任務(wù)1初識(shí)國(guó)產(chǎn)嵌入式與微控制器技術(shù)什么是嵌入式？起初，嵌入式系統(tǒng)的萌芽植根于單片機(jī)技術(shù)的誕生，20世紀(jì)70年代，隨著單片機(jī)的問(wèn)世，汽車、家用電器、工業(yè)機(jī)械、通信設(shè)備等萬(wàn)千產(chǎn)品步入電子化時(shí)代，實(shí)現(xiàn)了功能增強(qiáng)：操作簡(jiǎn)便、速度提升、成本降低。這些初步的嵌入式應(yīng)用以8位芯片為核心，執(zhí)行簡(jiǎn)單的單線程程序，尚不具備現(xiàn)代意義上的“系統(tǒng)”完整性。進(jìn)入80年代初，隨著商業(yè)化“操作系統(tǒng)”被引入嵌入式應(yīng)用開(kāi)發(fā)，編程實(shí)踐發(fā)生了革新，顯著縮短了開(kāi)發(fā)周期、降低了成本并提升了效率，正式標(biāo)示著“嵌入式系統(tǒng)”時(shí)代的到來(lái)。此階段的操作系統(tǒng)核心實(shí)質(zhì)為實(shí)時(shí)系統(tǒng)內(nèi)核，融合了傳統(tǒng)操作系統(tǒng)的關(guān)鍵特性，如任務(wù)管理、進(jìn)程間通信、同步機(jī)制、中斷處理及內(nèi)存管理等，代表性的產(chǎn)品有ReadySystem的VRTX、ISI的PSOS、IMG的VxWorks以及QNX的QNX系統(tǒng)。這些系統(tǒng)共有的嵌入式特性包括搶占式調(diào)度、快速響應(yīng)、確定性執(zhí)行時(shí)間、小巧且高度可定制的核心，以及良好的跨處理器移植能力，強(qiáng)化了實(shí)時(shí)性和可靠性，為嵌入式應(yīng)用打開(kāi)了更寬廣的開(kāi)發(fā)天地，釋放了開(kāi)發(fā)者潛能。進(jìn)入90年代后，隨著對(duì)實(shí)時(shí)性要求的提升及軟件復(fù)雜度的增長(zhǎng)，實(shí)時(shí)內(nèi)核進(jìn)化為功能更全面的實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)（RTOS），成為了嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)配置。眾多企業(yè)洞悉到這一領(lǐng)域的巨大潛力，紛紛投身嵌入式操作系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，除了前述的行業(yè)先鋒，市場(chǎng)上涌現(xiàn)了PalmOS、WindowsCE、嵌入式Linux、Lynx、Nucleus以及Hopen、DeltaOS等新面孔。嵌入式系統(tǒng)構(gòu)成了眾多日常裝置及設(shè)備的核心，作為一種專業(yè)定制的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它們被內(nèi)置在諸如手表、微波爐、錄像機(jī)乃至汽車等一切具備數(shù)字接口的設(shè)備中。這類系統(tǒng)本質(zhì)上市通過(guò)一個(gè)嵌入式處理器控制板實(shí)現(xiàn)，其中控制程序存儲(chǔ)在ROM中，確保了高度的穩(wěn)定性和針對(duì)性功能。盡管某些情況下，嵌入式系統(tǒng)會(huì)搭載一個(gè)操作系統(tǒng)，但大多數(shù)設(shè)計(jì)傾向于利用單一程序來(lái)完成所有的控制邏輯。嵌入式系統(tǒng)是軟件、硬件乃至必要時(shí)的機(jī)械部件的緊密結(jié)合體，專為滿足特定應(yīng)用需求而定制。國(guó)內(nèi)嵌入式系統(tǒng)普遍被廣泛定義為：一種以應(yīng)用為核心，依托計(jì)算機(jī)技術(shù)，能夠靈活裁剪軟硬件配置，嚴(yán)格符合功能、可靠性、成本控制、體積及能耗等特定要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。那么，這些“專用”方向具體涵蓋了哪些領(lǐng)域呢？辦公自動(dòng)化：促進(jìn)高效辦公的設(shè)備，如打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)；國(guó)防與航天：尖端科技產(chǎn)品，包括無(wú)人機(jī)、雷達(dá)系統(tǒng)、作戰(zhàn)機(jī)器人；家用電器：提升生活品質(zhì)的智能產(chǎn)品，如數(shù)字電視、掃地機(jī)器人、智能家居系統(tǒng)；醫(yī)療電子：關(guān)乎健康的精密儀器，如生化分析儀、血液分析儀及CT掃描設(shè)備；汽車電子：強(qiáng)化車輛性能與安全的系統(tǒng)，涉及引擎控制、安全防護(hù)、導(dǎo)航與車載娛樂(lè)；通信網(wǎng)絡(luò)：支撐信息流通的基礎(chǔ)設(shè)施，如交換機(jī)、路由器及網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備；通訊與娛樂(lè)：豐富人們生活的智能設(shè)備，包括智能手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、音樂(lè)播放器、可穿戴設(shè)備及游戲機(jī)；工業(yè)控制：自動(dòng)化生產(chǎn)與監(jiān)控的關(guān)鍵組件，涵蓋工控機(jī)、POS機(jī)、ATM機(jī)、安防監(jiān)控及各類儀器儀表。