简介：YuzukiRuler 随身Linux小尺子，板载UART和OTG，还有一个1.14小屏幕，支持2.4G Wi-Fi网上冲浪

好的，作为一名高级嵌入式软件开发工程师，我将为您详细阐述针对 “YuzukiRuler 随身Linux小尺子” 项目的最佳代码设计架构，并提供具体的C代码实现示例。这个项目旨在构建一个可靠、高效、可扩展的嵌入式系统平台，我们将从需求分析出发，贯穿系统实现、测试验证到维护升级的整个流程，并确保所采用的技术和方法都经过实践验证。
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项目概述：YuzukiRuler 随身Linux小尺子

YuzukiRuler 是一款便携式的嵌入式Linux设备，它集成了以下关键功能：

尺子功能：核心功能，用于测量长度。
1.14英寸小屏幕：用于显示测量结果、系统信息和用户界面。
板载UART：用于串口通信，例如调试、数据传输等。
OTG USB：支持USB On-The-Go，可以作为USB设备或主机使用，例如连接电脑或外部设备。
2.4G Wi-Fi：支持无线网络连接，用于网络冲浪、数据传输、远程控制等。
Linux操作系统：运行在嵌入式处理器上，提供丰富的软件生态和灵活性。

系统架构设计

为了实现 YuzukiRuler 的功能并满足可靠性、高效性和可扩展性的要求，我们将采用分层架构的设计模式。这种架构将系统划分为多个独立的层次，每个层次负责特定的功能，并通过清晰定义的接口与其他层次进行交互。分层架构的优点包括：

模块化：每个层次都是一个独立的模块，易于开发、测试和维护。
可重用性：不同层次的模块可以被重用在其他项目中。
可扩展性：可以方便地添加新的层次或模块来扩展系统功能。
易于理解：清晰的层次结构使得系统更易于理解和维护。

针对 YuzukiRuler 项目，我们设计如下分层架构：

+---------------------+
|   应用层 (Application Layer)     |  用户界面、尺子逻辑、网络应用
+---------------------+
|  中间件层 (Middleware Layer)   |  设备管理、网络协议栈、图形库、文件系统
+---------------------+
| 操作系统层 (Operating System Layer) |  Linux Kernel
+---------------------+
|  硬件抽象层 (HAL - Hardware Abstraction Layer) |  GPIO、UART、SPI、I2C、USB、Wi-Fi驱动
+---------------------+
|  硬件层 (Hardware Layer)       |  嵌入式处理器、外围器件 (屏幕、Wi-Fi模块、传感器等)
+---------------------+

