沁恒CH32V103 MCU的实际应用与代码实现

只看该作者 · 2024-10-9 08:30

沁恒电子的CH32V103 MCU因其高性能和低功耗在嵌入式应用中占据了重要位置，尤其是对于物联网、工业自动化等应用领域，CH32V103提供了足够的计算能力和丰富的外设接口。它基于RISC-V架构，具有开放性和灵活性，能够支持广泛的开发工具和应用场景。本文将介绍如何在实际项目中使用CH32V103 MCU，并通过代码实例展示其GPIO控制、ADC采集和UART通信的应用。

CH32V103简介CH32V103 MCU是一款基于RISC-V内核的32位低功耗微控制器，工作频率高达72MHz，拥有丰富的外设资源，如GPIO、USART、I2C、SPI、ADC、PWM等，且支持低功耗模式，非常适合用于需要高效数据处理的项目。其开发工具链也很完善，支持Keil、IAR和开放的RISC-V开发环境。

项目配置

开发环境：Keil MDK
芯片型号：CH32V103C8T6
使用外设：GPIO、ADC、USART
功能目标：实现基本的按键输入、LED控制、传感器数据采集以及串口通信功能

代码实现以下是基于CH32V103的代码示例，主要涉及GPIO初始化、ADC配置和UART串口通信的实现。
1. 系统初始化与外设配置

复制

#include "ch32v10x.h"



void System_Init(void);

void GPIO_Init(void);

void ADC_Init(void);

void UART_Init(void);



int main(void) {

    System_Init();

    GPIO_Init();

    ADC_Init();

    UART_Init();



    uint16_t adc_value;



    while(1) {

        // 获取ADC的模拟输入数据

        ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);

        while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC));

        adc_value = ADC_GetConversionValue(ADC1);



        // 通过UART发送ADC数据

        char buffer[20];

        sprintf(buffer, "ADC Value: %d\n", adc_value);

        USART_SendString(USART1, buffer);



        // 按键按下时点亮LED

        if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_0) == 0) {

            GPIO_SetBits(GPIOC, GPIO_Pin_13);

        } else {

            GPIO_ResetBits(GPIOC, GPIO_Pin_13);

        }

        Delay(500); // 延时500ms

    }

}



void System_Init(void) {

    SystemCoreClockUpdate(); // 更新系统时钟

}



void GPIO_Init(void) {

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);



    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;



    // 配置LED引脚（PC13）

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

    GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);



    // 配置按键引脚（PA0）

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; // 输入上拉

    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

}



void ADC_Init(void) {

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);



    ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;

    ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;

    ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;

    ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;

    ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;

    ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;

    ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;

    ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);



    // 配置ADC通道

    ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_0, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5);



    // 开启ADC

    ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);

}



void UART_Init(void) {

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);



    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    USART_InitTypeDef USART_InitStructure;



    // 配置PA9 (USART1 TX)

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);



    // 配置PA10 (USART1 RX)

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;

    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);



    // USART初始化配置

    USART_InitStructure.USART_BaudRate = 115200;

    USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;

    USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;

    USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;

    USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;

    USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;

    USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);



    USART_Cmd(USART1, ENABLE); // 使能USART1

}



void USART_SendString(USART_TypeDef* USARTx, char* str) {

    while (*str) {

        USART_SendData(USARTx, *str++);

        while (USART_GetFlagStatus(USARTx, USART_FLAG_TXE) == RESET);

    }

}



void Delay(uint32_t time) {

    while (time--) {

        __NOP(); // 空操作，作为延时

    }

}

代码分析

系统初始化：System_Init函数用于配置MCU的时钟系统，并确保所有外设时钟正常工作。
GPIO配置：GPIO引脚分别用于LED控制和按键输入，其中PA0连接按键，PC13连接LED。
ADC配置：ADC1配置为单通道连续采样模式，用于采集模拟信号，采样结果通过UART发送至主机。
UART通信：USART1用于串口通信，波特率设置为115200，配合使用串口助手可以接收到MCU发送的ADC数据。

项目扩展CH32V103系列MCU的强大功能不仅限于GPIO控制、ADC采集和UART通信，还可以通过其丰富的外设接口扩展更多功能：

I2C接口：与外部传感器模块或EEPROM通信，获取环境数据或存储配置信息。
SPI接口：用于高速数据传输，例如与显示屏或Flash存储器进行数据交互。
PWM控制：生成精确的PWM波形，用于电机控制、LED亮度调节等应用。
低功耗模式：通过配置低功耗模式，可在不需要连续工作的场合延长电池供电设备的使用寿命。

总结本文通过代码实例展示了沁恒CH32V103 MCU在嵌入式系统中的应用，结合GPIO、ADC和UART外设，实现了简单的按键检测、LED控制和传感器数据采集与通信。该MCU具有高效、低功耗的特点，适用于物联网、工业自动化等多个领域。通过CH32V103丰富的外设接口和开放的开发环境，开发者可以轻松实现复杂的嵌入式系统设计。

只看该作者 · 2024-10-9 08:31

这个ADC采样速率怎么样？够用不？