華大MCU的應用中的問題記錄

這兩年芯片的價格越炒越貴，特別是像STM32，TI，NXP等等知名品牌更是水漲船高，甚至有時候你即使你願意花大價錢去購買，也不一定能買得到，所以很多公司紛紛轉向了國產芯片。國產芯片其實也不太好買得到，價錢也不便宜，而且可供參考的資料也是寥寥無幾，有時候你遇到了問題想上網找資料都很難找到可以參考的，這也是國產芯片的一個弱勢吧。

廢話不多說了，接下來談談華大單片機的一些應用吧。因為貨期和價格的問題，我所在公司的一些方案也開始轉向使用國產單片機，綜合來看，華大MCU是一個比較好的選擇。剛開始應用這個MCU的時候我遇到了不少問題，現在記錄下來，以防自己忘記了。

1、Timer0

華大MCU有提供庫函數，可以在KEIL或者IAR軟件上進行編程，大部分常用的外設都可以找到，像串口，定時器，I2C，SPI等等都可以找到demo code，可以直接上華大的官網查找。但是華大的庫函數提供的延時函數並不准確，延時1ms實際上延時了1.4ms左右。延時1us實際延時了2.4us。如下圖：

這個時間差距是有點離譜，連FAE也坦言一般情況下他們都不會用到這兩個延時，因為這兩個延時好像是利用內部RC振盪器分頻得到的，所以並不准確，且容易受到溫度的影響。

所以我動手寫了一個利用Timer0的精准延時，開始的設想是不利用中斷，因為利用中斷有些浪費資源了，但是實驗效果並不是特別好，延時不准確，所以我還是開啟了中斷，只是在沒有使用延時的時候，可以把時間設置得長一些，這樣可以避免頻繁進入中斷。假設要寫一個精准的微妙級別的延時函數，思路是這樣的，把Timer0的時鍾源選擇為PCLK1，然后通過分頻把頻率降到1MHz，這樣的話就可以CNT每隔1us就會增加一次，然后設置基准值寄存器（TMR0_CMPA<B>R
）的值，當CNT增加到基准值寄存器的數值時將會產生一個中斷。比如基准值寄存器設置為10，那就是10us會產生一個中斷，進入中斷后對某一個我們自定義的標志位進行置位，同時延時函數中等待這個標志位置位，等不到就死等，這樣就可以形成一個精准延時。具體代碼如下：

 

/* 定時器時鍾初始化 */
void TimerInit(void)
{  
   stc_tim0_base_init_t stcTimerCfg;
    stc_irq_regi_conf_t stcIrqRegiConf;
    stc_port_init_t stcPortInit;

    stc_clk_freq_t stcClkTmp;
    uint32_t u32tmp;

    MEM_ZERO_STRUCT(stcTimerCfg);
    MEM_ZERO_STRUCT(stcIrqRegiConf);
    MEM_ZERO_STRUCT(stcPortInit);


    /* Get pclk1 */
    CLK_GetClockFreq(&stcClkTmp);
    u32Pclk1 = stcClkTmp.pclk1Freq;

    /* Enable XTAL32 */
    CLK_Xtal32Cmd(Enable);

    /* Timer0 peripheral enable */
    ENABLE_TMR0();

    /*config register for channel B */
    stcTimerCfg.Tim0_CounterMode = Tim0_Sync;
    stcTimerCfg.Tim0_SyncClockSource = Tim0_Pclk1;
    stcTimerCfg.Tim0_ClockDivision = Tim0_ClkDiv2;
    stcTimerCfg.Tim0_CmpValue = (uint16_t)((u32Pclk1/1000000/2ul)*1000 - 1ul);
    TIMER0_BaseInit(TMR_UNIT,Tim0_ChannelB,&stcTimerCfg);

