基于ARM Cortex-M0+的 CW32嵌入式开发实战

第1章　CW32单片机概述 1

1.1　单片机及Cortex-M0 内核概述 1

1.1.1　单片机发展史简述 1

1.1.2　Cortex-M0 内核介绍 4

1.1.3　Cortex-M0 到底“ ”了什么 5

1.2　CW32单片机介绍 5

1.2.1　武汉芯源半导体有限公司简介 6

1.2.2　CW32全系列产品概览 6

1.2.3　通用高性能CW32F系列简介 8

1.2.4　安全低功耗CW32L系列简介 10

1.2.5　无线射频系列简介 13

1.2.6　车规级CW32A系列简介 14

1.3　CW32单片机的优点 15

1.3.1　质量可靠 15

1.3.2　性能优越 16

1.3.3　开发者友好 17

1.4　CW32官方网站及芯片选型 17

1.4.1　CW32官方网站及资料获取 17

1.4.2　CW32芯片选型 19

第2章　CW32开发快速入门 20

2.1　软件开发环境搭建 20

2.1.1　MDK开发环境概述 20

2.1.2　MDK的安装与配置 22

2.2　固件库及PACK的安装 29

2.2.1　CW32固件库简介 29

2.2.2　PACK的安装 29

2.3　CW32的开发工具 30

2.3.1　与M0 兼容的调试工具 30

2.3.2　CW-DAPLINK调试工具 31

2.4　快速开发入门 32

2.4.1　创建CW32工程模板 32

2.4.2　快速点亮一个LED 37

2.5　CW32的量产工具 40

2.5.1　烧录器CW-Writer 40

2.5.2　软件CW-Programmer 41

第3章　CW32F030原理及基础 47

3.1　芯片特性及内部框图 47

3.1.1　芯片特性 47

3.1.2　内部框图 55

3.2　芯片存储器组织 57

3.2.1　存储器映射和寄存器边界地址 58

3.2.2　SRAM 58

3.2.3　FLASH存储器 59

3.2.4　OTP存储器 59

3.2.5　系统启动配置 59

3.3　芯片电源 59

3.3.1　电源监控 60

3.3.2　工作模式 63

3.3.3　低功耗应用 63

3.4　芯片复位 63

3.4.1　系统复位 63

3.4.2　外设复位 65

3.5　芯片时钟控制 65

3.5.1　系统内部时钟树 65

3.5.2　系统时钟及工作模式 66

3.5.3　系统时钟源 66

3.5.4　片内外设时钟控制 71

3.5.5　时钟启动及校准 72

3.6　芯片中断系统 73

3.6.1　概述 73

3.6.2　中断向量表 73

3.7　芯片调试接口 74

3.7.1　概述 74

3.7.2　SWD接口 75

第4章　GPIO端口 76

4.1　概述 76

4.2　主要特性 76

4.3　功能描述 76

4.3.1　功能框图 76

4.3.2　数字输出 77

4.3.3　数字输入 77

4.3.4　模拟功能 78

4.3.5　复用功能 78

4.3.6　中断功能 80

4.3.7　其他功能 80

4.4　编程示例 81

4.4.1　数字输出编程示例 81

4.4.2　数字输入编程示例 81

4.4.3　模拟功能编程示例 81

4.4.4　复用功能编程示例 81

4.4.5　中断功能编程示例 81

4.5　寄存器 82

第5章　高级定时器 83

5.1　高级定时器简介 83

5.2　主要特性 83

5.3　功能描述 84

5.3.1　功能框图 84

5.3.2　输入捕获功能 91

5.3.3　输出比较功能 93

5.3.4　正交编码计数 101

5.3.5　触发ADC 102

5.3.6　DMA功能 102

5.3.7　主从模式 103

5.3.8　内部级联ITR 104

5.3.9　片内外设互联ETR 105

5.4　调试支持 105

5.5　编程示例 106

5.5.1　输入捕获 106

5.5.2　PWM输入 106

5.5.3　输出比较功能 106

5.5.4　互补PWM输出 107

