AG32驱动部分的使用

47 min read
AG32入门文档

AG32 片内资源列表:

CAN0 --- CAN0_BASE
UART0 ~ 4 --- UART0_BASE
IIC0 ~ 1 --- I2C0_BASE
TIMER0 ~ 1 --- base timer,TIMER0_BASE
GPTIMER0~4 --- advanced timer, GPTIMER0_BASE
MAC0 --- MAC0_BASE
USB0 --- USB0_BASE
watchDog0 --- WATCHDOG0
ADC0 ~ 2 --- ADC0 ---默认IP 下3 路,参考example_analog;
DAC0 ~ 1 --- DAC0 ---默认IP 下2 路
SPI0 ~ 1 --- SPI0

一、时钟的配置:

AG32 通常使用HSE 外部晶体(范围:4M~16M)。
AG32 中不需要手动设置PLL 时钟(时钟树由系统自动配置,无须用户关注)。用户只需在配置文件中给出外部晶振频率和系统主频即可。
配置方式:
在ve 文件中配置如下:

这里配置的值,会在系统初始化时自动获取并使能。
系统主频的可配置范围:参考datasheet 中各型号的最高主频(通常是248M)
外部晶振的可配置范围:4 ~ 16


这里是最简单的描述。如果需要使用外部有源晶振,或者使用内部振荡器(内部振荡器有5%以内误差),或者cpld 中需要额外主频输入,请参考文档《AG32 中cpld 的基础.pdf》中关于时钟部分的详解。

二、管脚的配置:

这里先描述两个概念:信号线和管脚。
信号线,是指MCU 里能操作的信号线,比如gpio1_1/uart0_tx/spi_cs 等等;
管脚,就是芯片裸露在外边的引脚(32PIN 的有32 个管脚,64PIN 的有64 个管脚...)
在传统芯片里(如ST、GD 等),一颗芯片出来后,信号线和管脚是绑定死的(最多一
个管脚可以复用成几种信号)。
但在AG32 里,信号线和管脚是彻底分离的。
也就是说,可以把任意信号线绑定到任意引脚。
打个比方,比如管脚1,这个管脚用于什么功能,完全是由用户来自行配置的。用户可
以配置成uart0_tx,也可以配置成GPIO1_2,还可以配置成spi_cs,等等。
这种管脚可配置性,为应用设计带来巨大的便利性:
首先,为PCB 布线带来了很大的便利性。按最近的引脚走线,不用绕来绕去。
其次,可以提升管脚利用度(应用中没用到的外设不去配置,那它就不会占用管脚)。
比如,本来需要100 脚的ST 才能满足的外设需求,用AG 芯片可能32 脚的就够了。

管脚的配置,在ve 文件中信号线<->管脚一行一行对应即可。
如:GPIO0_0 PIN_2
本文后续会逐项讲述各种外设怎么配置信号和管脚。

先概述下配置引脚的两个注意项:
1. 信号线名称:
信号线名称是在VE 里配置使用的。
比如:uart0 的tx 信号线名称是UART0_UARTTXD,gpio 第0 组的第0 个信号线名称是GPIO0_0。
那么,对于mcu 端来说,共有哪些信号线呢?
mcu 的信号线名称,全部定义在《AGRV2K_逻辑设置.pdf》中的“Function_Pin 列表”,请自行查看。
配置举例:
1. 配置GPIO0_1 为PIN2,则定义:GPIO0_1 PIN_2
2. 配置UART1_TX 为PIN3,则定义:UART1_UARTTXD PIN_3
3. 配置SPI0 的clk 为PIN4,则定义:SPI0_SCK PIN_4
4. 配置CAN0 的TX 为PIN5,则定义:CAN0_TX0 PIN_5

2. 注意不可配置的管脚。
上述描述的“任意信号线可以绑定到任意引脚”,只是便于理解。真实使用时,有少量
管脚是不可配置的。
不可配置包括:基础类(电源、时钟、地、RESET、BOOT0)、ADC(DAC/CMP)、USB。
除去这些,其他的外设均为配置管脚。
另外,其中的ADC 和USB 的管脚,如果不接ADC 和USB,仍然是可以被用做普通IO的。
具体每种封装下管脚的详细定义,请参考文档《AG32_pinout_100_64_48_32_2K.xlsx》。
打开后,如下图:

凡是带有IO 的,都是可以被配置的管脚。
比如:上图的PIN_33,如果ADC 的channal14 在使用,那这个管脚只能用于这路ADC。
如果这路adc 没有使能,则PIN_33 可以配置为其他信号线(用于其他功能)。

三、GPIO 的使用:

可用GPIO:
AG32 芯片内部可用gpio 共有80 个,分为10 组,每组8 个。
代码中各组对应为:GPIO0、GPIO1、GPIO2、...
组内各IO 用bit 表示:GPIO_BIT0、GPIO_BIT1、GPIO_BIT2、...
使用时,用【组ID+组内id】来标识唯一的IO。
这里和ST 是相仿的,ST 分为GPIOA/GPIOB/GPIOC..., PIN_1/PIN_2/PIN_3...
AG32 为:GPIO0/GPIO1/GPIO2..., GPIO_BIT0/GPIO_BIT1/GPIO_BIT2...
如:GPIO0_0,表示的是第0 组的第0 个IO。
对外映射:
前边已经讲述过,AG32 中信号线和管脚是分离的,GPIO 信号线也不例外。
程序中用到的GPIO 要连接到管脚PIN,才能最终使用。
GPIO 在ve 文件中配置如下图:

