复旦微MCU学习笔记

写在前面
准备工作
外设清单
- 1.UART串口
- - 串口对应引脚
- 2.ADC
- - 采样通道对应引脚
项目功能
- 1.ADC采样（以MQ-2为例）
- 2.单总线通信（以DS18B20为例）
- - ①STM32F103C8T6代码调试
  - - 1.传感器用到的引脚初始化：
    - 2.传感器复位检验（检查有无传感器）
    - 3.启用传感器温度转换
    - 4.读数
  - ②FM33LC046N代码移植

写在前面

1.立帖原因：因机缘巧合吧，用到了复旦微的芯片进行嵌入式设计，复旦微论坛上有很多资料也有很多交流的帖子，但是自己开发的时候还是会遇到很多问题，这个帖子是记录自己学习历程的，也方便自己查相关资料，宗旨是用到什么就学什么。
2.芯片选择：
①之前参加过复旦微的电赛，大赛推荐的芯片是FM33LG048，但是可惜当时市面上没有靠谱的官方制定的开发板在售，所以选用了FM33LC046N先适应的复旦微的代码逻辑。现在在开发下一个项目的时候涉及到选择芯片，手头上正好有FM33LC046N的开发板，所以最终选择了FM33LC046N（市面上好像已经有FM33LG系列的开发板在售了，可以根据需要选择，不是非要选择LC系列）。
②此外之前参加过嵌入式比赛，大赛赞助商有RTThread，这是一个国产的嵌入式操作系统，有其配备的软件独立编程，感觉上还是比较方便的，因时间精力有限可惜不能深入学习该操作系统，在其配套的RTThread Studio软件内也没有找到复旦微的板卡，可能双方还没有正式i合作吧，但是在复旦微的论坛上有人给出了加入了RTThread操作系统的LC系列板卡的bsp包，也就意味着，LC的板子上是可以跑RTThread操作系统的，虽然因为时间精力问题，没法真的将国产操作系统投入应用，但是选择LC系列的开发板也算是留有了开发空间。

准备工作

FM33LC046N开发板有很多排针引出来（开发板都这样），但是改开发板通过Type-B串口实现5V供电，板载线性降压芯片降压至3.3V，有几个跳线帽必须接才能实现上述功能，即实现板卡的正常供电：

此外我们调试常用到的就是串口和LED灯，串口后面再说，LED这里也需要接上一个端子：

对应的实物上就是用跳线帽接上这几个位置：

有点看不清，在板子的左侧，图中用白色圆圈圈出来了。

外设清单

1.UART串口

串口对应引脚

引脚	UART	符号	功能
PA2、PA13	UART0	UART0_RX	数据接收
PA3、PA14		UART0_TX	数据发送
PC2、PB13	UART1	UART1_RX	数据接收
PC3、PB14		UART1_TX	数据发送
PA0、PB2	UART4	UART4_RX	数据接收
PA1、PB3		UART4_TX	数据发送
PC4、PD0	UART5	UART5_RX	数据接收
PC5、PD1		UART5_TX	数据发送

2.ADC

采样通道对应引脚

FM33LC046N共有12个外部采样通道和四个内部特殊通道（TS、Vref、OPA1、OPA2）

通道	引脚	说明
ADC_IN0	PC9	快速通道
ADC_IN1	PC10	快速通道
ADC_IN2	PD11	快速通道
ADC_IN3	PD0	快速通道
ADC_IN4	PD1	快速通道
ADC_IN5	PD2	快速通道
ADC_IN6	PA13	快速通道
ADC_IN7	PA14	快速通道
ADC_IN8	PC7	慢速通道
ADC_IN9	PC8	慢速通道
ADC_IN10	PA15	慢速通道
ADC_IN11	PC6	慢速通道

项目功能

1.ADC采样（以MQ-2为例）

硬件接法：
1.MQ-2传感器
①5V引脚接板子上的VCC5（Type-B接口附近，接跳线帽上面的排针）；
②AO引脚接开发板PC9引脚；
③GND接开发板GND
2.USB-TTL（串口）
接开发板UART0（PA13接TXD，PA14接RXD），串口5V引脚悬空，3.3V引脚跳线帽短接VCC。
代码存放目录（本地电脑）：
E:\MCU\FM33\Jiedian\ADC

用的传感器是MQ-2，就是最基础的烟雾传感器（对可燃气也有反应），查资料显示FM33LC046N好像只有一个1Msps 12bit的ADC，烧录程序后测试，正常情况下，电压表实测400mA，采样串口输出406mA，使用打火机测试（丁烷气体）后，AO采样电压升高，由于动态变化比较难读数，测试结果如下表所示：

实测值（mA）	采样值（mA）
400	406
441	449
953	961
1492	1518
1555	1560

整体误差可以说是非常小了，误差基本在10mA以内，上表还包含了人眼测量的误差，可以说表现让人很满意。
有兴趣的可以去试一下用STM32F103C8T6芯片去试一下，例程很多，我测试过了，包括所谓的ADC上电校准，包括Vref校准在内我都试过了，低电压的时候误差在100mA左右，高电压的时候的误差简直不能看。不是针对最小系统板，懂得都懂，STM32F103C8T6功能很强大，资料也很多，是我嵌入式入门的板子，就事论事，这个ADC采样是真的拉跨，网上有人说对精度有要求的话可以外接ADC，我比较懒……

