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【AB32VG1】按键控制RGB（GPIO测评教程）

发布于 2021-03-24 11:46:59 浏览：1214 订阅该版

[TOC]

# 【AB32VG1】开发板测评：RGB彩灯

最近参加了RT-Thread社区的一个活动，报名了一款开发板的测评，有幸入选成为第一批测评人员，申请了一块中科蓝讯的开发板AB32VG1，测评任务是GPIO测试，作为点灯老手，本次测评准备使用矩阵键盘输入控制信号，GPIO模拟PWM的方式，输入三路PWM来改变RGB彩灯的颜色

## 一、初始准备

### 1.硬件平台

AB32VG1开发板

![20210318170127.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210324/9db7f0652438810060b5cb5ae604d058.png)

芯片介绍：

CPU：AB5301A；（LQFP48 封装，主频 120M，片上集成 RAM 192K, flash 8 Mbit，ADC，PWM，USB，UART，IIC 等资源）

Flash和RAM真大，感觉专门为了RT-Thread配置的，适合上RTT完整版

### 2.软件平台

RT-Thread Stdio软件平台

Downloader下载平台

![20210318172331.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210324/8dee1140bf47cb1b5c1edc00064aaf74.png)

## 二、操作步骤

### 1.RTT环境生成

- 新建RTT项目

新建RTT控件如下

![20210209213346.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210324/b90e144a3d23477f30f597deb463189c.png)

选择基于开发板的项目，填写工程名字，选择我们使用到的开发板（AB32VG1），调试器我们随便选，下载方式不是通过此处下载

![20210318180626.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210324/3a754b19990b1fc06fef47d4824606d4.png)

注意：如果第一次使用RISC-V芯片需要安装工具链，在SDK管理器中下载工具链

![20210318193859.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210324/20296a32a44589319b3f1b8d0fd40f40.png)

然右击项目名称，进入属性

![20210318194757.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210324/df8b27e5422f0ee3b986d53fc2f85a93.png)

找到MCU->RISC-V ToolchainsPat ，配置Tool的环境，在软件安装位置下面的路径中

```
软件安装位置\RT-ThreadStudio\repo\Extract\ToolChain_Support_Packages\RISC-V\RISC-V-GCC\10.1.0\bin
```

![20210318195006-1616068381724.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210324/e581b14e7cad487856e224cacc5cfdd1.png)

工程新建后左边的项目资源管理器会显示我们的工程，我们把他展开,并且编译一下，编译结果如下

![20210318195444.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210324/f074ed4207d1ef28ba8f4fba3c467f5b.png)

- 新建程序文件

新建一个Hardware文件夹，建立一个pwm.c和.h文件，再建立一个key_board.c和.h文件，建立后如下

![20210318201808.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210324/e66000514518b1953db850b06be17649.png)

### 2.RTT程序编写

- 程序源码

创建之后分别写入头文件和.c文件的代码

**PWM文件**

头文件代码简单理解，不用多说，c语言基本格式

```c
#ifndef PWM_H__
#define PWM_H__
//GPIO模拟PWM的GPIO初始化
void pwm_init(void);
//GPIO模拟PWM的实体
void pwm_entry(void);

#endif
```

.c文件逻辑如下，我们点亮LED是对IO口进行操作，在RTT里面，IO口的在drv_gpio.c内定义为引脚，我们在drv_gpio.c里面找到对应引脚，在开发板原理图上RGB引脚对应IO口如下：

![20210318203236.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210324/c8d406b945ac3c7b6c6a542a909ba927.png)