一個(gè)嵌入式系統(tǒng)的典型架構(gòu)如下：從硬件角度來(lái)看，嵌入式系統(tǒng)就是以處理器（CPU）為核心，依靠總線（Bus）進(jìn)行連接的多模塊系統(tǒng)：國(guó)產(chǎn)嵌入式系統(tǒng)發(fā)展史國(guó)內(nèi)參與嵌入式系統(tǒng)的公司數(shù)量較多，但普遍進(jìn)入行業(yè)較晚，從2000年到現(xiàn)在，國(guó)內(nèi)的操作系統(tǒng)如雨后春筍般發(fā)展出來(lái)。1.科銀京成-Deltaos（道系統(tǒng)）“道系統(tǒng)”操作系統(tǒng)通用版（DeltaOS）是一款面向各領(lǐng)域的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，支持單核及多核CPU硬件配置，可替換相關(guān)領(lǐng)域的VxWorks6.8/6.9操作系統(tǒng)。國(guó)防裝備領(lǐng)域中，對(duì)實(shí)時(shí)性有一定要求的嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)?？蓱?yīng)用于裝備電子應(yīng)用領(lǐng)域指控、火控、雷達(dá)、水聲、光電、通信等系統(tǒng)，還可用于對(duì)應(yīng)系統(tǒng)研制中的試驗(yàn)仿真系統(tǒng)。2.睿賽德RT-threadRT-Thread是一個(gè)集實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）內(nèi)核、中間件組件和開(kāi)發(fā)者社區(qū)于一體的技術(shù)平臺(tái)，由熊譜翔先生帶領(lǐng)并集合開(kāi)源社區(qū)力量開(kāi)發(fā)而成，RT-Thread也是一個(gè)組件完整豐富、高度可伸縮、簡(jiǎn)易開(kāi)發(fā)、超低功耗、高安全性的物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)。RT-Thread具備一個(gè)IoTOS平臺(tái)所需的所有關(guān)鍵組件，例如GUI、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧、安全傳輸、低功耗組件等等。經(jīng)過(guò)11年的累積發(fā)展，RT-Thread已經(jīng)擁有一個(gè)國(guó)內(nèi)最大的嵌入式開(kāi)源社區(qū)，同時(shí)被廣泛應(yīng)用于能源、車載、醫(yī)療、消費(fèi)電子等多個(gè)行業(yè)。3.科東軟件IntewellOSIntewell嵌入式操作系統(tǒng)是科東軟件自主研發(fā)工業(yè)嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，解決工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)層操作系統(tǒng)的自主可控、安全可信問(wèn)題。Intewel操作系統(tǒng)基于微內(nèi)核架構(gòu)，具備軟件定義控制、高實(shí)時(shí)（us級(jí)響應(yīng)）、高可靠、自主可控、多業(yè)務(wù)承載、軟硬件解耦等一系列的特性，實(shí)現(xiàn)了控制、計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)、云服務(wù)技術(shù)的融合統(tǒng)一。4.翼輝SylixOS嵌入式操作系統(tǒng)RTOS介紹，SylixOS是一個(gè)開(kāi)源的跨平臺(tái)的大型實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS），SylixOS誕生于2006年，經(jīng)過(guò)十多年的持續(xù)開(kāi)發(fā)，SylixOS已成為功能最為全面的國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)之一。