單芯片解決方案，開(kāi)啟全新體驗(yàn)——W55MH32 高性能以太網(wǎng)單片機(jī)

W55MH32是WIZnet重磅推出的高性能以太網(wǎng)單片機(jī)，它為用戶(hù)帶來(lái)前所未有的集成化體驗(yàn)。這顆芯片將強(qiáng)大的組件集于一身，具體來(lái)說(shuō)，一顆W55MH32內(nèi)置高性能Arm? Cortex-M3核心，其主頻最高可達(dá)216MHz；配備1024KB FLASH與96KB SRAM，滿(mǎn)足存儲(chǔ)與數(shù)據(jù)處理需求；集成TOE引擎，包含WIZnet全硬件TCP/IP協(xié)議棧、內(nèi)置MAC以及PHY，擁有獨(dú)立的32KB以太網(wǎng)收發(fā)緩存，可供8個(gè)獨(dú)立硬件socket使用。如此配置，真正實(shí)現(xiàn)了All-in-One解決方案，為開(kāi)發(fā)者提供極大便利。

在封裝規(guī)格上，W55MH32 提供了兩種選擇：QFN68和QFN100。

W55MH32Q采用QFN68封裝版本，尺寸為8x8mm，它擁有36個(gè)GPIO、3個(gè)ADC、12通道DMA、17個(gè)定時(shí)器、2個(gè)I2C、3個(gè)串口、2個(gè)SPI接口（其中1個(gè)帶I2S接口復(fù)用）、1個(gè)CAN以及1個(gè)USB2.0。在保持與同系列其他版本一致的核心性能基礎(chǔ)上，僅減少了部分GPIO以及SDIO接口，其他參數(shù)保持一致，性?xún)r(jià)比優(yōu)勢(shì)顯著，尤其適合網(wǎng)關(guān)模組等對(duì)空間布局要求較高的場(chǎng)景。緊湊的尺寸和精簡(jiǎn)化外設(shè)配置，使其能夠在有限空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)高效的網(wǎng)絡(luò)連接與數(shù)據(jù)交互，成為物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)、邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)等緊湊型設(shè)備的理想選擇。 同系列還有QFN100封裝的W55MH32L版本，該版本擁有更豐富的外設(shè)資源，適用于需要多接口擴(kuò)展的復(fù)雜工控場(chǎng)景，軟件使用方法一致。更多信息和資料請(qǐng)進(jìn)入http://www.w5500.com/網(wǎng)站或者私信獲取。

此外，本W(wǎng)55MH32支持硬件加密算法單元，WIZnet還推出TOE+SSL應(yīng)用，涵蓋TCP SSL、HTTP SSL以及MQTT SSL等，為網(wǎng)絡(luò)通信安全再添保障。

為助力開(kāi)發(fā)者快速上手與深入開(kāi)發(fā)，基于W55MH32Q這顆芯片，WIZnet精心打造了配套開(kāi)發(fā)板。開(kāi)發(fā)板集成WIZ-Link芯片，借助一根USB C口數(shù)據(jù)線，就能輕松實(shí)現(xiàn)調(diào)試、下載以及串口打印日志等功能。開(kāi)發(fā)板將所有外設(shè)全部引出，拓展功能也大幅提升，便于開(kāi)發(fā)者全面評(píng)估芯片性能。

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第十五章 DAC (下篇)

1 程序設(shè)計(jì)

1.1 DAC_OutDMASineWave例程

此例程的主要功能是借助 W55MH32 的 DAC（數(shù)模轉(zhuǎn)換器）輸出軟件正弦波，并且通過(guò)串口輸出系統(tǒng)時(shí)鐘信息。下面是其主要工作流程：

1.初始化配置

?使能系統(tǒng)時(shí)鐘，配置串口（波特率 115200）輸出調(diào)試信息。

?初始化 GPIO、DAC（通道 1/2）、定時(shí)器 TIM2（周期 為20個(gè)時(shí)鐘周期）及 DMA（循環(huán)模式）。

2.正弦波生成

void DMA_Configuration(void)
{
    DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
    // 使能DMA2時(shí)鐘
    RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA2, ENABLE);