PE1---R / PE4---G / PA2---B

找到对应的GPIO口之后，我们创建一个RGB_GPIO_INIT初始化函数，对使用到的三个RGB的GPIO口进行初始化，GPIO初始化的步骤很简单，因为是基于板载工程，创建首先获取板载资源IO口，这里是R、G、B三个口，获取后返回一个GPIO对象，对对象进行操作，配置模式，在之后的读取与写入也是对对象进行操作，初始化GPIO的同时，也创建一个PWM产生线程，初始化代码如下：

```c
//GPIO模拟PWM的GPIO初始化
void pwm_init(void)
{
    rt_thread_t tid;
    rt_err_t ret = RT_EOK;
    //返回句柄
    R = rt_pin_get(LED_R);
    G = rt_pin_get(LED_G);
    B = rt_pin_get(LED_B);

/* 设置PIN脚模式为输出 */
    rt_pin_mode(R, PIN_MODE_OUTPUT);
    rt_pin_mode(G, PIN_MODE_OUTPUT);
    rt_pin_mode(B, PIN_MODE_OUTPUT);

rt_pin_write(R, PIN_HIGH);
    rt_pin_write(G, PIN_HIGH);
    rt_pin_write(B, PIN_HIGH);

tid = rt_thread_create("pwm_rgb",
                            pwm_entry,
                            RT_NULL,
                            512,
                            10,
                            20);
    if (tid != RT_NULL)
    {
        //创建线程
        rt_thread_startup(tid);
    }
    else
    {
        ret = RT_ERROR;
    }
}
```

GPIO初始化完成后，我们对三个GPIO口编写模拟PWM线程函数（非寄存器比较输出），我先分享一下GPIO**模拟PWM**的概念，PWM的含义：一般指脉冲宽度调制，实际上就是一个周期方波，其中高电平占据整个周期的比例叫做占空比，我们先设置一个传入当前周期计数数目，用于与整个周期计数长度进行比较，当当前计数周期数目小于我们设定的比较值时，GPIO输出高电平，否则输出低电平，我们单独设置一个线程，线程内部延时10ms，每次执行对一个当前进行计数周期+1，大于最大周期则复位，继续循环，函数主体如下，我们只要改变三个传入的比较值就可以改变PWM，从而形成RGB灯光效果的改变！

PWM线程主体

```c
//GPIO模拟PWM的实体
void pwm_entry(void* p)
{
    uint8_t count;
    while(1)
    {
        //设定脉宽200ms
        count++;
        count %=10;
        rt_thread_mdelay(1);
        //模拟pwm比较
        //红色的pwm输出
        if(count>a)
        {
            rt_pin_write(R, PIN_LOW);
        }
        else {
            rt_pin_write(R, PIN_HIGH);
        }
        //绿色的PWM输出
        if(count>b)
        {
            rt_pin_write(G, PIN_LOW);
        }
        else {
            rt_pin_write(G, PIN_HIGH);
        }
        //蓝色的pwm输出
        if(count>b)
        {
            rt_pin_write(B, PIN_LOW);
        }
        else
        {
            rt_pin_write(B, PIN_HIGH);
        }
    }
}

```

以上两个函数用到的变量的定义

```c
//使用板载资源
#define LED_R "PE.1"
#define LED_G "PE.4"
#define LED_B "PA.2"

uint8_t R,G,B;   //GPIO口句柄
uint8_t a,b,c;    //比较值
```

**key_board.c文件**

RGB驱动编写好了，下面我们就是编写按键的驱动，这里RGB彩灯有三个通道，每个通道都需要一个数值增加按键和数值减少按键，蓝讯板子上没有如此多的按键，所以我焊接外扩了六个按键（本来想使用矩阵键盘的，但奈何我的矩阵键盘模块丢了，所以就焊接了6个）原理图接口如下，按键为按下产生上升沿

![20210324104401.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210324/90fd078eb4b4479f3e4f20d46ee30813.png)

实物图如下：

![_795135468_IMG_20210323_232907_1616513348000_wifi.jpg](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210324/528cf5926c5a5b11c869244829af7564.jpg)

功能图：

![20210324104108.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210324/074f851628b62b84fd8e56641ce48955.png)

按键程序的编写有两种方式：第一种是一直死循环扫描读取对应的GPIO电平，当按键按下时程序执行，第二种则是通过外部中断来实现，当按键按下，GPIO口电平变换，GPIO口关联的外部中断触发，在中断函数里面置位按键触发标志，然后主函数内处理程序