    /* Enable channel B interrupt */
    TIMER0_IntCmd(TMR_UNIT,Tim0_ChannelB,Enable);
    /* Register TMR_INI_GCMB Int to Vect.No.002 */
    stcIrqRegiConf.enIRQn = Int002_IRQn;
    /* Select I2C Error or Event interrupt function */
    stcIrqRegiConf.enIntSrc = TMR_INI_GCMB;
    /* Callback function */
    stcIrqRegiConf.pfnCallback = &Timer0B_CallBack;
    /* Registration IRQ */
    enIrqRegistration(&stcIrqRegiConf);
    /* Clear Pending */
    NVIC_ClearPendingIRQ(stcIrqRegiConf.enIRQn);
    /* Set priority */
    NVIC_SetPriority(stcIrqRegiConf.enIRQn, DDL_IRQ_PRIORITY_15);
    /* Enable NVIC */
    NVIC_EnableIRQ(stcIrqRegiConf.enIRQn);

    /*start timer0*/
    TIMER0_Cmd(TMR_UNIT,Tim0_ChannelB,Enable);

}

//中斷回調函數
void Timer0B_CallBack(void)
{
    /*同步計數方式中斷，該方式定時更加准確*/
    TimerFlag = 1;
}

 

 

//延時函數
void TIM0_CHB_Delay_us(uint16_t us)
{
        TMR_UNIT->CMPBR = (u32Pclk1/1000000/2ul)*us-1ul;
        TMR_UNIT->CNTBR = 0;
        TimerFlag = 0;
        while(!TimerFlag);    
        //延時時間到了，重新修改基准值寄存器的值，使其不頻繁進入中斷，不過不設置也是可以的
        TMR_UNIT->CMPBR = (u32Pclk1/1000000/2ul)*1000-1ul;
        TMR_UNIT->CNTBR = 0;
}                

 

 但是不知道什么原因，1us的時候並不准確，1us延時的時候實際測得是2.6us,但是1us以上就很精確了。

 

 2、GPIO

華大MCU的GPIO有一些默認是具備特殊功能的，PA13，PA14，PA15，PB3，PB4 端口復位后初始狀態為 JTAG/SWD 功能有效，我的板子剛好LED燈是接在PA15上的，所以當我的板子在上電的時候，就看到這個LED亮着，但又不是完全亮着，用萬用表量了電平是1.7V左右，無論我怎么操作這個引腳，這個引腳的電平就是不為所動。后面才知道原因是因為它默認就是特殊功能，如果要正常操作這個引腳，必須修改它的功能，步驟就是：

①需要先解鎖，才能對寄存器進行修改；

②因為要把這個引腳的默認狀態TDI修改到GPO，所以需要先使這個TDI的功能無效，具體是修改特殊控制寄存器（PSRCR）b3的值，從1改為0；

③功能選擇寄存器（PFSRxy,x=A,B,...,H,y=1,2,...,15）的FSEL[5:0]設為b000000,表示選擇為Func0

④上鎖

 

 

 具體代碼：

stc_port_init_t stcPortInit;
MEM_ZERO_STRUCT(stcPortInit);
    
stcPortInit.enPinMode = Pin_Mode_Out;
stcPortInit.enExInt = Enable;
stcPortInit.enPullUp = Disable;

PORT_Unlock();
M4_PORT->PSPCR = 0x17;
M4_PORT->PFSRA15 &= ~(0x3f);
PORT_Lock();

//#define LED1_PORT     (PortA)
//#define LED1_PIN     (Pin15)
PORT_Init(LED1_PORT, LED1_PIN, &stcPortInit);

3、UART

在這次項目中，UART我是直接從官方例程中移植到我的項目中，但是發現並沒有數據傳送出來，或者隔了很久才接收到板子上發出的一些錯誤的數據。所以我用KEIL仿真模式進行調試，發現程序死在了 BEAB BKPT 0xAB處，上網查找了資料，具體的原因我還是不太清楚，大概就是我使用了printf()函數，使用了半主機模式，就會出現這種情況，解決的辦法就是使用微庫，也就是MiclroLIB,即勾選上USE MiclroLIB，重新編譯即可。如圖：

