[MCU] CW32L010学习笔记

qzc0927 2024-11-15 17:32 楼主

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    CW32学习开发笔记
</div>

# 硬件原理图：

## 主芯片

![image-20241114103849101](https://boreyun.oss-cn-shanghai.aliyuncs.com/image-20241114103849101.png)

引脚封装图：

![image-20241114104051352](https://boreyun.oss-cn-shanghai.aliyuncs.com/image-20241114104051352.png)

CW32L010 是基于 eFlash 的单芯片低功耗微控制器，集成了主频高达 48MHz 的 ARM® Cortex®-M0+ 内核、
高速嵌入式存储器（多至 64K 字节 FLASH 和多至 4K 字节 SRAM）以及一系列全面的增强型外设和 I/O 口。
所有型号都提供全套的通信接口（二路 UART、一路 SPI 和一路 I2C）、12 位高速 ADC、四组通用和基本定时器、
一组低功耗定时器以及一组高级控制 PWM 定时器。

## 供电电源

使用type-c直接供电即可，不需要再接其他电源转换芯片，CW32L010 可以在 -40℃到 85℃的温度范围内工作，供电电压宽达 1.62V ~ 5.5V。支持 Sleep 和 DeepSleep两种低功耗工作模式。

![image-20241114104435067](https://boreyun.oss-cn-shanghai.aliyuncs.com/image-20241114104435067.png)

## 复位电路

![image-20241114104524841](C:/Users/syz/AppData/Roaming/Typora/typora-user-images/image-20241114104524841.png)

## 滤波电路

![image-20241114104852343](https://boreyun.oss-cn-shanghai.aliyuncs.com/image-20241114104852343.png)

## 内部稳压

![image-20241114105052457](https://boreyun.oss-cn-shanghai.aliyuncs.com/image-20241114105052457.png)

![image-20241114105024829](https://boreyun.oss-cn-shanghai.aliyuncs.com/image-20241114105024829.png)

## 调试下载

默认使用SWD接口下载程序，原理图如下：

![image-20241114105146199](https://boreyun.oss-cn-shanghai.aliyuncs.com/image-20241114105146199.png)

## 板载指示灯

用于查看系统运行状态，原理图如下：

![image-20241114110648242](https://boreyun.oss-cn-shanghai.aliyuncs.com/image-20241114110648242.png)

# 软件功能

## 工程创建

具体如何创建工程就不所说明了，官方例程都有说明，我主要说下的我的目录结构设计：

![image-20241114105830013](https://boreyun.oss-cn-shanghai.aliyuncs.com/image-20241114105830013.png)

## 串口通讯

内部集成 2 个通用异步收发器 (UART)，支持异步全双工、同步半双工和单线半双工模式，支持硬件数据流控
和多机通信，还支持 LIN（局域互连网络）；可编程数据帧结构，可以通过小数波特率发生器提供宽范围的
波特率选择。内置定时器模块，支持等待超时检测、接收空闲检测、自动波特率检测和通用定时功能。
UART 控制器工作在双时钟域下，允许在深度休眠模式下进行数据的接收，接收完成中断可以唤醒 MCU 回到
运行模式。注意：仅 UART1 支持 LIN 和定时器功能；UART2 可通过片内外设互联与 BTIM/GTIM/ATIM 的从模式协同工
作实现超时定时器相关功能。我们接着实现串口通讯功能；

- 1.串口功能硬件引脚

![image-20241114135526600](https://boreyun.oss-cn-shanghai.aliyuncs.com/image-20241114135526600.png)

使用串口2来是实现通讯，再看引脚的复用功能。

![image-20241114135659092](https://boreyun.oss-cn-shanghai.aliyuncs.com/image-20241114135659092.png)