5.5.5　DMA功能 108

5.5.6　触发模式 109

5.5.7　门控模式 109

5.5.8　内部级联ITR 109

5.6　寄存器 109

第6章　ADC 111

6.1　概述 111

6.1.1　主要特性 111

6.1.2　功能框图 112

6.2　ADC转换性能 112

6.2.1　转换时序 112

6.2.2　转换速度 113

6.2.3　转换精度 114

6.2.4　转换结果 114

6.3　工作模式 114

6.3.1　单通道单次转换模式 114

6.3.2　单通道多次转换模式 116

6.3.3　单通道连续转换模式 117

6.3.4　序列连续转换模式 118

6.3.5　序列扫描转换模式 119

6.3.6　序列多次转换模式 120

6.3.7　序列断续转换模式 122

6.4　累加转换功能 123

6.5　自动关闭模式 124

6.6　外部触发源 125

6.7　模拟看门狗 125

6.8　温度传感器 126

6.9　ADC中断 127

6.10　寄存器 127

第7章　嵌入式硬件设计工具 128

7.1　嵌入式硬件设计概述 128

7.2　常用EDA软件 129

7.2.1　常用的商用EDA软件 130

7.2.2　常用的开源EDA软件 131

7.3　嘉立创EDA简介 131

7.4　嘉立创EDA功能特点 133

7.4.1　共享系统库 134

7.4.2　电路仿真与PCB设计 134

7.4.3　3D外壳建模功能 135

7.4.4　开源广场 136

7.4.5　丰富的学习资源 137

7.4.6　团队管理 138

第8章　CW32最小系统电路设计 139

8.1　CW32核心板原理图设计 139

8.1.1　设计流程 139

8.1.2　创建工程 140

8.1.3　创建原理图 140

8.1.4　放置元件 141

8.1.5　电气连接 144

8.1.6　模块式原理图绘制 145

8.1.7　原理图检查 146

8.1.8　CW32最小系统原理图 147

8.2　CW32的PCB设计 147

8.2.1　设计流程 147

8.2.2　新建PCB文件 147

8.2.3　导入原理图与更新PCB 148

8.2.4　PCB的图层 149

8.2.5　边框、定位孔设计 151

8.2.6　元件布局 152

8.2.7　元件布线 155

8.2.8　添加丝印 158

8.2.9　添加泪滴 160

8.2.10　PCB覆铜 161

8.2.11　PCB检查 162

8.3　CW32硬件配置要求检查 162

8.4　电路设计注意事项 163

8.4.1　默认快捷键 163

8.4.2　注意事项与设计技巧 164

8.4.3　电路设计的十大原则 164

第9章　CW32F030基础应用实例 166

9.1　CW32_IoT_EVA评估板简介 166

9.2　CW32_IoT_EVA评估板原理图 167

9.3　GPIO应用实验 169

9.3.1　流水灯实验 169

9.3.2　按键指示灯实验 171

9.3.3　蜂鸣器实验 173

9.4　定时器应用实验 174

9.4.1　实验要求 174

9.4.2　硬件原理 174

9.4.3　参考程序 175

9.4.4　运行结果与验证 176

9.5　OLED显示应用实验 176

9.5.1　实验要求 176

9.5.2　硬件原理 176

9.5.3　参考程序 178

9.5.4　运行结果与验证 180

9.6　ADC应用实验 180

9.6.1　实验要求 180

9.6.2　硬件原理 180

9.6.3　参考程序 180

9.6.4　运行结果与验证 181

9.7　串行接口应用实验 181

9.7.1　实验要求 182

9.7.2　硬件原理 182

9.7.3　参考程序 184

9.7.4　运行结果与验证 186

第10章　CW32L083超低功耗开发实战 187

10.1　CW32L083芯片优势 187

10.1.1　产品特性 187

10.1.2　内部框图 189

10.1.3　功能特性 190