各层详细说明：

**硬件层 (Hardware Layer)**：
- 这是系统的最底层，包括嵌入式处理器（例如基于 ARM Cortex-A 系列的处理器），以及各种外围硬件组件，如：
  - 1.14英寸 LCD 屏幕 (SPI接口)
  - UART 接口
  - OTG USB 接口
  - 2.4G Wi-Fi 模块 (通常是 SDIO 或 SPI/UART 接口)
  - GPIO 用于控制 LED、按钮等
  - 存储器 (Flash, RAM)
  - 电源管理电路
**硬件抽象层 (HAL - Hardware Abstraction Layer)**：
- HAL 层位于硬件层之上，操作系统层之下。它的主要目的是隔离硬件差异，为上层软件提供统一的硬件访问接口。
- HAL 层包含各种硬件驱动程序，例如：
  - GPIO 驱动：控制 GPIO 引脚的输入输出，用于控制屏幕背光、读取按键状态等。
  - UART 驱动：实现串口通信，用于调试信息输出和数据传输。
  - SPI 驱动：驱动 SPI 总线，通常用于控制 LCD 屏幕和 Wi-Fi 模块。
  - I2C 驱动：如果使用 I2C 设备，则需要 I2C 驱动。
  - USB 驱动：支持 USB OTG 功能，作为设备或主机。
  - Wi-Fi 驱动：驱动 Wi-Fi 模块，实现无线网络连接。
- HAL 层提供的接口应该是平台无关的，这样当底层硬件发生变化时，只需要修改 HAL 层，而上层软件不需要修改。
**操作系统层 (Operating System Layer)**：
- YuzukiRuler 采用 Linux 操作系统。Linux 内核提供了进程管理、内存管理、文件系统、网络协议栈等核心功能。
- Linux 操作系统为上层软件提供了丰富的系统调用接口和驱动框架，极大地简化了嵌入式系统的开发。
- 我们可以选择一个轻量级的 Linux 发行版，例如 Buildroot 或 Yocto Project 构建定制化的 Linux 系统镜像，以满足 YuzukiRuler 的特定需求。
**中间件层 (Middleware Layer)**：
- 中间件层构建在操作系统层之上，为应用层提供常用的服务和功能组件。
- 常见的中间件组件包括：
  - 设备管理：管理系统中的各种设备，例如屏幕、Wi-Fi 模块等。
  - 网络协议栈：TCP/IP 协议栈，用于实现网络通信。
  - 图形库：例如 Framebuffer 或 SDL，用于在屏幕上绘制图形和文本。
  - 文件系统：用于管理存储在 Flash 中的文件，例如配置文件、用户数据等。
  - **GUI 框架 (可选)**：例如 Qt Embedded 或 **GTK+**，如果需要更复杂的图形用户界面。
  - **加密库 (可选)**：例如 OpenSSL，用于网络安全通信。
  - **JSON/XML 解析库 (可选)**：用于处理网络数据格式。
**应用层 (Application Layer)**：
- 应用层是系统的最高层，包含运行在 YuzukiRuler 上的应用程序。
- 对于 YuzukiRuler 项目，应用层主要包括：
  - **用户界面 (UI)**：负责用户交互，例如显示测量结果、系统菜单、Wi-Fi 设置等。
  - 尺子逻辑：处理尺子功能的核心逻辑，例如读取传感器数据、计算长度、校准等 (如果采用传感器辅助测量)。在 YuzukiRuler 的情况下，尺子功能更偏向于视觉尺，屏幕上的刻度显示和触摸交互是重点。
  - 网络应用：基于 Wi-Fi 实现的网络功能，例如：
    - 网页浏览 (如果硬件性能允许，可以集成轻量级浏览器)。
    - 数据同步：将测量数据同步到云端服务器或电脑。
    - 远程控制：通过网络远程控制 YuzukiRuler。
    - OTA 升级：通过网络下载和更新系统固件。

代码实现 (C 语言示例)

为了演示上述架构，我将提供一些 C 语言代码示例，涵盖各个层次的关键功能。由于 3000 行代码的篇幅限制，我将重点展示核心模块的代码结构和关键接口，并使用伪代码或注释来简化一些细节。

1. 硬件抽象层 (HAL) 示例：

hal_gpio.h

#ifndef HAL_GPIO_H
#define HAL_GPIO_H

typedef enum {
    GPIO_PIN_1,
    GPIO_PIN_2,
    // ... 定义所有 GPIO 引脚
    GPIO_PIN_MAX
} gpio_pin_t;

typedef enum {
    GPIO_MODE_INPUT,
    GPIO_MODE_OUTPUT
} gpio_mode_t;

typedef enum {
    GPIO_LEVEL_LOW,
    GPIO_LEVEL_HIGH
} gpio_level_t;

// 初始化 GPIO 引脚
void hal_gpio_init(gpio_pin_t pin, gpio_mode_t mode);

// 设置 GPIO 引脚输出电平
void hal_gpio_set_level(gpio_pin_t pin, gpio_level_t level);

// 读取 GPIO 引脚输入电平
gpio_level_t hal_gpio_get_level(gpio_pin_t pin);