目前已有眾多產(chǎn)品和項(xiàng)目應(yīng)用案例，行業(yè)涉及航空航天、軍事防務(wù)、軌道交通、智能電網(wǎng)、工業(yè)自動(dòng)化等諸多領(lǐng)域。SylixOS完全符合POSIX規(guī)范，開(kāi)源社區(qū)豐富的自由軟件移植非常方便。5.HUAWEILiteOS鴻蒙操作系統(tǒng)Huawei-LiteOS是華為1+2+1物聯(lián)網(wǎng)解決方案的組成部分,遵循BSD-3開(kāi)源許可協(xié)議,自開(kāi)源以來(lái),已經(jīng)和一些廠商、家電企業(yè)達(dá)成了合作，華為希望通過(guò)開(kāi)源、開(kāi)放將LiteOS打造成像安卓一樣的物聯(lián)網(wǎng)終端的物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)。6.中移OneOS中移OneOS是中國(guó)移動(dòng)專為物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域設(shè)計(jì)的一款輕量級(jí)、高效率且安全的操作系統(tǒng)，它支持多平臺(tái)CPU架構(gòu)，具備低功耗特性，并通過(guò)模塊化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了高度的可裁剪性。OneOS不僅兼容POSIX等標(biāo)準(zhǔn)接口，提升開(kāi)發(fā)便利性，還內(nèi)置了豐富的組件與服務(wù)，覆蓋從智能穿戴到工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用場(chǎng)景。自2018年研發(fā)啟動(dòng)，2020年正式面世以來(lái)，OneOS不斷迭代升級(jí)，致力于構(gòu)建開(kāi)放的物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)，通過(guò)與產(chǎn)業(yè)鏈伙伴的深度合作，為5G時(shí)代的物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新與發(fā)展提供強(qiáng)大動(dòng)力。什么是微控制器微控制器（Microcontroller，簡(jiǎn)稱MCU，又稱單片機(jī)）是一種集成電路芯片，它將微型計(jì)算機(jī)的主要組成部分集成在單一的硅片上。這種集成包括了中央處理器（CPU）、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）、只讀存儲(chǔ)器（ROM或FlashMemory用于存儲(chǔ)固件）、輸入/輸出（I/O）接口、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器以及其它外設(shè)功能模塊。按處理器位數(shù)劃分，MCU可分為4位、8位、16位、32位和64位微處理器，如今32位MCU已經(jīng)成為主流，正在逐漸替代過(guò)去由8/16位MCU主導(dǎo)的應(yīng)用和市場(chǎng)。1971年，Intel公司推出世界上第一個(gè)微處理器芯片4004，這標(biāo)志著微處理器和微機(jī)時(shí)代的開(kāi)始。隨后，Intel公司繼續(xù)推出多款微處理器，如8008（1972年）和8080（1974年），這些微處理器為后續(xù)微控制器的誕生奠定了基礎(chǔ)。1980年，Intel推出了具有里程碑意義的MCS-51（通常稱為8051），它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、指令集易于學(xué)習(xí)，且具有良好的兼容性，迅速成為業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)。8051的成功促使了許多廠商開(kāi)始生產(chǎn)兼容8051內(nèi)核的微控制器。進(jìn)入21世紀(jì)，ARM架構(gòu)因其低功耗、高性能的特點(diǎn)，在微控制器領(lǐng)域迅速崛起。眾多半導(dǎo)體廠商，如NXP、STMicroelectronics、TI等，開(kāi)始基于ARM內(nèi)核設(shè)計(jì)微控制器，推動(dòng)了MCU在移動(dòng)通信、物聯(lián)網(wǎng)（IoT）、可穿戴設(shè)備等新興領(lǐng)域的應(yīng)用。同時(shí)，32位及以上的高性能MCU逐漸成為主流，但8位和16位MCU仍因其成本優(yōu)勢(shì)在某些應(yīng)用中保持重要地位。目前微控制器的主流架構(gòu)主要包括RISC（精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)）和CISC（復(fù)雜指令集計(jì)算機(jī)）兩種。