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，性價(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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第十四章 ADC（下篇）

1 例程設(shè)計(jì)

1.1 ADC_Double例程

這是一個(gè)基于 W55MH32 的 ADC（模擬 - 數(shù)字轉(zhuǎn)換器）雙模式測(cè)試?yán)獭Ｋ闹饕δ苁桥渲么?、ADC 和 DMA，并且通過(guò) ADC1 和 ADC2 同時(shí)對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行采樣，最后把采樣結(jié)果通過(guò)串口打印出來(lái)。下面是對(duì)這個(gè)例程的設(shè)計(jì)分析：

1.系統(tǒng)初始化

?配置系統(tǒng)時(shí)鐘、延時(shí)函數(shù)、串口、ADC 和 DMA。

?打印系統(tǒng)時(shí)鐘頻率信息。

2.ADC 雙模式采樣

?ADC1 和 ADC2 工作于規(guī)則同步模式，同時(shí)對(duì)通道 0 和通道 1 進(jìn)行采樣。

?轉(zhuǎn)換結(jié)果通過(guò) DMA 傳輸?shù)絻?nèi)存緩沖區(qū)。

void ADC_Configuration(void)
{
    ADC_InitTypeDef  ADC_InitStructure;
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_ADC1 | RCC_APB2Periph_ADC2, ENABLE);

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin   = GPIO_Pin_0;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_AIN;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div8);
    ADC_DeInit(ADC1);
    ADC_DeInit(ADC2);

    // 配置為規(guī)則同步模式
    ADC_InitStructure.ADC_Mode               = ADC_Mode_RegSimult; 
    ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode       = DISABLE;
    ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;
    ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv   = ADC_ExternalTrigConv_None;
    ADC_InitStructure.ADC_DataAlign          = ADC_DataAlign_Right;
    ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel       = 1;
    ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);
    ADC_Init(ADC2, &ADC_InitStructure);

    /* channel configuration */
    ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_0, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5);
    ADC_RegularChannelConfig(ADC2, ADC_Channel_1, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5);

    /* module enablement */
    ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);
    ADC_Cmd(ADC2, ENABLE);

    /* adc calibration */
    ADC_ResetCalibration(ADC1);
    while (ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));
    ADC_StartCalibration(ADC1);
    while (ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));
    ADC_ResetCalibration(ADC2);
    while (ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC2));
    ADC_StartCalibration(ADC2);
    while (ADC_GetCalibrationStatus(ADC2));

    DMA_Configuration();
}

3.數(shù)據(jù)處理與輸出

?DMA 傳輸完成后觸發(fā)中斷，將 ADC 數(shù)字值轉(zhuǎn)換為電壓值并通過(guò)串口打印。

void DMA1_Channel1_IRQHandler(void)
{
    if (DMA_GetITStatus(DMA1_IT_TC1) != RESET)
    {
        DMA_ClearITPendingBit(DMA1_IT_TC1);
        DMA_ClearFlag(DMA1_FLAG_TC1);

        // 數(shù)據(jù)處理與輸出
        printf("ADC1 Code Value = %d ,voltage value = %2.4fn", DAM_ADC_Value[0] & 0xFFFF,
               (float)VREF * (DAM_ADC_Value[0] & 0xFFFF) / 4095 / 1000);
        printf("ADC2 Code Value = %d ,voltage value = %2.4fn", (DAM_ADC_Value[0] >> 16) & 0xFFFF,
               (float)VREF * ((DAM_ADC_Value[0] >> 16) & 0xFFFF) / 4095 / 1000);
    }
}

1.2 ADC_Single例程

該例程是一個(gè)基于 W55MH32 微控制器的 ADC 單通道采樣程序，主要功能是周期性采集模擬輸入信號(hào)并通過(guò)串口輸出 ADC 值及其對(duì)應(yīng)的電壓。以下是詳細(xì)的工作流程總結(jié)：