上图的示例,就是把gpio4_1 映射到管脚92。(VE 中的#为注释)
在AG32 中,必须映射后,代码中操作gpio 时,才会真正使能到硬件管脚。


这里GPIOx_y 的角标取值范围:x (0 ~ 9), y (0 ~ 7)
PIN_z 的取值范围:z 小于所用芯片的最大引脚数
在取值范围内,满足限制条件下,任意GPIOx_y 可以映射到任意PIN_z。
(“哪些管脚不能被使用”的限制条件,参考文档:AGRV2K_逻辑设置.pdf)
这里配置的GPIO0_0,等同于代码中的(GPIO0, GPIO_BIT0)。


对SDK 下gpio 样例代码的解释:
在examples/example/example_gpio.c 里,只有最简单的一个IO 翻转示例:

GPIO_Toggle 是反转函数。从这个函数点进去(Ctrl +鼠标左键),可以看到gpio 函数集:

EXT_GPIO 和EXT_GPIO_BITS 是定义的gpio 宏。
注:这里能用GPIO_Toggle,是因为在前边的board_init()函数里已经初始化过该gpio 了。


点进去EXT_GPIO 宏可以看到定义:

注意,这里的EXT_GPIO_BITS 值为0b1110(即:0x0e),意思是BIT1/BIT2/BIT3 的3 位一起操作。0b1110 这里等价为:GPIO_BIT1|GPIO_BIT2|GPIO_BIT3。
那么, GPIO_Toggle(EXT_GPIO, EXT_GPIO_BITS) 这句代码的意思, 就是对GPIO4_1/GPIO4_2 /GPIO4_3 的3 个IO 一起反转。

在样例的VE 里,定义引脚如下:

那么,跑样例时,就可以看到开发板上的3 个LED(LED1 LED2 和LED3)闪烁了。
而LED4 因为没有操作该IO,LED4 依然是灭的状态。


实际应用样例1:
用pin3 引脚接led 灯,并控制亮灯(高为亮)。
步骤一:
先在ve 文件中定义引脚映射(gpio 使用4-1):

步骤二:
定义使用的宏:(也可以不定义,直接在代码中使用)

步骤三:
代码中调用:

步骤四:
编译并烧录ve 文件,编译并烧录code;


补充,驱动开放的API 包含:
GPIO_SetOutput/GPIO_SetInput —设置IO 为输入输出
GPIO_SetHigh/GPIO_SetLow —置高置低
GPIO_Toggle —高低切换
GPIO_IntConfig —配置中断触发方式
GPIO_EnableInt/GPIO_DisableInt/GPIO_ClearInt —中断控制
GPIO_AF_ENABLE/GPIO_AF_DISABLE —切换GPIO 模式(如果有复用)
Gpio 中断函数SDK 中已经默认指定:GPIOx_isr
如果要重定向为函数,通过plic_isr[GPIOx_IRQn] = gpio_xxx_isr 的方式来设置;

实际应用样例2:
用pin96 接外部按键,处理按键消息;

步骤一:
在ve 文件中配置gpio4_5 映射到pin96;

步骤二:
在测试代码中,编写IO 初始化,并实现中断函数:

注:这里的中断函数GPIO4_isr 无需程序中再次指定。

步骤三:
如果外部电路没有上拉设计,需要内部上拉。设置方式(二选一):
1. 在\platforms\AgRV\boards\agrv2k_x0x\board.asf 文件中,
2. 或者在工程的example_board.asf 中,
添加以下红框内的语句:

内容:set_instance_assignment -name WEAK_PULL_UP_RESISTOR ON -to PIN_96
或者使用:set_instance_assignment -name CFG_KEEP -to PIN_96 2’b10 -extension
(以上两个上拉的语句意义等价,使用时二选一)
注意:如果是cpld 中要实现上拉,这里的PIN_96 要用cpld 里的信号名字。
如果设置下拉,则使用以下方式:

内容:set_instance_assignment -name CFG_KEEP -to PIN_32 2’b01 -extension
注意:如果是cpld 中要实现下拉,这里的PIN_32 要用cpld 里的信号名字。
注意:上边一行添加完后,务必在后边添加回车换行(保证这行不是文件最后一行)。
步骤四:
编译并烧录ve 文件,编译并烧录code;
结束。

GPIO 高级用法:

1. 设置内部上拉/下拉:
参考上边步骤3 的描述。

2. 引脚复用:
AG32 中也有引脚复用。
常见的复用引脚,默认都是IO 功能。用做复用功能(如uart_rx/uart_tx)时,需
要使用函数GPIO_AF_ENABLE 来设置(参考具体的样例代码)。
特别的,JTAG 引脚(JNTRST、JTDO、JTDI、JTMS、JTCK),默认是JTAG 功能,而不是IO 功能。如果当作普通IO 用,需要先切换设置。
可使用如下函数来设置(在main 函数进入后调用即可):
SYS_DisableNJTRST()、SYS_DisableJTDI()、SYS_DisableJTDO().
(AG32 默认使用jtag 的swd 模式,保留JTMS、JTCK 即可通过jtag 烧录仿真)。

3. 设置为OD 模式:
IO 默认输出是PP 模式。
如果要设置为OD 模式,有两种方式(二选一):
方式一、在ve 里定义引脚如下(以34 脚为例):
GPIO4_1 PIN_34:OUTPUT:!PIN_34_out_data
方式二、在asf 文件(工程中example_board.asf)中设置:
set_instance_assignment -name AUTO_OPEN_DRAIN_PINS ON -to PIN_34
两种方式的输出效果是一样的。
注意:
如果用gpio 模拟I2c 的数据线,则只能使用第2 种方式。
如果一定要使用方式一,必须要新增一个GPIO 做为输入,绑定到一个PIN 上。如:
GPIO4_2 PIN_34:INPUT,然后在程序里SDA 切换读的时候就用这个GPIO。

