGPIODirection(int pin, int direction)
参数说明：
pin: GPIO引脚编号
direction: 传入GPIOEnum.IN表示输入，
GPIOEnum.OUT表示输出
返回值说明：
成功返回0，失败返回负数
配置引脚功能为输出或者输入
int getGPIODirection(int pin)
参数说明：
pin: GPIO引脚编号
成功返回GPIOEnum.IN表示输入，
返回 GPIOEnum.OUT表示输出，失败返回负数
查询引脚功能 (为输出或者输入)
3.9 查询开发板型号
接口名称 参数与返回值说明 功能说明 int getBoardType()
成功返回一个代表开发板型号的数字，
数字的含义在 BoardType.java 中定义，
如果开发板无法识别，将失败负数
查询开发板型号, 调用示例:
private int mBoardType = HardwareControler.getBoardType(); if (mBoardType == BoardType.NanoPC_T4) { // do something... }
4 示例程序
4.1 Android8.1
4.1.1 Applicable Boards
- NanoPC-T4/NanoPi-M4/NanoPi-NEO4
Android8.1 Demos Serial Port GPIO ADC https://gitlab.com/friendlyelec/rk3399-android-8.1/tree/master/vendor/friendlyelec/apps/ADCDemo
PWM https://gitlab.com/friendlyelec/rk3399-android-8.1/tree/master/vendor/friendlyelec/apps/PWMDemo
I2C RTC Watch dog SPI
4.2 Android7.1.2
4.2.1 Applicable Boards
- NanoPC-T4/NanoPi-M4/NanoPi-NEO4
Android7.1.2 Demos Serial Port GPIO ADC https://gitlab.com/friendlyelec/rk3399-nougat/tree/nanopc-t4-nougat/vendor/friendlyelec/apps/ADCDemo
PWM https://gitlab.com/friendlyelec/rk3399-nougat/tree/nanopc-t4-nougat/vendor/friendlyelec/apps/PWMDemo
I2C RTC Watch dog SPI
4.3 Earlier version of Android
4.3.1 Applicable Boards & OS
- NanoPC-T3/NanoPi-M3: Android 5
- Smart4418 SDK/SOM-4418/NanoPC-T2/NanoPi-M2/NanoPi S2: Android 5, Android 4.4
- Tiny4412: Android 4.2, Android 5
- Tiny210/Smart210/Mini210: Android 4.2
- Tiny6410/Mini6410: Android 2.3