1.時(shí)鐘配置

?獲取系統(tǒng)各時(shí)鐘頻率（SYSCLK/HCLK/PCLK/ADCCLK），并通過(guò)串口打印。

2.UART 配置

?初始化 USART1 為 115200 波特率，用于串口輸出數(shù)據(jù)。

3.ADC 配置

?使能 ADC1 時(shí)鐘，配置 PA6 為模擬輸入模式。

?ADC 工作在獨(dú)立模式，禁用連續(xù)轉(zhuǎn)換，啟用掃描模式（單通道時(shí)僅觸發(fā)一次轉(zhuǎn)換）。

?執(zhí)行 ADC 校準(zhǔn)以確保精度。

void ADC_Configuration(void)
{
    uint32_t         i;
    ADC_InitTypeDef  ADC_InitStructure;
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    // 使能 ADC1 和 GPIOA 時(shí)鐘
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);

    // 配置 PA6 為模擬輸入模式
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin   = ADC_TEST_CHANNEL_PIN; // PA6
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_AIN;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    // ADC 時(shí)鐘配置（PCLK2 的 1/8）
    RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div8);
    ADC_DeInit(ADC1); // 復(fù)位 ADC1

    // ADC 初始化配置
    ADC_InitStructure.ADC_Mode               = ADC_Mode_Independent; // 獨(dú)立模式
    ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode       = ENABLE;               // 啟用掃描模式（單通道時(shí)僅轉(zhuǎn)換一次）
    ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;              // 禁用連續(xù)轉(zhuǎn)換，需軟件觸發(fā)
    ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv   = ADC_ExternalTrigConv_None; // 軟件觸發(fā)
    ADC_InitStructure.ADC_DataAlign          = ADC_DataAlign_Right;  // 右對(duì)齊
    ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel       = CONV_CHANNEL_NUM;     // 通道數(shù)（1）
    ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);

    // 配置 ADC 通道（通道 6，采樣時(shí)間 239.5 周期）
    for (i = 0; i < CONV_CHANNEL_NUM; i++)
    {
        ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_CovChannel[i], i + 1, ADC_SampleTIME[i]);
    }

    // 啟動(dòng) ADC 轉(zhuǎn)換并使能 ADC
    ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);
    ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);

    // ADC 校準(zhǔn)
    ADC_ResetCalibration(ADC1);
    while (ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));
    ADC_StartCalibration(ADC1);
    while (ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));

    // 配置 DMA 傳輸
    DMA_Configuration();
}

4.DMA 配置

?設(shè)置 DMA1 通道 1 為循環(huán)模式，將 ADC 數(shù)據(jù)寄存器（ADC1->DR）的數(shù)據(jù)傳輸?shù)絻?nèi)存數(shù)組DAM_ADC_Value。

?使能 DMA 傳輸完成中斷（TC 中斷），觸發(fā)數(shù)據(jù)處理。

1.3 ADC_VrefintTemper例程

該例程是一個(gè)基于 W55MH32 的 ADC 多通道采樣程序，主要用于同時(shí)采集內(nèi)部溫度傳感器和 VREFINT（內(nèi)部參考電壓）的模擬信號(hào)，并通過(guò)串口輸出測(cè)量結(jié)果。以下是其主要工作流程如下：

1.系統(tǒng)初始化

a.UART 配置：初始化 USART1 為 115200 波特率，用于串口輸出。

b.ADC 配置：使能 ADC1 時(shí)鐘，配置為獨(dú)立模式，啟用掃描模式（多通道依次轉(zhuǎn)換）。

?配置通道 16（溫度傳感器）和通道 17（VREFINT），采樣時(shí)間 239.5 周期。

?校準(zhǔn) ADC 并使能內(nèi)部溫度傳感器和 VREFINT。

ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = ENABLE; // 啟用掃描模式，多通道依次轉(zhuǎn)換
ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE; // 禁用連續(xù)轉(zhuǎn)換，需軟件觸發(fā)
ADC_TempSensorVrefintCmd(ENABLE); // 使能內(nèi)部溫度傳感器和VREFINT

c.DMA 配置：設(shè)置 DMA1 通道 1 為循環(huán)模式，將 ADC 數(shù)據(jù)寄存器（ADC1->DR）的數(shù)據(jù)傳輸?shù)絻?nèi)存數(shù)組DAM_ADC_Value。