4. 配置电流输出驱动能力:
同上边上拉/下拉的设置文件(example_board.asf 文件),加入:
set_instance_assignment -name CURRENT_STRENGTH -to PIN_32 16MA
驱动电流默认为8MA,支持4MA/8MA/12MA/16MA。

四、MTimer 的使用:

MTime 是risc-v 中定义的一个64 位系统定时器。
在STM32 中,我们一般用systick(滴答计时器)作为时基,而在riscv 中我们用mechine timer(简称mtime)作为时基。
MTime 中有两个主要寄存器:mtime 和mtimecmp;
当mtime 使能后,mtime 寄存器里的值会随着tick 自增,当自增到大于等于mtimecmp 寄存器的值时(无符号比较),就触发MTimer 中断。
在移植操作系统时,mtime 一般被用于系统时间片的调度定时。

相关函数:
INT_SetMtime:设置寄存器的值;
INT_SetMtimeCmp:设置比较寄存器的值;
INT_EnableIntTimer:打开timer 中断;
中断函数SDK 中已默认指定:void MTIMER_isr()
如果要重定向函数,通过clint_isr[IRQ_M_TIMER] = MTIMER_user_isr 来设置;

如果要设置1ms 触发一次的连续定时,需要调用:
INT_SetMtime(0);
INT_SetMtimeCmp(SYS_GetSysClkFreq() / 1000); //1ms
然后在中断里重新计时:
INT_SetMtime(0);
完整代码样例请参考example 部分:

五、Base Timer 的使用:

AG32 中包含2 个Base Timer:分别对应TIMER0 和TIMER1。
这两个timer 中,每个又有两组寄存器,每组寄存器可以单独产生定时。
所以,真正可用的普通定时器有4 个:TIMER0-0、TIMER0-1、TIMER1-0、TIMER1-1。
4 个定时器均可独立设置。
普通定时器特点:
定时器支持16 位和32 位的设置,
支持3 种类型分频(1 分频,16 分频,256 分频),
支持单次定时和循环定时。
驱动API 函数命名中的1 和2,分别对应第一组和第二组寄存器。
如,TIM_Init1 设置的是第一组寄存器,TIM_Init2 设置的是第二组寄存器。


举例:
用Timer1 的group2 产生1s 的循环定时:

中断函数TIMER1_isr 在SDK 中已经默认指定。


说明:
设置函数:TIM_Init1 <-> TIM_SetLoad1/TIM_SetSize1/TIM_SetMode1/…
中断函数:TIMER0_isr/TIMER1_isr


函数说明:
void TIM_Init1(TIMER_TypeDef *tim, uint32_t timeInUs, TIMER_ModeTypeDef mode)
作用:启动Timer0 或Timer1 的第一个定时器(TIM_Init2 则启动第二个定时器)。
参数:tim:TIMER0 or TIMER1
timeInUs:多少us 触发定时
mode:TIMER_MODE_PERIODIC:循环触发TIMER_CTRL_ONESHOT:只触发一次
举例:
TIM_Init1(TIMER0, 500000, TIMER_MODE_PERIODIC);
表示启动TIMER0 的第一个定时器,500ms 触发一次定时中断,循环触发。


除了直接调用TIM_Init1 来启动一个定时外,还可以调用各个子函数来启动。

如,
TIM_Init2(TIMER0, 500000, TIMER_MODE_PERIODIC)
功能等价于:
TIM_SetLoad2(TIMER0, SYS_GetPclkFreq() / 1000000 * 500000);
TIM_SetSize2(TIMER0, TIMER_SIZE_32);
TIM_SetMode2(TIMER0, TIMER_MODE_PERIODIC);
TIM_SetPrescaler2(TIMER0, TIMER_PRESCALE_1);
TIM_EnableInt2(TIMER0);
TIM_EnableTimer2(TIMER0);
以上几个函数中,
TIM_SetPrescaler2 是设置分频,
三个参数可选:TIMER_PRESCALE_1/TIMER_PRESCALE_16/TIMER_PRESCALE_256
分别表示分频数:1 分频,16 分频,256 分频;
TIM_SetSize2 设置计时器位宽,
两个参数可选:TIMER_SIZE_32/TIMER_SIZE_16
表示计数器的load 的位宽是32 位还是16 位。
TIM_SetLoad2 设置触发时间(以tick 为单位)
如果定时单位为ms,则需要将tick 转为ms:SYS_GetPclkFreq()/1000000*ms


中断函数:void TIMER0_isr()
函数说明:该函数为TIMER0 的中断函数;
在该函数中需要先查询是第一个还是第二个定时器,然后再清中断。
该中断函数已默认关联,不需要程序中来手工设置。
完整代码样例请参考example 部分。

六、General Purpose Timer 的使用:

AG32 中包含5 个通用计时器(GpTimer),
代码中分别对应:GPTIMER0、GPTIMER1、GPTIMER2…
通用定时器可以实现更多功能,包括:计时、生成pwm、生成任意波形、输入捕获。
5 个定时器均可独立设置。
每个定时器支持4 个独立通道(channel):
— 输入捕获
— PWM 输出(边缘或中间对齐模式)
— 单脉冲输出


主要函数:GPTIMER_Init / GPTIMER_OC_Init


1. 用于定时:
用于简单定时,只需要关注一个函数:GPTIMER_Init,
设置好参数后,启动计时即可。
举例:
用gpTimer1 产生2 秒一次的定时。

这里使用到的中断函数GPTIMER1_isr,已被SDK 自动设置。


2. 用于pwm 输出:
用于pwm 输出时,要设置两个函数:GPTIMER_Init 和GPTIMER_OC_Init。
GPTIMER_Init 中设置多长时间触发一次timer;
GPTIMER_OC_Init 中指定pwm 输出通道及设置pwm 的占空比;
举例:
用gpTimer4 在通道0 上产生pwm 输出。

