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【NuMaker-M2354试用】PWM测评

发布于 2021-12-18 00:22:59 浏览：876 订阅该版

近两年芯片涨价缺货严重，开始接触国产MCU，正好看到RT论坛的新唐开发板测评活动，果断的接手一个来试试。
**1. 任务说明：**
硬件平台：新唐 NuMaker-M2354开发板
软件平台：RT-Thead V4.0.4
开发环境：MDK V5.36
测评功能：PWM功能
任务周期：2021年11月19日-12月19日
**2.任务开展**
12月1日就拿到了开发板，很漂亮的板子，还自带了一个黑白显示屏，一个ESP的WIFI模块，很符合M2354这款基于M23内核的主打互联网安全性能的MCU气质，比较适用于物联网开发。另外板子集成了Nu-Link2-Me调试编程器。Nu-Link2-Me可透过SWD接口对新唐微控制器进行在线ICP编程与除错，也可以进行离线ICP编程，编程的状态会显示在状态LED上。Nu-Link2-Me也支持虚拟串口（VCOM）功能，可输出消息至终端机窗口，开发使用非常方便。不多说了上图:
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很不巧刚好赶上公司一个紧急的项目，不停的加班，收到开发板后不得不先暂时放在一边了。终于在任务最后这几天抽出时间把PWM这块功能进行了一下测试。
**3. PWM模块介绍**
3.1 开发板介绍
3.2 PWM功能模块硬件介绍
PWM的原理和功能就不再赘述了，大家都比较熟悉。下面简单说一下M2354的PWM模块。
M2354的定时器资源十分的丰富，功能比较强大。详细参考一下芯片手册吧。（这里要强烈吐槽一下，新唐的官网打开网页还行，下载芯片手册实在太难了，下载手册需要注册会员，注册完成了以后登陆看不到提示成功或者失败，下载文件的时候就提示先登陆，然后登陆又没反应，如此循环，折腾好长时间硬是没能下载下来，难道是我的电脑问题？头疼。。。） 
NuMaker-M2354 V1.1的板子板载资源比较丰富，同时也把128个管脚脚都引了出来，还有UNO Interface的一些接口，已经焊好了排座，方便做扩展开发。从原理图上看，这里有几个PWM的接口，正好不用再自己焊排针了，直接用这个来做测试吧。
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3.3 PWM功能模块使用说明
PWM的测试的话，需要用到示波器来显示所输出的波形，为了能更好的展示一些PWM的效果，这里准备用三个R、G、B  LED灯，利用PWM的特性来实现呼吸灯的效果，这样更能直观的看出PWM的效果。
为了省事儿，这里就用洞洞板手工焊接三个指示灯，并通过杜邦线连接到NuMaker开发板，指示灯的原理图如下，由于这里设计PWM管脚控制的是LED的低边，随着PWM占空比的不断增大，LED也逐渐变暗，占比较减小，LED也逐渐变亮。
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**4. PWM功能测试**
PWM的功能测试上边已经说了要用三个LED灯来做出呼吸灯的效果，来直观的展示PWM的效果，下面就介绍一下软件设计以及测试的整个过程
4.1 开发环境搭建
首先从nuvoton的官网下载相关的资料，和驱动文件。下载完成后进行开发环境的搭建。我们先安装Nu-Link_keil_Driver的驱动，驱动包含MDK的PACK包，安装这个驱动直接一起就把MDK的PACk包也安装了，不用再单独找PACK包安装。
然后就是下载RTT的源码包了，这里选择4.0.4版本。
在RTT的源码包中找到nuvotonnumaker-m2354的bsp文件夹，使用ENV工具，dist出独立的BSP工程文件夹，然后拷到自己的目标文件夹中去，然后就可以在这里进行开发了。
整个开发环境搭建的过程，论坛有大佬总结了一个详细的图解，我觉得比较清晰明了，这里借用下大佬的图，自己省个事儿（嘿嘿。。。。）
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4.2 模板下载测试
上一步拷贝出来的模板工程进行编译下载，确认一下是否有错误，程序能否正常运行，一切正常，然后在这个工程基础上添加PWM测试程序。
4.3 软件编写
使用ENV工具，menuconfig功能，来打开epwm1设备。保存并用socns –target=mdk5生成工程。
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20211218/aa7a028fda561072b7b86669b7a210df.png.webp)
新建一个空白文件，保存为breath_led.c，并添加到工程的Applications分组下
然后开始呼吸灯程序的编写，这里用到M2354的epwm1，通道0控制红色LED，通道1控制绿色LED，通到2控制蓝色LED。
软件调用RT的设备框架，代码如下：
```
#include <rtconfig.h>
#include <rtdevice.h>
#include <drv_gpio.h>

#define PWM_DEV_NAME "epwm1"
#define RED_LED_CHANNEL 0  //红灯使用EPWM通道0，P5---PC12
#define GREEN_LED_CHANNEL 1  //绿灯使用EPWM通道1，P6---PC11
#define BLUE_LED_CHANNEL 2  //蓝灯使用功能WPEM通道2，P7---PC10

#define PERIOD 1000000  //PWM的周期为1ms，单位为ns

struct rt_device_pwm *pwm_dev;//pwm设备句柄
rt_uint32_t pulse = 0;//PWM脉宽
rt_uint8_t dir = 1;//PWM脉宽调整方向

static void breath_led_thread_entry(void *param)
{
    while (1)
    {
        if(dir)
        {
            pulse += 10000;//每次增加10000ns,10us
        }
        else
        {
            pulse -= 10000;//每次减少10000ns,10us
        }

if (pulse >= PERIOD)
        {
            dir = 0;
        }
        if(pulse == 0)
        {
            dir = 1;
        }
        rt_pwm_set(pwm_dev, RED_LED_CHANNEL, PERIOD, pulse);//设置红灯PWM通道周期和脉宽初始值
        rt_pwm_set(pwm_dev, GREEN_LED_CHANNEL, PERIOD, pulse);//设置绿灯PWM通道周期和脉宽初始值
        rt_pwm_set(pwm_dev, BLUE_LED_CHANNEL, PERIOD, pulse);//设置蓝灯PWM通道周期和脉宽初始值
        rt_thread_mdelay(30);
    }
}

static int breathe_led_init(void)
{
    rt_thread_t thread;

pwm_dev = (struct rt_device_pwm *)rt_device_find(PWM_DEV_NAME);
    if (pwm_dev ==RT_NULL)
    {
        rt_kprintf("Pwm init failed! Can't find %s device!\n", PWM_DEV_NAME);
        return RT_ERROR;
    }
    rt_pwm_set(pwm_dev, RED_LED_CHANNEL, PERIOD, pulse);//设置红灯PWM通道周期和脉宽初始值
    rt_pwm_enable(pwm_dev, RED_LED_CHANNEL);//使能设备通道
    rt_pwm_set(pwm_dev, GREEN_LED_CHANNEL, PERIOD, pulse);//设置绿灯PWM通道周期和脉宽初始值
    rt_pwm_enable(pwm_dev, GREEN_LED_CHANNEL);//使能设备通道
    rt_pwm_set(pwm_dev, BLUE_LED_CHANNEL, PERIOD, pulse);//设置蓝灯PWM通道周期和脉宽初始值
    rt_pwm_enable(pwm_dev, BLUE_LED_CHANNEL);//使能设备通道
    
    thread = rt_thread_create("breath", breath_led_thread_entry, RT_NULL, 1024, 15, 20);
    if(thread != RT_NULL)  
	      rt_thread_startup(thread);
    return RT_EOK;
}
INIT_APP_EXPORT(breathe_led_init);

