Урок 1: Основы микроконтроллеров CH32

Микроконтроллеры CH32 — это семейство 32-битных микроконтроллеров на базе архитектуры RISC-V, разработанных компанией WCH. Они представляют собой современную альтернативу ARM-контроллерам с открытой архитектурой и конкурентной ценой.

Архитектура RISC-V

RISC-V — это открытая архитектура набора команд (ISA), которая становится всё более популярной в мире встраиваемых систем.

Открытая архитектура — никаких лицензионных отчислений
Модульная структура — можно выбирать только необходимые расширения
Простота и эффективность — чистый и логичный набор команд
Перспективность — активное развитие и поддержка сообщества

Семейство CH32V

Серия CH32V включает несколько линеек микроконтроллеров для различных применений:

CH32V003 — бюджетные 8-битные контроллеры (совместимые с RISC-V)
CH32V103 — универсальные 32-битные контроллеры, аналог STM32F103
CH32V203 — расширенная версия с USB и CAN
CH32V307 — высокопроизводительные контроллеры с Ethernet и USB HS

Настройка среды разработки

Для работы с CH32 необходимо установить среду разработки MounRiver Studio или использовать открытые инструменты.

        // Базовая структура программы для CH32
#include "ch32v30x.h"

void SystemInit(void) {
    // Инициализация системы
    // Настройка тактирования
}

int main(void) {
    SystemInit();

    while(1) {
        // Основной цикл программы
    }
}
    

#include "ch32v30x.h" — подключение библиотеки для CH32V30x
SystemInit() — функция инициализации системы
Бесконечный цикл while(1) — основной цикл программы

Структура памяти

CH32V307 имеет следующую структуру памяти:

        // Карта памяти CH32V307VCT6
Flash:  0x08000000 - 0x0803FFFF  (256 KB)
SRAM:   0x20000000 - 0x2000FFFF  (64 KB)
APB1:   0x40000000 - 0x40007FFF  (Периферия)
APB2:   0x40010000 - 0x40016FFF  (Периферия)
AHB:    0x40020000 - 0x40023FFF  (Периферия)
    

Flash — энергонезависимая память программ
SRAM — оперативная память для данных
Периферия — регистры управления периферийными устройствами

Первая программа: мигание светодиодом

Классическая программа "Hello World" для микроконтроллеров — мигание светодиодом.

        #include "ch32v30x.h"

void Delay_Ms(uint32_t ms) {
    for(uint32_t i = 0; i < ms * 8000; i++) {
        __NOP();  // Пустая операция
    }
}

void GPIO_Init_LED(void) {
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOE, ENABLE);

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);
}

int main(void) {
    SystemInit();
    GPIO_Init_LED();

    while(1) {
        GPIO_SetBits(GPIOE, GPIO_Pin_11);    // Включить LED
        Delay_Ms(500);
        GPIO_ResetBits(GPIOE, GPIO_Pin_11);  // Выключить LED
        Delay_Ms(500);
    }
}
    

RCC_APB2PeriphClockCmd() — включение тактирования GPIO
GPIO_Init() — инициализация пина как выход
GPIO_SetBits() — установка высокого уровня
GPIO_ResetBits() — установка низкого уровня

Инструменты программирования

Для загрузки программы в CH32 используется программатор WCH-Link.

WCH-Link — официальный программатор/отладчик
MounRiver Studio — IDE с поддержкой отладки
OpenOCD — открытая альтернатива для программирования
PlatformIO — поддержка CH32 в популярной IDE