除了上述的代码控制外,还需要在ve 中添加映射关系:

这样的情况下,pwm 才会输出到管脚上。
典型案例:呼吸灯(用timer+timerPWM 来控制led 灯逐渐变量逐渐变暗)


3. 输出反向PWM(带死区):
样例程序,请参考网盘下“其他文档\驱动样例补充\example_gptimer_pwm_N.c”


4. 输出任意波形:如果要输出的不是pwm 的规则波形,而是不规则波形(比如正弦波),则可借助于
DMA 方式来模拟实现。
思路:事先在数组中定义好数据序列,然后通过dma 每次搬运,作用到输出。
这部分功能,参考例程函数:TestGpTimerDma
这种方式也同样需要管脚映射。


5. 输入捕获:
用于输入捕获时,要设置两个函数:GPTIMER_Init 和GPTIMER_IC_Init。
样例程序,请参考网盘下“其他文档\驱动样例补充\example_gptimer_capture.c”

七、Uart 的使用:

AG32 可用的UART 有5 个,分别对应UART0、UART1、UART2、UART3、UART4。几个Uart的功能和用法是完全相同的。
样例工程中,UART0 被做为输出log 的串口。其他几个UART 可供应用使用;
初始化函数:
void UART_Init(UART_TypeDef *uart,
                           UART_BaudRateTypeDef baudrate,
                           UART_LCR_DataBitsTypeDef databits,
                           UART_LCR_StopBitsTypeDef stopbits,
                           UART_LCR_ParityTypeDef parity,
                           UART_LCR_FifoTypeDef fifo)
参数说明:
Uart:UART0、UART1、UART2、UART3 or UART4
Baudrate:波特率,如115200
Databits/stopbits/parity:
Fifo:是否开启16 字节的fifo 缓冲
收发函数:
UART_Send(UART_TypeDef *uart, const unsigned char *p, unsigned int num)
UART_Receive(UART_TypeDef *uart, unsigned char *p, unsigned int num, unsigned int timeout)
收函数的timeout,是如果收不满num 个字符,就等待多少个tick。可以为0。

样例1:
实现Uart1 的简单收发:
1. 增加ve 对uart1 的管脚配置:

2. 代码中实现如下:

样例2:
使用接收中断来收取数据。
代码部分可参考以下方式(新增的红框代码):

中断函数UART1_isr 在SDK 中已经默认关联,不用手动设置。
在中断函数中,要判别中断来源再继续操作。
上例中,收FIFO 因为设置为16 字节,半数触发时,收到8 个字节就会触发中断。
如果每来一个字节中断接收一次,可以在UART_Init 中设置参数为UART_LCR_FIFO_1,并且不用再调用UART_SetRxIntFifoLevel 函数。

3.使用DMA 收发:
如果要启用DMA 功能,参考sdk 中自带的样例。
需要增加3 个函数:
DMAC_Init:启动dma
UART_SetDmaMode:设置只要收/发dma,或收发都要dma
DMAC_Config:设置dma 的详细参数。
如果收发都要dma,则需要调用2 次DMAC_Config 来分别设置。
函数DMAC_Config 的参数说明:
void DMAC_Config(
DMAC_ChannelNumTypeDef channel, //DMA 通道

uint32_t srcAddr, //DMA 数据源地址
uint32_t dstAddr, //DMA 数据目标地址
DMAC_AddrIncTypeDef srcIncr, //传输后源地址是否自增
DMAC_AddrIncTypeDef dstIncr, //传输后目标地址是否自增
DMAC_WidthTypeDef srcWidth, //源地址传输数据的字节宽度(可选8/16/32)
DMAC_WidthTypeDef dstWidth, //目标地址传输数据的字节宽度(可选8/16/32)
DMAC_BurstTypeDef srcBurst, //源地址一次传输多少???
DMAC_BurstTypeDef dstBurst,
uint32_t transferSize, //传输多少次
DMAC_FlowControlTypeDef transferType, //传输方向类型(8 种)
uint32_t srcPeripheral, //源地址的外设类型
uint32_t dstPeripheral //目标地址的外设类型
)
比如,设置收DMA,会设置参数如:
DMAC_Config(DMAC_CHANNEL1,
(uint32_t)&UART3->DR, //串口数据寄存器
(uint32_t)rxbuf, //收缓冲buff
DMAC_ADDR_INCR_OFF, //源地址不自增
DMAC_ADDR_INCR_ON, //目标地址自增
DMAC_WIDTH_8_BIT, //源数据宽度以8bit 为单位
DMAC_WIDTH_8_BIT, //目标数据宽度以8bit 为单位
DMAC_BURST_1,
DMAC_BURST_1,
0, //传输多少次,如果是0 则无限制
DMAC_PERIPHERAL_TO_MEM_PERIPHERAL_CTRL, //外设到内存的方向
UART3_RX_DMA_REQ, //源数据外设类型
0 ); //目标数据外设类型

设置发的DMA,会设置参数如:
DMAC_Config(DMAC_CHANNEL0,
(uint32_t)txbuf, //发缓冲
(uint32_t)&UART3->DR, //串口数据寄存器
DMAC_ADDR_INCR_ON, //发缓冲自增
DMAC_ADDR_INCR_OFF, //寄存器不自增
DMAC_WIDTH_8_BIT, //源数据宽度以8bit 为单位
DMAC_WIDTH_8_BIT, //目标数据宽度以8bit 为单位
DMAC_BURST_1,
DMAC_BURST_1,
dma_count, //要传输的数据量
DMAC_MEM_TO_PERIPHERAL_DMA_CTRL, //内存到外设的方向
0, //源数据外设类型
tx_dma_req); //目标数据外设类型
以上完整代码样例请参考example 部分。