#endif // HAL_GPIO_H

hal_gpio.c

#include "hal_gpio.h"
#include "soc_gpio.h" // 假设 soc_gpio.h 是 SoC 厂商提供的 GPIO 驱动头文件

void hal_gpio_init(gpio_pin_t pin, gpio_mode_t mode) {
    // 将 HAL GPIO pin 映射到 SoC specific GPIO pin
    soc_gpio_pin_t soc_pin = map_hal_to_soc_gpio_pin(pin);

    if (mode == GPIO_MODE_INPUT) {
        soc_gpio_set_mode(soc_pin, SOC_GPIO_MODE_INPUT);
    } else if (mode == GPIO_MODE_OUTPUT) {
        soc_gpio_set_mode(soc_pin, SOC_GPIO_MODE_OUTPUT);
    }
}

void hal_gpio_set_level(gpio_pin_t pin, gpio_level_t level) {
    soc_gpio_pin_t soc_pin = map_hal_to_soc_gpio_pin(pin);
    if (level == GPIO_LEVEL_LOW) {
        soc_gpio_write(soc_pin, SOC_GPIO_LEVEL_LOW);
    } else if (level == GPIO_LEVEL_HIGH) {
        soc_gpio_write(soc_pin, SOC_GPIO_LEVEL_HIGH);
    }
}

gpio_level_t hal_gpio_get_level(gpio_pin_t pin) {
    soc_gpio_pin_t soc_pin = map_hal_to_soc_gpio_pin(pin);
    soc_gpio_level_t soc_level = soc_gpio_read(soc_pin);
    if (soc_level == SOC_GPIO_LEVEL_LOW) {
        return GPIO_LEVEL_LOW;
    } else {
        return GPIO_LEVEL_HIGH;
    }
}

// 示例: 将 HAL GPIO pin 映射到 SoC specific GPIO pin (需要根据具体的 SoC 实现)
soc_gpio_pin_t map_hal_to_soc_gpio_pin(gpio_pin_t hal_pin) {
    soc_gpio_pin_t soc_pin;
    switch (hal_pin) {
        case GPIO_PIN_1:
            soc_pin = SOC_GPIO_PIN_XX; // 替换为实际的 SoC GPIO pin 定义
            break;
        case GPIO_PIN_2:
            soc_pin = SOC_GPIO_PIN_YY; // 替换为实际的 SoC GPIO pin 定义
            break;
        // ... 其他 pin 的映射
        default:
            soc_pin = SOC_GPIO_PIN_INVALID;
            break;
    }
    return soc_pin;
}

hal_uart.h

#ifndef HAL_UART_H
#define HAL_UART_H

typedef enum {
    UART_PORT_1,
    UART_PORT_2,
    // ... 定义所有 UART 端口
    UART_PORT_MAX
} uart_port_t;

typedef enum {
    UART_BAUDRATE_9600,
    UART_BAUDRATE_115200,
    // ... 定义其他波特率
} uart_baudrate_t;

// 初始化 UART 端口
void hal_uart_init(uart_port_t port, uart_baudrate_t baudrate);

// 发送一个字节数据
void hal_uart_send_byte(uart_port_t port, uint8_t data);

// 接收一个字节数据 (阻塞式)
uint8_t hal_uart_receive_byte(uart_port_t port);

// 发送字符串
void hal_uart_send_string(uart_port_t port, const char *str);

#endif // HAL_UART_H

hal_uart.c

#include "hal_uart.h"
#include "soc_uart.h" // 假设 soc_uart.h 是 SoC 厂商提供的 UART 驱动头文件

void hal_uart_init(uart_port_t port, uart_baudrate_t baudrate) {
    soc_uart_port_t soc_port = map_hal_to_soc_uart_port(port);
    soc_uart_baudrate_t soc_baudrate = map_hal_to_soc_baudrate(baudrate);
    soc_uart_init(soc_port, soc_baudrate);
}

void hal_uart_send_byte(uart_port_t port, uint8_t data) {
    soc_uart_port_t soc_port = map_hal_to_soc_uart_port(port);
    soc_uart_send_byte(soc_port, data);
}

uint8_t hal_uart_receive_byte(uart_port_t port) {
    soc_uart_port_t soc_port = map_hal_to_soc_uart_port(port);
    return soc_uart_receive_byte(soc_port);
}

void hal_uart_send_string(uart_port_t port, const char *str) {
    while (*str) {
        hal_uart_send_byte(port, *str++);
    }
}