- 2.代码实现

```C
#include  "bsp_uart2.h"
#include "cw32l010_gpio.h"
#include "cw32l010_uart.h"
#include  "stdio.h"
#include "cw32l010_sysctrl.h"

//UARTx
#define  DEBUG_UARTx                   CW_UART2
#define  DEBUG_UART_CLK                SYSCTRL_APB1_PERIPH_UART2
#define  DEBUG_UART_APBClkENx          SYSCTRL_APBPeriphClk_Enable1
#define  DEBUG_UART_BaudRate           115200
#define  DEBUG_UART_UclkFreq           HSIOSC_VALUE     //串口全速运行

//UARTx GPIO
#define  DEBUG_UART_GPIO_CLK           (SYSCTRL_AHB_PERIPH_GPIOB)
#define  DEBUG_UART_TX_GPIO_PORT       CW_GPIOB
#define  DEBUG_UART_TX_GPIO_PIN        GPIO_PIN_5
#define  DEBUG_UART_RX_GPIO_PORT       CW_GPIOB
#define  DEBUG_UART_RX_GPIO_PIN        GPIO_PIN_6

//GPIO AF
#define  DEBUG_UART_AFTX               PB05_AFx_UART2TXD()
#define  DEBUG_UART_AFRX               PB06_AFx_UART2RXD()

static void UART_Configuration(void)
{
//    //外设时钟使能,放在外设里面自己进行使能
    
    DEBUG_UART_APBClkENx(DEBUG_UART_CLK, ENABLE);
	
	
	UART_InitTypeDef UART_InitStructure = {0};

UART_InitStructure.UART_BaudRate = DEBUG_UART_BaudRate;
    UART_InitStructure.UART_Over = UART_Over_16;
    UART_InitStructure.UART_Source = UART_Source_PCLK;
    UART_InitStructure.UART_UclkFreq = DEBUG_UART_UclkFreq;
    UART_InitStructure.UART_StartBit = UART_StartBit_FE;
    UART_InitStructure.UART_StopBits = UART_StopBits_1;
    UART_InitStructure.UART_Parity = UART_Parity_No ;
    UART_InitStructure.UART_HardwareFlowControl = UART_HardwareFlowControl_None;
    UART_InitStructure.UART_Mode = UART_Mode_Rx | UART_Mode_Tx;
    UART_Init(DEBUG_UARTx, &UART_InitStructure);

}

/**
 * <a href="https://m.eeworld.com.cn/bbs/home.php?mod=space&uid=159083" target="_blank">@brief</a> 配置GPIO
 *
 */
static void GPIO_Configuration(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure = {0};
	
	//外设时钟使能,放在外设里面自己进行使能
	SYSCTRL_AHBPeriphClk_Enable(DEBUG_UART_GPIO_CLK, ENABLE);
    
    GPIO_WritePin(DEBUG_UART_TX_GPIO_PORT, DEBUG_UART_TX_GPIO_PIN,GPIO_Pin_SET);    // 设置TXD的默认电平为高，空闲

GPIO_InitStructure.Pins = DEBUG_UART_TX_GPIO_PIN;
    GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
    GPIO_Init(DEBUG_UART_TX_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);

GPIO_InitStructure.Pins = DEBUG_UART_RX_GPIO_PIN;
    GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_INPUT_PULLUP;
    GPIO_Init(DEBUG_UART_RX_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);

//UART TX RX 复用
    DEBUG_UART_AFTX;
    DEBUG_UART_AFRX;
}

void UART2_Configuration(void)
{
	UART_Configuration();
	GPIO_Configuration();
}

#ifdef __GNUC__
    /* With GCC/RAISONANCE, small printf (option LD Linker->Libraries->Small printf
    set to 'Yes') calls __io_putchar() */
    #define PUTCHAR_PROTOTYPE int __io_putchar(int ch)
#else
    #define PUTCHAR_PROTOTYPE int fputc(int ch, FILE *f)
#endif /* __GNUC__ */

/**
 * @brief Retargets the C library printf function to the UART.
 *
 */
PUTCHAR_PROTOTYPE
{
    UART_SendData_8bit(DEBUG_UARTx, (uint8_t)ch);

while (UART_GetFlagStatus(DEBUG_UARTx, UART_FLAG_TXE) == RESET);

return ch;
}

size_t __write(int handle, const unsigned char * buffer, size_t size)
{
    size_t nChars = 0;

if (buffer == 0)
    {
        /*
         * This means that we should flush internal buffers.  Since we
         * don't we just return.  (Remember, "handle" == -1 means that all
         * handles should be flushed.)
         */
        return 0;
    }

for (/* Empty */; size != 0; --size)
    {
        UART_SendData_8bit(DEBUG_UARTx, *buffer++);
        while (UART_GetFlagStatus(DEBUG_UARTx, UART_FLAG_TXE) == RESET);
        ++nChars;
    }

return nChars;
}

/******************************************************************************
 * EOF (not truncated)
 ******************************************************************************/
#ifdef  USE_FULL_ASSERT
/**
  * @brief  Reports the name of the source file and the source line number
  *         where the assert_param error has occurred.
  * @param  file: pointer to the source file name
  * @param  line: assert_param error line source number
  * @retval None
  */
void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
{
    /* USER CODE BEGIN 6 */
    /* User can add his own implementation to report the file name and line number,
       tex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */
    /* USER CODE END 6 */
}
#endif /* USE_FULL_ASSERT */

