从零开始的CW32学习制作生活是不是有些太突然了

协会项目
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项目来源

协会和武汉芯源公司合作开展的对CW32进行的讲座和宣传活动，作为乙方会针对CW32系列进行教学，并最终完成一系列开源项目

最终成果

完成若干CW32的小项目，包括但不限于流水灯、温湿度传感器、OLED屏幕等外设的教学，以及单片机原理：GPIO配置、定时器、中断、I2C、SPI等等原理和使用方法。并且针对4月份的船模比赛，完成一套完成的船模控制器系统。

目前计划

逐步在bbs进行简单外设的教学，在4月前完成对协会的船模控制器的讲座和硬件制作教学

这次一定不咕咕咕 :smiling_face_with_three_hearts:

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1.环境的安装

编译环境的搭建

  • keil的安装

  • CW32的package导入
    先把芯源官网贴出来芯源官网，在官网的产品中心找到MCU，然后打开Cortex-M0系列，并选择CW32F030C8，这里给一个传送门，在技术文档里面的固件库里面，就可以下载到CW32F030的库了

  • 给一个一步到位链接

  • 双击固件包“IdeSupport\MDK”目录下的 WHXY.CW32F030_DFP.pack 文件, 在弹出
    的界面下点击“Next”进行安装 Pack

  • 打开刚才安装好的Keil MDK-ARM 微控制器集成开发环境

  • 在左上角的file->open打开一个例程看看

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  • 选择工具栏的“Option”按钮，以显示“Option”对话框，选择“Device”标签，在器件列表中选择“WHXY”目录下的相应器件（以 CW32F030C8 为例），并点击“OK”确定

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  • 然后在debug框里找到Use，将下载器型号设置为CMSIS-DAP

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  • 打开旁边的setting，将左边的Adapter改成你的下载器，右边的的SW Device显示当前有没有连上设备，我这里接好了下载器和芯片，所以有显示设备。没有连上的话会显示failure

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  • 在左上角工具栏，第一个选项是编译，第二是bulid工程，第三个红圈是下载，一般我们通过编译确定程序是否有错，没有问题后点击build构建程序，然后通过下载按钮下载到程序中
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  • 那环境安装教程就结束啦

  • 然后是官方教程链接

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keil的安装中的百度云文件我已经上传在协会cloud中：https://cloud.scumaker.org/s/SeqJCbnjYtQMdPp

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good

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2.点亮一个LED灯

一直流传着这样一段话：过年了，家里的大学生一天不务正业，就知道用他的什么板各种点灯，也不知道他在干什么，反正电费哗哗地掉

运行逻辑

  • 这几天三石从杂物堆里又翻出了很多杂乱的零件，然后他发现居然有一块核心板，在这个开发板盛行的时代，找到一个核心板是多么的不容易，他把核心板的排针焊好，然后在keil装好了库文件，准备试一下点亮一个LED灯。
  • 可是过了一个多小时，他还是没能成功点亮，为什么呢？
  • 这时候他脑海中的“系统”反馈到：这用的是标准库，不是HAL库！

什么是标准库和HAL库呢？
如果你有一个开发板，那肯定第一步要配置好环境，然后找到一个标准的模板（template）进行开发，通常我们都是找到一个能用的模板，然后各种修改。所以一个空的模板，含有对应芯片型号的库函数，这样的模板工程，我们叫他标准库；后来st公司（意法半导体）自己做了一个软件，叫做stm32cubemx，使用者可以在软件里选择自己的芯片型号，并且在软件里面进行初始化，这就是HAL库

  • “总的来说，就是HAL库方便移植和初始化，标准库什么都要自己写”，系统如是回复三石。
  • 但是这个cw32只有标准库，这可难倒三石了。上一次看标准库还是两年前的事。
  • 就当是复习单片机原理了，三石这么想着
  • 然后他开始配置时钟树，什么是时钟树呢？系统回答道

单片机里面的时间就是通过时钟（RCC）产生的，时钟的产生流程有点像一个树状图，所以叫做“时钟树”，简而言之，就是你通过代码配置频率，最后完成时间的配置。因为频率是通过晶振产生的（振动频率），所以需要用代码将晶振的频率改为你想要的频率。