10.2　CW32L083评估板简介 197

10.2.1　评估板特性 198

10.2.2　快速开始 198

10.2.3　硬件布局 198

10.3　CW32L083评估板原理图 199

10.3.1　电源电路 199

10.3.2　最小系统电路 200

10.3.3　外扩FLASH芯片电路 201

10.3.4　外扩EEPROM芯片电路 201

10.3.5　编程接口电路 202

10.3.6　USB转串口电路 202

10.3.7　按键指示灯电路 203

10.3.8　扩展接口电路 203

10.3.9　IR收发电路 204

10.3.10　蜂鸣器电路 205

10.3.11　LCD接口电路 206

10.4　CW32L083低功耗应用实验 208

10.4.1　低功耗设计概念 208

10.4.2　低功耗工作原理 208

10.4.3　低功耗之外部中断唤醒实验 210

10.4.4　低功耗之串口唤醒实验 213

10.4.5　低功耗之不同主频功耗实验 218

10.4.6　低功耗之不同外设功耗测试实验 222

第11章　CW32多功能测试笔产品开发 230

11.1　项目简介 230

11.1.1　项目起因 230

11.1.2　初步构想 230

11.1.3　设计思路 231

11.1.4　实物及原理图 231

11.2　电路设计说明 232

11.2.1　电源与电池管理 232

11.2.2　单片机及外设等 234

11.2.3　模拟前端 236

11.3　硬件焊接与组装 244

11.3.1　PCB焊接 244

11.3.2　硬件组装说明 244

11.3.3　烧录方法说明 246

11.4　软、硬件联调及测试 246

11.4.1　电压输入测量模式 246

11.4.2　PWM输出模式 248

11.4.3　DC输出模式 249

11.4.4　通断检测模式 249

11.4.5　二极管挡位 250

11.4.6　校准模式 250

11.5　软件编写说明 250

11.5.1　文件构成 250

11.5.2　GPIO初始化 251

11.5.3　ADC初始化 252

11.5.4　PWM初始化 255

11.5.5　LCD驱动 256

11.5.6　测试笔模式真值 257

11.5.7　RTOS 257

11.5.8　UI 259

11.5.9　功能概览 260

11.5.10　蓝牙功能 261

第12章　基于CW32微处理器的运动目标控制系统与自动追踪系统 262

12.1　项目背景及要求 262

12.1.1　全国大学生电子设计竞赛 近十二年题目汇总 262

12.1.2　2023年全国大学生电子设计竞赛E题题目及要求 264

12.2　系统总体设计方案 265

12.2.1　任务概述 265

12.2.2　总体设计方案与论证 265

12.3　运动目标控制理论及自动追踪 方法 269

12.3.1　运动目标控制理论 269

12.3.2　自动追踪系统方法 269

12.4　系统硬件设计 269

12.4.1　运动目标控制系统设计 269

12.4.2　自动追踪系统设计 270

12.5　OpenMV模块软件设计 270

12.5.1　色块识别原理 270

12.5.2　色块识别及坐标输出 271

12.5.3　运动目标控制系统中OpenMV模块程序代码 272

12.5.4　自动追踪系统中OpenMV模块程序代码 273

12.6　CW32控制系统软件设计 274

12.6.1　运动目标控制系统中CW32

程序设计 274

12.6.2　自动追踪系统中CW32程序设计 275

12.6.3　CW32串口通信程序设计 276

12.7　CW32软件编写说明 277

12.7.1　运动目标控制系统中CW32的软件编写 277

12.7.2　自动追踪系统中CW32的软件编写 283

12.8　系统测试 287

12.8.1 测试方案设计 287

12.8.2 测试结果及分析 288

12.9　比赛经验分享 288

12.9.1 赛前准备环节 288

12.9.2 比赛过程 289

参考文献 290