【LKS32MC081评测】01.从零开始创建凌鸥基础工程

只看该作者 · 2022-6-12 10:09

本帖最后由 GrandLine 于 2022-6-12 10:16 编辑

#申请原创# @21小跑堂

有幸入围了凌鸥创芯电机开发板LKS32M081免费开发板评测活动，收到开发板就迫不及待的开始想玩转起来了……我也是头一回接触凌鸥创芯的MCU。这回申请的开发板主控是LKS08系列的芯片，它是针对电机驱动市场的高性能电机运动控制系列芯片；使用Cortex-M0作为MCU内核，最高工作频率可达到96MHz；集成了仪表级全差分可编程增益放大器和差分ADC，在不需要电压偏置的情况下就可以处理正负信号；集成了12位精度的同步双采样3Msps高速ADC；集成了全温范围可达到千分之五以内的电压基准源；同时还集成了凌鸥自主DSP指令集，可作为异构独立核心运行程序，三角函数、开方运算都可以在100ns内完成运算，给电机的算法控制提供了强有力的支撑。

LKS08系列的芯片工作温度范围在-40℃到+105℃，内部自带的RC时钟源在全温范围内可以达到±1%以内，此外芯片引脚还通过了6KV的接触式放电测试和15KV的非接触式空气静电放电测试，这些给芯片的稳定、可靠运行提供了保障。

LKS08系列的芯片带有丰富的模拟运放和比较器资源，可满足单电阻、双电阻、三电阻电流采样拓扑架构的不同需求；内部集成高压钳位网络，允许高压共模信号直接输入，可以轻松的实现MOSFET内阴直接电流采样的功能，节省了昂贵的电流采样电阻并降低了系统功耗。这样集成度高的MCU，尽最大可能的节省了BOM成本，使客户产品更具有竞争优势。

下面切入正题，本文将介绍基于LKS08系列MCU从搭建开发环境、创建新工程、编写工程代码这几步来讲解，在实操过程中将遇到的一些问题和注意事项，给大家分享一下：

1.准备工作

2.安装芯片PACK支持包

3.创建基础工程

4.编写工程代码：LED、KEY、基于UART0移植的Letter-shell

5.下载运行演示

准备工作

软件开发环境

目前官网上仅提供了基于KEIL4和KEIL5的Device Pack，所以我们开发IDE环境是基于KEIL MDK软件，另外就是我常用的MobaXterm调试终端软件。

硬件开发环境

LKS_EVB_MCU081_V2.0核心板和LKD_EVB_MVPOWPRE_V4.0电机驱动底板各1块，J-LINK调试下载工具、USB转TTL工具、因为LKS_EVB_MCU081_V2.0核心板上板载设计的是SWD下载接口，所以还带了一个自制的JTAG转SWD接口转接小板。

开发资料准备

凌鸥的开发资料都可以通过官网下载到，相对于入门开发的小伙伴来说，资料提供得还是比较全的，我也整理了一下，如下所示：

数据手册：

LKS32MC08x_DS.pdf (1.91 MB)

用户手册：

LKS32MC08x_UM.pdf (7.83 MB)

勘误手册：

LKS32MC08x_ER.pdf (383.05 KB)

LKS_EVB_MCU081_V2.0核心板原理图：

LKS_EVB_MCU081_083_088_V2.0.pdf (139.15 KB)

LKD_EVB_MVPOWPRE_V4.0电机驱动底板原理图：

LKS_EVB_MVPOWPRE_V4.0-20210906.pdf (164.97 KB)

……

安装芯片PACK支持包

我使用的中KEIL5集成开发环境，所以在官方上下载了相对应的Device Pack文件（https://www.linkosemi.com/uploadfiles/Updatefile/nutstore/Keil_v5_device_pack/Linko.LKS08x_v1.0.5.rar），在解压后直接双击Linko.LKS08x_v1.0.5.pack进行安装，如下图所示；在安装完成后，我们就可以在芯片列表中找到凌鸥的芯片型号，创建工程进行开发了：

创建基础工程

STEP1.打开KEIL5 MDK软件，点击菜单栏Project->New uVision Project...

STEP2.在弹出的Create New Project窗口中选择工程存放的路径以及命名项目文件名：

STEP3.在弹出的Select Device for Target窗口中选择凌鸥芯片型号：LKS32MC081C8T8：

STEP4.在弹出的Manage Run-Time Environment窗口中不作任何操作，直接点击OK：

STEP5.此时一个基于LKS32MC081C8T8芯片的空项目工程就创建出来了，接下来我们还需要向工程中添加分组、添加程序以及配置参数等操作：

STEP6.点击工具栏上的Manage Project Items按钮：

STEP7.在弹出的Manage Project Items窗口中的Project Items选项卡中，将Project Targets重新命名为LKS32MC081C8T8、在Groups中添加分组、然后在对应的Group中再添加Files源程序：

