智能车竞赛：Infineon TC264单片机使用总结&快速入门

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

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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：

typedef enum
{
    GPI_FLOATING_IN,       // 定义管脚浮空输入
    GPI_PULL_UP    ,       // 定义管脚上拉输入
    GPI_PULL_DOWN  ,       // 定义管脚下拉输入

    GPO_PUSH_PULL  ,       // 定义管脚推挽输出
    GPO_OPEN_DTAIN ,       // 定义管脚开漏输出
}gpio_mode_enum;

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

void pit_close               (pit_index_enum pit_index);
void pit_start               (pit_index_enum pit_index);
void pit_all_close           (void);
void pit_disable             (pit_index_enum pit_index);
void pit_enable              (pit_index_enum pit_index);

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

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 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：

void    uart_write_byte_wait                (uart_index_enum uart_n, const uint8 dat);
void    uart_write_byte                     (uart_index_enum uartn, const uint8 dat);
void    uart_write_buffer                   (uart_index_enum uartn, const uint8 *buff, uint32 len);
void    uart_write_string                   (uart_index_enum uartn, const char *str);

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

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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~