在芯片國(guó)產(chǎn)化日益高漲的情況下，一些新的芯片廠家脫穎而出，比如以串口通訊發(fā)展起來(lái)的沁恒微電子的WCH、兆易創(chuàng)新的GD、雅特力的AT、中科藍(lán)訊的AB，以及國(guó)民技術(shù)等。

其中的國(guó)民技術(shù)則屬于后起之秀，其主打的產(chǎn)品有基于M0內(nèi)核的N32G03X通用系列、基于M4內(nèi)核的N32G45X通用系列，以及面向低功耗的N32L4XX系列。

這樣在選取低功耗MCU時(shí)，我們就多出了一種選擇，也加大了設(shè)計(jì)的靈活性。

此外，國(guó)民技術(shù)所主打的3個(gè)系列產(chǎn)品是支持以MDK來(lái)進(jìn)行開(kāi)發(fā)的，這樣對(duì)于那些出道早的程序者就天然地增添了一份親近感。你可別小看了這份親近感，常言道“不怕千招會(huì)，就怕一招熟”，用慣的東西好上手，它起到事半功倍的性能。

下面就有請(qǐng)我們的主角N32L43XRL-STB開(kāi)發(fā)板上場(chǎng)，它的MCU為N32L436CBL7，其最高主頻可達(dá)108 MHz，是采用LQFP48管腳封裝。

該芯片的主要性能及參數(shù)：

● 采用32位ARMCortex-M4內(nèi)核+FPU，支持單周期硬件乘除法指令，支持DSP指令和MPU。

● 高達(dá)128KByte片內(nèi)Flash，10萬(wàn)次擦寫(xiě)次數(shù)，10年數(shù)據(jù)保持。

● 高達(dá)32KByte片內(nèi)SRAM，包括24Kbyte SRAM1和8Kbyte SRAM2。

● 高性能模擬接口，含1個(gè)12bit 5MspsADC，且多種精度可配置、2個(gè)軌到軌運(yùn)算放大器、2個(gè)高速模擬比較器、多達(dá)24通道電容式觸摸按鍵、1個(gè)采樣率為1Msps的12bit DAC。

● 豐富的通信接口，有3個(gè)USART接口、2個(gè)UART接口、1個(gè)LPUART、2個(gè)速率高達(dá)27 MHz的SPI接口、2個(gè)速率高達(dá)1 MHz的I2C接口、1個(gè)USB2.0 Fullspeed Device接口及1個(gè)CAN 2.0A/B總線接口。

● 多樣的定時(shí)計(jì)數(shù)器，有2個(gè)16bit高級(jí)定時(shí)計(jì)數(shù)器、5個(gè)16bit通用定時(shí)計(jì)數(shù)器、2個(gè)16bit基礎(chǔ)定時(shí)計(jì)數(shù)器、1個(gè)16bit低功耗定時(shí)計(jì)數(shù)器、1x24bit SysTick、1x7bit窗口看門(mén)狗、1x12bit獨(dú)立看門(mén)狗。

所以，它在性能方面是完全可以勝任常規(guī)芯片要求的！ 該芯片的功耗情況：

● 在Standby模式下：典型值為1.5uA，即所有備份寄存器保持，IO保持，可選 RTC Run，8KByte Retention SRAM保持，可快速喚醒。

● 在Stop2模式下：典型值為3uA，RTC Run，8KByte Retention SRAM2保持，CPU寄存器保持，IO保持，可快速喚醒。

● 在Run模式下：90uA/MHz@108MHz/3.3V，100uA/MHz@72MHz/3.3V。

接下來(lái)，就將N32L43XRL-STB開(kāi)發(fā)板與N32G45XVL-STB開(kāi)發(fā)板放到一起，做一下功耗的對(duì)比。當(dāng)然，這是在都配有調(diào)試下載工具的情況下，會(huì)比單純的芯片對(duì)比要大一些，但相對(duì)來(lái)講還是比較公平的。 經(jīng)檢測(cè)，N32L43XRL-STB開(kāi)發(fā)板的功耗為0.13135W，N32G45XVL-STB開(kāi)發(fā)板的功耗為0.15392W，二者凈差值為0.02257W。