3. 更多样例,请参考网盘:
1).dma 中断:“其他文档\驱动样例补充\example_uart_dmaIrq.c”
2).闲时中断:“其他文档\驱动样例补充\example_uart_rcvIqr.c”

八、IIC 的使用:

AG32 支持两路I2C,分别对应:I2C0、I2C1;
I2C 是一种简单的双向两线制总线协议,半双工,支持多主从模式。I2C 最大的特点之一就是有完善的应答机制。
MCU 端是I2C 的主端。


样例程序参考example_i2c.c
在使用I2C 时的流程:
1. Ve 中先配置对应的引脚:

2. 代码中时钟使能、中断使能、设置频率;

3. 使能I2C;

4. 收发数据;
IIC 的收过程和发过程,都有对应的应答流程,启动->收/发->结束。
使用中,收发函数会被完整的封装。
请参考例程函数(函数流程可参考,封装请自行调整):
bool I2cReadPROM(uint8_t *mem, bool verify)
bool I2cWritePROM(uint8_t *mem)

5. 关闭I2C:

另外,例程中还使用到了中断函数。当I2C 准备好时,会触发该中断。
注意,IIC 例程需要接入设备才能测通,否则在I2C_WaitForTransfer 函数中会因为等
不到ACK 而卡住。

九、CAN 的使用:

AG32 支持1 路CAN,对应:CAN0
样例程序参考example_can.c
在使用CAN 时的流程:
1. ve 中先配置对应的引脚:

2. 代码中使能时钟、开中断:

3. 配置参数(参数较多)并开启can、开启收中断:

4. 发送数据:

5. 在中断函数中接收数据:

使用时,请参考样例修改。

十、USB 的使用:

AG32 已经在工程中集成tinyUSB,可自行关联使用。
usb 使用到的PIN 脚,是固定的管脚,不能在ve 中进行改变。


目前支持:单纯device 端、单纯host 端、OTG 自动切换主从端;
三种情况要支持的枚举类型,可以在配置头文件中自行配置。
例程位于路径examples\usb 下:

简单应用举例(使用device 样例,其他两个相似):
在device 的例程中,usb 被同时枚举为cdc 和msc(还支持HID 和MIDI)。


1. vsCode 打开该文件夹工程;
打开后如图:

2. 直接烧录ve 和程序bin;
烧录ve:

烧录bin:

3. 上电启动,然后USB 线连接到电脑(开发板上对应micro 口的那个USB 口)
就可以看到PC 端的U 盘和cdc 串口,如下图:
(cdc 串口)

如果没有显示出来,可以烧录并跟踪程序,看是否出现board_init 失败(板子不同,
可能会带来board 初始化的失败)


以上是demo 验证。
如果要集成到自己的工程(如,要在example 中使用),需要修改:
1. Platformio.ini 中增加对tinyUsb 的引用:

注意,引用多个库时,用逗号隔开,并且逗号后边要加空格。
2. ve 文件中增加:

3. 代码部分调整:
将tinyusb 下的src 路径文件,修改main.c 后放入example 下的src。
修改点:
Main.c 文件重命名;main()函数重命名;去除main()中的board_init 函数;
重命名后的main 函数在example 下的main()中调用;
4. 编译并烧录ve 和代码,即可正常运行。

在例程中,USB 描述符、回调、配置(CDC、HID、MSC、MIDI)均已通过接口开放出来,在src 路径下的.c.h 中。用户可根据自己的需求订制或修改。
可通过头文件中的宏来配置要开放的枚举类型:

更多配置部分及usb 接口使用详解,可参考sdk 下tinyUSB 路径下的文件描述,或者参考tinyUSB 官方介绍。

十一、MAC 的使用:

AG32 支持MAC 模块。
支持RMII/MII 接口。
目前SDK 中集成了Lwip2.1.0 版本。在lwip 样例中,使用了server 端的功能。


样例使用:
打开样例工程lwip,

在开发板上测试例程时,步骤:
1. 分别编译并烧录ve 和code;
2. 然后用网线连接PC 和开发板,并修改PC 的IP 地址为192.168.5.2;
3. 在PC 的浏览器上输入: http://192.168.5.1
此时,可以在网页上看到开发板中展示的画面:

移植到自己的板子上时,注意两项配置:
1. 根据自己的板子,可能需要修改的是phy 地址:

2. 修改ve 配置文件中mac 相关IO 对应,如:

上层部分,使用什么样的网络,则自行配置lwip。

十二、SPI 的使用:

AG32 支持两路SPI,分别对应:SPI0、SPI1;
两路是功能对等的。仅支持SPI-Master 端。


SPI 是一种全双工同步的串行通信,可支持高速数据传输。
采用主-从模式(Master-Slave) 的控制方式,通过对Slave 设备进行片选(SlaveSelect) 来控制多个Slave 设备。


样例程序参考example_spi.c
在例程中,使用了SPI_FLASH 的dma 方式。
注意,这里的SPI 驱动都是针对SPI_FLASH 的封装,并不用于通用SPI。
SPI 支持1 线、2 线和4 线。


如果是用于通用SPI 外设(非FLASH),请参考样例程序example_spi_common.c。

需要注意的是:
由于这里SPI 底层是针对FLASH 使用的封装,所以对通用SPI 外设支持并不全面。
如果要用于普通外设,则该外设必须满足如下时序:
1. SPI 交互时第一段只能是tx(不能是rx);
2. 收和发不能同时进行(只能是发完再收);
3. 并且极性(CPOL)和相位(CPHA)的值都是1。
更详细的使用说明和样例,请参考demo 和datesheet。