STEP8.完整的工程目录文件如下所示：

需要注意的是我们一般源程序都是*.c/*.h类型的文件，但在添加官方库程序时有一个.o类型的文件lks32mc08x_nvr.o，这是KEIL编译后输出的文件，可以理解为看不到源码形式的程序文件，也可以直接编译；如果不添加这个文件会有Read_Trim的错误提示哦！！！

STEP9.点击工具栏上的Options for Target...按钮：

STEP10.在弹出的Options for Target窗口的Target选项卡中，将Code Generation选择使用Use default compiler version5，勾选Use MicroLIB：

STEP11.在Output选项卡中，可以设置Name of Executable，如果需要生成HEX烧录文件则需要勾选Create HEX File选项，将Browse Information勾选是为了程序实现过程中或者是调试过程中的便捷：

STEP12.在C/C++选项卡中，对包含的头文件路径Include Paths进行配置：

STEP13.在Debug选项卡中，选择相就的调试工具，并点击Settings进行后一级设置，如果提示未知的芯片型号，我们默认选择Cortex-M0即可，然后将程序烧录接口方式修改为SW模式，这样在SW Device中就可以成功检测到芯片了：

STEP14.在Utilities选项卡中，选择Use Target Driver for Flash Programming选项，默认勾选Use Debug Driver和Update Target before Debugging，然后点击Settings进行后一级设置，确认Programming Algorithm下载算法的选择是正确的，并勾选Reset and Run，这样在程序下载完成后，就可以自动复位运行了：

STEP15.到此整个项目工程就完全创建、配置完成了，接下来就可以开始编写程序代码了。

编写工程代码

打开官方的示例程序，我们使用到了LKS32MC08x_Periph_Driver中的库程序；示例中官方除了startup_lks32mc08x.s启动文件之外，并没有看到我们常见的system_lks32mc08x.c文件；通过查阅官方示例工程源程序，我们看到多出了一个hardware_init.c文件，在这个文件中实现了对MCU使用外设的初始化和startup文件中需要调用的SystemInit函数；但个人习惯，还是把这个hardware_init.c的文件名给改写成了system_lks32mc08x.c，只实现了SystemInit对系统时钟的配置，其余的外设初始化放到了其它的.c文件中；另外还有一个需要注意的文件是hardware_config.h文件，这个在底层库程序中都有包含，它主要是包含了底层库程序的一些头文件，以及共用的宏定义，所以这个文件一定要包含进来哈！！！最后一个就是interrupt.c文件，官方是将所有的中断函数实现集中在一个文件中的，这样写各有优缺点，我还是按照之前我的写法，在使用到的时候再具体实现，因为本身在startup_lks32mc08x.s文件中加了weak的修饰，我不用的时候完全不需要去写个空函数嘛。

LED初始化配置、LED翻转

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void LED_Init(void)

{

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;



    /* LED1 <-> P0.6 */

    GPIO_StructInit(&GPIO_InitStruct);

    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_6;

    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;

    GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;

    GPIO_Init(GPIO0, &GPIO_InitStruct);



    GPIO_WriteBit(GPIO0, GPIO_Pin_6, Bit_RESET);



    /* LED2 <-> P0.7 */

    GPIO_StructInit(&GPIO_InitStruct);

    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_7;

    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;

    GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;

    GPIO_Init(GPIO0, &GPIO_InitStruct);



    GPIO_WriteBit(GPIO0, GPIO_Pin_7, Bit_RESET);



    /* LED3 <-> P0.3 */

    GPIO_StructInit(&GPIO_InitStruct);

    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_3;

    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;

    GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;

    GPIO_Init(GPIO0, &GPIO_InitStruct);



    GPIO_WriteBit(GPIO0, GPIO_Pin_3, Bit_SET);



    TASK_Append(TASK_ID_LED, LED_Toggle, 250);

}



void LED_Toggle(void)

{

    if(!GPIO_ReadOutputDataBit(GPIO0, GPIO_Pin_3))

    {

        GPIO_WriteBit(GPIO0, GPIO_Pin_3, Bit_SET);

    }

    else

    {

        GPIO_WriteBit(GPIO0, GPIO_Pin_3, Bit_RESET);

    }

}

KEY初始化配置、KEY检测

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void KEY_Init(void)

{

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;



    /* START <-> P2.11 */

    GPIO_StructInit(&GPIO_InitStruct);

    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_11;

    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;

    GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;

    GPIO_Init(GPIO2, &GPIO_InitStruct);



    /* STOP  <-> P2.12 */

    GPIO_StructInit(&GPIO_InitStruct);

    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_12;

    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;

    GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;

    GPIO_Init(GPIO2, &GPIO_InitStruct);



    TASK_Append(TASK_ID_KEY, KEY_Scan, 10);

}



void KEY_SubScan(uint8_t *State, uint8_t *Count, uint8_t Value, char *Name)