圖1 開(kāi)發(fā)板的對(duì)比

圖2 N32L43XRL-STB的功耗

圖3 N32G45XVL-STB的功耗

如何構(gòu)建開(kāi)發(fā)環(huán)境：

前面說(shuō)過(guò)國(guó)民技術(shù)的MCU是支持MDK來(lái)開(kāi)發(fā)的，那么對(duì)于N32L4x系列的開(kāi)發(fā)板，是如何來(lái)構(gòu)建其開(kāi)發(fā)環(huán)境的呢？

首先要做的自然是要安裝MDK，其版本可以是V5.25。

隨后，為支持此類芯片的使用，還需要安裝Nationstech.N32L43x_DFP.0.1.0。

這樣再打開(kāi)MDK，就可在芯片列表中見(jiàn)到N32L4x系列的身影，見(jiàn)圖4所示。

圖4 添加芯片支持

至此，開(kāi)發(fā)環(huán)境就基本構(gòu)建好了。

此外，為了便于了解和學(xué)習(xí)程序的設(shè)計(jì)方法，還應(yīng)下載一個(gè)函數(shù)庫(kù)與例程，其壓縮包為Nationstech.N32L43x_Library.1.1.0.7Z。

以例程LedBlink為例，經(jīng)編譯其結(jié)果如圖5所示。

圖5 完成編譯

為進(jìn)行下載測(cè)試，需按圖6所示來(lái)設(shè)置調(diào)試工具的類型，并按圖7所示來(lái)選取燒錄算法。

圖6 設(shè)置調(diào)試工具

圖7 設(shè)置燒錄算法

在開(kāi)發(fā)板上載有3個(gè)彩色LED，其電路原理圖見(jiàn)圖8所示，使用例程就可見(jiàn)到圖9所示的流水燈效果。

仿照該例程，可獲得GPIO口的使用方法，并實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)板的功能擴(kuò)展。

圖8 原理圖

圖9 測(cè)試效果

驅(qū)動(dòng)相應(yīng)器件的功耗對(duì)比

1）OLED屏顯示及功耗

OLED屏是一種自發(fā)光的顯示器件，但又較之數(shù)碼管要更節(jié)省電能。此外，對(duì)I2C接口的OLED屏來(lái)講，它的引腳少又能節(jié)省對(duì)GPIO口資源的占用，且所顯示的信息及形式更豐富，故極適合與N32L43X系列這樣的芯片相配合來(lái)設(shè)計(jì)低功耗產(chǎn)品。

那么，在N32L43X系列芯片的開(kāi)發(fā)環(huán)境下，要實(shí)現(xiàn)I2C接口的OLED屏驅(qū)動(dòng)是否容易呢？

其實(shí)，要實(shí)現(xiàn)起來(lái)并不復(fù)雜，所需要的只是2個(gè)GPIO口及相應(yīng)等級(jí)的延時(shí)函數(shù)支持，從而保證以GPIO口模擬的方式來(lái)完成I2C通訊。

在OLED屏與開(kāi)發(fā)板按一下關(guān)系來(lái)連接的情況下：

SCL----PA1

SDA----PA2

對(duì)引腳功能的配置函數(shù)為：

void OLEDInit（void） { GPIO_InitType GPIO_InitStructure; RCC_EnableAPB2PeriphClk（RCC_APB2_PERIPH_GPIOA， ENABLE）; GPIO_InitStruct（&GPIO_InitStructure）; GPIO_InitStructure.Pin = GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_2; GPIO_InitStructure.GPIO_Current = GPIO_DC_4mA; GPIO_InitStructure.GPIO_Pull = GPIO_No_Pull; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; GPIO_InitPeripheral（GPIOA， &GPIO_InitStructure）; }