 

這個我在使用STM32單片機的時候沒有遇到過，好像只要重定向了都可以。

4、SMBus

SMBus是一種類似I2C的協議，大多數情況下工程師都會選擇用模擬SMBus來進行通訊，當然也可以用硬件SMBus。在上一版項目中我也是用了模擬SMBus來實現通訊的，經過驗證並沒有問題，這一次我在移植過來的時候發現通訊不上了，用示波器和邏輯分析儀看過，還是不知道問題出在哪里（邏輯分析儀用得不熟練）。我用示波器看過官方的延時函數的精度，發現差距比較大，所以懷疑是延時函數的問題，導致時序出錯，所以我才研究了用定時器0（Timer0）做精准延時的函數（上面有講述），但是發現實際上還是沒有作用。后面我去慢慢一條一條地比較代碼，終於發現一點蛛絲馬跡，原來我在采集電池信息的時候，沒有參考上一版的程序，當時覺得寫得比較亂，所以在網上找了一點資料參考，邏輯還是一樣的，只是在某些地方延時不一樣，網上的資料延時比較短，當我完完全全復制我前一版代碼的時候，發現問題解決了！我勒個天，我調了好幾天沒調出來的問題居然是不夠自信，沒有參考自己的勞動成果造成的！

接下來，我把SMBus的代碼貼出來，除了自己以后可以參考，也希望可以幫到有需要的人，這個代碼是MCU作為主機通過SMBus跟電池通訊（電池的電源控制芯片是BQ4050，默認從機地址是0x16）：

#include "SMBus.h"
#include "timer.h"
/********************************   SMBus 1   
*#define SMBus1_SCL_PORT		(PortB)
#define SMBus1_SCL_PIN			(Pin06)

#define SMBus1_SDA_PORT		(PortB)
#define SMBus1_SDA_PIN			(Pin07)

#define SMBus1_SCL_H				PORT_SetBits(SMBus1_SCL_PORT,SMBus1_SCL_PIN)

							
#define SMBus1_SCL_L				PORT_ResetBits(SMBus1_SCL_PORT,SMBus1_SCL_PIN)


#define SMBus1_SDA_H				PORT_SetBits(SMBus1_SDA_PORT,SMBus1_SDA_PIN)

#define SMBus1_SDA_L				PORT_ResetBits(SMBus1_SDA_PORT,SMBus1_SDA_PIN)


#define SMBus1_READ_SDA		PORT_GetBit(SMBus1_SDA_PORT,SMBus1_SDA_PIN)
*
*
********************************/
/*********************************
*函數名稱：void SMBus1_SDA_OUT(void)
*函數功能：SDA線的引腳配置為輸出
*函數形參：無
*函數返回值：無
*********************************/
void SMBus1_SDA_OUT(void)
{
		stc_port_init_t stcPortInit;
	  MEM_ZERO_STRUCT(stcPortInit);
    
    stcPortInit.enPinMode = Pin_Mode_Out;
    stcPortInit.enExInt = Enable;
    stcPortInit.enPullUp = Enable;
		stcPortInit.enPinDrv = Pin_Drv_H;
		stcPortInit.enPinOType = Pin_OType_Cmos;

		PORT_Init(SMBus1_SDA_PORT, SMBus1_SDA_PIN, &stcPortInit);
}
/*********************************
*函數名稱：void SMBus1_SDA_IN(void)
*函數功能：SDA線的引腳配置為輸入
*函數形參：無
*函數返回值：無
*********************************/
void SMBus1_SDA_IN(void)
{
		stc_port_init_t stcPortInit;
	  MEM_ZERO_STRUCT(stcPortInit);
    
    stcPortInit.enPinMode = Pin_Mode_In;
    stcPortInit.enExInt = Enable;
    stcPortInit.enPullUp = Enable;
	