?使能 DMA 傳輸完成中斷（TC 中斷）。

2.主循環(huán)邏輯

a.每秒調(diào)用ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE)觸發(fā) ADC 轉(zhuǎn)換。

b.延時(shí) 1 秒后重復(fù)觸發(fā)，實(shí)現(xiàn)周期性采樣。

3.數(shù)據(jù)處理與輸出

void DMA1_Channel1_IRQHandler(void)
{
    if (DMA_GetITStatus(DMA1_IT_TC1) != RESET) // 檢查傳輸完成中斷
    {
        DMA_ClearITPendingBit(DMA1_IT_TC1); // 清除中斷標(biāo)志
        DMA_ClearFlag(DMA1_FLAG_TC1);

        // 計(jì)算溫度傳感器和VREFINT的電壓值（VREF=3.3V，ADC精度12位）
        float tempVoltage = (float)VREF * DAM_ADC_Value[0] / 4095 / 1000; // 溫度傳感器電壓
        float vrefintVoltage = (float)VREF * DAM_ADC_Value[1] / 4095 / 1000; // VREFINT電壓

        // 串口輸出結(jié)果
        printf("Temperature Sensor AD Value: %d, Voltage: %.4f Vt", DAM_ADC_Value[0], tempVoltage);
        printf("VREFINT AD Value: %d, Voltage: %.4f Vn", DAM_ADC_Value[1], vrefintVoltage);
    }
}

a.DMA 中斷處理：當(dāng) DMA 傳輸完成時(shí)，觸發(fā)DMA1_Channel1_IRQHandler。

b.電壓計(jì)算：根據(jù)公式電壓 = VREF × ADC值 / 4095 / 1000 計(jì)算實(shí)際電壓值（VREF=3.3V）。

c.串口打印：輸出溫度傳感器和 VREFINT 的 ADC 值及電壓值。

2 下載驗(yàn)證

2.1 ADC_Double例程

程序運(yùn)行時(shí)，ADC1和ADC2以規(guī)則同步模式周期性采樣兩個(gè)模擬通道（PA0和PA1），轉(zhuǎn)換結(jié)果通過(guò)DMA傳輸至內(nèi)存。每次DMA傳輸完成后觸發(fā)中斷，在中斷中計(jì)算并通過(guò)串口打印ADC1和ADC2的原始數(shù)值（12位）及對(duì)應(yīng)的電壓值（單位：V），顯示間隔由主循環(huán)中的1秒延時(shí)控制。系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)會(huì)輸出各時(shí)鐘頻率參數(shù)，隨后每秒更新一次ADC數(shù)據(jù)。

2.2 ADC_Single例程

程序運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)首先輸出各時(shí)鐘頻率參數(shù)，隨后每秒觸發(fā)一次ADC1通道6（PA6）的模擬信號(hào)采樣。ADC轉(zhuǎn)換結(jié)果通過(guò)DMA自動(dòng)傳輸至內(nèi)存，每次DMA傳輸完成后觸發(fā)中斷，在中斷服務(wù)函數(shù)中計(jì)算并通過(guò)串口打印ADC原始值（12位）及對(duì)應(yīng)的電壓值（單位：V）。系統(tǒng)以1秒為間隔循環(huán)觸發(fā)采樣，實(shí)現(xiàn)周期性數(shù)據(jù)更新，最終在串口終端每秒顯示一次ADC數(shù)據(jù)。

2.3 ADC_VrefintTemper例程

程序運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)首先輸出各時(shí)鐘頻率參數(shù)，隨后每秒觸發(fā)一次ADC1通道16（內(nèi)部溫度傳感器）和通道17（VREFINT）的模擬信號(hào)采樣。ADC轉(zhuǎn)換結(jié)果通過(guò)DMA自動(dòng)傳輸至內(nèi)存，每次DMA傳輸完成后觸發(fā)中斷，在中斷服務(wù)函數(shù)中計(jì)算并通過(guò)串口打印兩個(gè)通道的ADC原始值（12位）及對(duì)應(yīng)的電壓值（單位：V）。系統(tǒng)以1秒為間隔循環(huán)觸發(fā)采樣，實(shí)現(xiàn)周期性數(shù)據(jù)更新，最終在串口終端每秒顯示一次內(nèi)部溫度傳感器和VREFINT的測(cè)量結(jié)果。

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。

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