而輸出高低電平的引腳定義為：

#define OLED_SCLK_Clr（） GPIOC-》PBA = GPIO_PIN_1 #define OLED_SCLK_Set（） GPIOA-》PBSC = GPIO_PIN_1 #define OLED_SDIN_Clr（） GPIOA-》PBC = GPIO_PIN_2 #define OLED_SDIN_Set（） GPIOA-》PBSC = GPIO_PIN_2

延時(shí)函數(shù)的配備：

由于在MDK的開(kāi)發(fā)板平臺(tái)下，并未提供毫秒級(jí)和微秒級(jí)延時(shí)的函數(shù)，因此需要使用系統(tǒng)的滴答時(shí)鐘來(lái)自行設(shè)計(jì)。

微秒級(jí)延時(shí)函數(shù)：

void Delayus（uint32_t count） { SysTick_Delay_Us（count）; }

毫秒級(jí)延時(shí)函數(shù)：

void Delayms（uint32_t count） { count=count*1000; SysTick_Delay_Us（count）; }

使用微秒級(jí)延時(shí)函數(shù)的I2C啟動(dòng)函數(shù)為：

void IIC_Start（） { OLED_SCLK_Set（）; Delayus（2）; OLED_SDIN_Set（）; Delayus（2）; OLED_SDIN_Clr（）; Delayus（2）; OLED_SCLK_Clr（）; Delayus（2）; } 有了以上的基礎(chǔ)，就不難將OLED屏的驅(qū)動(dòng)功能移植給N32L43X系列芯片。 實(shí)現(xiàn)OLED屏顯示功能測(cè)試的主程序?yàn)椋篿nt main（void） { LedInit（PORT_GROUP2， LED3_PIN）; OLEDInit（）; OLED_Init（）; OLED_Clear（）; OLED_ShowString（20，0，“N32L43x ”，16）; OLED_ShowString（20，2，“OLED TEST”，16）; OLED_ShowString（20，4，“jinglixixi”，16）; OLED_ShowString（20，6，“2022.3.2”，16）; while （1） { LedOn（PORT_GROUP2， LED3_PIN）; Delayms（500）; LedOff（PORT_GROUP2， LED3_PIN）; Delayms（500）; } } 在OLED屏顯示的情況下，其整體功耗如圖10所示。

圖10 功耗測(cè)試

2）傳感器檢測(cè)及功耗 以BMP085溫度大氣壓傳感器為例，其器件的連接關(guān)系為：

OLED_CLK_PIN---PA1

OLED_DIN_PIN---PA2

BMP_CLK_PIN---PB0

BMP_DIN_PIN---PB1

讀取傳感器數(shù)據(jù)的語(yǔ)句定義為：

#define IIC_SDA_IN GPIO_ReadInputDataBit（GPIOB， GPIO_PIN_1）

實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)引腳輸入輸出功能定義的函數(shù)為：

void IIC_INPUT_MODE_SET（） { GPIO_InitType GPIO_InitStructure; RCC_EnableAPB2PeriphClk（RCC_APB2_PERIPH_GPIOB， ENABLE）; GPIO_InitStruct（&GPIO_InitStructure）; GPIO_InitStructure.Pin = GPIO_PIN_1; GPIO_InitStructure.GPIO_Current = GPIO_DC_4mA; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Input; GPIO_InitStructure.GPIO_Pull = GPIO_Pull_Up; //GPIO_No_Pull GPIO_Pull_Down GPIO_InitPeripheral（GPIOB， &GPIO_InitStructure）; } void IIC_OUTPUT_MODE_SET（） { GPIO_InitType GPIO_InitStructure; RCC_EnableAPB2PeriphClk（RCC_APB2_PERIPH_GPIOB， ENABLE）; GPIO_InitStruct（&GPIO_InitStructure）; GPIO_InitStructure.Pin = GPIO_PIN_1; GPIO_InitStructure.GPIO_Current = GPIO_DC_4mA; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Pull = GPIO_No_Pull; GPIO_InitPeripheral（GPIOB， &GPIO_InitStructure）; }