补充:
从SDK1.2.4 版本开始,增加了对通用SPI 的支持。


原example_spi_common.c 中提供的函数:
1. Send:单纯发送数据,字节数不限制;
2. SendAndRecv:在一个片选周期内,发送一段数据,再接收一段数据;
其中发送长度最长4byte,接收长度不限。
(如果发送长度要更长,请自行在C 驱动中扩展。)
这个版本开始,会在以上基础上,扩展出来两个函数:
3. Recv:单纯收取数据,接收长度不限;
4. SendWithRecv:在发送数据的同时来收(双向传输),而不是发完后再收。
收取数据和发送数据的长度等长。
并且增加了对极性和相位的设置。
但这两个函数,需要cpld 的支持,用起来比较费劲。
更详细的使用说明,请参考《AG32 下spi 的拓展使用.pdf》

十三、ADC/DAC 的使用:

ADC/DAC 包含模拟电路,需要fpga 部分的支持。
AG32 自带一套fpga 逻辑(默认ip),
在默认的ip 中,支持3 路ADC 和2 路DAC,1 路比较器CMP(双通道,可独立运行)。


使用样例ADC:
在样例代码example_analog.c 中,adc 默认是宏关闭的。可在platformio.ini 中打开该宏:

【-DIPS_ANALOG_IP】
同时,使能默认的ip,在platformio.ini 中配置:

然后在main()函数中放开TestAnalog() 即可。
注意,第一次打开ADC/DAC 功能时,需要重新编译烧录一次ve:

ADC 共有15 个channal,每个channal 均可配置到任一个ADC 上。


ADC 的简单使用:
参考TestAdc 函数,ADC 不需要在ve 里管脚映射,不需要设置IO 复用。
使用以下4 个函数即可:

如果需要多次转换,则重复调用后3 个函数。

如果有自己的cpld,希望裁剪ADC,或者对ADC 有更高的定制,请参考ADC 的专题讲解《analog 中对ADC 的剪裁.pdf》,以及《Analog 代码分析.pdf》。

十四、WatchDog 的使用:

AG32 支持1 个独立看门狗模块。
WDOG 主要性能:
●自由运行的递减计数器
●看门狗被激活后,则在计数器计数至0x000 时产生复位
默认情况下,在debug 状态下看门狗是不工作的。
使用逻辑:
1. 为看门狗使能时钟,并使能中断(中断可选);
SYS_EnableAPBClock(APB_MASK_WATCHDOG0);
INT_EnableIRQ(WATCHDOG0_IRQn, WDOG_PRIORITY);

2. 启动看门狗,同时设置看门狗时间;
WDOG_Init(SYS_GetPclkFreq()); // 1 second
3. 定时(或在中断函数中)喂狗;
WDOG_Feed();
看门狗中断函数为:void WATCHDOG0_isr();
4. 系统启动后,可以通过查看寄存器,确定是否为看门狗导致的重启;
if (READ_BIT(SYS->RST_CNTL, SYS_RSTF_WDOG)) { /*reset by Watchdog*/}
在处理中需要自行清除掉该标记,以避免下次重启时误判。


看门狗中是否使用中断:
1. 如果开启看门狗中断,则中断来了后,必须要在中断里清除标记(清除中断的动作
就是喂狗的动作),不然中断函数会一直被调用。
2. 如果关闭看门狗中断,则必须要应用程序在重启时间到来前及时喂狗。
3. 还可以中断函数和应用程序两者一起喂狗。即:开启看门狗中断,然后在中断函数
和应用中都调用喂狗函数。
如果应用中的喂狗周期比中断周期短,则中断函数永远不会被触发。


看门狗的中断时间和重启时间:
在WDOG_Init 函数中设置的时间,是看门狗中断来一次的时间。而重启的时间,是
两个这样的时间(2 倍整)。
比如:WDOG_Init 设置了5 秒,没启动看门狗中断,当应用中10 秒没喂狗动作时,
系统才被重启。

十五、RTC 的使用:

RTC(Real Time CLock)是个独立的定时器。
RTC 模块拥有一个连续计数的计数器,可进行软件配置,提供时钟日历的功能。RTC 还包含用于管理低功耗模式的自动唤醒单元。
只要芯片的备用电源一直供电,在mcu 断电情况下RTC 仍可以独立运行。


RTC 只支持LSE 作为时钟源(32768);
支持3 种中断类型:
1. 秒中断;
2. 溢出中断;
3. 定时中断;
主要寄存器:
RTC 控制寄存器(RTC_CRH, RTC_CRL)
RTC 预分频装载寄存器(RTC_PRLH, RTC_PRLL)
RTC 预分频余数寄存器(RTC_DIVH, RTC_DIVL)
RTC 计数器寄存器(RTC_CNTH, RTC_CNTL)
RTC 闹钟寄存器(RTC_ALRH ,RTC_ALRL)
以上寄存器都有对应的函数来进行操作。
执行逻辑:
RTC_PRL(预分频装载寄存器)的值决定TR_CLK 脉冲产生的周期,RTC_DIV(预分频器余数寄存器)可读不可写,当RTCCLK 的一个上升沿到来,RTC_DIV 的值减1,减到0后硬件重载为RTC_PRL 的值同时产生一个TR_CLK 脉冲,一个TR_CLK 脉冲的到来会使RTC_CNT(计数器寄存器)的值加1,同时产生一个RTC_Second 中断(由软件配置是否使能,“秒中断”并不一定是一秒触发一次,具体是根据RTC 时钟和RTC_PRL 的值决定)。
当RTC_CNT 的值溢出后从0 开始,并产生一个溢出中断(由软件配置是否使能)。当
RTC_CNT 等于RTC_CNTRTC_ALR(闹钟寄存器)时,产生一个闹钟中断(由软件配置是否使能,可在用在系统待机模式下唤醒系统)。
BKP 备份寄存器
备份寄存器有16 组16 位的寄存器(每组2 个)。可用来存储64 个字节数据。
它们处在备份区域,当VDD 电源切断,仍然由VBAT 维持供电。
当系统在待机模式下被唤醒,或者系统复位或者电源复位,它们也不会复位。
一般用BKP 来存储RTC 的校验值或者记录一些重要的数据。
可通过以下两个函数接口来读写:
RTC_WriteBackupRegister(uint16_t idx, uint16_t value)
RTC_ReadBackupRegister(uint16_t idx)

