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智能车竞赛:Infineon TC264单片机使用总结&快速入门

2024年08月02日 人工智能 我要评论
本文主要是为了备赛第十八届全国大学生智能车竞赛,基于逐飞开源库和芯片数据手册的一些学习总结,使用英飞凌官方的AURIX Development Studio开发环境。正如STM32的开发方式有标准库和HAL库,Infineon单片机也有官方库,而逐飞开源库则是在官方库的基础上又封装了一层,变成了易使用、易理解的API,极大的方便我们调用和编写程序。那么对于智能车比赛,必须熟练掌握的内容有:GPIO、定时器、(外部中断)、中断函数入口和优先级、串口的发送与接收、如何产生PWM、ADC、如何读取正交编码器。

本文主要是为了备赛第十八届全国大学生智能车竞赛,基于逐飞开源库和芯片数据手册的一些学习总结,使用英飞凌官方的aurix development studio开发环境。

正如stm32的开发方式有标准库和hal库,infineon单片机也有官方库,而逐飞开源库则是在官方库的基础上又封装了一层,变成了易使用、易理解的api,极大的方便我们调用和编写程序。

那么对于智能车比赛,必须熟练掌握的内容有:gpio、定时器、(外部中断)、中断函数入口和优先级、串口的发送与接收、如何产生pwm、adc、如何读取正交编码器

目录

gpio使用——点灯与按键检测

pit产生简单的定时中断

中断函数入口和优先级

串口的收发——接收数据并解析(上位机调试)

pwm的产生——以呼吸灯为例


gpio使用——点灯与按键检测

由芯片参考手册可知,tc264的gpio端口号并不是连续的,每个端口号的引脚数目也不相同。但是在逐飞库中每个端口号都定义了16个引脚。

特别提醒:在设置io时请自行根据硬件确认当前芯片是否具有此io

需要注意仅p20_2是不能用于输出的,仅仅只有输入的功能

tc264da芯片的21.6无法正常使用。这点是逐飞开源库中标注的,但是芯片手册中并未指出,暂时不知道具体原因。

下面介绍几个常用的api函数:

  1. 引脚初始化:void gpio_init (gpio_pin_enum pin, gpio_dir_enum dir, uint8 dat, gpio_mode_enum pinmode)
  2. 设置引脚输出电平:void gpio_set_level (gpio_pin_enum pin, uint8 dat)
  3. 获取引脚输入电平:uint8 gpio_get_level (gpio_pin_enum pin)
  4. 翻转引脚电平:void gpio_toggle_level (gpio_pin_enum pin)

在初始化引脚的函数中,对引脚电平的设置只在引脚设置为输出模式(gpo)下才有用

pinmode主要有:

具体可以参考这篇文章:【stm32】stm32f4 gpio八种模式及工作原理详解

pit产生简单的定时中断

常用api函数有:

  1. 初始化pit定时器:void pit_init (pit_index_enum pit_index, uint32 time)
  2. 对pit_init的封装,方便设置ms级定时器中断:pit_ms_init(pit_index, time)
  3. 对pit_init的封装,方便设置us级定时器中断:pit_us_init(pit_index, time)

infineon单片机中并没有pit外设,这些函数是对官方库中ccu6模块的封装

在初始化函数中由这句restoreinterrupts(interrupt_state);开启中断

由这句ifxccu6_timer_start(&g_ccu6timer);开启定时器

所以我们不需要自己手动开启,但是要关闭的话得手动关闭

如果是简单的延时可以调用systick函数 

中断函数入口和优先级

逐飞的工程目录如下:

  

其中code文件夹是我们存放自己编写的.c、.h文件,libraries是库文件,不需要改动,user文件夹下isr.c中是所有的中断处理函数入口,可以直接类比到stm32的irqhandler函数 