模擬I2C發(fā)送字節(jié)數(shù)據(jù)的函數(shù)為：

void BMP085_Send_Byte（char txd） { char t; IIC_OUTPUT_MODE_SET（）; SCL_Clr（）; for（t=0;t《8;t++） { if（（txd&0x80）》》7） SDA_Set（）; else SDA_Clr（）; txd《《=1; SysTick_Delay_Us（2）; SCL_Set（）; SysTick_Delay_Us（2）; SCL_Clr（）; SysTick_Delay_Us（2）; } }

讀取溫度大氣壓的函數(shù)為：

void bmp085Convert（） { unsigned int ut; unsigned long up; long x1， x2， b5， b6， x3， b3， p; unsigned long b4， b7; ut = bmp085ReadTemp（）; up = bmp085ReadPressure（）; x1 = （（（long）ut - （long）ac6）*（long）ac5） 》》 15; x2 = （（long） mc 《《 11） / （x1 + md）; b5 = x1 + x2; temperature = （（b5 + 8） 》》 4）; b6 = b5 - 4000; x1 = （b2 * （b6 * b6）》》12）》》11; x2 = （ac2 * b6）》》11; x3 = x1 + x2; b3 = （（（（（long）ac1）*4 + x3）《《OSS） + 2）》》2; x1 = （ac3 * b6）》》13; x2 = （b1 * （（b6 * b6）》》12））》》16; x3 = （（x1 + x2） + 2）》》2; b4 = （ac4 * （unsigned long）（x3 + 32768））》》15; b7 = （（unsigned long）（up - b3） * （50000》》OSS））; if （b7 《 0x80000000） p = （b7《《1）/b4; else p = （b7/b4）《《1; x1 = （p》》8） * （p》》8）; x1 = （x1 * 3038）》》16; x2 = （-7357 * p）》》16; pressure = p+（（x1 + x2 + 3791）》》4）; }

檢測(cè)溫度大氣壓的主程序?yàn)椋?/p>

int main（void） { LedInit（PORT_GROUP2， LED3_PIN）; BMP085_Init（）; Init_BMP085（）; OLEDInit（）; OLED_Init（）; OLED_Clear（）; OLED_ShowString（20，0，“N32L43x ”，16）; OLED_ShowString（20，2，“OLED & BMP085”，16）; OLED_ShowString（20，4，“t= C”，16）; OLED_ShowString（20，6，“p= KPa”，16）; while （1） { bmp085Convert（）; OLED_ShowNum（44，4，temperature/10，3，16）; OLED_ShowNum（44，6，pressure/100，5，16）; LedOn（PORT_GROUP2， LED3_PIN）; Delayms（500）; LedOff（PORT_GROUP2， LED3_PIN）; Delayms（500）; } } 在添加傳感器的情況下，其顯示效果及整體功耗分別如圖11和圖12所示。

圖11 顯示效果

圖12 整體功耗

至此，就在N32L43XRL-STB開(kāi)發(fā)板上完成了溫度大氣壓檢測(cè)裝置的設(shè)計(jì)，并針對(duì)其低功耗的特點(diǎn)對(duì)相應(yīng)環(huán)境的功耗進(jìn)行了跟蹤測(cè)量。盡管測(cè)試的工具不很專業(yè)，但它還是能夠帶來(lái)一個(gè)很直觀的感性認(rèn)識(shí)。所以在低功耗的設(shè)計(jì)中，使用N32L43X芯片是可行的也是十分方便的，其功耗也是能夠達(dá)到認(rèn)可的！

審核編輯 ：李倩