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  • 三石又想起当时看不懂时钟树的痛苦了，但是现在他知道，只用看一个地方就好
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  • 1.核心板接的外部晶振是8M,所以首先传入芯片，此时频率是HSE
  • 2.使能HSI，才能进行PLL
  • 3.通过PLL进行分频（分频可以理解为乘多少倍，如8倍，1/2倍）
  • 4.选择从PLL来源的频率
  • 5.打开HCLK，把时钟频率给系统
  • 然后三石写了一个配置时钟的程序
void RCC_Config()
{
	//使能HSI
  RCC_HSI_Enable(RCC_HSIOSC_DIV6);
	
	//设置HCLK和PCLK
	RCC_HCLKPRS_Config(RCC_HCLK_DIV8);
	RCC_PCLKPRS_Config(RCC_PCLK_DIV8);
	
	//使能PLL分频到64Mhz
	RCC_PLL_Enable(RCC_PLLSOURCE_HSI,8000000,8);
	
	//使用PLL时钟
	RCC_SysClk_Switch(RCC_SYSCLKSRC_PLL);
	RCC_SystemCoreClockUpdate(64000000);
}
  • 这样就好了吧，三石想着，现在单片机的时钟就没问题了，然后需要做的就是让LED引脚知道它是LED
  • 系统又提示三石，LED也需要初始化

单片机上的GPIO（俗称引脚），需要初始化后才能使用，就是相当于你要告诉它，它的任务是什么，它才会照做，具体的步骤就是在引脚的结构体中进行初始化就行

void GPIO_Config()
{
	//初始化结构体
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
	//__RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
	//打开GPIO_C的时钟
	__RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();
	//中断配置为无
  GPIO_InitStruct.IT = GPIO_IT_NONE;
	//模式设置为开漏输出: 只能输出低电平，外部不接上拉电阻时，所以要想输出高电平必须要外接上拉电阻
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
	//此时设置为LED的引脚
  GPIO_InitStruct.Pins = LED_GPIO_PINS;
	//速率设置为高速
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_HIGH;
	//赋值完毕后，运行初始化函数
  GPIO_Init(LED_GPIO_PORT, &GPIO_InitStruct);
	//初始给LED赋值为0
  GPIO_WritePin(LED_GPIO_PORT, LED_GPIO_PINS,GPIO_Pin_RESET);
}
  • OK，这下LED也初始化完成了，初始化有很多不同的参数，等到需要的时候，再去问问系统吧。然后三石开始写主函数
int32_t main(void)
{
  RCC_Config();//时钟初始化
	GPIO_Config();//GPIO初始化

    while (1)
    {
		//翻转LED
		GPIO_TogglePin(LED_GPIO_PORT, LED_GPIO_PINS);
		//延时
        Delay(0XFFFF);
    }
}
  • 以上就是LED的运行逻辑

之后演示图片和源程序也会相应给出

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3.串口通信

原理介绍

:robot:我是一个单片机，我要怎么才能让其他人知道我说了什么呢？

:pig:偶不知道哦

:monkey_face:你会发出声音或者比手势吗？这样别人就能知道你想干什么了嗷

:robot:这些东西对于我来说太复杂了，我希望有更简单的方式

:rooster:oh我的朋友，为什么不试试神奇的串口发送呢？

:robot:这是什么东西，好像很厉害

:rooster:好的，请容许我介绍伟大的串口通信，这是一种设备之间互相通信的方式，我们可以将它分为硬件层面和协议层面：

  • 物理层
    串口的物理层常用一种叫RS-232的标准，两个信号的 DB9 接口，通过串口信号线连接在一起，信号线是使用的 RS-232 标准传输数据信号。但是 RS-232 标准信号不能直接被控制器识别使用，所以我们需要使用一个电平转换芯片转换成 TTL 标准信号，才能实现通信。
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    这就是为什么你只能通过下载器才能实现电脑和单片机之间的通信，你的下载器就相当于一个TTL功能的设备。
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这里左边是你的下载器，右边是你的单片机，注意连接时，RXD和TXD要交错着接线，毕竟A发送的消息，B来接收，也就对应着RXD对应TXD，很合理吧。

  • 协议层：
    传输的信号大概呈现出下图的样子：起始位，数据位，校验位，停止位

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    还有一些具体的概念：
    1.波特率：异步通信之中没有时钟信号的，所以需要在两个设备之间约定好波特率（及每个码元的长度），可以理解为传输速率，但是两个设备要设置相同的波特率，否则会出现乱码。
    2.通讯的起始和停止信号：串口通讯的一个数据包从起始信号开始，到停止信号结束，起始信号由一个逻辑 0 表示，停止信号可以自定义，但也需要两个设备约定好
    3.有效数据：起始位之后就是有效数据（主体数据），一般 5 ， 6 ， 7 ， 8 位长。
    4.数据校验：由于数据通信容易受到外部干扰而导致数据偏差，可以通过加入校验位来解决，一般来说，有奇偶校验， 01 校验，或者无校验。