// ... (map_hal_to_soc_uart_port, map_hal_to_soc_baudrate 函数的实现类似 GPIO 的映射)

hal_spi.h (类似 GPIO 和 UART，此处省略具体代码)

hal_spi.c (类似 GPIO 和 UART，此处省略具体代码)

2. 板级支持包 (BSP) 示例：

bsp.h

#ifndef BSP_H
#define BSP_H

// 系统初始化
void bsp_init(void);

// 初始化 LCD 屏幕
void bsp_lcd_init(void);

// 初始化 Wi-Fi 模块
void bsp_wifi_init(void);

// ... 其他板级初始化函数

#endif // BSP_H

bsp.c

#include "bsp.h"
#include "hal_gpio.h"
#include "hal_uart.h"
#include "hal_spi.h"
#include "lcd_driver.h" // 假设 lcd_driver.h 是 LCD 驱动的头文件
#include "wifi_driver.h" // 假设 wifi_driver.h 是 Wi-Fi 驱动的头文件

void bsp_init(void) {
    // 初始化系统时钟、中断控制器等 (根据具体 SoC 初始化流程)

    // 初始化 UART 用于调试输出
    hal_uart_init(UART_PORT_1, UART_BAUDRATE_115200);

    printf("System Booting...\r\n"); // 使用 UART 输出启动信息

    // 初始化 GPIO (例如 LCD 背光控制引脚)
    hal_gpio_init(GPIO_PIN_LCD_BACKLIGHT, GPIO_MODE_OUTPUT);
    hal_gpio_set_level(GPIO_PIN_LCD_BACKLIGHT, GPIO_LEVEL_HIGH); // 打开背光

    // 初始化 LCD 屏幕
    bsp_lcd_init();

    // 初始化 Wi-Fi 模块
    bsp_wifi_init();

    printf("BSP Initialization Done.\r\n");
}

void bsp_lcd_init(void) {
    // 初始化 LCD 屏幕的 SPI 接口
    // hal_spi_init(...); // 根据 LCD 屏幕的 SPI 配置初始化 SPI

    // 调用 LCD 驱动初始化函数
    lcd_init();
    lcd_clear_screen(LCD_COLOR_BLACK); // 清屏
    lcd_set_color(LCD_COLOR_WHITE);
    lcd_draw_string(10, 10, "YuzukiRuler Booting...", FONT_8x16); // 显示启动信息
}

void bsp_wifi_init(void) {
    // 初始化 Wi-Fi 模块 (例如通过 SPI 或 SDIO 接口)
    // wifi_init(...); // 调用 Wi-Fi 驱动初始化函数
    printf("Wi-Fi Module Initialized.\r\n"); // 假设 Wi-Fi 初始化成功
}

// ... 其他 BSP 初始化函数的实现

3. 中间件层示例：

lcd_driver.h (简化版的 LCD 驱动头文件)

#ifndef LCD_DRIVER_H
#define LCD_DRIVER_H

#include <stdint.h>

// 定义颜色
#define LCD_COLOR_BLACK   0x0000
#define LCD_COLOR_WHITE   0xFFFF
#define LCD_COLOR_RED     0xF800
#define LCD_COLOR_GREEN   0x07E0
#define LCD_COLOR_BLUE    0x001F

// 初始化 LCD
void lcd_init(void);

// 清屏
void lcd_clear_screen(uint16_t color);

// 设置绘图颜色
void lcd_set_color(uint16_t color);

// 画点
void lcd_draw_pixel(uint16_t x, uint16_t y);

// 画线
void lcd_draw_line(uint16_t x1, uint16_t y1, uint16_t x2, uint16_t y2);

// 绘制矩形
void lcd_draw_rectangle(uint16_t x1, uint16_t y1, uint16_t x2, uint16_t y2);

// 绘制字符
void lcd_draw_char(uint16_t x, uint16_t y, char c, uint8_t font[]);

// 绘制字符串
void lcd_draw_string(uint16_t x, uint16_t y, const char *str, uint8_t font[]);

// 字体定义 (简化，实际应用中需要更完整的字体数据)
extern const uint8_t FONT_8x16[];

#endif // LCD_DRIVER_H

lcd_driver.c (简化版的 LCD 驱动实现)

