【N32G401征文】空调控制面板以及常见外设驱动配置

发表于 2024-1-11 14:48

#技术资源# #申请开发板# #申请原创# 手上目前有一块N32G401F8S7-1,一共20个引脚。用这个芯片简单制作了一个空调控制面板，用到了一些常用的外设驱动。N32G401这块芯片性价比是可以的，不过由于是新出的芯片，目前很多网络上对这块芯片的资料并不多，更多的是借鉴官方的操作手册以及例程，所以，本人将自己在制作空调控制面板过程中的一些经验以及驱动代码（自己造的轮子

）分享出来，希望各位大佬能够多多指导。（N32G401F8S7-1只有20个引脚有点不够用，所以参加活动也是希望能获得一块板子，这样可以对N32G401有更多的深入应用）
  首先简单概括一下配置的驱动：定时器，串口，看门狗，中断，GPIO。
  配置 LCD 屏幕驱动(HT1621驱动)
  配置DS18B20温度传感器(one_wire 协议，需外接上拉电阻)
  配置 USART，用串口传输数据
  配置按键 KEY，五个按键使用中断的方式分别控制不同功能
  配置 Delay，Iwdg

芯片使用的是内置的HSI高速时钟，（没有外接晶振）
内置HSI时钟是8MHZ，有±1％的误差，可以使用PLL进行倍频，如果引脚够用建议使用外接晶振
DS18B20对时序要求比较高，需要1us分辨率的延迟，（国民技术官方的例程里有好几种延迟）
对时序要求高的外设，建议使用系统时钟进行延迟

1.配置LCD屏幕驱动（HT1621）
先看数据手册，确保地址无误，如果不确定的话可以用for循环遍历所有地址，再根据实际配置地址
数码管显示数字由于是两位地址确定一个数码管，所以写了两个数组，一个对应高位，一个对应低位
每个HT1621的对应的地址都不一样，务必根据自己实际地址配置，不然显示肯定出错

以下是代码，ht1621和背光引脚的引脚初始化，需要注意的是：我用N32G401的内部8MHZ晶振HSI，然后通过PLL倍频将芯片时钟设定为64MHZ

所以定时器的预分频值为640-1。

我给背光引脚配置了一个高级定时器，配置PWM模式来控制亮度

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/**

 * [url=home.php?mod=space&uid=139335]@name[/url]     LCD_BLK_Value

 * [url=home.php?mod=space&uid=42490]@function[/url] LCD背光值(0~100)

 * @param    u8 set

 * [url=home.php?mod=space&uid=266161]@return[/url]   none

 */

void LCD_BLK_Value(u8 set)

{

    TIM_Compare2_Set(TIM1, set);

}

以下是HT1621以及背光的GPIO配置。

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/**

 * @description: 屏幕初始化

 * @param none

 * [url=home.php?mod=space&uid=266161]@return[/url] none

 */

void LCD_Init(void)

{

    RCC_AHB_Peripheral_Clock_Enable(RCC_AHB_PERIPH_GPIOA);

    RCC_AHB_Peripheral_Clock_Enable(RCC_AHB_PERIPH_GPIOB);



    GPIO_InitType GPIO_InitStructure;

    GPIO_Structure_Initialize(&GPIO_InitStructure);

    GPIO_InitStructure.Pin = GPIO_PIN_5 | GPIO_PIN_7;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_MODE_OUT_PP;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Slew_Rate = GPIO_SLEW_RATE_FAST;

    GPIO_Peripheral_Initialize(GPIOA, &GPIO_InitStructure);



    GPIO_Structure_Initialize(&GPIO_InitStructure);

    GPIO_InitStructure.Pin = GPIO_PIN_1;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_MODE_OUT_PP;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Slew_Rate = GPIO_SLEW_RATE_FAST;

    GPIO_Peripheral_Initialize(GPIOB, &GPIO_InitStructure);



    LCD_CS_1();

    LCD_DATA_1();

    LCD_WR_1();



    HT1621_WriteCommand(HT1621_SYS_EN); // 打开系统振荡器

    HT1621_WriteCommand(HT1621_BIAS);   // BIAS 1/3 4个公共口

    HT1621_WriteCommand(HT1621_RC256);  // 使用RC_256K系统时钟源，片内RC振荡器

    HT1621_WriteCommand(HT1621_WDT_DIS);