两个方法各有优势：方式一简单但消耗CPU运行资源，方式二复杂，但资源占用小，这里我使用的是方式一（简单）

编写key_board_init()函数，用于初始化各个IO口为输入

```c
uint8_t key1,key2,key3,key4,key5,key6;
uint8_t key_pres;
void key_board_init(void)
{
    key1= rt_pin_get("PF.1");
    key2= rt_pin_get("PA.6");
    key3= rt_pin_get("PA.5");
    key4= rt_pin_get("PF.0");
    key5= rt_pin_get("PA.1");
    key6= rt_pin_get("PA.0");
    // 下拉输入
    rt_pin_mode(key1, PIN_MODE_INPUT_PULLDOWN );
    rt_pin_mode(key2, PIN_MODE_INPUT_PULLDOWN );
    rt_pin_mode(key3, PIN_MODE_INPUT_PULLDOWN );
    rt_pin_mode(key4, PIN_MODE_INPUT_PULLDOWN );
    rt_pin_mode(key5, PIN_MODE_INPUT_PULLDOWN );
    rt_pin_mode(key6, PIN_MODE_INPUT_PULLDOWN );
}
```

编写key_Scan函数，用于读取返回按键值，这里设置了一个key_pres用于保护，禁止连续按，按一次只生效一次，软件延时消抖

```
uint8_t key_scan(void)
{
    if(key_pres==0)
    {
        key_pres=1;
        if(rt_pin_read(key1)==1)
        {
            rt_thread_mdelay(30);//消抖
            if(rt_pin_read(key1)==1)
            {
                   return 1;
            }
        }
        if(rt_pin_read(key2)==1)
        {
            rt_thread_mdelay(30);
            if(rt_pin_read(key2)==1)
            {
                   return 2;
            }
        }
        if(rt_pin_read(key3)==1)
        {
            rt_thread_mdelay(30);
            if(rt_pin_read(key3)==1)
            {
                   return 3;
            }
        }
        if(rt_pin_read(key4)==1)
        {
            rt_thread_mdelay(30);
            if(rt_pin_read(key4)==1)
            {
                   return 4;
            }
        }
        if(rt_pin_read(key5)==1)
        {
            rt_thread_mdelay(30);
            if(rt_pin_read(key5)==1)
            {
                   return 5;
            }
        }
        if(rt_pin_read(key6)==1)
        {
            rt_thread_mdelay(30);
            if(rt_pin_read(key6)==1)
            {
                   return 6;
            }
        }
    }else {
        if(rt_pin_read(key1)|rt_pin_read(key2)|rt_pin_read(key3)|rt_pin_read(key4)|rt_pin_read(key5)|rt_pin_read(key6))
        {
            key_pres=0;
        }
    }
    return 0;
}

```

主线程内对按键结果的处理

```c
int main(void)
{
    uint8_t key;
    key_board_init();
    pwm_init();
    while(1)
    {
        key=key_scan();
        if(key==1)
            a++;
        else if(key==2)
            a--;
        else if(key==3)
            b++;
        else if(key==4)
            b--;
        else if(key==5)
            c++;
        else if(key==6)
            c--;

if(a>9)
            a=9;
        else if(a<1)
            a=1;
        if(b>9)
            b=9;
        else if(b<1)
            b=1;
        if(c>9)
            c=9;
        else if(c<1)
            c=1;
        rt_thread_mdelay(10);
    }
    return 0;
}
```

### 3.程序下载，观察现象

代码编写完成，点击小锤子编译，下图编译无报错警告，功能实现

![20210324081526.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210324/1b78338cd4d13954c57e7cd2b98e5f9d.png)

编译完成，打开Downloaded下载器（打开前需要先安装串口驱动）

![20210324092249.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210324/aab5f76e73c212136865101105bab5cc.png)

扫描串口，点击开始后，按一下板子上复位按键下载程序

![20210324103700.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210324/694398c1a44a26b31b90ab802a0b1060.png)

彩灯现象视频

(Biliblili链接)[https://space.bilibili.com/404829366]

## 三、心得

前几天事件比较紧，没有时间花费在板子上研究，这两天才开始研究一下，因为做的GPIO测评，难度也不高，没花多久就完成了，使用的RTT-STUDIO进行开发，开发流程也很简单，没有使用控制台进行调试，有个逻辑设计错了好一会才发现过来，希望以后控制加入在线仿真功能，让调试更加舒服

## 四、相关链接