橫跨多領(lǐng)域應(yīng)用，兆易創(chuàng)新GD32150R-EVAL開發(fā)板評(píng)測(cè)

　　半年前，第一次接觸兆易創(chuàng)新科技公司基于Cortex-M3處理器的增強(qiáng)型微控制器開發(fā)板GD32103E EVAL，也是在那時(shí)，了解了國(guó)內(nèi)這個(gè)從Flash領(lǐng)域跨向MCU領(lǐng)域極具勇氣的創(chuàng)新公司。半年多的時(shí)間，兆易科技的微控制器產(chǎn)品從最初的增強(qiáng)型MCU GD32F103系列已發(fā)展成為包括了基本型、互聯(lián)型、超值型6大系列的124種規(guī)格型號(hào)，如此迅猛地發(fā)展，即使站在全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的角度來(lái)看，用空前絕后來(lái)形容也不為過。

　　愛板網(wǎng)先前評(píng)測(cè)過兆易創(chuàng)新科技的功能強(qiáng)大的GD32103E EVAL開發(fā)板以及面向互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的GD32107C EVAL開發(fā)板，相信看過的朋友或多或少留下了不少印象，如軟硬件兼容STM32F系列微控制器，同時(shí)又具有創(chuàng)新的零等待技術(shù)，更優(yōu)的性能等特點(diǎn)。這次，愛板網(wǎng)又拿到了兆易最新推出的基于超值型MCU的開發(fā)板GD32150R-EVAL評(píng)估板，一起去瞧瞧又會(huì)帶給我們?cè)鯓拥捏@喜。

　　GD32150R-EVAL評(píng)估板

　　剛拿到兆易創(chuàng)新GD32150R-EVAL開發(fā)板最直觀的感受是包裝盒變靚了，整體呈現(xiàn)乳白色色調(diào)的包裝盒正面印有GD32產(chǎn)品系列的一個(gè)大黑Logo，包裝盒采用翻蓋式設(shè)計(jì)，從正邊緣輕輕拉起就能打開，接觸點(diǎn)用一小塊磁鐵吸合，非常注意細(xì)節(jié)。

　　包裝盒內(nèi)采用了分隔式設(shè)計(jì)，僅有一塊用防靜電袋保護(hù)的GD32150R-EVAL板卡以及一根80多cm長(zhǎng)的mini USB線，不過對(duì)于像筆者一樣使用臺(tái)式機(jī)并且主機(jī)放在桌子下面的朋友來(lái)說(shuō)，這根mini USB線的長(zhǎng)度就有不夠看了，這也是很多無(wú)論國(guó)外國(guó)內(nèi)廠商都存在的問題。

　　GD32150R-EVAL開發(fā)板硬件

　　當(dāng)從防靜電袋拿出GD32150R-EVAL開發(fā)板，仔細(xì)打量的時(shí)候，才真正能感受到這和之前的GD32103E EVAL開發(fā)板以及GD32107C EVAL開發(fā)板的與眾不同之處，或者說(shuō)風(fēng)格迥異。首先不同于先前兩款深藍(lán)色的PCB板，這次采用了綠色阻焊油墨加工，另外板卡增加了很多小功能，如紅外收發(fā)、觸摸傳感條(TSI)，蜂鳴器等，不過，比較可惜的是板卡自帶屏幕的尺寸有所減少(2.2寸)，并且未配置觸摸屏，我們先一起看下GD32150R-EVAL開發(fā)板整個(gè)硬件情況。

　　GD32150R-EVAL開發(fā)板正反面

　　GD32150R-EVAL開發(fā)板板載資源：

　　基于Cortex-M3內(nèi)核的32位微控制器GD32F150R8T6，最大主頻位72MHz

　　微控制器GD32F150R8T6所有IO引腳都通過排針座引出，方面調(diào)試、DIY，板載后備電池座

　　2.2寸TFT LCD屏幕、紅外收發(fā)器、蜂鳴器、microSD卡功能、觸摸傳感條(TSI)、2Kb EEPROM

　　RS485接口、DAC、ADC接口、HDMI-CEC接口，標(biāo)準(zhǔn)20pinJTAG接口座(支持SWD調(diào)試)，3.5mm音頻接口

　　5V miniUSB線供電接口、4個(gè)機(jī)械按鍵(RESET/WAKE UP/USER/TAMPER)、復(fù)用功能跳帽、LED*4

　　從板載的功能不難發(fā)現(xiàn)GD32150R-EVAL開發(fā)板”簡(jiǎn)單粗暴“，橫跨各個(gè)不同的領(lǐng)域，有適合入門級(jí)的點(diǎn)亮LED流水燈、蜂鳴器等功能，又有模擬類控制的DAC、ADC、音頻接口，或者是面向工業(yè)級(jí)的領(lǐng)域的RS485、觸摸感應(yīng)條(TSI)等功能，可以說(shuō)，針對(duì)不同的用戶都有很好的適用性。而微控制器所有IO口引腳通過排針座引出則大大方便了用戶調(diào)試、DIY，更能充分從用戶角度去理解微控制器功能，雖然這僅僅是一個(gè)很簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)，但讓我們看到了設(shè)計(jì)者為用戶考慮的初心，值得稱道。