    // 配置DMA通道4（DAC2）
    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = DAC2_DHR12RD_ADDRESS; // DAC2寄存器地址
    DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (uint32_t)&DualSine12bit; // 數(shù)據(jù)源：雙通道數(shù)據(jù)數(shù)組
    DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralDST; // 內(nèi)存到外設(shè)
    DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = POINT_NUM; // 傳輸32點(diǎn)
    DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular; // 循環(huán)模式，持續(xù)輸出
    DMA_Init(DMA2_Channel4, &DMA_InitStructure);
    DMA_Cmd(DMA2_Channel4, ENABLE);

    // 配置DMA通道3（DAC1，參數(shù)與通道4相同）
    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = DAC1_DHR12RD_ADDRESS;
    DMA_Init(DMA2_Channel3, &DMA_InitStructure);
    DMA_Cmd(DMA2_Channel3, ENABLE);
}

?通過(guò) 12 位正弦波數(shù)據(jù)數(shù)組Sine12bit（32 點(diǎn)），生成雙通道 DAC 數(shù)據(jù)DualSine12bit。

3.工作流程

?TIM2 以設(shè)定周期觸發(fā) DMA，將正弦波數(shù)據(jù)循環(huán)傳輸至 DAC，驅(qū)動(dòng)模擬輸出。

?主循環(huán)保持運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)連續(xù)波形輸出。

4.調(diào)試功能

?串口輸出系統(tǒng)各時(shí)鐘頻率，便于調(diào)試。

1.2 DAC_OutNoiseWave例程

這個(gè)例程的主要作用是利用 W55MH32 的 DAC（數(shù)模轉(zhuǎn)換器）輸出噪聲波信號(hào)，同時(shí)通過(guò)串口輸出系統(tǒng)時(shí)鐘信息以方便調(diào)試。以下是具體作用的詳細(xì)闡述：

1. 系統(tǒng)初始化與信息輸出

?時(shí)鐘與延時(shí)初始化：開(kāi)啟 CRC 時(shí)鐘，進(jìn)行延時(shí)初始化，為后續(xù)操作提供時(shí)鐘基礎(chǔ)。

?串口通信配置：將串口波特率設(shè)置為 115200，對(duì) GPIO 和 USART 進(jìn)行初始化，實(shí)現(xiàn)串口通信功能。

?時(shí)鐘信息輸出：獲取系統(tǒng)時(shí)鐘頻率，把系統(tǒng)時(shí)鐘、HCLK、PCLK1、PCLK2 和 ADCCLK 的頻率信息通過(guò)串口輸出，方便開(kāi)發(fā)人員了解系統(tǒng)時(shí)鐘狀態(tài)。

2.噪聲波信號(hào)輸出

 // GPIO配置函數(shù)（DAC輸出引腳）
void GPIO_Configuration(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    // 使能GPIOA時(shí)鐘（DAC通道1/2對(duì)應(yīng)PA4/PA5）
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);

    // 配置PA4和PA5為模擬輸入模式（內(nèi)部連接DAC輸出）
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin   = GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_AIN; // 模擬輸入模式（無(wú)需上拉/下拉）
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
}

// DAC配置函數(shù)（噪聲波模式）
void DAC_Configuration(void)
{
    DAC_InitTypeDef DAC_InitStructure;

    // 使能DAC時(shí)鐘（APB1總線）
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_DAC, ENABLE);

    // 配置DAC通道1和2為噪聲波模式
    DAC_InitStructure.DAC_Trigger                      = DAC_Trigger_Software; // 軟件觸發(fā)（非自動(dòng)觸發(fā)）
    DAC_InitStructure.DAC_WaveGeneration               = DAC_WaveGeneration_Noise; // 啟用噪聲波生成
    DAC_InitStructure.DAC_LFSRUnmask_TriangleAmplitude = DAC_TriangleAmplitude_4095; // 噪聲波幅度（全范圍）
    DAC_InitStructure.DAC_OutputBuffer                 = DAC_OutputBuffer_Enable; // 使能輸出緩沖（提高驅(qū)動(dòng)能力）

    // 初始化DAC通道1和2
    DAC_Init(DAC_Channel_1, &DAC_InitStructure);
    DAC_Init(DAC_Channel_2, &DAC_InitStructure);

    // 使能DAC通道
    DAC_Cmd(DAC_Channel_1, ENABLE);
    DAC_Cmd(DAC_Channel_2, ENABLE);