RTC 常用于三种定时:
1. 秒中断:
RTC 的秒中断功能类似SysTick 系统滴答的功能。RTC 秒中断功能其实是每计数一次
就中断一次。注意,秒中断并非一定是一秒的时间,它是由RTC 时钟源和分频值决
定的“ 秒” 的时间, 当然也是可以做到1 秒钟中断一次。通常通过函数RTC_SetPrescaler(32768) 来进行设置。
完整代码需要:
RTC_Init(board_rtc_source());
RTC_EnableInt(RTC_FLAG_SEC);
RTC_SetPrescaler(32768);
RTC_SetOutputMode(RTC_OUTPUT_CLOCK);
2. 溢出中断:
溢出中断是RTC_CNT 的值溢出时触发的中断。
3. 定时中断:
使用时一般设置秒中断周期为1s,用RTC_CNT 计数器计数。假如1970 设置为时间
起点为0s,通过当前时间的秒数计算得到当前的时间。RTC_ALR 是设置闹钟时间,
RTC_CNT 计数到RTC_ALR 就会产生计数中断。


中断函数在SDK 中已经默认关联,函数名:RTC_isr
在中断函数中,需要先判断中断来源,再进行相应的处理。

十六、中断说明与外部中断:

RISC-V 系统支持中断嵌套。但SDK 中推荐(并默认)使用非嵌套中断方式,如果需要嵌套方式,请打开宏AGRV_NESTED_INTERRUPT。
打开宏的方式,请在platformio.ini 里通过

build_flags = -DAGRV_NESTED_INTERRUPT
来实现。使能中断可嵌套后,高优先级(数字越大优先级越高)的中断,会打断正在执行中的低优先级的中断。
中断系统被封装在SDK 的interrupt.c 中,由INT_Init()函数来完成初始化。
RISC-V 有两套中断向量,分别对应于PLIC 和CLINT。目前只有MTime 是对应到CLINT中断,其他都对应于PLIC 中断。
用户级别的中断设置,都通过函数INT_EnableIRQ(uint32_t irq, uint32_t priority)来设置使能。中断向量表和中断函数名都已内置定义。从用户角度,只需要设置中断使能即可使用对应的中断函数。
开关系统总中断函数:
INT_EnableIntGlobal/INT_DisableIntGlobal
系统中断向量表及中断函数名,可从AltaRiscv.h 中查看。如:
向量ID:TIMER0_IRQn
中断函数:TIMER0_isr

异常和中断都在这里处理。

异常处理:
如果程序运行中跑飞(进入异常中断函数exception_handler),可以参考后边专题(异常处理)。


IO 口配置为外部中断的三种形式:
EXT_INT 是低电平中断,不支持边沿触发。
local int 是高电平中断,不支持边沿触发。
如果要配置边沿触发,只能使用GPIO 中断。


EXT_INT 的用法:
EXT_INT 是外部中断,在AG32 中有8 组可用。EXT_INT 是低电平中断。
使用方法:
1. VE 中配置对应引脚,如下图:

2. 代码中使能该中断,配置中断函数。如下图:

以上两处配置完后,当PIN_51 的电平变低后,将触发Eint_isr 中断函数。
使用特点:
1. 这个中断是不用清的。
只要电平存在,中断就一直会进来。就算清了,执行完后,马上还会进来。
电平置高,中断就不再进来。
2. 使用时,该引脚要配置成上拉。不然一启动可能就会进中断的。
3. 这个信号也可以从cpld 过来。在VE 里配置。
VE 里该信号不配置成PIN 引脚,而配置成cpld 信号。


Local int 的用法:
Local int 是从cpld 接入mcu 的信号。有4 组可用。是高电平中断。

Local int 不能配置为外部引脚接入,故无需在VE 文件里配置。
当cpld 中设置local_int[x]为高时,将触发mcu 端的local int 中断。
mcu 端使用如下:

注意:
mcu 不会缓存local_int 的上升信号。
当cpld 给出的这个高电平脉冲太短,或者cpld 置高期间mcu 端正在处理其他中断,都会导致mcu 漏掉该中断。
正常的做法是:
1. cpld 要触发mcu 中断时,置高该信号local_int[3] = 1;
2. Mcu 触发中断后,要在中断里“通知”cpld,可以置低该信号。
—-这里的“通知”,可以是用gpio 信号输出到cpld。
这样“一来一回”的一个交互,是最安全的做法。

十七、系统休眠(sleep、stop、stanby)

AG32 支持3 种休眠方式:sleep、stop、standby。
代码样例参考example_system.c
其中进入standby 后,有三种唤醒方式:IWDG、RTC(Alarm)、WAKEUP(该引脚上升沿)。
如果要使用低功耗,在系统进入休眠前,需要先关掉不需要的外设时钟。
内核电流大小:
STOP mode: 5.5mA
STANDBY mode: 5uA
更多信息,参考《AG32 MCU Reference Manual.pdf》
另外注意,standby 的时候整个3.3v 电源域是关掉的,这个时候cpld 也就关掉了。想要cpld 运行的话只能进入stop。