RISC架構(gòu)以其高效、低功耗的特性，在嵌入式系統(tǒng)和移動(dòng)設(shè)備等資源受限的應(yīng)用中占據(jù)主導(dǎo)地位，如ARM架構(gòu)的微控制器。而CISC架構(gòu)則因其更強(qiáng)的功能和靈活性，在一些需要復(fù)雜控制和數(shù)據(jù)處理的應(yīng)用中仍有一席之地，如基于8051內(nèi)核的微控制器。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，新的微控制器架構(gòu)也在不斷涌現(xiàn)，以滿足不同應(yīng)用的需求。國(guó)產(chǎn)微控制器發(fā)展史中國(guó)的微控制器產(chǎn)業(yè)起步相對(duì)較晚，大約在20世紀(jì)80年代，隨著國(guó)家改革開(kāi)放政策的實(shí)施，國(guó)外的微控制器技術(shù)和產(chǎn)品開(kāi)始進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)。起初，國(guó)內(nèi)主要是通過(guò)進(jìn)口和仿制國(guó)外的MCU產(chǎn)品，用于簡(jiǎn)單的控制應(yīng)用，如家電控制、工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域。進(jìn)入21世紀(jì)，隨著國(guó)家對(duì)半導(dǎo)體行業(yè)的重視和政策扶持，國(guó)內(nèi)MCU企業(yè)加大研發(fā)投入，技術(shù)實(shí)現(xiàn)快速進(jìn)步。一些企業(yè)開(kāi)始掌握32位MCU設(shè)計(jì)技術(shù)，甚至在某些細(xì)分領(lǐng)域達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。1.兆易創(chuàng)新（GigaDevice）兆易創(chuàng)新成立于2005年，總部位于中國(guó)無(wú)錫新區(qū)。公司自創(chuàng)立之初就專注于嵌入式閃存產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)在該領(lǐng)域的空白。其主要業(yè)務(wù)涵蓋了閃存芯片的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和銷售，特別是在NorFlash領(lǐng)域取得了顯著成就，成為了全球重要的NorFlash供應(yīng)商之一。在2014年，兆易創(chuàng)新宣布進(jìn)軍微控制器（MCU）市場(chǎng)，推出GD32系列微控制器。GD32系列基于ARMCortex-M內(nèi)核，具有高性能和低功耗特點(diǎn)，迅速獲得市場(chǎng)認(rèn)可。2.新唐科技新唐科技于2008年7月成立，在2010年進(jìn)入微控制器（MCU）市場(chǎng)，推出基于ARMCortex-M0內(nèi)核的NuMicro?系列微控制器，后面相繼推出基于ARMCortex-M4、ARMCortex-M0+、ARMCortex-M23內(nèi)核的系列微控制器，并應(yīng)用在汽車、工業(yè)控制、通用MCU領(lǐng)域。3.中科芯中科芯成立于2008年9月23日，位于江蘇省無(wú)錫市，是中國(guó)電子科技集團(tuán)公司（CETC）及其旗下多個(gè)研究所共同發(fā)起設(shè)立的。主要從事集成電路、半導(dǎo)體分立器件、電子元件及組件、照明用發(fā)光二極管（LED管）、電子產(chǎn)品等的設(shè)計(jì)、制造、銷售和技術(shù)服務(wù)。中科芯MCU基于ARMCortex-M系列內(nèi)核進(jìn)行開(kāi)發(fā)，涵蓋了Cortex-M0、Cortex-M3、Cortex-M4等多個(gè)大類。通過(guò)不斷的研發(fā)和創(chuàng)新，中科芯MCU產(chǎn)品已經(jīng)形成了基于ARMCortex-M0、M3、M4內(nèi)核的多個(gè)系列，包括CKS32F030、CKS32F031、CKS32F051、CKS32F103等。4.華大半導(dǎo)體華大半導(dǎo)體有限公司成立于2014年5月8日，是中國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司（CEC）整合旗下集成電路企業(yè)而組建的專業(yè)子集團(tuán)。自成立以來(lái)，迅速布局集成電路設(shè)計(jì)、制造、封測(cè)及應(yīng)用的全產(chǎn)業(yè)鏈，致力于成為集成電路設(shè)計(jì)、制造、應(yīng)用一體化解決方案提供商，其中MCU業(yè)務(wù)主要由小華半導(dǎo)體負(fù)責(zé)。