{

    if(*State == 0)

    {

        if(Value == Bit_RESET) *Count += 1;

        else                   *Count  = 0;



        if(*Count > 5)

        {

            *Count = 0; *State = 1;

            printf("\r\n%s Pressed", Name);

        }

    }

    else

    {

        if(Value != Bit_RESET) *Count += 1;

        else                   *Count  = 0;



        if(*Count > 5)

        {

            *Count = 0; *State = 0;

            printf("\r\n%s Release", Name);

        }

    }

}



void KEY_Scan(void)

{

    static uint8_t KeyState[2] = {0, 0};

    static uint8_t KeyCount[2] = {0, 0};



    KEY_SubScan(&KeyState[0], &KeyCount[0], GPIO_ReadInputDataBit(GPIO2, GPIO_Pin_11), "START");

    KEY_SubScan(&KeyState[1], &KeyCount[1], GPIO_ReadInputDataBit(GPIO2, GPIO_Pin_12), "STOP ");

}

UART0初始配置、Letter-shell移植

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void shellPortWrite(const char ch)

{

    UART0_BUFF = (uint8_t)ch;



    while(!(UART0_IF & UART_IF_SendOver));



    UART0_IF = UART_IF_SendOver;

}



void shellPortInit(void)

{

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;

    UART_InitTypeDef UART_InitStruct;



    /* UART0_RXD <-> P0.15 */

    GPIO_StructInit(&GPIO_InitStruct);

    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_15;

    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;

    GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;

    GPIO_Init(GPIO0, &GPIO_InitStruct);



    /* UART0_TXD <-> P1.0  */

    GPIO_StructInit(&GPIO_InitStruct);

    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_0;

    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;

    GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;

    GPIO_Init(GPIO1, &GPIO_InitStruct);



    GPIO_PinAFConfig(GPIO0, GPIO_PinSource_15, AF4_UART);

    GPIO_PinAFConfig(GPIO1, GPIO_PinSource_0,  AF4_UART);



    UART_StructInit(&UART_InitStruct);

    UART_InitStruct.BaudRate   = 115200;

    UART_InitStruct.WordLength = UART_WORDLENGTH_8b;

    UART_InitStruct.StopBits   = UART_STOPBITS_1b;

    UART_InitStruct.FirstSend  = UART_FIRSTSEND_LSB;

    UART_InitStruct.ParityMode = UART_Parity_NO;

    UART_InitStruct.IRQEna     = UART_IRQEna_RcvOver;

    UART_Init(UART0, &UART_InitStruct);

    UART0_IF = 0xFF;



    NVIC_SetPriority(UART0_IRQn, 3);



    NVIC_EnableIRQ(UART0_IRQn);



    shell.write = shellPortWrite;

    shellInit(&shell);

}



void UART0_IRQHandler(void)

{

    if(UART0_IF & UART_IF_RcvOver)

    {

        UART0_IF = UART_IF_RcvOver;

        shellHandler(&shell, UART0_BUFF);

    }

}



int fputc(int ch, FILE *f)

{

    UART0_BUFF = (uint8_t)ch;



    while(!(UART0_IF & UART_IF_SendOver));



    UART0_IF = UART_IF_SendOver;



    return ch;

}

下载运行演示

在工程源代码中还添加了对SysTick的初始化，然后结合TASK任务进行时间片轮转调度；完成所有程序编写之后，我们就可以编译工程源代码啦：

编译无误后，我们通过工具栏上的Download按钮将程序下载到芯片中：

通过MobaXterm软件我们可以看到芯片启动之后的运行打印信息、板载的LED处于翻转显示的状态、按下抬起START和STOP按键也有对应的状态信息打印出来：

软件工程源代码

级别太低了，今天没有上传权限了，明天传上来

后续

对于MCU来说，我可以驾轻就熟的去编写代码，实现功能；但对于电机应用控制来说我还是个新手；后续通过边学边做的形式，来熟悉凌鸥MCU的外设资源，结合电机的实际调试来做一些分享。

只看该作者 · 2022-6-12 11:23

1、官方双线UART0传输例程中，UART0是通过中断方式进行接收和发送的，在UART.c文件中重载实现的fputc函数，缺少UART_Flag标志位置位的操作，导致在使用printf函数时，打印输出不了，修改后如下：

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///重定向c库函数printf到串口，重定向后可使用printf函数

int fputc(int ch, FILE *f)

{

    UART_Flag = 1;

    /* 发送一个字节数据到串口 */

    UART_SendData(UART0, (uint8_t) ch);        

    /* 等待发送完毕 */

    while(UART_Flag);                



    return (ch);

}

2、官方提供的原理图是设计源文件形式的，建议增加一个PDF版本的，这样方便查看；在楼上准备资料中已经转换成PDF版本了，有需要的小伙伴可以下载。