 并且逐飞已经添加了去除中断标志的函数,我们使用时可以直接把这部分复制到main.c中然后进行后续开发。

 isr_config.h文件下是所有中断的优先级定义和决定中断由谁处理

tc264是双核的芯片,但是如何在不出错的情况下合理使用两个cpu笔者还未研究,目前只使用cpu0

特别注意:所有中断优先级都必须设置为不一样的值,tc264具有255个中断优先级可以设置

1-255,0优先级表示不开启中断,255为最高优先级


 下面举一个利用状态机进行按键检测的例子,主要涉及gpio的基础api、pit的20ms定时中断。这样完成的按键检测,既实现了消抖,也不会让cpu空等。如果利用外部中断进行按键检测,如果按键长按,可能多次进入中断,或者必须在中断函数中等待按键松开。

typedef enum
{
    key_check = 0,  //按键检测状态
    key_comfirm,    //按键确认状态
    key_unpressed     //按键释放状态
}keystate_e;        //状态枚举变量

typedef struct
{
  keystate_e keystate; //按键状态
  uint8 keyflag;     //按键按下标志
}key_t;                //按键状态结构体

key_t key[4];

void keycheck(int i, key_t *key, gpio_pin_enum pin)
{
    switch( key[i].keystate )
    {
        case key_check:
            // 读到低电平,进入按键确认状态
            if(gpio_get_level(pin) == gpio_low)
            {
                key[i].keystate = key_comfirm;
            }
        break;

        case key_comfirm:
            if(gpio_get_level(pin) == gpio_low)
            {
                //读到低电平,按键确实按下,按键标志位置1,并进入按键释放状态
                key[i].keystate = key_unpressed;
                key[i].keyflag = 1;
            }
            //读到高电平,可能是干扰信号,返回初始状态
            else
            {
                key[i].keystate = key_check;
            }
        break;

        case key_unpressed:
            if(gpio_get_level(pin) == gpio_high)
            {
             // 读到高电平,说明按键释放,返回初始状态
             key[i].keystate = key_check;
            }
        break;

        default: break;
    }
}


int core0_main(void)
{
    //定义变量
    uint8 i;

    clock_init();                   // 获取时钟频率<务必保留>
    debug_init();                   // 初始化默认调试串口
    // 此处编写用户代码 例如外设初始化代码等

    //由于逐飞的母版上按键电路有电阻上拉到高电平,所有gpio设置为浮空输入即可
    gpio_init(button1, gpi, gpio_low, gpi_floating_in);
    gpio_init(button2, gpi, gpio_low, gpi_floating_in);
    gpio_init(button3, gpi, gpio_low, gpi_floating_in);
    gpio_init(button4, gpi, gpio_low, gpi_floating_in);

    pit_ms_init(pit_num, 20);          // 初始化 ccu6_0_ch0 为周期中断

    // 此处编写用户代码 例如外设初始化代码等
    cpu_wait_event_ready();         // 等待所有核心初始化完毕

	while (true)
	{
        // 此处编写需要循环执行的代码

        if(pit_state)
        {
            keycheck(0,key,button1);
            keycheck(1,key,button2);
            keycheck(2,key,button3);
            keycheck(3,key,button4);
            pit_state = 0;           // 清空周期中断触发标志位
        }

        for(i = 0;i<4;i++)
        {
            if(key[i].keyflag == 1)
            {
                printf("button %d pressed!\n",i);
                key[i].keyflag = 0; //清除按键按下标志
            }
        }
	}
}

ifx_interrupt(cc60_pit_ch0_isr, 0, ccu6_0_ch0_isr_priority)
{
    interrupt_global_enable(0);                     // 开启中断嵌套
    pit_clear_flag(ccu60_ch0);

    pit_state = 1;
}

串口的收发——接收数据并解析(上位机调试)

在debug_init函数中逐飞已经完成了默认串口的初始化,默认的串口是

 串口发送数据很简单,逐飞库已经完成了printf函数的重定向,可以直接调用printf函数

或者使用如下函数:

接收数据是比较难且重要的一部分,因为使用上位机调试或者蓝牙和wifi等都需要串口能正确接收我们发送的数据并解析

本文仅讨论接收定长数据并解析,因为我们调试的过程中一般会按固定的格式发送

主要思路为:开启串口接收中断,把读到的数据先存入fifo,当读到指定数目后进入checkcmd函数检查格式,如果格式正确就进入usart_analysis

注意处理完毕要及时清空接受数组在进行下一次接收

如果有更好的思路欢迎分享

#define uart_index              (debug_uart_index   )                           // 默认 uart_0
#define uart_baudrate           (debug_uart_baudrate)                           // 默认 115200
#define uart_tx_pin             (debug_uart_tx_pin  )                           // 默认 uart0_tx_p14_0
#define uart_rx_pin             (debug_uart_rx_pin  )                           // 默认 uart0_rx_p14_1

