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MM32-FDS 概述

MM32 固件开发平台 (以下简称 MM32-FDS) 框架由 MM32 外设驱动库 (包含硬件描述层 HDL，硬件抽象层 HAL)，设备驱动层 (DRV)，板级支持包 (BSP) 和应用程序实例构成。

MM32 固件开发平台支持 MM32F, MM32L 及 MM32SPIN 全系列 MCU 的软件开发，包含 MM32F103/MM32L3xx, MM32F031C8_CB/MM32L0xx 版本，MM32SPIN2x, MM32F031C4_C6/MM32F003 版本等多款 MCU。

MM32固件开发平台提供以下方式进行软件开发：

  1. 使用固件开发平台应用程序例程进行移植。
  2. 用户软件调用设备驱动层的接口。
  3. 访问硬件抽象层 (HAL) 函数接口。

MM32-FDS 特点

AllInOne 架构，同一个项目支持 MM32 全系列 MCU

  • 项目MCU选择宏决定编译器核 (Core) 类型
  • MCU选择宏决定外设配置
  • 可选择系统资源和用户资源配置
  • 多项目例程中断向量冲突处理
  • 非阻塞方式代码设计

简化应用程序编程，访问硬件外设接口高度抽象

  • 外设资源设备控制块 dcb
  • 外设资源配置函数 CreateFile(), DeleteFile()
  • 打开文件/关闭文件 OpenFile(), CloseFile()
  • 文件读取/文件写入操作 ReadFile(), WriteFile()
  • 直接内存访问输入/输出函数 inp(), outp()

支持同步/异步方式编程

  • 回调函数接口Callback()
  • 文件操作函数支持可重入

MM32-FDS App例程

MM32-FDS 应用程序例程存放在 app 路径下，头文件存放在 inc 路径下。MM32-FDS App 所有的程序实例，均按以下规则编写：

头文件

  • 增加防重入嵌套语句 #ifndef / #define ... #endif
  • 定义宏，枚举，结构
  • 全局变量，静态变量防重入条件编译语句，参见下方
  • 函数原型定义
#ifdef _UART_C_                     // 在 C 程序代码的第一个有效行中定义
#define GLOBAL                      // 定义 GLOBAL 为空

GLOBAL bool txSuccess = false;      // 定义变量，并初始化
GLOBAL bool rxSuccess = false;

static bool toggle = false;         // 当前模块静态变量，其它模块不可使用

#else
#define GLOBAL extern               // 定义 GLOBAL 为 extern

GLOBAL bool txSuccess;              // 非当前模块之外的定义为外部变量
GLOBAL bool rxSuccess;