　　微控控制器GD32F150R8T6

　　簡(jiǎn)單的看了GD32150R-EVAL開發(fā)板的硬件功能后，我們重點(diǎn)來(lái)看看這顆被稱為超值型MCU GD32F150R8T6有何特點(diǎn)。

　　GD32F150R8T6微控控制器

　　微控制器GD32F150R8T6硬件系統(tǒng)框圖

　　GD32F150R8T6微控控制器特性：

　　基于ARM Cortex-M3處理器，最大支持72MHz主頻，集成64KB FLASH、8KB SRAM

　　16位通用定時(shí)器*5、32位GPTM*1、16位Adv. TM*1、16位Basic TM*1、系統(tǒng)時(shí)鐘*1、看門狗*2、RTC*1

　　USART*2、I2C*2、SPI*2、I2S*1、USB2.0 FS*1、HDMI CEC*1、EXTI*16

　　最大擴(kuò)展55GPIO口、18路電容感應(yīng)觸摸通道(TSI)、兩個(gè)模擬電壓比較器、1個(gè)16通道的12位 SAR ADC、1個(gè)12位DAC

　　目前兆易GD32F150系列微控制器總共有10款產(chǎn)品，從超小型的TSSOP20封裝到還可以接受的LQFP64封裝，基本功能保持一致，只是在Flash、SRAM以及外設(shè)接口的數(shù)量上有所增減，其GD32F150系列的微控制器都支持兆易特有的

　　專利技術(shù)——內(nèi)核訪問閃存高速零等待技術(shù)，同時(shí)都具有3種省電模式：睡眠模式、深度睡眠模式以及待機(jī)模式。GD32F150系列微控制器支持2.6V~3.3V供電，部分IO可承受5V電平，防止在不當(dāng)?shù)牟僮鳁l件下意外損壞芯片。

　　而板載的GD32F150R8T6微控制器在這個(gè)系列之中無(wú)疑是最高規(guī)格配置的一款產(chǎn)品，集成64KB FLASH、8KB SRAM,最大可支持?jǐn)U展55個(gè)GPIO口，用戶可以通過GD32150R-EVAL開發(fā)板微控制器旁引出的IO口排針座高度靈活DIY。

　　GD32F150R8T6微控制器的特點(diǎn)使之在眾多場(chǎng)合都有非常廣闊的應(yīng)用前景，如工業(yè)控制、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、用戶界面、警報(bào)系統(tǒng)、GPS、游戲等領(lǐng)域。

　　微控制器外圍硬件電路

　　兆易GD32150R-EVAL開發(fā)板上的功能基本與愛板網(wǎng)先前評(píng)測(cè)的GD32103E EVAL開發(fā)板以及GD32F107C EVAL開發(fā)板上都有重復(fù)，不再一一細(xì)說(shuō)，重點(diǎn)還是看下幾個(gè)不同之處。

　　GD32150R-EVAL開發(fā)板LCD

　　取下板卡LCD屏幕模塊，會(huì)發(fā)現(xiàn)被掩蓋的板載紐扣電池座以及LCD模塊背面的SD卡座，不過這里就有些詫異了，開發(fā)板本身已經(jīng)板載一個(gè)microSD卡座，有必要再搞一個(gè)SD卡座嗎?確實(shí)沒必要，事實(shí)證明，這個(gè)SD卡座是徒有其表的，部分信號(hào)線未連接，是無(wú)法使用的，只是不知道安置在這是什么意思。不過看兩個(gè)板不同顏色，很容易讓人猜想到不是GD32150R-EVAL開發(fā)板專用的，可能是其他板卡上的兼容模塊。