    // 設(shè)置初始輸出數(shù)據(jù)（12位左對(duì)齊，值為0x7FF0，即32784/4096=8.0V？需根據(jù)參考電壓調(diào)整）
    DAC_SetChannel1Data(DAC_Align_12b_L, 0x7FF0); // 通道1初始值
    DAC_SetChannel2Data(DAC_Align_12b_L, 0x7FF0); // 通道2初始值
}

 

?GPIO 配置：使能 GPIOA 時(shí)鐘，把 PA4 和 PA5 引腳配置成模擬輸入模式，作為 DAC 的輸出引腳。

?DAC 配置：使能 DAC 時(shí)鐘，將 DAC 通道 1 和通道 2 配置成軟件觸發(fā)模式，并且設(shè)置為噪聲波生成模式。同時(shí)，開(kāi)啟輸出緩沖，把初始數(shù)據(jù)設(shè)置為 0x7FF0。

?噪聲波輸出：在主循環(huán)里，持續(xù)對(duì) DAC 通道 1 和通道 2 進(jìn)行軟件觸發(fā)，從而讓 PA4 和 PA5 引腳持續(xù)輸出模擬的噪聲波信號(hào)。

3. 輸出重定向

?實(shí)現(xiàn)SER_PutChar和fputc函數(shù)，把printf函數(shù)的輸出重定向到串口，方便開(kāi)發(fā)人員通過(guò)串口輸出調(diào)試信息。

綜上所述，該例程可用于測(cè)試和驗(yàn)證 W55MH32 的 DAC 模塊輸出噪聲波的功能，也可作為開(kāi)發(fā)基于 DAC 輸出噪聲波應(yīng)用的基礎(chǔ)代碼。

1.3 DAC_OutTriangleWave例程

該例程通過(guò)初始化系統(tǒng)時(shí)鐘、串口、GPIO和DAC，利用軟件觸發(fā)DAC生成并輸出雙通道三角波信號(hào)，同時(shí)將系統(tǒng)時(shí)鐘信息通過(guò)串口輸出，用于驗(yàn)證DAC功能和作為信號(hào)源開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)。以下是具體作用的詳細(xì)闡述：

1.初始化配置

?使能系統(tǒng)時(shí)鐘并配置串口（波特率 115200）輸出系統(tǒng)時(shí)鐘頻率（SYSCLK/HCLK/PCLK1/PCLK2/ADCCLK）。

?初始化 GPIOA 的 PA4/PA5 為模擬輸入模式，作為 DAC 輸出引腳。

2.三角波生成配置

// DAC配置函數(shù)：?jiǎn)⒂糜布遣ㄉ?void DAC_Configuration(void)
{
    DAC_InitTypeDef DAC_InitStructure;
    // 使能DAC時(shí)鐘（APB1總線）
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_DAC, ENABLE);
    
    // 配置DAC為軟件觸發(fā)模式，啟用三角波生成
    DAC_InitStructure.DAC_Trigger = DAC_Trigger_Software; // 軟件觸發(fā)（需手動(dòng)調(diào)用觸發(fā)函數(shù)）
    DAC_InitStructure.DAC_WaveGeneration = DAC_WaveGeneration_Triangle; // 三角波模式
    DAC_InitStructure.DAC_LFSRUnmask_TriangleAmplitude = DAC_TriangleAmplitude_2047; // 幅度設(shè)置為2047（半滿(mǎn)量程，12位）
    DAC_InitStructure.DAC_OutputBuffer = DAC_OutputBuffer_Enable; // 使能輸出緩沖（增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)能力）
    
    // 初始化DAC通道1和2
    DAC_Init(DAC_Channel_1, &DAC_InitStructure);
    DAC_Init(DAC_Channel_2, &DAC_InitStructure);
    
    // 使能DAC通道
    DAC_Cmd(DAC_Channel_1, ENABLE);
    DAC_Cmd(DAC_Channel_2, ENABLE);
    
    // 設(shè)置初始數(shù)據(jù)為0（三角波起點(diǎn)）
    DAC_SetChannel1Data(DAC_Align_12b_L, 0); // 12位左對(duì)齊，值為0
    DAC_SetChannel2Data(DAC_Align_12b_L, 0);
}

?DAC 配置為軟件觸發(fā)模式，啟用硬件三角波生成功能。

?設(shè)置三角波幅度為 2047（12 位半滿(mǎn)量程，對(duì)應(yīng)約 1.65V 峰峰值），輸出緩沖使能。

?初始通道數(shù)據(jù)設(shè)為 0，作為波形起點(diǎn)。

3.工作流程

int main(void)
{
    // ...（初始化代碼略）...
    