如果在stop 模式下(或者正常运行中),想要停掉cpld 的sysclk,可以在VE 里定义:
SYS_CLKEN sys_clken
然后prepare LOGIC 后,在user_ip.v 可以看到sys_clken_in 信号。
通过对sys_clken_in 信号的高低置位就能切换cpld 端clk 的是否使能。
(注:仅对sysclk 有效。并不能同时停止其他路的clk)

更多信息,可参考网盘上样例《10.mcu 控制cpld 进入低功耗(停掉clk)》

十八、使用自定义的logic:

上边章节“ADC/DAC 的使用”部分,描述了使用默认logic 的方法。
默认logic 中只包含了ADC/DAC/CMP 的功能,如果有额外需求,则需要构建自定义logic。
在自定义logic 中,可以编写cpld,为芯片增加更多的功能支持。
构建的详细流程,参考《AG32 下fpga 和cpld 的使用入门.pdf》。
在构建自定义logic 时,需要platformio.ini 中设置三项:

其中,
ip_name 为新建的user_ip 名字;
logic_dir 为生成的文件夹名称;
board_logic.ve 为生成自定义ip 时共同使用的ve 文件;
总结:
三种情况(不用ADC、仅用ADC/DAC/CMP、使用更多的cpld 功能),在platformio.ini
文件中的配置对比:
1. 如果连默认ip 都用不到(没有用ADC/DAC/CMP):
只需要配置一项:
board_logic.ve = project_xxx.ve
2. 如果仅用到默认ip(使用到ADC/DAC/CMP):
需要配置两项:
board_logic.ve = project_xxx.ve
ip_name = analog_ip
3. 如果要用到自定义logic(需要更多的cpld 功能):
需要配置三项:
board_logic.ve = project_xxx.ve
ip_name = xxxxx_ip
logic_dir = logic
关于自定义logic,这里仅是配置说明,更多信息参考cpld 部分的说明。

十九、片内flash 的使用:

片内flash 除了烧录code 和cpld 的bin 外,多余出来的空间,可以用于存储信息。


片内flash 的大小:
AG32 芯片有256K 和1M 两种大小,看实际使用的芯片对应的型号。
注意,不管flash 的大小是哪种,默认情况下最后100K 都是用来装载cpld 的。
flash 的起始地址是0x80000000。默认情况下code 的bin 是从这个地方开始装载。
片内flash 的擦除单位是4K。读和写都需要4 字节对齐。

在使用片内flash 之前,请先确认code 的bin 的大小,cpld 的bin 的大小。确保自己操
作的区域是和两个bin 是错开的。
如果工程中有使用bootloader,或者使用“分散加载”,对flash 的使用会更复杂,请
自行安排区域的划分。


代码中如何调用flash 的读写:
请参考example\example_flash.c 的样例。
写操作前需要先解锁:FLASH_Unlock();
然后可以擦除:FLASH_Erase(star_addr, erase_len); //需要时,以sector 为单位擦除
然后写指定长度:FLASH_FastProgram(wt_addr, buff, len);
最后再锁定:FLASH_Lock();
如果是读取flash,则不用解锁,直接按地址读取即可,可通过宏RD_REG。
注意,读和写都需要4 字节对齐。

二十、其他常用项:

1. 获取芯片唯一ID:
通过如下方式来获取:
uint32_t id[4];
FLASH_Unlock();
FLASH_GetUniqueID(id);
FLASH_Lock();
芯片内部唯一ID,其实使用的是片内flash 的唯一ID。
这里读出来是16 个BYTE。
如果这个记录太长,想用1 个int 型来记录,可以使用读出来的第三个int(即:id[2])。


2. 堆栈大小的设置:
AG32 中默认的栈stack 大小是0x1000(即:4K)
如果要改变栈的大小,可以在platformio.ini 中加入:
build_flags = -Wl,–defsym=__stack_size=0x1000
而堆的大小,是自动设置的(无须手工设置)。
在128K 的sram 里,除去静态/全局变量数组的空间,除去栈stack 的空间,剩下的都
被自动分配为堆heap 的空间(就是malloc 可以申请到的空间)。

二十一、专题:异常处理

如果程序运行中跑飞(进入异常中断函数exception_handler),可以查看几个寄存器帮
助定位:
mepc:进入异常前的pc 地址,结合编译map 可以定位到是从哪个函数飞掉的;
mcause:是machine cause register,记录进入异常的原因。
异常原因列表如下:

这个列表是risc-v 的标准列表,更多信息可以百度获取。
mtval: 机器模式异常值寄存器。当异常发生时,该寄存器将被写入异常的辅助信息。
1. 如果是由存储器访问造成的异常,譬如遭遇硬件断点、取指令、存储器读写造成的
异常,则将存储器访问的地址更新到mtval 寄存器中。
2. 如果是由非法指令造成的异常,则将该指令的指令编码更新到mtval 寄存器中。
通过以上三个寄存器,通常可大致猜测到原因。
更多的信息,可参考网页:https://blog.csdn.net/m0_53157173/article/details/131154336


跑飞的状况,只能在VSCODE 下跟踪程序时察觉。
查看mepc,要结合编译出来的map 函数列表才能确定具体函数。
map 文件位于:工程路径\.pio\build\debug\xxxx.readelf
打开文件后,可以看到函数列表、函数起始地址、函数长度等信息。如下图:

然后查找mepc 的值会落在哪个函数段里边。