    HT1621_WriteCommand(HT1621_LCD_ON);



    LCD_BLK_Init();

    LCD_BLK_Value(LCD_BLK_VALUE); // 开启背光

    HT1621_Set_LCD(1);            // 屏幕显示

}



/**

 * [url=home.php?mod=space&uid=139335]@name[/url]     LCD_BLK_Init

 * [url=home.php?mod=space&uid=42490]@function[/url] LCD背光初始化

 * @param    none

 * [url=home.php?mod=space&uid=266161]@return[/url]   none

 */

void LCD_BLK_Init(void)

{

    RCC_AHB_Peripheral_Clock_Enable(RCC_AHB_PERIPH_GPIOA);

    RCC_APB2_Peripheral_Clock_Enable(RCC_APB2_PERIPH_TIM1);

    RCC_APB2_Peripheral_Clock_Enable(RCC_APB2_PERIPH_AFIO);



    GPIO_InitType GPIO_InitStructure;

    GPIO_Structure_Initialize(&GPIO_InitStructure);

    GPIO_InitStructure.Pin = GPIO_PIN_9;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_MODE_AF_PP;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Current = GPIO_DS_2MA;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Alternate = GPIO_AF3_TIM1;

    GPIO_Peripheral_Initialize(GPIOA, &GPIO_InitStructure);



    TIM_TimeBaseInitType TIM_TimeBaseInitStructure;

    TIM_Base_Struct_Initialize(&TIM_TimeBaseInitStructure);

    TIM_TimeBaseInitStructure.Period = 100 - 1;

    TIM_TimeBaseInitStructure.Prescaler = 640 - 1;

    TIM_TimeBaseInitStructure.RepetCnt = 0;

    TIM_TimeBaseInitStructure.CntMode = TIM_CNT_MODE_UP;

    TIM_TimeBaseInitStructure.ClkDiv = TIM_CLK_DIV1;

    TIM_Base_Initialize(TIM1, &TIM_TimeBaseInitStructure);

    TIM_On(TIM1);



    OCInitType TIM_OCInitStructure;

    TIM_Output_Channel_Struct_Initialize(&TIM_OCInitStructure);

    TIM_OCInitStructure.OcMode = TIM_OCMODE_PWM1;

    TIM_OCInitStructure.OcNPolarity = TIM_OCN_POLARITY_LOW;

    TIM_OCInitStructure.OutputState = TIM_OUTPUT_STATE_ENABLE;

    TIM_OCInitStructure.Pulse = 0;

    TIM_OCInitStructure.OcNIdleState = TIM_OCN_IDLE_STATE_SET;

    TIM_Output_Channel2_Initialize(TIM1, &TIM_OCInitStructure);



    TIM_PWM_Output_Enable(TIM1);

}

2.配置DS18B20温度传感器(one_wire 协议，需外接上拉电阻)
需要了解并掌握DS18B20传输时序，由于对时序要求比较高，务必确保延迟函数的准确度

以下是配置代码：

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/**

 * @description: 初始化DS18B20的IO口 DQ 同时检测DS的存在

 * @param none

 * @return 返回1:不存在

 * @return 返回0:存在

 */

u8 DS18B20_Init(void)

{

    RCC_AHB_Peripheral_Clock_Enable(RCC_AHB_PERIPH_GPIOA);

    GPIO_InitType GPIO_InitStructure;

    GPIO_InitStructure.Pin = DS18B20_PIN; // 推挽输出

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_MODE_OUT_PP;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Slew_Rate = GPIO_SLEW_RATE_FAST;

    GPIO_Peripheral_Initialize(DS18B20_PORT, &GPIO_InitStructure);



    GPIO_Pins_Set(DS18B20_PORT, DS18B20_PIN); // 拉高



    DS18B20_Rst();



    return DS18B20_Check();

}

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/**

 * @description: IO口输出初始化

 * @param none

 * @return none

 */

void DS18B20_IO_OUT(void)

{

    GPIO_InitType GPIO_InitStructure;

    GPIO_InitStructure.Pin = DS18B20_PIN;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_MODE_OUT_PP;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Slew_Rate = GPIO_SLEW_RATE_FAST;

    GPIO_Peripheral_Initialize(DS18B20_PORT, &GPIO_InitStructure);

}



/**

 * @description: IO口输入初始化

 * @param none

 * @return none

 */

void DS18B20_IO_IN(void)