```
编译通过
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20211218/9134e38ff0bb52d5ad9a1f1a8b7a2b61.png.webp)
下载运行成功
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20211218/4d720528096aad72bc5322fff1c08c43.png.webp)
调用list_device命令可以看到epwm1设备已添加进来
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20211218/2593f04b24693bd10563de7f5e3e4599.png.webp)
调用pwm_get命令，可以查看epwm的通道的占空比在不断变化
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20211218/ccbd0571675876c1c4fce625dc23d9e1.png)
通过观察3个LED灯和示波器的波形，随着占空比的增大，LED灯逐渐变暗，随着占空比的减小，LED灯逐渐变亮，最终实现呼吸灯的效果，呼吸和波形变化效果如下：
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20211218/7b07e9110750df9f3a140c76266ced9c.gif)
**5. PWM性能测试**
![image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20211218/e294bd4502ebd951a621232620a31f90.jpg.webp)
**6. 可编译下载的代码链接**
https://gitee.com/xiaoxiaolisunny/nu-maker-m2354/tree/master
**7. 测试问题记录**

**8. 心得体会**
新唐提供有PWM的驱动，并且已对接到RT的PWM设备驱动框架，使用时可以直接调用RT的PWM设备框架接口来进行开发，让开发者省去了底层的开发工作，还是非常方便的。另外PWM可以用来做很多有意思的应用，由于时间关系这里就只做了呼吸灯来测试，后期有空可以在做一些其他应用。