　　當(dāng)然，除了LCD屏幕模塊的處理讓人覺得有些粗糙外，其他幾個(gè)閃光點(diǎn)真心讓人覺得不錯(cuò)，比如紅外收發(fā)器電路，大大方便了喜歡折騰、學(xué)習(xí)紅外遙控原理的朋友，又或者是電容觸摸感應(yīng)功能(TSI)，這是無(wú)論在工業(yè)控制或者家電產(chǎn)品都很實(shí)用的一項(xiàng)功能，在這之前愛板網(wǎng)評(píng)測(cè)過的ST、Atmel、Freescale等開發(fā)板都有類似功能，原理相似，有興趣的朋友可以參考Atmel的QTouch原理。除此之外，接下來(lái)的兩個(gè)功能光敏電阻、HDMI CEC也讓筆者眼前一亮，見下圖。

　　光敏電阻及HDMI CEC功能

　　光敏電阻大家都不陌生，筆者習(xí)慣稱作為光電傳感器，這可以說(shuō)是最早的一批邁入傳感器類別的電子元件，在這板卡上為什么值得筆者推崇?光敏電阻雖然只是一個(gè)簡(jiǎn)單的小電路，但是對(duì)于初次接觸開發(fā)板的用戶，用它來(lái)配合其他電子元件如蜂鳴器或者LED來(lái)實(shí)現(xiàn)光控的鳴叫或者LED點(diǎn)亮熄滅是非常有意義的，也能促使在枯燥的學(xué)習(xí)中找到樂趣，筆者確實(shí)不知道設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)這個(gè)電路的初衷，但這確實(shí)實(shí)實(shí)在在的提高了板卡開發(fā)的一些樂趣。

　　.HDMI CEC

　　另一個(gè)HDMI CEC功能可能沒有接觸過的朋友就比較陌生了，CEC即消費(fèi)電子控制，而HDMI CEC則就是為所有通過HDMI線連接的家庭視聽設(shè)備提供高級(jí)功能的一種協(xié)議，即你可以通過一個(gè)遙控器對(duì)這些通過HDMI線連接且所有連接電器都支持CEC功能的設(shè)備進(jìn)行交互和控制。

　　在HDMI接口中定義第13腳為CEC引腳，在低電平狀態(tài)發(fā)送數(shù)據(jù)，從GD32150R-EVAL開發(fā)板上我們能看到CEC控制器采用了單根雙向線來(lái)接受和發(fā)送數(shù)據(jù)，其CEC引腳通過一個(gè)27kΩ的上拉電阻連接到3.3V電壓，如下圖所示。

　　HDMI-CEC控制器原理框圖

　　看完了兆易創(chuàng)新GD32150R-EVAL開發(fā)板上零零總總的功能，有種”麻雀雖小，五臟俱全“的感慨，從側(cè)面也能反應(yīng)出兆易對(duì)用心開發(fā)自己產(chǎn)品的態(tài)度，這點(diǎn)值得一些在新領(lǐng)域開拓的創(chuàng)新公司借鑒，下圖則是開發(fā)板的硬件框圖全貌，可能省去了部分功能。

　　GD32150R-EVAL開發(fā)板硬件框圖

　　上電啟動(dòng)

　　如一開始筆者所說(shuō)，GD32150R-EVAL開發(fā)板提供的自帶miniUSB線太短了，上電還操作還是要借助筆者從其它板卡上挪過來(lái)的”超長(zhǎng)“miniUSB線。上電后，板卡自帶程序啟動(dòng)，LCD屏幕顯示start 0，不過搗鼓了半天，也沒明白過來(lái)出廠內(nèi)置的是一個(gè)什么程序，如下圖。

　　GD32150R-EVAL開發(fā)板出廠內(nèi)置程序

　　不過，沒關(guān)系，兆易提供了相當(dāng)多的例程，基本囊括了板卡所有的功能演示，回頭可以慢慢研究?，F(xiàn)在有必要介紹一下板卡在下載新程序前的一些準(zhǔn)備工作：

　　硬件工具，目前GD32150R-EVAL開發(fā)板上的接口支持J-LINK,或者ST-LINK的SWD下載、調(diào)試等操作。

　　軟件工具，GD32150R-EVAL開發(fā)板支持市面上常用的IAR或者Keil軟件進(jìn)行編譯、下載、調(diào)試等操作;單單下載軟件的話還有兆易創(chuàng)新公司專有的GD MCU ISP Programmer軟件或者適合量產(chǎn)使用的GigaDevice MCU Multi-port download tool軟件。

　　配置IDE工具的FLM配置文件，包括Keil、IAR(配置文件由兆易提供)

