【航顺HK32F103A开发板试用】+光照度检测以波形显示

1.产品概述

HK32F103xCxDxE 系列使用ARM® Cortex®-M3 内核，最高工作频率120 MHz。

HK32F103xCxDxE 内置了大容量存储器：最高512Kbyte Flash、64 KbyteSRAM。此外，可通过FSMC 模块外挂最多1 Gbyte 容量的NOR/PSRAM/NAND/PC Card 存储器，其中有256 Mbyte 的空间可以存放指令，并且可以被片内1 Kbyte 指令Cache 缓存。

HK32F103xCxDxE 内置的CRC 模块提供了数据完整性的检查能力。

HK32F103xCxDxE 内置了丰富的通信接口满足多种通信应用场景：5 路USART/UART、3 路SPI（SPI2/3支持I2S 协议）、1 路SDIO、2 路I2C、1 路CAN 2.0 A/B 和1 路FS USB。

HK32F103xCxDxE 内置2 个高级16 位PWM 计时器（共8 路PWM 输出，其中6 路带死区互补输出），4 个通用16 位PWM 计时器（共16 路PWM 输出），2 个16 位的基本定时器。

HK32F103xCxDxE 提供独立的VBAT 电池电源域，当VDD 主电源掉电时，RTC 模块可在VBAT 供电下继续工作；另外，VBAT 电池电源域提供了84 Byte 的备份寄存器。

HK32F103xCxDxE 内置了丰富的模拟电路：3 个12 位ADC（支持最多16 路外部模拟输入通道同时使用，其中2 路弱驱动信号输入通道和1 路5V 高压信号输入通道）、2 个12 位DAC、1 个温度传感器、1个0.8V 内部参考电压源、1 个可编程电压检测器（PVD）、1 个上电/下电复位（POR/PDR）电路和1 个VBAT电源电阻分压器（分压器输出在片内与ADC 相连）。

HK32F103xCxDxE 支持丰富的功耗模式；在最低功耗模式下，芯片的典型漏电电流小于 100nA。 HK32F103xCxDxE 工作于-40°C 至+105°C 的温度范围，供电电压2.0V 至3 .6V，可满足绝大部分应用环境条件的要求。

完整的HK32F103xC、HK32F103xD 和HK32F103xE 系列产品包括从64 脚至100 脚的两种不同封装。根据不同的封装形式，器件中的外设配置有差异。

由于拥有丰富的外设配置，HK32F103xCxDxE MCU 可适用于多种应用场景：

• 工业应用，如可编程控制器、打印机、扫描仪等

• HMI 人机音视频多媒体交互

• 图形显示设备，如广告显示

• 语音识别设备

• 安全监控设备

• 电机驱动和调速控制

• 物联网低功耗传感器终端，如运动手环等

• 无人机飞控、云台控制

• 玩具产品

• 家用电器

• 智能机器人

• 智能手表

2.产品特性

• ARM® Cortex®-M3 内核

◦ 最高时钟频率：120 MHz

◦ 24 位System Tick 定时器

◦ 支持CPU Event 信号输入至MCU 引脚，实现与板级其它Soc CPU 的联动。

• 工作电压范围

◦ 双电源域：

- 主电源VDD 为2.0 V ~ 3.6 V

- 备份电源VBAT 为1.8 V ~ 3.6 V

◦ 当主电源掉电时，RTC 可继续工作在VBAT 电源下。

◦ VBAT 电源域提供84 byte 备份寄存器。

• 工作温度范围：-40°C ~ +105°C

• VDD 典型工作电流

◦ 运行（Run）模式：19.3 mA@120MHz@3 .3V

◦ 睡眠（Sleep）模式：5.6mA@120MHz@3 .3V（唤醒时间：1 个机器时钟周期）

◦ 停机（Stop）模式

- LDO 低功耗模式：89.4 μA@3 .3V（唤醒时间：10µs）

- LDO 全速工作模式：303 μA@3 .3V

◦ 待机（Standby）模式：3.3 μA@3 .3V（唤醒时间：150µs）

• VBAT 典型工作电流（VDD 掉电）

◦ VBAT RTC 开启模式：2.6 μA@3 .3V

◦ VBAT RTC 关闭模式：2.1 μA@3 .3V

• 存储器

◦ 最高512 Kbyte 的Flash 存储器

- 当CPU 主频不高于24 MHz 时，支持0 等待总线周期。

- 具有代码安全保护功能，可分别设置读保护和写保护。

◦ 64Kbyte 片内SRAM

◦ FSMC 模块可外挂1 Gbyte NOR/PSRAM/NAND/PC Card 存储器（其中，256 Mbyte 的空间可以存放指令，可用于片内Cache 缓存）