#include "lcd_driver.h"
#include "hal_spi.h" // 假设 LCD 通过 SPI 接口控制
#include "hal_gpio.h" // 假设 LCD 有复位引脚和数据/命令选择引脚

// 字体数据 (8x16 示例，实际字体数据会更长)
const uint8_t FONT_8x16[] = {
    // ... 字体数据，这里省略，实际字体数据需要查阅字体库或自行生成
    // 例如 'A' 的 8x16 字体数据
    0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, // ...
};

// ... (LCD 驱动的 SPI 命令和初始化序列定义，根据具体的 LCD 屏幕芯片手册实现)

void lcd_init(void) {
    // 初始化 LCD 控制引脚 (复位、数据/命令选择等)
    // hal_gpio_init(...);

    // 复位 LCD 屏幕
    // hal_gpio_set_level(LCD_RESET_PIN, GPIO_LEVEL_LOW);
    // delay_ms(10);
    // hal_gpio_set_level(LCD_RESET_PIN, GPIO_LEVEL_HIGH);
    // delay_ms(50);

    // 发送 LCD 初始化命令序列 (根据 LCD 屏幕芯片手册)
    // lcd_send_command(COMMAND_DISPLAY_OFF);
    // ... 其他初始化命令
    // lcd_send_command(COMMAND_DISPLAY_ON);
}

void lcd_clear_screen(uint16_t color) {
    // 填充整个屏幕为指定颜色
    for (uint16_t y = 0; y < LCD_HEIGHT; y++) {
        for (uint16_t x = 0; x < LCD_WIDTH; x++) {
            lcd_draw_pixel(x, y);
        }
    }
}

void lcd_set_color(uint16_t color) {
    // 设置当前绘图颜色 (全局变量或函数参数传递)
    // g_lcd_color = color; // 假设使用全局变量 g_lcd_color
}

void lcd_draw_pixel(uint16_t x, uint16_t y) {
    // 设置像素点颜色
    // lcd_set_cursor(x, y); // 设置光标位置
    // lcd_send_data(g_lcd_color); // 发送颜色数据
}

void lcd_draw_line(uint16_t x1, uint16_t y1, uint16_t x2, uint16_t y2) {
    // Bresenham's line algorithm 或其他画线算法实现
    // ... (画线算法代码)
}

void lcd_draw_rectangle(uint16_t x1, uint16_t y1, uint16_t x2, uint16_t y2) {
    // 画矩形的四条边
    lcd_draw_line(x1, y1, x2, y1);
    lcd_draw_line(x2, y1, x2, y2);
    lcd_draw_line(x2, y2, x1, y2);
    lcd_draw_line(x1, y2, x1, y1);
}

void lcd_draw_char(uint16_t x, uint16_t y, char c, uint8_t font[]) {
    // 从字体数据中获取字符的点阵数据，并逐像素绘制
    if (c < 32 || c > 126) c = '?'; // 处理不可打印字符
    uint32_t char_index = c - 32; // ASCII 偏移
    const uint8_t *font_data = &font[char_index * 16]; // 假设 8x16 字体，每个字符 16 字节
    for (uint8_t row = 0; row < 16; row++) {
        for (uint8_t col = 0; col < 8; col++) {
            if (font_data[row] & (1 << col)) { // 判断像素是否需要点亮
                lcd_draw_pixel(x + col, y + row);
            }
        }
    }
}

void lcd_draw_string(uint16_t x, uint16_t y, const char *str, uint8_t font[]) {
    uint16_t current_x = x;
    while (*str) {
        lcd_draw_char(current_x, y, *str, font);
        current_x += 8; // 假设字符宽度为 8 像素
        str++;
    }
}

// ... (其他 LCD 驱动函数的实现，例如设置窗口、滚动等)

wifi_driver.h (简化版的 Wi-Fi 驱动头文件)

#ifndef WIFI_DRIVER_H
#define WIFI_DRIVER_H

// 初始化 Wi-Fi 模块
int wifi_init(void);

// 连接到 Wi-Fi AP
int wifi_connect_ap(const char *ssid, const char *password);