2.单总线通信（以DS18B20为例）

本来以为这是很简单的事，没想到这反而是最让我头疼的，下面记录一下调试步骤：

①STM32F103C8T6代码调试

众所周知，STM32的最大优势是它资料多，DS18B20的代码直接就有现成的，可以参考正点原子的代码即可，我这边整理一下主要步骤：

1.传感器用到的引脚初始化：

这里使能的PB0引脚，初始化为推挽输出模式，初始化完成之后引脚置高电平：

2.传感器复位检验（检查有无传感器）

①传感器复位

//复位DS18B20
void DS18B20_Rst(void)
{                 DS18B20_IO_OUT();     //SET PB0 OUTPUTDS18B20_DQ_OUT=0;  //拉低DQdelay_us(750);        //拉低750usDS18B20_DQ_OUT=1;     //DQ=1 delay_us(15);       //15US
}

这里的DS18B20_IO_OUT和后面遇到的DS18B20_IO_IN是STM32特有的位带操作，OUT就是把对应的引脚切换为开漏输出模式，IN就是把对应的引脚切换为上拉/下拉输入模式：

//IO方向设置
#define DS18B20_IO_IN()  {GPIOB->CRL&=0XFFFFFFF0;GPIOB->CRL|=8<<0;}
#define DS18B20_IO_OUT() {GPIOB->CRL&=0XFFFFFFF0;GPIOB->CRL|=3<<0;}

CRL低四位赋值8即如下图（1 0 0 0）：

CRL低四位赋值3即如下图所示（0 1 1 0）：

根据下图手册中的定义可以解读出配置的对应模式是什么，前文写了，分别是开漏输出模式和上拉/下拉输入模式。

这里因为使用的是PB0引脚所以是CRL，如果是8~15引脚，对应的CRH寄存器，原理都是一样的。
②传感器检查

根据DS18B20官方手册中所示，传感器在接收到MCU发送的初始化信号后，会拉低60~240us，然后拉高。
因此，代码中先将PB0置为上拉输入模式，然后读取PB0引脚的电平，如果没接传感器，那么引脚在电阻拉高之后将不会被拉低，代码将会在第一个while循环内循环至retry=200，最终返回1，表示未检测到DS18B20传感器；在检测到第一阶段的低电平之后，传感器会再次拉高，代码中通过第二个while循环检测，当传感器并没有拉高时，retry会循环累加至240，同样返回1，表示未检测到传感器，反之则表示传感器初始化成功。

//等待DS18B20的回应
//返回1:未检测到DS18B20的存在
//返回0:存在
u8 DS18B20_Check(void)
{   u8 retry=0;DS18B20_IO_IN();    //SET PB0 INPUT  while (DS18B20_DQ_IN&&retry<200){retry++;delay_us(1);};    if(retry>=200)return 1;else retry=0;while (!DS18B20_DQ_IN&&retry<240){retry++;delay_us(1);};if(retry>=240)return 1;      return 0;
}

3.启用传感器温度转换

以上是相当于传感器初始化，后面的流程（即步骤3、4）每进行一次读取温度，都需要执行，因此放在了while主循环内。

//开始温度转换
void DS18B20_Start(void)
{                                          DS18B20_Rst();      DS18B20_Check();  DS18B20_Write_Byte(0xcc);  // skip romDS18B20_Write_Byte(0x44);    // convert
}

这里可以看出来前面依然是初始化流程，不同的是发送了0xcc和0x44至传感器，作用是启动温度转换：

DS18B20传感器的手册中说明了，0xcc指令的作用就是同时寻址总线上所有设备，后半句说了，主机在0xcc指令后接一个0x44指令可以使总线上的所有DS18B20传感器同时执行温度转换。
Write_Byte函数如下所示，需要结合DS18B20传感器读写时序图看：首先将引脚配置为开漏输出模式，取需要发送的数据的最低位赋值给testb，如果是1，先拉低总线电平＞1us，然后拉高，如果是0，拉低最大值60us，然后拉高：

//写一个字节到DS18B20
//dat：要写入的字节
void DS18B20_Write_Byte(u8 dat)
{             u8 j;u8 testb;DS18B20_IO_OUT();   //SET PB0 OUTPUT;for (j=1;j<=8;j++) {testb=dat&0x01;dat=dat>>1;if (testb) {DS18B20_DQ_OUT=0;    // Write 1delay_us(2);                            DS18B20_DQ_OUT=1;delay_us(60);             }else {DS18B20_DQ_OUT=0; // Write 0delay_us(60);             DS18B20_DQ_OUT=1;delay_us(2);                          }}
}