```

- 3.编写打印测试函数

```C
static void Printf_Function(void)
{
    DEBUG_LOG("\r\n");
    DEBUG_LOG("  Compile time:");
    DEBUG_LOG(__DATE__);
    DEBUG_LOG("  ");
    DEBUG_LOG(__TIME__);
    DEBUG_LOG("\r\n+-------------------+\r\n");
    DEBUG_LOG("%s,%s,%d,%s\r\n", __FUNCTION__,__FILE__,__LINE__,__DATE__);
    DEBUG_LOG("\r\n+-------------------+\r\n");
}
```

- 4.查看串口终端信息

使用MobaXterm终端工具查看：

![image-20241114140550582](https://boreyun.oss-cn-shanghai.aliyuncs.com/image-20241114140550582.png)

- 5.注意点

为了让代码支持GNU扩展，keil设置需要注意：

![image-20241114140950288](https://boreyun.oss-cn-shanghai.aliyuncs.com/image-20241114140950288.png)

同时，串口打印的时候，添加头文件`"stdio.h"`;

## GPIO口输入输出

根据板载资源，使用板载的LED来测试。前面硬件说明的时候提到，使用的引脚为PB00；就直接上代码了。

- 1.编写驱动代码

```C
#include  "drv_led.h"

// 初始化 LED 引脚
void LED_Init(void) 
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

__SYSCTRL_GPIOB_CLK_ENABLE();

GPIO_InitStruct.IT = GPIO_IT_NONE;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
    GPIO_InitStruct.Pins = LED_GPIO_PINS;

GPIO_Init(LED_GPIO_PORT, &GPIO_InitStruct);
	
}

// 控制 LED 开关
void LED_Control(GPIO_PinState state) 
{	
	GPIO_WritePin(LED_GPIO_PORT, LED_GPIO_PINS,state);
}

// 切换 LED 状态
void LED_Toggle(void) {
    GPIO_TogglePin(LED_GPIO_PORT, LED_GPIO_PINS);
}

// 读取 LED 状态
int LED_Read(void) {
    return GPIO_ReadPin(LED_GPIO_PORT, LED_GPIO_PINS) == GPIO_Pin_SET ? 1 : 0;
}

// 定义并初始化 LED 操作结构体实例
LED_Ops_t myLED = {
    .init = LED_Init,
    .control = LED_Control,
    .toggle = LED_Toggle,
    .read = LED_Read
};

```

- 2.编写测试程序

```C
int32_t main(void)
{
	
	bsp_init();
	driver_init();

while(1)
    {
		SysTickDelay(1000);
		myLED.toggle();
    }
}
```