國(guó)產(chǎn)微控制器發(fā)展史小華半導(dǎo)體面向家電、工業(yè)、汽車、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域，專注于核心智能控制芯片的設(shè)計(jì)，基于ARMCortex-M0、M4內(nèi)核研發(fā)MCU系列產(chǎn)品，為客戶提供通用控制MCU、電機(jī)控制MCU、汽車電子MCU、超低功耗MCU四大產(chǎn)品線。由此可見(jiàn)微控制器發(fā)展到現(xiàn)在很多單片機(jī)都是基于Cortex內(nèi)核ARM架構(gòu)研發(fā)出來(lái)的，請(qǐng)根據(jù)任務(wù)表，分小組調(diào)研現(xiàn)在國(guó)產(chǎn)主流的MCU芯片和國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)，并研究芯片與操作系統(tǒng)是否有相應(yīng)驅(qū)動(dòng)，應(yīng)用在哪些領(lǐng)域？任務(wù)結(jié)束成都職業(yè)技術(shù)學(xué)院成都卓物科技有限公司任務(wù)2嵌入式平臺(tái)開(kāi)發(fā)環(huán)境搭建成都職業(yè)技術(shù)學(xué)院成都卓物科技有限公司HC32F460芯片簡(jiǎn)介小華半導(dǎo)體面向家電、工業(yè)、汽車、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域,專注于核心智能控制芯片的設(shè)計(jì),為客戶提供通用控制、電機(jī)控制、汽車電子、超低功耗四大產(chǎn)品線,以及相應(yīng)算法和軟件在內(nèi)的一整套系統(tǒng)及解決方案。小華半導(dǎo)體推出的一款高性能微控制器（MCU）產(chǎn)品線，主要定位于需要較高計(jì)算能力和多樣接口應(yīng)用的場(chǎng)合，如工業(yè)控制、家電、高端消費(fèi)電子、通信和汽車電子等領(lǐng)域里面有眾多的產(chǎn)品線。HC32F4系列的芯片有很多，本次開(kāi)發(fā)選擇的是HC32F460PETB，這是一款基于ARMCortex-M4內(nèi)核的高性能微控制器（MCU）。國(guó)產(chǎn)嵌入式系統(tǒng)發(fā)展史芯片特點(diǎn)：高性能內(nèi)核：基于ARMCortex-M4內(nèi)核，支持全溫域下主頻高達(dá)200MHz，為復(fù)雜計(jì)算和實(shí)時(shí)控制提供了強(qiáng)大的處理能力。大容量存儲(chǔ)器：內(nèi)置512KBFlash和192KBSRAM，滿足程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求，確保程序的高效運(yùn)行。豐富的ADC和比較器資源：配備2個(gè)12-bit2.0MspsADC單元，以及3個(gè)高速COMP和1個(gè)PGA，支持高精度模擬信號(hào)處理。強(qiáng)大的Timer資源：提供豐富的Timer資源，支持各種定時(shí)和計(jì)數(shù)功能，滿足復(fù)雜應(yīng)用需求。多通信接口：支持4路U(S)ART、4路SPI、1路QSPI、1路CAN2.0B、1個(gè)USB2.0等通信外設(shè)，實(shí)現(xiàn)與各種外部設(shè)備的靈活連接和數(shù)據(jù)交換。低功耗設(shè)計(jì)：采用先進(jìn)的低功耗技術(shù)，支持多種低功耗模式，有效降低系統(tǒng)功耗，延長(zhǎng)設(shè)備使用時(shí)間。近年來(lái)，STM32F4系列芯片在市場(chǎng)上應(yīng)用廣泛。然而，自2020年起，STMicroelectronics的芯片價(jià)格急劇上漲，導(dǎo)致許多國(guó)內(nèi)研發(fā)項(xiàng)目紛紛轉(zhuǎn)向價(jià)格更為實(shí)惠的國(guó)產(chǎn)芯片。華大半導(dǎo)體的HC32F4系列與STM32F4芯片同樣采用ARMCortex-M4內(nèi)核，并集成浮點(diǎn)運(yùn)算單元（FPU）。HC32F4的最高主頻達(dá)到200MHz，比STM32F4的180MHz高出20MHz。此外，HC32F4的功能引腳能夠在一定范圍內(nèi)自由映射，支持多功能引腳的靈活應(yīng)用，而STM32F4則無(wú)法做到這一點(diǎn)。這些優(yōu)勢(shì)使得國(guó)產(chǎn)芯片能夠利用STMicroelectronics芯片的先前應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，并以更優(yōu)化的性能推出同類產(chǎn)品。HC32F460芯片引腳簡(jiǎn)介HC32F460PETB為100個(gè)引腳，VCC供電為1.8V至3.6V電壓，VSS為電源地。