{

    GPIO_InitType GPIO_InitStructure;

    GPIO_InitStructure.Pin = DS18B20_PIN;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_MODE_INPUT;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Slew_Rate = GPIO_SLEW_RATE_FAST;

    GPIO_Peripheral_Initialize(DS18B20_PORT, &GPIO_InitStructure);

}

在配置的过程中，我发现使用STM32大多都是通过bit-band操作寄存器，我查了官方的例程，也有相关例程，由于篇幅有限，就不再这里拓展，以后有机会单开一篇来讲讲

DS18B20用的是one-wire通讯协议，所以可以像这样配置操作总线传输数据：

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#define DS18B20_DQ_IN GPIO_Input_Pin_Data_Get(DS18B20_PORT, DS18B20_PIN)



#define DS18B20_DQ_OUT_1 GPIO_Pins_Set(DS18B20_PORT, DS18B20_PIN)

#define DS18B20_DQ_OUT_0 GPIO_Pins_Reset(DS18B20_PORT, DS18B20_PIN)

3.配置按键 KEY，五个按键使用中断的方式分别控制不同功能

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/**

 * [url=home.php?mod=space&uid=139335]@name[/url]     KEY_init

 * [url=home.php?mod=space&uid=42490]@function[/url] 初始化按键,启用中断

 * @param    none

 * @return   none

 */

void KEY_init(void)

{

        RCC_AHB_Peripheral_Clock_Enable(RCC_AHB_PERIPH_GPIOA); // 按键全部使用GPIOA

        RCC_APB2_Peripheral_Clock_Enable(RCC_APB2_PERIPH_AFIO);

        RCC_APB1_Peripheral_Clock_Enable(RCC_APB1_PERIPH_TIM6);



        GPIO_InitType GPIO_InitStructure;

        GPIO_Structure_Initialize(&GPIO_InitStructure);

        GPIO_InitStructure.Pin = KEY6_GPIO_PIN | KEY7_GPIO_PIN | KEY8_GPIO_PIN | KEY9_GPIO_PIN | KEY10_GPIO_PIN;

        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_MODE_INPUT; // 输入

        GPIO_InitStructure.GPIO_Pull = GPIO_PULL_UP;

        GPIO_Peripheral_Initialize(GPIOA, &GPIO_InitStructure);



        GPIO_EXTI_Line_Set(EXTI_LINE_SOURCE5, AFIO_EXTI_PA0);

        GPIO_EXTI_Line_Set(EXTI_LINE_SOURCE6, AFIO_EXTI_PA1);

        GPIO_EXTI_Line_Set(EXTI_LINE_SOURCE7, AFIO_EXTI_PA2);

        GPIO_EXTI_Line_Set(EXTI_LINE_SOURCE8, AFIO_EXTI_PA3);

        GPIO_EXTI_Line_Set(EXTI_LINE_SOURCE9, AFIO_EXTI_PA4);



        /* Configure key EXTI line */

        EXTI_InitType EXTI_InitStructure;

        EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_LINE5;

        EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;

        EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;

        EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;

        EXTI_Peripheral_Initializes(&EXTI_InitStructure);



        EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_LINE6;

        EXTI_Peripheral_Initializes(&EXTI_InitStructure);



        EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_LINE7;

        EXTI_Peripheral_Initializes(&EXTI_InitStructure);



        EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_LINE8;

        EXTI_Peripheral_Initializes(&EXTI_InitStructure);



        EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_LINE9;

        EXTI_Peripheral_Initializes(&EXTI_InitStructure);



        /* Set key input interrupt priority */

        NVIC_InitType NVIC_InitStructure;

        NVIC_Priority_Group_Set(NVIC_PER3_SUB1_PRIORITYGROUP);

        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI9_5_IRQn;

        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = NVIC_SUB_PRIORITY_3;

        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = NVIC_PER_PRIORITY_3;

        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;

        NVIC_Initializes(&NVIC_InitStructure);

}

4.配置USART,IWDG,DELAY

以下是官方例程中给的两种中断方式，根据实际需求选择使用

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#include "DELAY.h"



/**

 * @brief SysTick_Config 函数用于配置 SysTick 定时器

 * @param ticks: SysTick 定时器的计数值

 * @return 0 表示配置成功，1 表示配置失败（计数值过大）

 */

static uint32_t DBG_SysTick_Config(uint32_t ticks)