• 数据安全

◦ CRC32 校验硬件单元

• 时钟

◦ 外部高速时钟（HSE）：支持4 ~ 32 MHz，典型8 MHz

◦ 外部低速时钟（LSE）：32.768 kHz

◦ 片内高速时钟（HSI）：8 MHz/28 MHz/56 MHz 可配置

◦ 片内低速时钟（LSI）：40 kHz

◦ PLL 输出时钟：120MHz（最大值）

◦ GPIO 外部输入时钟：1 ~ 64 MHz

• 复位

◦ 外部管脚复位

◦ 电源复位（POR/PDR）

◦ 软件复位

◦ 看门狗（IWDG和WWDG）复位

◦ 低功耗管理复位

• 可编程电压检测器（PVD）

◦ 8 级检测电压门限可调

◦ 上升沿和下降沿检测可配置

• 通用输入输出端口（GPIO）

◦ 64 脚封装提供51 个GPIO 引脚，100 脚封装提供80 个GPIO 引脚

◦ 所有GPIO 引脚可配置为外部中断输入

◦ 内置可开关的上、下拉电阻

◦ 支持开漏（Open-Drain）输出

◦ 支持施密特（Schmitt）迟滞输入

◦ 输出驱动能力超高、高、中、低四档可选

• 数据通讯接口

◦ 5 路USART/UART（USART1/2/3，UART4/5）

◦ 3 路SPI（SPI2/3 支持I2S 协议）

◦ 2 路I2C

◦ 1 路SDIO

◦ 1 路CAN 2.0 A/2.0B

◦ 1 路全速USB2.0

• 定时器及PWM 发生器

◦ 高级定时器：TIM1/TIM8（带死区互补PWM 输出）

◦ 通用定时器：TIM2/TIM3/TIM4/TIM5

◦ 基本定时器：TIM6/TIM7（支持CPU 中断、DMA 请求和DAC 转换触发）

• 片内模拟电路

◦ 3 个12 位1 MSPS ADC（支持最多16 路外部模拟输入通道同时使用）；支持双ADC 模式，采样率最高2 MSPS。

◦ 2 个12 位DAC

◦ 1 个温度传感器

◦ 1 个0.8 V 内部参考电压源

◦ 1 个VBAT 电源电阻分压器（分压器输出在片内与ADC 相连，实现VBAT 电源电压监控）

• DMA 控制器

◦ 2 个独立DMA：DMA1 和DMA2

◦ DMA1 提供7 路通道

◦ DMA2 提供5 路通道

◦ 支持Timer、ADC、SPI、I2C、USART、UART 等多种外设触发

• CPU 调试及跟踪接口

◦ SW-DP 两线调试端口

◦ JTAG 五线调试端口

◦ ARM DWT、FPB、ITM、TPIU 调试追踪模块

◦ 单线异步跟踪数据输出接口（TRACESWO）

◦ 四线同步跟踪数据输出接口（TRACEDO[3:0]、TRACECKO）

◦ 自定义DBGMCU 调试控制器（低功耗模式仿真控制、调试外设时钟控制、调试及跟踪接口分配）

3. 硬件原理图

4. 测评内容

本次测评完成光照度转换成模拟信号检测并通过UART发送主机以波形显示，使用PA1引脚作为ADC模拟信号引脚，使用PA9和PA10作为UART串口引脚 /*USART1:PA9(TX)---PA10(RX)*/，接线如图：

5. 软件代码

代码主要分为2个模块，一部分完成uart输出数据，一部分完成ADC检测光照度（注意使用了DMA传输转换结果）：

/*******************************************************************************

* @copyright: Shenzhen Hangshun Chip Technology R&D Co., Ltd

* @filename: main.c

* @brief: Main program body

* @author: AE Team

* @version: V1.0.0/2023-11-09

* 1.Initial Version

* @log:

*******************************************************************************/

/* Includes ------------------------------------------------------------------*/

#include "main.h"

#include "hk32f103xxxxa_eval.h"

/** @addtogroup HK32F103xxxxA_StdPeriph_Examples

* @{

/** @addtogroup ADC_DMA

* @{

/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/

/* Private define ------------------------------------------------------------*/

#define ADC1_DR_Address ((uint32_t)0x4001244C)

/* Init Structure definition */

static RCC_ClocksTypeDef RCC_Clocks;

static __IO uint32_t TimingDelay = 0;

static ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;

static DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;

__IO uint16_t ADCConvertedValue;

/* Private macro -------------------------------------------------------------*/

/* Private variables ---------------------------------------------------------*/

/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/

static void Delay(__IO uint32_t nTime);

static void RCC_Configuration(void);

static void GPIO_Configuration(void);

static void USART_Config(void);

/* Private functions ---------------------------------------------------------*/

/**

* @brief Main program.