// 断开 Wi-Fi 连接
int wifi_disconnect_ap(void);

// 获取 Wi-Fi 连接状态
int wifi_get_connection_status(void);

// 获取 IP 地址
const char *wifi_get_ip_address(void);

// 发送数据 (例如 UDP 数据)
int wifi_send_data(const char *dest_ip, int dest_port, const uint8_t *data, uint32_t len);

// 接收数据 (例如 UDP 数据)
int wifi_receive_data(uint8_t *buffer, uint32_t buffer_size, uint32_t timeout_ms);

#endif // WIFI_DRIVER_H

wifi_driver.c (简化版的 Wi-Fi 驱动实现，实际 Wi-Fi 驱动会非常复杂，通常需要调用厂商提供的 SDK 或使用 Linux 网络接口)

#include "wifi_driver.h"
#include "hal_spi.h" // 假设 Wi-Fi 模块通过 SPI 接口控制
#include "hal_uart.h" // 或者 UART 接口
#include <stdio.h> // For printf (for debug output)
#include <string.h> // For string functions

// ... (Wi-Fi 模块的 SPI 或 UART 命令和数据格式定义，根据具体的 Wi-Fi 模块芯片手册实现)

int wifi_init(void) {
    printf("Initializing Wi-Fi module...\r\n");
    // 初始化 Wi-Fi 模块的 SPI 或 UART 接口
    // hal_spi_init(...); 或 hal_uart_init(...);

    // 发送 Wi-Fi 模块初始化命令 (根据 Wi-Fi 模块芯片手册)
    // wifi_send_command(WIFI_COMMAND_INIT);
    // ... 其他初始化命令

    printf("Wi-Fi module initialized.\r\n");
    return 0; // 假设初始化成功
}

int wifi_connect_ap(const char *ssid, const char *password) {
    printf("Connecting to AP: SSID=%s, Password=%s\r\n", ssid, password);
    // 发送 Wi-Fi 连接命令 (根据 Wi-Fi 模块芯片手册)
    // wifi_send_command_with_params(WIFI_COMMAND_CONNECT_AP, ssid, password);

    // 模拟连接成功 (实际需要等待 Wi-Fi 模块的连接成功事件或状态查询)
    // delay_ms(5000); // 等待 5 秒

    printf("Wi-Fi connected to AP.\r\n");
    return 0; // 假设连接成功
}

int wifi_disconnect_ap(void) {
    printf("Disconnecting from AP.\r\n");
    // 发送 Wi-Fi 断开连接命令
    // wifi_send_command(WIFI_COMMAND_DISCONNECT_AP);
    printf("Wi-Fi disconnected.\r\n");
    return 0;
}

int wifi_get_connection_status(void) {
    // 查询 Wi-Fi 连接状态
    // wifi_send_command(WIFI_COMMAND_GET_STATUS);
    // ... 解析 Wi-Fi 模块返回的状态数据
    // 模拟已连接状态
    return 1; // 1 表示已连接，0 表示未连接
}

const char *wifi_get_ip_address(void) {
    // 查询 Wi-Fi 模块的 IP 地址
    // wifi_send_command(WIFI_COMMAND_GET_IP);
    // ... 解析 Wi-Fi 模块返回的 IP 地址数据
    // 模拟返回 IP 地址
    static char ip_address[] = "192.168.1.100"; // 静态缓冲区，注意线程安全问题
    return ip_address;
}

int wifi_send_data(const char *dest_ip, int dest_port, const uint8_t *data, uint32_t len) {
    printf("Sending data to %s:%d, len=%lu\r\n", dest_ip, dest_port, len);
    // 封装 UDP 数据包
    // 发送 UDP 数据包 (通过 Wi-Fi 模块的 SPI/UART 接口)
    // wifi_send_command_with_data(WIFI_COMMAND_SEND_UDP, dest_ip, dest_port, data, len);
    printf("Data sent.\r\n");
    return 0;
}