{

    if (ticks > SysTick_LOAD_RELOAD_Msk)

        return (1); /* 重新加载值不合理 */



    SysTick->LOAD = (ticks & SysTick_LOAD_RELOAD_Msk) - 1;      /* 设置重新加载寄存器 */

    NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn, (1 << __NVIC_PRIO_BITS) - 1); /* 设置 Cortex-M0 系统中断的优先级 */

    SysTick->VAL = 0;                                            /* 加载 SysTick 计数器的初始值 */

    SysTick->CTRL = SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Msk |

                    SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; /* 启用 SysTick IRQ 和 SysTick 定时器 */



    SysTick->CTRL &= ~SysTick_CTRL_TICKINT_Msk; /* 禁用 SysTick 中断 */

    SysTick->VAL = 0;

    return (0); /* 配置成功 */

}



/**

 * @brief SysTick_Delay_Us 函数用于提供微秒级延时

 * @param us: 延时的微秒数

 * @return 无

 */

void SysTick_Delay_Us(__IO uint32_t us)

{

    volatile uint32_t i;

    RCC_ClocksType RCC_Clocks;



    RCC_Clocks_Frequencies_Value_Get(&RCC_Clocks);       /* 获取系统时钟频率 */

    DBG_SysTick_Config(RCC_Clocks.SysclkFreq / 1000000); /* 配置 SysTick 定时器为微秒分辨率 */



    for (i = 0; i < us; i++)

    {

        /* 当计数器值减至0时，CRTL 寄存器的第16位将被设置为1 */

        /* 当设置为1时，读取此位将其清零 */

        while (!(SysTick->CTRL & (1 << 16)))

            ;

    }

    /* 关闭 SysTick 定时器 */

    SysTick->CTRL &= ~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;

}



/**

 * @brief SysTick_Delay_Ms 函数用于提供毫秒级延时

 * @param ms: 延时的毫秒数

 * @return 无

 */

void SysTick_Delay_Ms(__IO uint32_t ms)

{

    volatile uint32_t i;

    RCC_ClocksType RCC_Clocks;



    RCC_Clocks_Frequencies_Value_Get(&RCC_Clocks);    /* 获取系统时钟频率 */

    DBG_SysTick_Config(RCC_Clocks.SysclkFreq / 1000); /* 配置 SysTick 定时器为毫秒分辨率 */



    for (i = 0; i < ms; i++)

    {

        /* 当计数器值减至0时，CRTL 寄存器的第16位将被设置为1 */

        /* 当设置为1时，读取此位将其清零 */

        while (!(SysTick->CTRL & (1 << 16)))

            ;

    }

    /* 关闭 SysTick 定时器 */

    SysTick->CTRL &= ~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;

}





void systick_delay_us(u32 nus)

{

    u32 temp;

    SysTick_Clock_Source_Set(SYSTICK_CLKSOURCE_HCLK);       // select system clock

    SysTick->LOAD = nus * (SystemClockFrequency / 1000000); // time relode

    SysTick->VAL = 0x00;                                    // clear timer value

    SysTick->CTRL |= SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;               // Start countdown

    do

    {

        temp = SysTick->CTRL;

    } while (temp & 0x01 && !(temp & (1 << 16))); // wait for the time reach

    SysTick->CTRL &= ~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;    // close the count

    SysTick->VAL = 0X00;                          // clear timer value

}



/**

 *\*\name    systick_delay_ms.

 *\*\fun     ms delay  program function.

 *\*\param   nms

 *\*\return  none

 **/

void systick_delay_ms(u16 nms)

{

    u32 temp;

    SysTick_Clock_Source_Set(SYSTICK_CLKSOURCE_HCLK);                     // select system clock

    SysTick->LOAD = (u32)nms * ((SystemClockFrequency / 1000000) * 1000); // time relode(SysTick->LOAD is 24bit)

    SysTick->VAL = 0x00;                                                  // clear timer value

    SysTick->CTRL |= SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;                             // Start countdown

    do

    {

        temp = SysTick->CTRL;

    } while (temp & 0x01 && !(temp & (1 << 16))); // wait for the time reach

    SysTick->CTRL &= ~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;    // close the count

    SysTick->VAL = 0X00;                          // clear timer value

}

配置USART:

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/**

 * @name     USART2_Init

 * @function USART2初始化  逻辑"0"发送 逻辑"1"接收

 * @param    none

 * @return   none

 */

void USART2_Init(void)