  • 然后是具体的操作流程，这里就不过多介绍了

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:pig:厉不厉害你鸡哥 :call_me_hand:

:robot:谢谢你，现在我正在尝试生成代码

  • 宏定义
//UARTx
#define  DEBUG_USARTx                   CW_UART1//选择串口1
#define  DEBUG_USART_CLK                RCC_APB2_PERIPH_UART1//配置串口时钟
#define  DEBUG_USART_APBClkENx          RCC_APBPeriphClk_Enable2//使能时钟
#define  DEBUG_USART_BaudRate           115200//设置波特率为115200
#define  DEBUG_USART_UclkFreq           8000000//串口传输评率

//UARTx GPIO
#define  DEBUG_USART_GPIO_CLK           RCC_AHB_PERIPH_GPIOA//设置GPIOA时钟
#define  DEBUG_USART_TX_GPIO_PORT       CW_GPIOA//设置TX管脚
#define  DEBUG_USART_TX_GPIO_PIN        GPIO_PIN_8
#define  DEBUG_USART_RX_GPIO_PORT       CW_GPIOA//设置RX管脚
#define  DEBUG_USART_RX_GPIO_PIN        GPIO_PIN_9

//GPIO AF
#define  DEBUG_USART_AFTX               PA08_AFx_UART1TXD()//串口1的TXD
#define  DEBUG_USART_AFRX               PA09_AFx_UART1RXD()//串口1的RXD
  • 初始化时钟配置
void RCC_Configuration(void)
{
    //SYSCLK = HSI = 8MHz = HCLK = PCLK
    RCC_HSI_Enable(RCC_HSIOSC_DIV6);

    //外设时钟使能
    RCC_AHBPeriphClk_Enable(DEBUG_USART_GPIO_CLK, ENABLE);
    DEBUG_USART_APBClkENx(DEBUG_USART_CLK, ENABLE);
}
  • 初始化GPIO
void GPIO_Configuration(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    //UART TX RX 复用
    DEBUG_USART_AFTX;
    DEBUG_USART_AFRX;

    GPIO_InitStructure.Pins = DEBUG_USART_TX_GPIO_PIN;
    GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
    GPIO_InitStructure.Speed = GPIO_SPEED_HIGH;
    GPIO_Init(DEBUG_USART_TX_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);

    GPIO_InitStructure.Pins = DEBUG_USART_RX_GPIO_PIN;
    GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_INPUT_PULLUP;
    GPIO_Init(DEBUG_USART_RX_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);
}
  • 串口的配置
void UART_Configuration(void)
{
    USART_InitTypeDef USART_InitStructure;

    USART_InitStructure.USART_BaudRate = DEBUG_USART_BaudRate;
    USART_InitStructure.USART_Over = USART_Over_16;
    USART_InitStructure.USART_Source = USART_Source_PCLK;//配置时钟源
    USART_InitStructure.USART_UclkFreq = DEBUG_USART_UclkFreq;
    USART_InitStructure.USART_StartBit = USART_StartBit_FE;
    USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
    USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No ;//分频系数
    USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
    USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;//串口模式选择
    USART_Init(DEBUG_USARTx, &USART_InitStructure);//串口初始化
}
  • 主函数的配置
int32_t main(void)
{
    //配置RCC
    RCC_Configuration();

    //配置GPIO
    GPIO_Configuration();

    //配置UART
    UART_Configuration();

    printf("\r\nCW32F030 UART Printf Example\r\n");

    while(1)
    {
			printf("hello\n");
    }
}

在这种情况下我就可以一直说“hello”啦！

:rooster:等一等我的朋友，你忘记了一件关键的事情，那就是串口中断!

PUTCHAR_PROTOTYPE
{
    USART_SendData_8bit(DEBUG_USARTx, (uint8_t)ch);

    while (USART_GetFlagStatus(DEBUG_USARTx, USART_FLAG_TXE) == RESET);

    return ch;
}

串口对应着一个中断，你需要配置它的功能，在这里就是反复发送一个字符串，然后把中断的标志位给清理掉，如果不清理的话，你就只能说一次“hello”了，所以一定要清理标志位哦。

:robot:程序下载中

:robot:hello,hello,hello,hello…
:pig: : :call_me_hand:
:monkey_face: : :call_me_hand:
:robot:hello,hello,hello,hello…

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