int wifi_receive_data(uint8_t *buffer, uint32_t buffer_size, uint32_t timeout_ms) {
    printf("Receiving data with timeout %lu ms...\r\n", timeout_ms);
    // 接收 UDP 数据 (通过 Wi-Fi 模块的 SPI/UART 接口)
    // wifi_receive_command_with_timeout(WIFI_COMMAND_RECEIVE_UDP, buffer, buffer_size, timeout_ms);
    // 模拟接收到数据
    if (buffer_size > 10) {
        strncpy((char *)buffer, "Hello World", buffer_size - 1);
        buffer[buffer_size - 1] = '\0';
        printf("Received data: %s\r\n", buffer);
        return strlen((char *)buffer); // 返回接收到的数据长度
    } else {
        printf("Receive buffer too small.\r\n");
        return -1; // 缓冲区太小
    }
}

4. 应用层示例：

main.c (主应用程序)

#include "bsp.h"
#include "lcd_driver.h"
#include "wifi_driver.h"
#include "hal_uart.h" // For printf debug output
#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main() {
    bsp_init(); // 初始化板级支持包

    printf("YuzukiRuler Application Started.\r\n");

    // 显示欢迎界面
    lcd_clear_screen(LCD_COLOR_BLACK);
    lcd_set_color(LCD_COLOR_WHITE);
    lcd_draw_string(20, 20, "YuzukiRuler", FONT_8x16);
    lcd_draw_string(20, 40, "Portable Linux Ruler", FONT_8x16);
    lcd_draw_string(20, 60, "Initializing...", FONT_8x16);

    // 初始化 Wi-Fi 并连接到 AP
    if (wifi_init() == 0) {
        lcd_draw_string(20, 80, "Wi-Fi Initialized", FONT_8x16);
        if (wifi_connect_ap("YOUR_SSID", "YOUR_PASSWORD") == 0) { // 替换为实际的 SSID 和密码
            lcd_draw_string(20, 100, "Wi-Fi Connected", FONT_8x16);
            const char *ip_address = wifi_get_ip_address();
            char ip_str[32];
            snprintf(ip_str, sizeof(ip_str), "IP: %s", ip_address);
            lcd_draw_string(20, 120, ip_str, FONT_8x16);
        } else {
            lcd_draw_string(20, 100, "Wi-Fi Connect Failed", FONT_8x16);
        }
    } else {
        lcd_draw_string(20, 80, "Wi-Fi Init Failed", FONT_8x16);
    }

    // 主循环 (示例：简单的网络数据接收和显示)
    uint8_t receive_buffer[128];
    while (1) {
        int received_len = wifi_receive_data(receive_buffer, sizeof(receive_buffer), 1000); // 1 秒超时
        if (received_len > 0) {
            lcd_clear_screen(LCD_COLOR_BLACK); // 清屏
            lcd_draw_string(20, 20, "Received Data:", FONT_8x16);
            lcd_draw_string(20, 40, (char *)receive_buffer, FONT_8x16);
        }
        // ... (尺子功能的逻辑，例如读取触摸屏输入、显示尺子刻度等)
        // ... (用户界面交互逻辑)
    }

    return 0;
}

构建和编译

要构建和编译 YuzukiRuler 的嵌入式 Linux 系统，通常需要以下步骤：

选择嵌入式 Linux 构建工具: 例如 Buildroot 或 Yocto Project。
配置构建环境: 配置目标处理器架构、Linux 内核版本、根文件系统类型、软件包选择等。
编写设备树 (Device Tree): 描述硬件平台的硬件资源配置，例如 CPU、内存、外设等。
编译 Linux 内核: 使用交叉编译工具链为目标架构编译 Linux 内核。
编译驱动程序和应用程序: 编译 HAL 驱动、中间件组件和应用程序代码。
构建根文件系统: 将编译好的内核、驱动、库、应用程序等打包到根文件系统中。
生成系统镜像: 将内核、设备树和根文件系统打包成可烧录到 Flash 存储器的系统镜像。
烧录系统镜像: 使用烧录工具将系统镜像烧录到 YuzukiRuler 的 Flash 存储器中。