    printf("DAC Out Triangle Wave Test.n"); // 打印測(cè)試提示
    
    while (1)
    {
        // 軟件觸發(fā)DAC通道1和2轉(zhuǎn)換（生成三角波）
        DAC_SoftwareTriggerCmd(DAC_Channel_1, ENABLE);
        DAC_SoftwareTriggerCmd(DAC_Channel_2, ENABLE);
        
        // 循環(huán)觸發(fā)，頻率由主循環(huán)速度決定（需結(jié)合延時(shí)調(diào)整，當(dāng)前為無(wú)延時(shí)快速觸發(fā)）
    }
}

?主循環(huán)無(wú)限觸發(fā) DAC 軟件轉(zhuǎn)換，PA4/PA5 引腳輸出連續(xù)三角波信號(hào)（0→2047→0 循環(huán)）。

?三角波頻率由軟件觸發(fā)速率決定，需通過(guò)示波器觀察波形。

4.調(diào)試功能

?串口輸出系統(tǒng)時(shí)鐘信息，便于驗(yàn)證硬件配置。

2 下載驗(yàn)證

1.1 DAC_OutDMASineWave例程

程序運(yùn)行后，首先會(huì)通過(guò)串口輸出系統(tǒng)時(shí)鐘相關(guān)頻率信息，告知用戶(hù)SYSCLK、HCLK、PCLK1、PCLK2和ADCCLK的頻率，同時(shí)提示“DAC Out Software Sine Wave Test.”信息：

接著，GPIO、DAC、定時(shí)器和DMA完成配置，定時(shí)器TIM2按照設(shè)定的周期觸發(fā)，借助DMA將正弦波數(shù)據(jù)循環(huán)傳輸?shù)紻AC通道1和通道2，使PA4和PA5引腳持續(xù)輸出模擬的正弦波信號(hào)，之后程序進(jìn)入無(wú)限循環(huán)以維持正弦波的穩(wěn)定輸出：

1.2 DAC_OutNoiseWave例程

程序運(yùn)行后，首先通過(guò)串口輸出系統(tǒng)各時(shí)鐘頻率信息（如SYSCLK、HCLK等），并提示“DAC Out Noise Wave Test.”：

隨后，PA4和PA5引腳持續(xù)輸出由DAC內(nèi)部LFSR生成的12位隨機(jī)噪聲波信號(hào)，電壓值在0-3.3V范圍內(nèi)無(wú)規(guī)律波動(dòng)。主循環(huán)通過(guò)軟件觸發(fā)DAC連續(xù)轉(zhuǎn)換，保持波形輸出，需通過(guò)示波器觀察模擬信號(hào)變化：

1.3 DAC_OutTriangleWave例程

程序運(yùn)行后，首先通過(guò)串口輸出系統(tǒng)時(shí)鐘頻率信息，包SYSCLK、HCLK、PCLK1、PCLK2和ADCCLK的頻率，同時(shí)提示進(jìn)行DAC輸出三角波測(cè)試：

之后，GPIO和DAC完成配置，主循環(huán)中持續(xù)對(duì)DAC通道1和通道2進(jìn)行軟件觸發(fā)，使得PA4和PA5引腳持續(xù)輸出模擬三角波信號(hào)，該信號(hào)幅度為2047（對(duì)應(yīng)12位），并以初始值0為起點(diǎn)進(jìn)行周期性的上升和下降變化，可使用示波器觀察到該連續(xù)穩(wěn)定的三角波波形：

WIZnet 是一家無(wú)晶圓廠半導(dǎo)體公司，成立于 1998 年。產(chǎn)品包括互聯(lián)網(wǎng)處理器 iMCU?，它采用 TOE（TCP/IP 卸載引擎）技術(shù)，基于獨(dú)特的專(zhuān)利全硬連線 TCP/IP。iMCU? 面向各種應(yīng)用中的嵌入式互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。

WIZnet 在全球擁有 70 多家分銷(xiāo)商，在香港、韓國(guó)、美國(guó)設(shè)有辦事處，提供技術(shù)支持和產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)。

香港辦事處管理的區(qū)域包括：澳大利亞、印度、土耳其、亞洲（韓國(guó)和日本除外）。

審核編輯 黃宇