　　OK，介紹了基本的板卡開發(fā)工具以及文件配置，筆者挑幾個(gè)有代表性的例程演示下。不過，在這之前不得不抱怨下，筆者開始使用的是Keil IDE工具以及clone版J-Link硬件調(diào)試工具，但是，由于使用的時(shí)候手一抖去點(diǎn)擊了J-LINK固件升級(jí)，結(jié)果，結(jié)果發(fā)生的事大家都該清楚，J-LINK掛了，無(wú)奈，暫時(shí)沒法使用，好在GD32150R-EVAL開發(fā)板也支持ST-LINK調(diào)試工具，所以最終結(jié)果就是借助ST板卡上對(duì)外的SWD調(diào)試工具，由于目標(biāo)板本身有供電電源，SWD下載的話最少只要連接3根線即可，即數(shù)據(jù)/時(shí)鐘/地 信號(hào)線，見下圖。

　　以電容感應(yīng)觸摸(TSI)例程為例，載入例程，我們發(fā)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)的資料就是好，有中文注釋，這可大大方便了國(guó)內(nèi)的開發(fā)用戶。

　　電容感應(yīng)觸摸(TSI)例程

　　下載前我們必須選擇正確的硬件工具以及FLM，例程默認(rèn)的硬件調(diào)試工具是J-LINK，此時(shí)我們要設(shè)置成ST-LINK，另外FLM設(shè)置成對(duì)應(yīng)的GD32F1x0468，見下圖

　　FLM配置文件設(shè)置

　　編譯，下載，完成后按一下板卡上的復(fù)位鍵就可以運(yùn)行剛下載完的程序，可以看到LCD屏幕顯示類似音量增加條圖標(biāo)，而通過手指在觸摸感應(yīng)條上的滑動(dòng)LCD屏幕出現(xiàn)對(duì)應(yīng)的進(jìn)度條顯示，見下圖

　　電容感應(yīng)觸摸(TSI)演示

　　接著我們?cè)賮?lái)看下microSD卡例程，同樣的步驟流程，見下圖

　　microSD卡例程測(cè)試

　　沒有J-LINK，發(fā)現(xiàn)用ST-LINK硬件調(diào)試工具也非常不錯(cuò)。下面我們?cè)儆糜谜滓鬃约业腉D MCU ISP Programmer軟件工具下載程序看看。ISP下載需要連接串口COM1，并且將啟動(dòng)模式設(shè)置為SRAM 啟動(dòng)模式，所以需要將Boot0跳帽短接到+3.3V處，見下圖

　　連接串口COM1，設(shè)置Boot0

　　打開ISP下載軟件

　　ISP下載軟件界面

　　其默認(rèn)設(shè)置基本不用更改，直接點(diǎn)擊下一步，直到如下的下載配置界面，選擇”下載到設(shè)備“選項(xiàng)，打開編譯完成的hex文件路徑，這里筆者以LCD屏幕測(cè)試?yán)虨槔?/p>

　　配置下載路徑

　　點(diǎn)擊 下一步進(jìn)行下載，下載完成后將Boot0跳帽恢復(fù)到GND處，復(fù)位開發(fā)板，板卡就出現(xiàn)了下載的LCD屏幕測(cè)試程序，見下圖

　　LCD屏幕顏色測(cè)試

　　LCD屏幕文字測(cè)試

　　在沒有J-LINK或者ST-LINK的情況下，ISP軟件不失為一個(gè)非常棒的下載工具，可以做到物盡其用。兆易創(chuàng)新科技的另一個(gè)量產(chǎn)下載工具操作和ISP下載軟件類似，這里不再重復(fù)了，有興趣的可以去兆易的技術(shù)支持論壇下載。從了解，到使用，我們基本把GD32150R EVAL開發(fā)板的情況摸了個(gè)透，在繼承了上幾代開發(fā)板的優(yōu)點(diǎn)外，又發(fā)掘了不少新的功能，無(wú)論是對(duì)剛學(xué)習(xí)Co rtex-M3處理器的朋友還是本身用Cortex-M3微控制器開發(fā)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)，這都是一款極易上手使用的開發(fā)板。

　　小結(jié)

　　介紹了兆易創(chuàng)新科技最新開發(fā)板GD32150R EVAL的軟硬件情況——基于Cortex-M3處理器的超值型的微控制器GD32F150R8T6，橫跨各領(lǐng)域的多種功能，如電容觸摸感應(yīng)(TSI)、紅外收發(fā)功能、HDMI-CEC功能等，支持市面上常用的IDE設(shè)計(jì)工具Keil、IAR，又有自家開發(fā)的ISP下載軟件以及量產(chǎn)的專用下載工具，支持J-LINK、ST-Link等強(qiáng)大的硬件調(diào)試工具，加之不少的中文資料支持，本土企業(yè)的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，綜合來(lái)說(shuō)，這是一款性價(jià)比極高的、面向多領(lǐng)域的、可開發(fā)、可折騰的作為由8位、16位微控制器向32位過渡的絕佳替代品。