调试下载之后，可直接观察板载LED灯是否在循环闪烁。

## 调试等级

- 1.直接上代码，调试等级头文件；

```C
#ifndef __LOG_H
#define __LOG_H
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <stdarg.h>
#define GLOB_LOG_EVEL           LOG_DEBUG

typedef enum {
    FALSE,
    TRUE
    } status;
// 定义日志级别
typedef enum {
    LOG_DEBUG,
    LOG_INFO,
    LOG_WARNING,
    LOG_ERROR
    } LogLevel;

//extern LogMsg lmsg;
// 颜色
#define Blue    "\033[34m" // Blue
#define Green   "\033[32m" // Green
#define Yellow  "\033[33m" // Yellow
#define Red     "\033[31m" // Red
#define Reset   "\033[0m"  // Reset color

// 记录日志的宏定义

#define LOG_MESSAGE(format, ...) printf("[NTP]:%s(),Line:%05d: " format "\r\n", __FUNCTION__, __LINE__, ##__VA_ARGS__)

void LOG_MSG(LogLevel level, const char *message);
#endif

```

- 2.功能函数实现文件：

```C
#include "log.h"

// 日志输出函数
void LOG_MSG(LogLevel level, const char *message) {
    switch (level) {
        case LOG_DEBUG:
            printf(Blue "DEBUG: %s" Reset "\r\n", message);
            break;
        case LOG_INFO:
            printf(Green "INFO: %s" Reset "\r\n", message);
            break;
        case LOG_WARNING:
            printf(Yellow "WARNING: %s" Reset "\r\n", message);
            break;
        case LOG_ERROR:
            printf(Red "ERROR: %s" Reset "\r\n", message);
            break;
        default:
            printf("UNKNOWN: %s\n", message);
            break;
    }
}
```

- 3.编写测试函数

```C
/*宏定义错误码信息*/
static void Error_Code_Info(void)
{ 
	DEBUG_LOG("%d", SYSTEM_OK);
	DEBUG_LOG("%d", SYSTEM_ERR_E_1);
	DEBUG_LOG("%d", SYSTEM_ERR_E_2);
	DEBUG_LOG("%d", SYSTEM_ERR_MQTT_INFO_ERROR);

LOG_MSG(LOG_DEBUG, "This is a debug message");
	LOG_MSG(LOG_INFO, "This is an info message");
	LOG_MSG(LOG_WARNING, "This is a warning message");
	LOG_MSG(LOG_ERROR, "This is an error message");
}
```

- 4.终端输出

![image-20241114145804066](https://boreyun.oss-cn-shanghai.aliyuncs.com/image-20241114145804066.png)

## 串口中断

CW32单片机的串口有好几种工作方式，异步全双工，同步半双工，单线半双工，由于没有DMA通道，为了避免频繁的进入中断，采用串口接收中断，串口查询发送方式实现收发；

配置简单队列消息，实现方式如下：

- 1、定义队列结构

```C
#define myQ2_SIZE    	 512
#define RxBuffer2_SIZE   myQ2_SIZE

typedef volatile struct
{
    uint8_t     m_getIdx;
    uint8_t     m_putIdx;
    uint8_t     m_entry[ myQ2_SIZE ];
} myQ2;

extern  myQ2   volatile RxBuffer2;
extern  myQ2   volatile TxBuffer2;

void  UART2_Buffer_Init(void);
```

- 2、初始化队列结构

```C
myQ2   volatile RxBuffer2;
myQ2   volatile TxBuffer2;

void  UART2_Buffer_Init(void)
{
    CBUF_Init(RxBuffer2);
    CBUF_Init(TxBuffer2);
}

```

- 3、使能串口接收中断

```C
void NVIC_Configuration(void)
{
    //优先级，无优先级分组
    NVIC_SetPriority(DEBUG_UART_IRQ, 0);
    //UARTx中断使能
    NVIC_EnableIRQ(DEBUG_UART_IRQ);
	
	
	//使能UARTx RC中断
    UART_ITConfig(DEBUG_UARTx, UART_IT_RC, ENABLE);
	UART_ClearITPendingBit(CW_UART2, UART_IT_RC);
	
}
```