HC32F460總線介紹HC32F460總線由32位多層AHB總線矩陣構(gòu)成，可實(shí)現(xiàn)以下主機(jī)總線和從機(jī)總線的互連：主機(jī)總線Cortex-M4F內(nèi)核CPU-I總線，CPU-D總線，CPU-S總線系統(tǒng)DMA_1總線，系統(tǒng)DMA_2總線USBFS_DMA總線、從機(jī)總線FlashICODE總線、FlashDCODE總線、FlashMCODE總線(CPU以外其他主機(jī)訪問(wèn)Flash的總線)SRAMH總線(SRAMH32kB)SRAMA總線(SRAM164KB)SRAMB總線(SRAM264KB，SRAM328KB，Ret_SRAM4KB)APB1外設(shè)總線(AOS/EMB/Timers/SPI/USART/I2S)APB2外設(shè)總線(Timers/SPI/USART/I2S)APB3外設(shè)總線(ADC/PGA/TRNG)APB4外設(shè)總線(FCM/WDT/CMP/OTS/RTC/WKTM/I2C)AHB1外設(shè)總線(KEYSCAN/INTC/DCU/GPIO/SYSC)AHB2外設(shè)總線(CAN/SDIOC)AHB3外設(shè)總線(AES/HASH/CRC/USBFS)AHB4外設(shè)總線(SDIOC)AHB5外設(shè)總線(QSPI)總線負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)主機(jī)對(duì)從機(jī)的讀寫訪問(wèn)。主機(jī)模塊工作頻率比從機(jī)模塊高（如CPU-S訪問(wèn)RTC）時(shí)，總線自動(dòng)進(jìn)行降頻同步處理。主機(jī)模塊工作頻率比從機(jī)模塊低（如USBFS_DMA訪問(wèn)SRAMH）時(shí)，總線自動(dòng)進(jìn)行升頻同步處理。通過(guò)總線矩陣，不同主機(jī)總線的訪問(wèn)目標(biāo)不沖突時(shí)，各訪問(wèn)能夠同時(shí)進(jìn)行。例如CPU-I訪問(wèn)Flash，CPU-D訪問(wèn)SRAMH，CPU-S訪問(wèn)APB外設(shè)，DMA_1訪問(wèn)SRAMA，DMA_2訪問(wèn)SRAMB，USBFS_DMA訪問(wèn)AHB5的外部擴(kuò)展空間，這些訪問(wèn)可以同時(shí)進(jìn)行。HC32F460時(shí)鐘介紹時(shí)鐘控制單元提供了一系列頻率的時(shí)鐘功能，包括：一個(gè)外部高速振蕩器、一個(gè)外部低速振蕩器、兩個(gè)PLL時(shí)鐘、一個(gè)內(nèi)部高速振蕩器、一個(gè)內(nèi)部中速振蕩器、一個(gè)內(nèi)部低速振蕩器、一個(gè)SWDT專用內(nèi)部低速振蕩器、時(shí)鐘預(yù)分頻器、時(shí)鐘多路復(fù)用和時(shí)鐘門控電路。AHB、APB和Cortex-M4時(shí)鐘都源自系統(tǒng)時(shí)鐘，最大運(yùn)行時(shí)鐘頻率可以達(dá)到200MHz，，系統(tǒng)時(shí)鐘的源可選擇6個(gè)時(shí)鐘源：1）外部高速振蕩器（XTAL）2）外部低速振蕩器（XTAL32）3）MPLL時(shí)鐘（MPLL）4）內(nèi)部高速振蕩器（HRC）5）內(nèi)部中速振蕩器（MRC）6）內(nèi)部低速振蕩器（LRC）時(shí)鐘源規(guī)格外部高速振蕩器（XTAL）晶振的頻率范圍：4~25MHz外部時(shí)鐘輸入：最高25MHz振蕩器故障檢測(cè)功能外部低速振蕩器（XTAL32）晶振的頻率：32.768KHzMPLL時(shí)鐘（MPLL）輸入時(shí)鐘：外部高速振蕩器或者內(nèi)部高速振蕩器MPLL輸入時(shí)鐘分頻：1~24任意分頻可選PFD輸入頻率=輸入時(shí)鐘/MPLL輸入時(shí)鐘分頻，頻率范圍1MHz~25MHzMPLL倍頻系數(shù)：20~480倍VCO振蕩頻率：240MHz~480MHzMPLLQ輸出分頻比：2~16任意分頻MPLLP輸出分頻比：2~16任意分頻MPLLR輸出分頻比：2~16任意分頻MPLLP輸出頻率=（輸入時(shí)鐘/MPLL輸入時(shí)鐘分頻）*MPLL倍頻系數(shù)/MPLLP輸出分頻比MPLLQ輸出頻率=（輸入時(shí)鐘/MPLL輸入時(shí)鐘分頻）*MPLL倍頻系數(shù)/MPLLQ輸出分頻比MPLLR輸出頻率=（輸入時(shí)鐘/MPLL輸入時(shí)鐘分頻）*MPLL倍頻系數(shù)/MPLLR輸出分頻比時(shí)鐘源規(guī)格UPLL時(shí)鐘（UPLL）輸入時(shí)鐘：外部高速振蕩器或者內(nèi)部高速振蕩器UPLL輸入時(shí)鐘分頻：1~24任意分頻可選PFD輸入頻率=輸入時(shí)鐘/UPLL輸入時(shí)鐘分頻，頻率范圍1MHz~25MHzUPLL倍頻系數(shù)：20~480倍VCO振蕩頻率：240