#endif

GLOBAL u32 g_Count;                 // 定义全局变量

#undef GLOBAL                       // 释放GLOBAL定义

应用程序

  • 定义与文件名类似的宏，提供当前模块头文件预编译使用：#define _UART_C_，供头文件预编译使用。
  • 应用程序 Systick 函数 void AppTaskTick()，用于应用程序的系统调度。
  • 应用程序回调函数 void TxCallback(void* fPtr)，在同步方式下中断的快速处理。
  • 主程序 int main(void)
    • step 1: 设置系统时钟 MCUID = SetSystemClock(emSYSTICK_On, (u32*)&AppTaskTick);
      • 形参 1： emSYSTICK_On / emSYSTICK_Off 表示系统是否使用 SysTick (在 32 位 Cortex-Mx 下编程，建议打开)。
      • 形参 2： 应用程序是否使用系统 SysTick 的回调 (在 32 位 Cortex-Mx 下编程，建议打开)，不使用时选择 NULL。
      • 返回值：为当前MCU类别。
    • step 2: 定义句柄变量、创建文件，HANDLE hUART = CreateFile(emIP_UART)
      • 形参为使用平台资源的枚举，在 drv.h 中定义，返回值如果不为空表示创建成功。
      • 当需要删除句柄时，可以使用 DeleteFile(emIP_UART) 命令删除句柄。
    • step 3: 定义设备控制块 tAPP_UART_DCB dcb，并为其初始化。
    • step 4: 打开文件 OpenFile(hUART, (void*)&dcb)，用于对外设的初始化，打开文件对于子句柄 (hSub) 来说不分先后顺序。
      • 形参1: 创建的文件句柄，
      • 形参2: 设备控制块结构的地址，注意 hSub 为子句柄，通常是一个枚举，如 UART1 为 0， UART2 为 1。
      • 打开文件后可以通过 CloseFile(hUART) 命令关闭当前设备。
    • step 5: 写文件 WriteFile(hUART, emFILE_UART1, newTxBuffer, sizeof(newTxBuffer)) == sizeof(newTxBuffer))
      • 形参 1：设备句柄，类型为 HANDLE，由创建文件产生。
      • 形参 2：为设备的子句柄，类型为 s8， 从 "0" 开始， "-1" 表示无效。对应指定的外设，如 UART1。
      • 形参 3：写文件数据指针，类型为 u8*。
      • 形参 4：写文件数据数据长度，类型为 u16。
      • 返回值：为int类型，与驱动程序相关。通常小于"0"为错误代码，大于"0"为写入长度。
    • step 6: 读文件 ReadFile(hUART, emFILE_UART1, newTxBuffer, sizeof(newTxBuffer)) == sizeof(newTxBuffer))
      • 形参 1：设备句柄，类型为 HANDLE，由创建文件产生。
      • 形参 2：为设备的子句柄，类型为 s8，从 "0" 开始，"-1" 表示无效。对应指定的外设，如 UART1。
      • 形参 3：读文件数据指针，类型为 u8*。
      • 形参 4：读文件数据数据长度，类型为 u16。
      • 返回值：为 int 类型，与驱动程序相关。通常小于 "0" 为错误代码，大于 "0" 为写入长度。

设备控制块

以下是一个设备控制块的实例：

tAPP_UART_DCB dcb = {
    .hSub       = emFILE_UART1,         // 使用 UART1
    .type       = emTYPE_DMA,           // UART1 使用 DMA 方式，可选中断或查询方式
    
    .cbTx       = (u32)&TxCallback,     // 发送完成回调函数地址
    .cbRx       = (u32)&RxCallback,     // 接收完成回调函数地址
    
    .block      = emTYPE_Non_Block,     // 读文件/写文件是否采用阻塞方式，建议使用非阻塞方式
    .sync       = emTYPE_Sync,          // 使用同步方式处理发送或接收事件
    .remapEn    = false,                // 允许/关闭端口重映象功能
    .remapIdx   = 0,                    // 重映象端口选择
    .timeOut    = 0,                    // 允许超时，0 表示不允许超时，单位毫秒
     
    .baudRate   = 115200,               // 波特率
    .width      = 8,                    // 传输字长，8位
    .stop       = 0,                    // 停止位长度 0 表示一位，可选 1，2，3 分别表示 2 位， 0.5 位， 1.5 位
    .parity     = emUART_PARITY_None,   // 校验方式
    .flow       = 0,                    // 0 表示不使用流控制
    .mode       = emTXRX_TxRx           // 允许发送和接受
};

对于不同的外设，dcb是不同的。具体说明详见外设驱动模块说明 (待增加)。 在 drv.h 中已经定义了绝大部分外设的 dcb，在后续版本升级中将陆续增加。

MM32-FDS DRV, BSP 与 HAL 模块

  1. MM32-FDS 设备驱动层代码放在 driver 路径下，头文件存放在 inc 路径下。MM32-FDS driver 所有的程序代码，编程规则同 app。
  2. MM32-FDS 板级支持包代码放在 bsp 路径下，头文件存放在 inc 路径下。MM32-FDS bsp 所有的程序代码，编程规则同 app。
  3. MM32-FDS 硬件抽象层代码放在 lib/hal_lib 路径下，头文件存放在 inc 路径下。MM32-FDS hal 所有的程序代码，编程规则同 app。
  4. MM32-FDS 硬件抽象层代码支持 MM32 系列所有 Flash 版本的 MCU，用户只需通过改变项目预定义的宏即可切换到选择的 MCU，所有 drv, bsp 和 hal 代码无须重新加载，实现 All in One 功能。