* @param None

* @retval None

int main(void)

{

/*!< At this stage the microcontroller clock setting is already configured,

this is done through SystemInit() function which is called from startup

file (startup_hk32f103xxxxa.s) before to branch to application main.

To reconfigure the default setting of SystemInit() function, refer to

system_hk32f103xxxxa.c file

/* SysTick end of count event each 10ms */

RCC_GetClocksFreq(&RCC_Clocks);

SysTick_Config(RCC_Clocks.HCLK_Frequency / 100);

USART_Config();

/* System clocks configuration ---------------------------------------------*/

RCC_Configuration();

/* GPIO configuration ------------------------------------------------------*/

GPIO_Configuration();

/* DMA1 channel1 configuration ----------------------------------------------*/

DMA_DeInit(DMA1_Channel1);

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = ADC1_DR_Address;

DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)&ADCConvertedValue;

DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;

DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 1;

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;

DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Disable;

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord;

DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord;

DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;

DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High;

DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;

DMA_Init(DMA1_Channel1, &DMA_InitStructure);

/* Enable DMA1 channel1 */

DMA_Cmd(DMA1_Channel1, ENABLE);

/* ADC1 configuration ------------------------------------------------------*/

ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;

ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = ENABLE;

ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;

ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;

ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;

ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;

ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);

/* ADC1 regular channel10 configuration */

ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_1, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5);

/* Enable ADC1 DMA */

ADC_DMACmd(ADC1, ENABLE);

/* Enable ADC1 */

ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);

/* Enable ADC1 reset calibration register */

ADC_ResetCalibration(ADC1);

/* Check the end of ADC1 reset calibration register */

while (ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1))

{

}

/* Start ADC1 calibration */

ADC_StartCalibration(ADC1);

/* Check the end of ADC1 calibration */

while (ADC_GetCalibrationStatus(ADC1))

{

}

/* Start ADC1 Software Conversion */

ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);

while (1)

{

// Delay(50);

// printf("ADC Channel10 Data is 0x%04X\r\n",ADCConvertedValue);

printf("%d,\n",ADCConvertedValue);

}

/**

* @brief Configures the different system clocks.

* @param None

* @retval None

void RCC_Configuration(void)

{

/* ADCCLK = PCLK2/4 */

RCC_ADC1CLKConfig(RCC_PCLK2_Div4);

/* Enable peripheral clocks ------------------------------------------------*/

/* Enable DMA1 clock */

RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);

/* Enable ADC1 and GPIOC clock */

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1 | RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);

}

/**

* @brief Configures the different GPIO ports.

* @param None

* @retval None

void GPIO_Configuration(void)

{

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

/* Configure PC.00 (ADC Channel10) as analog input -------------------------*/

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;

GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

}

/**

* @brief Configure the USART Device

* @param None

* @retval None

static void USART_Config(void)

{

USART_InitTypeDef USART_InitStructure;

/* USARTx configured as follow:

- BaudRate = 115200 baud

- Word Length = 8 Bits

- Stop Bit = 1 Stop Bit

- Parity = No Parity

- Hardware flow control disabled (RTS and CTS signals)

- Receive and transmit enabled

USART_InitStructure.USART_BaudRate = 115200;

USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;

USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;

USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;

USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;

USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;

HK_EVAL_COMInit(COM1, &USART_InitStructure);

}

/**

* @brief Redirect the c library function printf to the EVAL_COM1.

* @param None

* @retval None

PUTCHAR_PROTOTYPE

{

/* Send a byte of data to the EVAL_COM1 */

USART_SendData(EVAL_COM1, (uint8_t) ch);

/* Wait for transmit completed */

while (USART_GetFlagStatus(EVAL_COM1, USART_FLAG_TXE) == RESET)

{

}

return (ch);

}

/**

* @brief Set a precise delay with systick timer.

* @param None

* @retval None

static void Delay(__IO uint32_t nTime)

{

TimingDelay = nTime;

while (TimingDelay != 0)

{

}

/**

* @brief Called by SysTick_Handler() periodically.

* @param None

* @retval None

void TimingDelay_Decrement(void)

{

if (TimingDelay != 0x00)

{

TimingDelay--;

}

#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 can add his own implementation to report the file name and line number,

ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */

/* Infinite loop */

while (1)

{

}

#endif

特别注意这一条语句：printf("%d,\n",ADCConvertedValue);这是serial plot要求的格式，同时还要在数据格式端设置接受数据格式，下图是软件设置图与串口传输数据波形图：