MHz~480MHzUPLLP輸出分頻比：2~16任意分頻UPLLQ輸出分頻比：2~16任意分頻UPLLR輸出分頻比：2~16任意分頻UPLLP輸出頻率=（輸入時(shí)鐘/UPLL輸入時(shí)鐘分頻）*UPLL倍頻系數(shù)/UPLLP輸出分頻比UPLLQ輸出頻率=（輸入時(shí)鐘/UPLL輸入時(shí)鐘分頻）*UPLL倍頻系數(shù)/UPLLQ輸出分頻比UPLLR輸出頻率=（輸入時(shí)鐘/UPLL輸入時(shí)鐘分頻）*UPLL倍頻系數(shù)/UPLLR輸出分頻比內(nèi)部高速振蕩器（HRC）頻率：16MHz或者20MHz用戶可寫寄存器對(duì)頻率微調(diào)內(nèi)部中速振蕩器（MRC）頻率：8MHz用戶可寫寄存器對(duì)頻率微調(diào)內(nèi)部低速振蕩器（LRC）頻率：32.768KHz用戶可寫寄存器對(duì)頻率微調(diào)可用作RTC的計(jì)數(shù)時(shí)鐘，喚醒定時(shí)器WKTM的計(jì)數(shù)時(shí)鐘，XTAL32的備份時(shí)鐘SWDT專用內(nèi)部低速振蕩器（SWDTRC）頻率：10KHz時(shí)鐘控制單元還提供時(shí)鐘頻率測(cè)量功能。時(shí)鐘頻率測(cè)量電路（FCM）使用測(cè)定基準(zhǔn)時(shí)鐘對(duì)測(cè)定對(duì)象時(shí)鐘進(jìn)行監(jiān)視測(cè)定。在超出設(shè)定范圍時(shí)發(fā)生中斷或者復(fù)位。SWDT有獨(dú)立的時(shí)鐘源：SWDT專用內(nèi)部低速振蕩器（SWDTLRC）。實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）使用外部低速振蕩器或者內(nèi)部低速振蕩器作為時(shí)鐘源。USB-FS的48MHz時(shí)鐘可以選擇系統(tǒng)時(shí)鐘，MPLL，UPLL作為時(shí)鐘源。對(duì)于每一個(gè)時(shí)鐘源，在未使用時(shí)都可以單獨(dú)打開(kāi)和關(guān)閉，以降低功耗。硬件平臺(tái)介紹ZW-M601是一張智能倉(cāng)儲(chǔ)防火檢測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用板卡，如圖12所示，板載溫度傳感器，可通過(guò)滑動(dòng)開(kāi)關(guān)選擇溫度傳感器輸出方式，該傳感器輸出信號(hào)為模擬量，可以使用比較器輸出驅(qū)動(dòng)蜂鳴器報(bào)警，也可以使用單片機(jī)ADC采集傳感器，根據(jù)自己設(shè)定的值再去驅(qū)動(dòng)蜂鳴器報(bào)警。ZW-M604是一張智慧園區(qū)門禁系統(tǒng)應(yīng)用板卡，如圖所示，板載RFID和指紋模組，使用繼電器模擬門的開(kāi)關(guān)，通過(guò)蜂鳴器可提示解鎖是否成功。ZW-M606是一張智能大棚溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用板卡，如圖所示，板載溫濕度傳感器和藍(lán)牙模組，該傳感器使用I2C信號(hào)輸出，通過(guò)外置接口使用單片機(jī)采集溫濕度數(shù)據(jù)，可將溫濕度數(shù)據(jù)通過(guò)藍(lán)牙模組上傳到手機(jī)上。ZW-M607是一張可穿戴系統(tǒng)應(yīng)用板卡，也是本書(shū)的主控制板卡，所有實(shí)驗(yàn)任務(wù)都是基于這張板卡完成，如圖所示，板載OLED、心率血氧、陀螺儀模組，主芯片使用HC32F460PETB，板載下載器直接使用USB轉(zhuǎn)方口線下載程序?？蓪?duì)心率血氧和陀螺儀采集數(shù)據(jù)，然后通過(guò)OLED顯示這些數(shù)據(jù)。開(kāi)發(fā)環(huán)境搭建MDK源自德國(guó)的KEIL公司，是RealViewMDK的簡(jiǎn)稱。在全球MDK被超過(guò)10萬(wàn)的嵌入式開(kāi)發(fā)工程師使用。本次項(xiàng)目使用版本為：MDK5.14，該版本使用uVision5IDE集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，是目前針對(duì)ARM處理器，尤其是CortexM內(nèi)核處理器的最佳開(kāi)發(fā)工具。MDK5向后兼容MDK和MDK3等，以前的項(xiàng)目同樣可以在MDK5上進(jìn)行開(kāi)發(fā)(但是頭文件方面得全部自己添加)，MDK5同時(shí)加強(qiáng)了針對(duì)Cortex-M微控制器開(kāi)發(fā)的支持，并且對(duì)傳統(tǒng)的開(kāi)發(fā)模式和界面進(jìn)行升級(jí)，MDK5由兩個(gè)部分組成：MDKCore和SoftwarePacks。