		PORT_Init(SMBus1_SDA_PORT, SMBus1_SDA_PIN, &stcPortInit);
}

/*********************************
*函數名稱：void SMBus1_Init(void)
*函數功能：SDA和SCL初始化
*函數形參：無
*函數返回值：無
*備注：都配置為上拉推挽輸出（不上拉，開漏好像也沒影響）  
*********************************/
void SMBus1_Init(void)
{
		stc_port_init_t stcPortInit;
	  MEM_ZERO_STRUCT(stcPortInit);
    
    stcPortInit.enPinMode = Pin_Mode_Out;
    stcPortInit.enExInt = Enable;
    stcPortInit.enPullUp = Enable;
		stcPortInit.enPinDrv = Pin_Drv_H;
		stcPortInit.enPinOType = Pin_OType_Cmos;
		
		PORT_Init(SMBus1_SCL_PORT, SMBus1_SCL_PIN, &stcPortInit);
		PORT_Init(SMBus1_SDA_PORT, SMBus1_SDA_PIN, &stcPortInit);
	
		SMBus1_SCL_H; 
		SMBus1_SDA_H;
	
}


/*********************************
*函數名稱：void SMBus1_Start(void)
*函數功能：SMBus開始通訊
*函數形參：無
*函數返回值：無  
*********************************/
void SMBus1_Start(void)
{
	SMBus1_SDA_OUT(); //sda線輸出
	SMBus1_SCL_L;
	Ddl_Delay1us(2);
	SMBus1_SDA_H;
	Ddl_Delay1us(1);
	SMBus1_SCL_H;
	Ddl_Delay1us(9);
	SMBus1_SDA_L;
	Ddl_Delay1us(9);
	SMBus1_SCL_L;//鉗住I2C總線，准備發送或接收數據
}


/*********************************
*函數名稱：void SMBus1_Stop(void)
*函數功能：SMBus停止通訊
*函數形參：無
*函數返回值：無  
*********************************/
void SMBus1_Stop(void)
{
	SMBus1_SDA_OUT(); //sda線輸出
	SMBus1_SCL_L;
	Ddl_Delay1us(1);
	SMBus1_SDA_L; //STOP:when CLK is high DATA change form low to high
	Ddl_Delay1us(9);
	SMBus1_SCL_H;
	Ddl_Delay1us(9);
	SMBus1_SDA_H;//發送I2C總線結束信號
	Ddl_Delay1us(9);
}


/***********************************************
*函數名稱：uint8_t SMBus1_Wait_Ack(void)
*函數功能：SMBus等待應答
*函數形參：無
*函數返回值：uint8_t類型，返回1表示超時，返回0表示接收到應答
************************************************/
uint8_t SMBus1_Wait_Ack(void)
{
	uint16_t uErrTime=0;

	SMBus1_SDA_IN(); //SDA設置為輸入
	SMBus1_SDA_H;
	Ddl_Delay1us(9);
	SMBus1_SCL_H;
	Ddl_Delay1us(9);
	while(SMBus1_READ_SDA) 
	{
	uErrTime++;
	if(uErrTime > 250)
	{
	SMBus1_Stop();
	return 1;
	}
	//hrt_delay_us(1);
	}
	SMBus1_SCL_L; //時鍾輸出0

	return 0;
}

/***********************************************
*函數名稱：void SMBus1_Ack(void)
*函數功能：SMBus產生應答信號
*函數形參：無
*函數返回值：無
************************************************/
void SMBus1_Ack(void)
{
	SMBus1_SCL_L;
	SMBus1_SDA_OUT();
	SMBus1_SDA_L;
	Ddl_Delay1us(9);
	SMBus1_SCL_H;
	Ddl_Delay1us(9);
	SMBus1_SCL_L;
}