#define led1                    p20_9

uint8 uart_get_data[64];                                                        // 串口接收数据缓冲区
uint8 fifo_get_data[64];                                                        // fifo 输出读出缓冲区

uint8  get_data = 0;                                                            // 接收数据变量
uint32 fifo_data_count = 0;                                                     // fifo 数据个数

fifo_struct uart_data_fifo;

int core0_main(void)
{
    clock_init();                   // 获取时钟频率<务必保留>
    debug_init();                   // 初始化默认调试串口
    // 此处编写用户代码 例如外设初始化代码等

    fifo_init(&uart_data_fifo, fifo_data_8bit, uart_get_data, 64);              // 初始化 fifo 挂载缓冲区
    gpio_init(led1, gpo, gpio_high, gpo_open_dtain);
    uart_rx_interrupt(uart_index, 1);                                           // 开启 uart_index 的接收中断

    cpu_wait_event_ready();         // 等待所有核心初始化完毕
	while (true)
	{
        // 此处编写需要循环执行的代码


	}
}


_bool checkcmd(uint8_t* str)
{
    //仅作举例  cnbr:a392:200202120000 蓝桥杯误入
    if((str[0] == 'c' || str[0] == 'v') && str[1] == 'n' && str[2] == 'b' && str[3] == 'r' && str[4] == ':' && str[9] == ':')
    {
        uint8_t i;
        for(i = 10; i < 22; i++)
        {
            if(str[i] > '9' || str[i] < '0')
                return 0;
        }
        return 1;
    }
    else
    {
        memset(fifo_get_data,0,22);
        return 0;
    }
}


//-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
// 函数简介       uart_index 的接收中断处理函数 这个函数将在 uart_index 对应的中断调用
// 参数说明       void
// 返回参数       void
// 使用示例       uart_rx_interrupt_handler();
//-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
void uart_rx_interrupt_handler (void)
{
//    get_data = uart_read_byte(uart_index);                                      // 接收数据 while 等待式 不建议在中断使用
    uart_query_byte(uart_index, &get_data);                                     // 接收数据 查询式 有数据会返回 true 没有数据会返回 false
    fifo_write_buffer(&uart_data_fifo, &get_data, 1);                           // 将数据写入 fifo 中
    fifo_data_count = fifo_used(&uart_data_fifo);                           // 查询数组当前数据个数
    if(fifo_data_count == 22)                                                //读到指定数目后开始解析
    {
        fifo_read_buffer(&uart_data_fifo, fifo_get_data, &fifo_data_count, fifo_read_and_clean);  // 将 fifo 中数据读出并清空 fifo 挂载的缓冲
        //一些格式判断语句,防止有数据丢失导致格式错误
        if(checkcmd(fifo_get_data))
        {
            gpio_toggle_level(led1);
            //usart_analysis(); 串口解析函数,需要自己编写
            memset(fifo_get_data,0,fifo_data_count);
        }
    }
}


ifx_interrupt(uart0_rx_isr, 0, uart0_rx_int_prio)
{
    interrupt_global_enable(0);                     // 开启中断嵌套
    ifxasclin_asc_isrreceive(&uart0_handle);

    uart_rx_interrupt_handler();                    // 串口接收处理
}

pwm的产生——以呼吸灯为例

常用api函数有: 

  1. pwm初始化:void pwm_init (pwm_channel_enum pwmch, uint32 freq, uint32 duty)
  2. 设置占空比:void pwm_set_duty (pwm_channel_enum pwmch, uint32 duty)

在初始化函数中已经由ifxgtm_atom_pwm_start(&g_atomdriver, true);打开了pwm,不需要手动开启

可产生pwm的引脚不是任意的,只能选用逐飞定义的枚举变量

最大占空比pwm_duty_max默认为10000,可在头文件中自行修改

for(duty = 0; duty <= pwm_duty_max / 2; duty ++)                        // 输出占空比递增到 50%
{
    // 呼吸流水灯
    for(channel_index = 0; channel_index < channel_number; channel_index++) 
    {
        duty_temp = (duty + channel_index * pwm_duty_max / 8) % (pwm_duty_max / 2) + (pwm_duty_max / 2); 
        pwm_set_duty(channel_list[channel_index], duty_temp);           // 更新对应通道占空比
    }
    system_delay_us(200);
}

每隔一段时间改变一次pwm的占空比,就可以形成呼吸灯的效果


笔者水平有限,本文仅作总结与分享,欢迎批评指正,手动笔芯~

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