其中，SoftwarePacks可以獨(dú)立于工具鏈進(jìn)行新芯片支持和中間庫(kù)的升級(jí)。從上圖可以看出，MDKCore又分成四個(gè)部分：uVisionIDEwithEditor（編輯器），ARMC/C++Compiler（編譯器），PackInstaller（包安裝器），uVisionDebuggerwithTrace（調(diào)試跟蹤器）。uVisionIDE從MDK4.7版本開(kāi)始就加入了代碼提示功能和語(yǔ)法動(dòng)態(tài)檢測(cè)等實(shí)用功能，相對(duì)于以往的IDE改進(jìn)很大。SoftwarePacks（包安裝器）又分為：Device（芯片支持），CMSIS（ARMCortex微控制器軟件接口標(biāo)準(zhǔn)）和Mdidleware（中間庫(kù)）三個(gè)小部分，通過(guò)包安裝器，我們可以安裝最新的組件，從而支持新的器件、提供新的設(shè)備驅(qū)動(dòng)庫(kù)以及最新例程等，加速產(chǎn)品開(kāi)發(fā)進(jìn)度。同以往的MDK不同，以往的MDK把所有組件到包含到了一個(gè)安裝包里面，顯得十分“笨重”，MDK5則不一樣，MDKCore是一個(gè)獨(dú)立的安裝包，它并不包含器件支持和設(shè)備驅(qū)動(dòng)等組件，但是一般都會(huì)包括CMSIS組件，大小350M左右，相對(duì)于MDK4.70A的500多M，瘦身不少，MDK5安裝包可以在：/demo/eval/arm.htm下載到。而器件支持、設(shè)備驅(qū)動(dòng)、CMSIS等組件，則可以點(diǎn)擊MDK5的BuildToolbar的最后一個(gè)圖標(biāo)調(diào)出PackInstaller，來(lái)進(jìn)行各種組件的安裝。也可以在/dd2/pack這個(gè)地址下載，然后進(jìn)行安裝。MDK安裝安裝文件路徑：國(guó)產(chǎn)嵌入式技術(shù)及應(yīng)用實(shí)踐資源\開(kāi)發(fā)工具及軟件資料\MDK522.EXE。第一步：安裝MDK安裝方法與安裝普通軟件一樣，默認(rèn)Next。隨便填寫信息。選擇安裝路徑。正在安裝。第二步：HC32F460PACK安裝安裝文件路徑：國(guó)產(chǎn)嵌入式技術(shù)及應(yīng)用實(shí)踐資源\開(kāi)發(fā)工具及軟件資料\HC32F460_IDE_Rev1.0.11.zip解壓這個(gè)壓縮包，直接雙擊運(yùn)行pack文件即可，安裝文件會(huì)自動(dòng)安裝到KEIL指定目錄。第三步：注冊(cè)打開(kāi)MDK5，在File/LicenseManagement…，打開(kāi)Lincense管理界面如圖所示。使用CID從正規(guī)渠道獲得序列號(hào)，如圖所示，說(shuō)明：CID與LIC一般為一機(jī)一碼,本碼對(duì)其它計(jì)算機(jī)上的軟件無(wú)用。復(fù)制以上序列號(hào)到License管理界面的LIC框，然后AddLIC。如圖所示。

工程文件介紹工程模版文件路徑：國(guó)產(chǎn)嵌入式技術(shù)及應(yīng)用實(shí)踐資源\項(xiàng)目代碼\工程模版在工程模板中，每個(gè)目錄都扮演著重要的角色，它們對(duì)于提高文檔的可讀性和項(xiàng)目的組織性至關(guān)重要。一個(gè)合理的目錄結(jié)構(gòu)能夠幫助用戶更快地找到所需的文件和信息，使項(xiàng)目的管理和維護(hù)變得更加高效。這不僅使項(xiàng)目看起來(lái)更加有條理，還能提高用戶的工作效率，使其更加易于理解和使用。文件夾目錄：APP：這里存放著應(yīng)用程序的主要代碼，是項(xiàng)目功能實(shí)現(xiàn)的核心部分。BSP：存放與硬件相關(guān)的驅(qū)動(dòng)程序，確保硬件能夠正常工作并與軟件通信。cmsis：官方提供的系統(tǒng)文件，包含了一些標(biāo)準(zhǔn)接口和庫(kù)，方便開(kāi)發(fā)者進(jìn)行嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)。hc32_ll_driver：這是官方提供的低層級(jí)驅(qū)動(dòng)庫(kù)文件，通常包含了直接與硬件通信的函數(shù)和接口。config：配置工具。source：主程序代碼存放處，包含項(xiàng)目的主要邏輯和功能實(shí)現(xiàn)。output：編譯完成后，這里會(huì)存放生成的調(diào)試信息（.axf）、預(yù)覽信息（.crf）以及可執(zhí)行文件（.hex）等。這些文件對(duì)于項(xiàng)目的調(diào)試、測(cè)試和部署都非常重要。README：程序說(shuō)明文件，詳細(xì)描述了項(xiàng)目的功能、使用方法、依賴關(guān)系等重要信息