單芯片解決方案，開啟全新體驗——W55MH32 高性能以太網(wǎng)單片機

W55MH32是WIZnet重磅推出的高性能以太網(wǎng)單片機，它為用戶帶來前所未有的集成化體驗。這顆芯片將強大的組件集于一身，具體來說，一顆W55MH32內(nèi)置高性能Arm? Cortex-M3核心，其主頻最高可達216MHz；配備1024KB FLASH與96KB SRAM，滿足存儲與數(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，擁有獨立的32KB以太網(wǎng)收發(fā)緩存，可供8個獨立硬件socket使用。如此配置，真正實現(xiàn)了All-in-One解決方案，為開發(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GPIO、3個ADC、12通道DMA、17個定時器、2個I2C、3個串口、2個SPI接口（其中1個帶I2S接口復(fù)用）、1個CAN以及1個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，性價比優(yōu)勢顯著，尤其適合網(wǎng)關(guān)模組等對空間布局要求較高的場景。緊湊的尺寸和精簡化外設(shè)配置，使其能夠在有限空間內(nèi)實現(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)、邊緣計算節(jié)點等緊湊型設(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展的復(fù)雜工控場景，軟件使用方法一致。更多信息和資料請進入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。

為助力開發(fā)者快速上手與深入開發(fā)，基于W55MH32Q這顆芯片，WIZnet精心打造了配套開發(fā)板。開發(fā)板集成WIZ-Link芯片，借助一根USB C口數(shù)據(jù)線，就能輕松實現(xiàn)調(diào)試、下載以及串口打印日志等功能。開發(fā)板將所有外設(shè)全部引出，拓展功能也大幅提升，便于開發(fā)者全面評估芯片性能。

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第十四章 ADC（下篇）

1 例程設(shè)計

1.1 ADC_Double例程

這是一個基于 W55MH32 的 ADC（模擬 - 數(shù)字轉(zhuǎn)換器）雙模式測試例程。它的主要功能是配置串口、ADC 和 DMA，并且通過 ADC1 和 ADC2 同時對模擬信號進行采樣，最后把采樣結(jié)果通過串口打印出來。下面是對這個例程的設(shè)計分析：

1.系統(tǒng)初始化

?配置系統(tǒng)時鐘、延時函數(shù)、串口、ADC 和 DMA。

?打印系統(tǒng)時鐘頻率信息。

2.ADC 雙模式采樣

?ADC1 和 ADC2 工作于規(guī)則同步模式，同時對通道 0 和通道 1 進行采樣。

?轉(zhuǎn)換結(jié)果通過 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并通過串口輸出 ADC 值及其對應(yīng)的電壓。以下是詳細的工作流程總結(jié)：

1.時鐘配置

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

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 時鐘，配置 PA6 為模擬輸入模式。

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

?執(zhí)行 ADC 校準以確保精度。

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; // 獨立模式
    ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode       = ENABLE;               // 啟用掃描模式（單通道時僅轉(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 ADC 轉(zhuǎn)換并使能 ADC
    ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);
    ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);

    // ADC 校準
    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

該例程是一個基于 W55MH32 的 ADC 多通道采樣程序，主要用于同時采集內(nèi)部溫度傳感器和 VREFINT（內(nèi)部參考電壓）的模擬信號，并通過串口輸出測量結(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 時鐘，配置為獨立模式，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），采樣時間 239.5 周期。

?校準 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 1 秒后重復(fù)觸發(fā)，實現(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); // 清除中斷標志
        DMA_ClearFlag(DMA1_FLAG_TC1);

        // 計算溫度傳感器和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，觸發(fā)DMA1_Channel1_IRQHandler。

b.電壓計算：根據(jù)公式電壓 = VREF × ADC值 / 4095 / 1000 計算實際電壓值（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 下載驗證

2.1 ADC_Double例程

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

2.2 ADC_Single例程

程序運行時，系統(tǒng)首先輸出各時鐘頻率參數(shù)，隨后每秒觸發(fā)一次ADC1通道6（PA6）的模擬信號采樣。ADC轉(zhuǎn)換結(jié)果通過DMA自動傳輸至內(nèi)存，每次DMA傳輸完成后觸發(fā)中斷，在中斷服務(wù)函數(shù)中計算并通過串口打印ADC原始值（12位）及對應(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

程序運行時，系統(tǒng)首先輸出各時鐘頻率參數(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）的模擬信號采樣。ADC轉(zhuǎn)換結(jié)果通過DMA自動傳輸至內(nèi)存，每次DMA傳輸完成后觸發(fā)中斷，在中斷服務(wù)函數(shù)中計算并通過串口打印兩個通道的ADC原始值（12位）及對應(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的測量結(jié)果。

WIZnet 是一家無晶圓廠半導(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、美國設(shè)有辦事處，提供技術(shù)支持和產(chǎn)品營銷。

香港辦事處管理的區(qū)域包括：澳大利亞、印度、土耳其、亞洲（韓國和日本除外）。

審核編輯 黃宇