DS18B20传感器读写时序图如下所示：

4.读数

首先还是初始化流程，然后发送了0xcc、0xbe指令，然后就是MCU读取存放了DS18B20温度数据的寄存器：

DS18B20_Rst();
DS18B20_Check();
DS18B20_Write_Byte(0xcc);   // skip rom
DS18B20_Write_Byte(0xbe);   // convert
TL=DS18B20_Read_Byte();    // LSB
TH=DS18B20_Read_Byte();    // MSB

这里我一开始很好奇，为什么每次都要先初始化一下，初始化之后温度转换的数据是不是就没了？然后在传感器说明书中找到了如下说明，意思就是，主机每次需要和DS18B20通信发送相应指令时都需要执行一次初始化流程：

0xbe指令的作用是读取暂存器中的数据，数据传输从最低有效位0开始，直到第九个字节被读取。

此外需要注意只有在总线上只有一个DS18B20传感器的时候，0xcc指令后面可以直接跟一个0xbe指令。

Read_Byte函数如下所示，就是简单的一位一位读取然后赋值给dat：

//从DS18B20读取一个字节
//返回值：读到的数据
u8 DS18B20_Read_Byte(void)
{        u8 i,j,dat;dat=0;for (i=1;i<=8;i++) {j=DS18B20_Read_Bit();dat=(j<<7)|(dat>>1);}                          return dat;
}

Read_Bit函数如下所示，这里就需要结合传感器手册给出的时序图来看了，首先读取数据需要先将总线拉低至少1us，这里先将引脚配置为开漏输出，然后拉低总线2us，然后恢复总线至高电平。
这时候如果DS18B20传感器是数据是0，DS18B20会将总线拉低最后再拉高，否则会使总线一直保持为高。
因此先将引脚配置为上拉输入模式，延时12us之后（这里为什么是12us呢，大概就是下图中主机发送指令的时长为15us，前面拉低延时过2us了，这里设置为12us）,然后读取总线数据，如果为低电平就是0，反之就是1：

//从DS18B20读取一个位
//返回值：1/0
u8 DS18B20_Read_Bit(void)
{u8 data;DS18B20_IO_OUT();  //SET PB0 OUTPUTDS18B20_DQ_OUT=0; delay_us(2);DS18B20_DQ_OUT=1; DS18B20_IO_IN();  //SET PB0 INPUTdelay_us(12);if(DS18B20_DQ_IN)data=1;else data=0;   delay_us(50);           return data;
}

②FM33LC046N代码移植

【复旦微】国产MCU学习（持续更新）相关推荐

IRS中波束赋形设计源代码之AO算法学习(持续更新，多多交流)
IRS中波束赋形设计源代码之AO算法学习(持续更新,多多交流) 论文:Weighted Sum-Rate Maximization for Reconfigurable Intelligent Sur ...
VBScript脚本语言学习(持续更新)
这个语言非常简单...花了我几个小时就基本上掌握了.由于它比批处理强大很多,所以我很喜欢.用于日常管理我的Windows操作系统.下面是我的学习记录下来的重点和总结. A. 基础知识 1. Cbool ...
公众号资源方法，数据集，绘图学习持续更新记录~~~
目录方法: 数据集: 绘图: 方法: 1.CHANS模型N循环N通量:多元回归因素影响作用:主成分分析贡献率中国县域农田氮素利用效率的驱动因素 knowledge:氮利用效率(NUE,定义为作为产 ...
JS小型游戏框架coquette学习(持续更新)
2019独角兽企业重金招聘Python工程师标准>>> coquette游戏框架学习框架地址:https://github.com/maryrosecook/coquette 框架 ...
linux系统的系统性学习 (持续更新)
分类系统启动过程第一步:内核的引导. 第二步:运行 init 第三步:系统初始化第四步:建立终端第五步:用户登录系统关机查看系统基本信息 CPU相关内存相关查看网络信息用户服务进 ...
HTML、CSS、JavaScript学习笔记图文并茂案例详实（再次系统学习-持续更新）
HTML学习笔记 2020/7/11 P1~P31 HTML基础知识点 2020/7/12 P31~P92 P31~P61 HTML基础 P62~P92 CSS基础 2020/7/13 P93~P11 ...
Android开发学习持续更新中
Android开发单个Activity界面内的操作控件1TextView控件使用控件2Button控件使用 1首先对于android的按键格式 2对按键监听事件进行绑定控件3EditText文 ...
Node.js 学习(持续更新)
JavaWeb前端 Node.js nodejs操作入门 //helloworldjs //类似于:System.out.printIn("Hello world") consol ...
Flask框架学习(持续更新)
文章目录目录文章目录前言一.Flask是什么二.Flask基础 1.路由规则 2.Flask-Cors 解决跨域问题 3.Flask-Uploads 接受浏览器上传的文件 4.Flask蓝图 ...
rabbitMQ的学习第一篇(持续更新)
rabbitMQ的学习目标需要带着目的去学习一项技术,在学习中深入思考感受, 1:mq的使用场景 2:几种mq什么时候选择rabbitMQ 3:MQ保存和消费消息的性能于其他MQ的对比 4:系统的q ...

【复旦微】国产MCU学习（持续更新）