/***********************************************
*函數名稱：void SMBus1_Ack(void)
*函數功能：SMBus產生非應答信號
*函數形參：無
*函數返回值：無
************************************************/
void SMBus1_NAck(void)
{
	SMBus1_SCL_L;
	SMBus1_SDA_OUT();
	SMBus1_SDA_H;
	Ddl_Delay1us(9);
	SMBus1_SCL_H;
	Ddl_Delay1us(9);
	SMBus1_SCL_L;
}

/***********************************************
*函數名稱：void SMBus1_Send_Byte(void)
*函數功能：SMBus發送一個字節的數據
*函數形參：無
*函數返回值：無
************************************************/
void SMBus1_Send_Byte(uint8_t txd)
{
	uint8_t t=0;

	SMBus1_SDA_OUT();
	SMBus1_SCL_L;//拉低時鍾開始數據傳輸
	for(t=0;t<8;t++)
	{
		if((txd&0x80)>>7)
		{
			SMBus1_SDA_H;
		}
		else
		{
			SMBus1_SDA_L;
		}
		txd <<= 1;
		Ddl_Delay1us(8);
		SMBus1_SCL_H;
		Ddl_Delay1us(8);
		SMBus1_SCL_L;
		Ddl_Delay1us(8);
	}
}

/***********************************************
*函數名稱：uint8_t SMBus1_Read_Byte(void)
*函數功能：SMBus接收一個字節的數據
*函數形參：無
*函數返回值：返回這個數據
************************************************/
uint8_t SMBus1_Read_Byte(void)
{
	uint8_t i;
	uint8_t recv=0;

	SMBus1_SDA_IN(); //SDA設置為輸入
	for(i=0; i<8; i++)
	{
		SMBus1_SCL_L;
		Ddl_Delay1us(12);
		SMBus1_SCL_H;
		recv <<= 1;
		if(SMBus1_READ_SDA)
		{
			recv++;
		}
		Ddl_Delay1us(9);
	}

	return recv;
}

　　通訊的基礎函數在網上都可以找得到，接下來是跟BQ4050的通訊部分，獲取電池信息：

/************************************************************
*函數名稱：int16_t Get_Battery1_Info(uint8_t slaveAddr, uint8_t Comcode)
*函數功能：獲取電池信息
*函數形參：slaveAddr，從機地址，Comcode，命令
*函數返回值：將數據返回出來，可能是電壓，電流，RSOC，RMC，溫度等，具體跟Comcode相關
*************************************************************/
int16_t Get_Battery1_Info(uint8_t slaveAddr, uint8_t Comcode)
{  
	int16_t Value;
	 uint8_t data[2] = {0};

	SMBus1_Start();
	SMBus1_Send_Byte(slaveAddr);//發送地址
	if(SMBus1_Wait_Ack() == 1)
	{
		batterry_info.LostContact[0] = 1;
//		printf("SlaveAddr wait ack fail!\r\n");
		return -1;
	}
	SMBus1_Send_Byte(Comcode);
	Ddl_Delay1us(90);            //需要注意的是，這個地方的延時特別長
	if(SMBus1_Wait_Ack() == 1)
	{
		batterry_info.LostContact[0] = 1;
//		printf("Comcode wait ack fail!\r\n");
		return -1;
	}

	SMBus1_Start();
	SMBus1_Send_Byte(slaveAddr|0x01);//發送地址
	if(SMBus1_Wait_Ack() == 1)
	{
		batterry_info.LostContact[0] = 1;
//		printf("slaveAddr+1 wait ack fail!\r\n");
		return -1;
	}
	Ddl_Delay1us(50);         //需要注意的是，這個地方的延時特別長
	

		data[0] = SMBus1_Read_Byte(); 
		SMBus1_Ack();
		Ddl_Delay1us(125);       //需要注意的是，這個地方的延時特別長
		data[1] = SMBus1_Read_Byte();
		SMBus1_NAck();

	Ddl_Delay1us(58);            
	SMBus1_Stop();
	Value = (data[0] |(data[1]<<8));
	
	batterry_info.LostContact[0] = 0;
	Ddl_Delay1us(100);

	return Value;
}