{

    RCC_APB1_Peripheral_Clock_Enable(RCC_APB1_PERIPH_USART2);

    RCC_AHB_Peripheral_Clock_Enable(RCC_AHB_PERIPH_GPIOD);

    RCC_APB2_Peripheral_Clock_Enable(RCC_APB2_PERIPH_AFIO);



    GPIO_InitType GPIO_InitStructure;

    /* 配置USARTy Tx为复用推挽输出 */

    GPIO_InitStructure.Pin = GPIO_PIN_15;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_MODE_AF_PP;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Alternate = GPIO_AF4_USART2;

    GPIO_Peripheral_Initialize(GPIOD, &GPIO_InitStructure);



    /* 配置USARTy Rx为复用推挽输入和上拉输入 */

    GPIO_InitStructure.Pin = GPIO_PIN_14;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Alternate = GPIO_AF4_USART2;

    GPIO_Peripheral_Initialize(GPIOD, &GPIO_InitStructure);



    USART_InitType USART2_InitStructure;

    USART2_InitStructure.BaudRate = 9600;

    USART2_InitStructure.Mode = USART_MODE_RX | USART_MODE_TX;

    USART2_InitStructure.WordLength = USART_WL_8B;

    USART2_InitStructure.Parity = USART_PE_NO;

    USART2_InitStructure.StopBits = USART_STPB_1;

    USART2_InitStructure.HardwareFlowControl = USART_HFCTRL_NONE;

    USART_Initializes(USART2, &USART2_InitStructure);



    NVIC_InitType NVIC_InitStructure;

    NVIC_Priority_Group_Set(NVIC_PER2_SUB2_PRIORITYGROUP);

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART2_IRQn;

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2;

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;

    NVIC_Initializes(&NVIC_InitStructure);



    USART_Interrput_Enable(USART2, USART_INT_RXDNE);

    USART_Interrput_Enable(USART2, USART_INT_TXDE);



    USART_Enable(USART2);

}

配置IWDG:

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__IO uint32_t LsiFreq = 40000; // 内部低速时钟频率，初始值设定为 40000



void IWDG_Config(IWDG_CONFIG_PRESCALER IWDG_prescaler, uint16_t reload_value)

{

    /* 由于 LSI 频率变化，超时时间可能有所不同 */

    /* 关闭 IWDG_PREDIV 和 IWDG_RELV 寄存器的写保护 */

    IWDG_Write_Protection_Disable();



    /* IWDG 计数器时钟预分频设置 */

    IWDG_Prescaler_Division_Set(IWDG_prescaler);



    /* 设置 IWDG 重装载值 */

    /* 设置计数器重装载值以获取 x 秒的 IWDG 超时。

       计数器重装载值时间 = x(秒) / IWDG 计数器时钟周期

                         = x(秒) / (LSI/IWDG_prescaler)

    */

    IWDG_Counter_Reload(reload_value);



    /* 使用 IWDG_PREDIV 的值重新加载计数器到 IWDG_RELV 寄存器，以防止复位 */

    IWDG_Key_Reload();



    /* 启用 IWDG（LSI 振荡器将由硬件启用） */

    IWDG_Enable();

}



void IWDG_Feed(void)

{

    /* 将重装载寄存器的值写入计数器 */

    IWDG_Key_Reload();

}

本文由于篇幅原因仅分享所有的驱动配置，各个硬件外设通讯协议以及时序都能在网上找到资源，只需要将驱动配置完成即可使用。

欢迎官方以及各位工程师帮忙指出不足之处~

发表于 2024-1-11 15:22

本来是打算使用SPI驱动的液晶屏幕，驱动都差不多写好了，后来发现HT1621更简易和便宜，所以换成了断码屏。
有机会再写一篇SPI+DMA驱动LCD屏幕

发表于 2024-1-11 15:44

我们当年低成本方案也是使用的HT1621与断码屏组合的方式。超级好用，代码也简洁

发表于 2024-1-11 16:17

jobszheng 发表于 2024-1-11 15:44
我们当年低成本方案也是使用的HT1621与断码屏组合的方式。超级好用，代码也简洁 ...

确实好用hhh，对一些显示固定面板首选HT1621+断码屏

[活动专区] 【N32G401征文】空调控制面板以及常见外设驱动配置

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