MM32-FDS 系统资源

MM32-FDS 系统资源代码放在 lib/startup 路径下，头文件存放在 inc 路径下。MM32-FDS 系统资源所有的程序代码，编写规则同 app。 MM32-FDS 系统资源包含以下文件

  1. startup_mm32.c, MM32-FDS 启动文件，考虑到代码的兼容性和唯一性，使用 C 代码编程，没有使用汇编语言编程。
  2. system_mm32.c, MM32-FDS 时钟初始化及 Systick 中断程序等文件文件。
  3. resource.c, MM32-FDS 键盘和显示程序调度代码。
  4. mm32.h, MM32 MCU 硬件描述层，是 MM32-FDS 固件开发平台唯一的关于 MCU 描述的文件，用户只需通过改变宏即可选择合适的 MCU，并得到其地址、结构寄存器及位段的描述。

MM32-FDS 函数命名方式

代码库函数命名采用 模块层级名 + 外设模块名 + 函数功能 的 3 级命名方式。函数名中各层以下划线分隔。模块层级名及外设模块名可省略。模块层级名及外设模块名为大写，函数功能采用大驼峰命名法。

例如 void DRV_ADC_Init(tDRV_ADC_DCB* dcb)。

MM32-FDS 变量命名方式

  1. 代码库变量采用小驼峰命名法。如 GLOBAL u32 keyStatus。
  2. 结构体类型定义采用模块层级名 + 外设模块名 + 结构体功能 + TypeDef 来定义。各级之间以下划线分隔。模块层级名及外设模块名采用大写形式。
  3. 结构体功能采用首字母大写的形式。例如 tDRV_EXTI_INSTANT。
  4. 枚举类型定义采用 EM + 外设模块名 + 枚举类型功能 的形式。各级之间以下划线分隔。外设模块名及枚举类型功能采用大写形式。如 EM_UART_PARITY。枚举成员定义采用 em + 外设模块名 + 枚举成员功能 的形式。各级之间以下划线分隔。外设模块名为大写形式。枚举成员功能为首字母大写。

用户模块例程说明

模块例程所在文件为 /app/IP/。例程通过调用 drv 层函数，实现用户代码与底层硬件相分离。用户所调用代码原型声明在 drv.h 中，函数原型定义在各 DRV 层 C 文件函数中。DRV 层通过调用 BSP 层及 HAL 层来实现硬件底层实现。

中断函数防止重复定义规则

因为 IP 中断函数原型名称只有一个无法修改，因此模块中加入中断函数实现代码时，通过在项目中添加宏定义 __EX_IPxxx ，通过预编译判断 __EX_IPxxx 是否已经定义来区分不同项目的中断函数。在 drv_xxx.c 的文件属性中，预定义防重入宏定义。

项目预编译宏定义说明

序号 宏定义类型 说明 例 备注
1 IDE 开发环境选择 定义开发环境 __KEIL, __IAR
2 芯片类型选择 定义所选择芯片 __MM3N1, __MM0N1, __MM0P1, __MM0Q1
3 模块类型选择 选择模块以保护重复定义内容 __EX_UART
4 开发板类型选择 选择开发板 __MM32_MINIBOARD, __MM32_EVB
5 系统资源使能 选择中断方式或查询方式使用系统资源 __SYS_RESOURCE_IT, __SYS_RESOURCE_POLLING 双下划线使能，单下划线禁止
7 超时返回时间 设置超时返回时间，0 为无超时设置 OVERTIME=0
8 外部时钟设置 设置外部时钟，单位为Hz CLOCK=8000000 仅适用于 IAR EWARM