- 4、编写测试函数，实现串口功能收发

```C
int32_t main(void)
{
	bsp_init();
	driver_init();
    while(1)
    {		
		uint16_t  dataLen=0;
		dataLen = CBUF_Len(RxBuffer2);
		if(dataLen!=0)
		{
			//拷贝数据
			memcpy((char*)TxBuffer2.m_entry,(char*)RxBuffer2.m_entry,dataLen);
			//查询发送数据
			UART_SendBuf_Polling(CW_UART2,TxBuffer2.m_entry,dataLen);
			
			USART2_Clear();
		}
		SysTickDelay(1000);
		myLED.toggle();
    }
}
```

- 5、查看串口终端收发

![image-20241115144847070](https://boreyun.oss-cn-shanghai.aliyuncs.com/image-20241115144847070.png)

从截图可以看出，当前收发数据一致；

## 控制台Shell

下面介绍下开源项目是 letter-shell，一个功能强大的嵌入式shell，letter shell 3.x是一个C语言编写的，可以嵌入在程序中的嵌入式shell，通俗一点说就是一个串口命令行，可以通过命令行调用、运行程序中的函数。目前 letter-shell 3.0版本支持的功能有：

- 命令自动补全
- 快捷键功能定义
- 命令权限管理
- 用户管理
- 变量支持

> 项目地址：https://github.com/NevermindZZT/letter-shell

移植过程：

- 1.复制源码到工程中：

![image-20241115165344228](https://boreyun.oss-cn-shanghai.aliyuncs.com/image-20241115165344228.png)

- 2.在自定义接口`shell_port.c`中实现自己的串口读写函数

```C
#include "shell.h"
#include "main.h"
#include "bsp_uart2.h"
#include "shell_port.h"

Shell shell;
char shellBuffer[512];

/**
 * @brief 用户shell写
 * 
 * @param data 数据
 * @param len 数据长度
 * 
 * <a href="https://m.eeworld.com.cn/bbs/home.php?mod=space&uid=784970" target="_blank">@return</a> short 实际写入的数据长度
 */
short userShellWrite(char *data, unsigned short len)
{
	UART_SendBuf_Polling(CW_UART2,(uint8_t *)data, len);
    return len;
}

/**
 * @brief 用户shell读
 * 
 * @param data 数据
 * @param len 数据长度
 * 
 * @return short 实际读取到
 */
short userShellRead(char *data, unsigned short len)
{
	return UART2_GetString((uint8_t *)data, len);
}

/**
 * @brief 用户shell上锁
 * 
 * @param shell shell
 * 
 * @return int 0
 */
int userShellLock(Shell *shell)
{
	return 0;
}

/**
 * @brief 用户shell解锁
 * 
 * @param shell shell
 * 
 * @return int 0
 */
int userShellUnlock(Shell *shell)
{
	return 0;
}

/**
 * @brief 用户shell初始化
 * 
 */
void userShellInit(void)
{

//注册自己实现的写函数
    shell.write = userShellWrite;
//	shell.read = userShellRead;	
	//调用shell初始化函数
    shellInit(&shell, shellBuffer, 512);
 
}
```

- 3.在终端函数中定义

对于裸机环境，在主循环中调用`shellTask`，或者在接收到数据时，调用`shellHandler`，我这里在中断中调用

```C
void UART2_IRQHandler(void)
{
    /* USER CODE BEGIN */
    uint8_t TxRxBuffer;
    if (UART_GetITStatus(CW_UART2, UART_IT_RC) != RESET)
    {
		/*使用简易队列进行接收数据*/
		TxRxBuffer = UART_ReceiveData_8bit(CW_UART2);	
		shellHandler(&shell,TxRxBuffer);
        CBUF_Push(RxBuffer2, TxRxBuffer);
        UART_ClearITPendingBit(CW_UART2, UART_IT_RC);
    }
    /* USER CODE END */
}
```

- 4.调用初始化shell

```C
userShellInit();
```

- 5.串口终端实现结果

![image-20241115170003058](https://boreyun.oss-cn-shanghai.aliyuncs.com/image-20241115170003058.png)

查看当前系统时钟：

![image-20241115170036353](https://boreyun.oss-cn-shanghai.aliyuncs.com/image-20241115170036353.png)

其他实现方式，参考官方文档说明。