测试验证

在开发过程中，需要进行全面的测试验证，以确保系统的可靠性和稳定性。测试包括：

单元测试: 针对各个模块 (例如 HAL 驱动、LCD 驱动、Wi-Fi 驱动) 进行单元测试，验证模块的功能是否正确。
集成测试: 将各个模块集成起来进行测试，验证模块之间的交互是否正常。
系统测试: 对整个系统进行功能测试、性能测试、压力测试、可靠性测试等，验证系统是否满足需求。
用户验收测试 (UAT): 邀请用户参与测试，收集用户反馈，确保系统满足用户需求。

维护升级

为了保持 YuzukiRuler 的功能和性能，需要进行维护升级。维护升级包括：

Bug 修复: 修复系统中发现的 bug。
安全更新: 更新系统安全补丁，防止安全漏洞。
功能增强: 添加新的功能或改进现有功能。
性能优化: 优化系统性能，提高运行效率。

对于嵌入式 Linux 系统，常用的升级方式包括：

本地升级: 通过 USB 或 UART 接口连接电脑，使用烧录工具更新系统镜像。
OTA (Over-The-Air) 升级: 通过 Wi-Fi 网络下载新的系统镜像，并自动更新系统。OTA 升级是更方便用户的方式，但需要设计可靠的升级流程和安全机制。

总结

YuzukiRuler 随身Linux小尺子项目采用分层架构进行代码设计，将系统划分为硬件层、HAL 层、操作系统层、中间件层和应用层，实现了模块化、可重用性、可扩展性和易于维护性。代码示例展示了各层次的关键模块和接口，涵盖了 GPIO、UART、SPI 驱动、LCD 驱动、Wi-Fi 驱动以及主应用程序的框架。

为了构建一个可靠、高效、可扩展的系统平台，还需要关注以下方面：

代码规范: 遵循统一的代码风格和编码规范，提高代码可读性和可维护性。
错误处理: 完善的错误处理机制，增强系统的鲁棒性。
资源管理: 合理的资源管理，例如内存管理、文件系统管理等，提高系统效率。
安全性: 考虑系统安全性，例如数据加密、访问控制、安全启动等。
文档: 编写清晰的文档，包括设计文档、API 文档、用户手册等，方便开发、维护和使用。

通过以上架构设计和代码实现，并结合实践验证的技术和方法，我们可以构建一个功能完善、性能优良、可靠稳定的 YuzukiRuler 随身Linux小尺子产品。实际项目中，代码量会远超 3000 行，包含更完善的驱动、更丰富的功能和更复杂的逻辑。这里提供的代码示例旨在展示整体架构和关键模块的设计思路。
Error executing command: Traceback (most recent call last):
File “/home/tong/.local/lib/python3.10/site-packages/urllib3/connectionpool.py”, line 466, in _make_request
self._validate_conn(conn)
File “/home/tong/.local/lib/python3.10/site-packages/urllib3/connectionpool.py”, line 1095, in _validate_conn
conn.connect()
File “/home/tong/.local/lib/python3.10/site-packages/urllib3/connection.py”, line 652, in connect
sock_and_verified = _ssl_wrap_socket_and_match_hostname(
File “/home/tong/.local/lib/python3.10/site-packages/urllib3/connection.py”, line 805, in ssl_wrap_socket_and_match_hostname
ssl_sock = ssl_wrap_socket(
File “/home/tong/.local/lib/python3.10/site-packages/urllib3/util/ssl.py”, line 465, in ssl_wrap_socket
ssl_sock = ssl_wrap_socket_impl(sock, context, tls_in_tls, server_hostname)
File “/home/tong/.local/lib/python3.10/site-packages/urllib3/util/ssl.py”, line 509, in _ssl_wrap_socket_impl
return ssl_context.wrap_socket(sock, server_hostname=server_hostname)
File “/usr/lib/python3.10/ssl.py”, line 513, in wrap_socket
return self.sslsocket_class._create(
File “/usr/lib/python3.10/ssl.py”, line 1071, in _create
self.do_handshake()
File “/usr/lib/python3.10/ssl.py”, line 1342, in do_handshake
self._sslobj.do_handshake()
ssl.SSLZeroReturnError: TLS/SSL connection has been closed (EOF) (_ssl.c:997)