华大电子MCU-CIU32F011x3、CIU32F031x5特点和简介

华大电子推出的CIU32F011x3、CIU32F031x5系列32位微控制器,采用ARM Cortex-M0内核,最高工作频率48MHz,具备64KB闪存及4KB SRAM。该系列MCU集成了丰富的外设,如12位ADC、多种定时器、SPI/IIC/UART接口,并支持多达26个触摸按键和LED/LCD显示控制,适用于家电和消费电子产品。

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  1. 华大电子MCU产品特性
    • 内核与系统
    – 32 位 ARM® CortexTM-M0 处理器内核
    – 工作频率可达 48MHz
    – 32 个指令周期 32 位硬件乘法器
    – 32 个中断源,可配置 4 层中断优先级
    – 支持 SWD 调试接口
    – 支持位带
    • 存储器
    – 64K/32K 字节的闪存程序存储器
    – 4K/2K 字节的 SRAM
    – Flash 1Bit ECC
    • 时钟、复位和电源管理
    – 2.5V ~ 5.5V 供电
    – 片上电容 LDO 为芯片内系统供电,LDO 带过流保护
    – 上电/断电复位(POR/PDR)、8 档可编程电压监测器(PVD)
    – 内嵌 48MHz(±1%) 高速振荡器
    – 内嵌低速振荡器 256KHz
    – 内置时钟安全系统(CSS)
    – WDT 复位
    • DMA 支持
    – 支持的外设:FLASH,CRC,ADC,TK
    • 多达 30 个快速 IO
    – 18/26/30 个多功能双向 IO,支持开漏输出
    – IO 内置上拉电阻 30K,下拉电阻 10K
    – 4 个 IO 可以触发边沿响应中断,唤醒低功耗模式
    • 通讯接口外设
    – 1 路 SPI,主机模式下最高支持 26Mbit/s,支持 1/2 线主从模式,支持 IIC 模式
    – 2 路 UART,支持单线通信
    – 1 路 UST,支持 UART,SPI,TIMER 功能,
    • LED 显示控制
    – 支持多达 8 个 150mA 灌电流 IO
    – 支持软件推共阴 LED,大电流 IO 用作COM
    – 支持软件配置正反推增加驱动 LED 数量
    – 支持软件配置恒流驱动 LED 显示
    • LCD 显示控制器
    – 支持 4 COM x 22 SEG
    – 支持 ROW 模式和 FRAME 模式扫描
    – 动态扫描 duty:1/1,1/2,1/3,1/4
    – 动态扫描偏置电压:1/2,1/3
    – 允许软件随时更新显存数据,不影响显示效果
    – 支持对比度调节和低功耗模式显示
    – 支持闪烁功能
    – 扫描频率为 30Hz~120Hz 可调
    • 6 个定时器
    – 3 个 16 位定时器,每个定时器支持 1 个 IC/OC,可组合用于 IR 控制编码,支持 3 路 PWM 输出
    – 1 个 16 位定时器(UST),支持 4 路 PWM,带死区控制,支持 1 路 PWM 码流输出
    – 1 个看门狗定时器
    – 1 个系统时间定时器:24 位自减型计数器
    • 高安全性
    – 支持硬件加解密程序,防止程序被盗
    – 支持 16/32 位 CRC 校验,保证数据准确性
    – 支持 ECC 纠错,提高程序存储可靠性
    • 低功耗模式
    – 支持 IDLE,STOP,SLEEP 模式
    – 33.7uA@SLEEP:5V,系统时钟 256KHz,除 LCD 显示没有其他外设,等待 IO 按键唤醒,CPU 停止
    – 7.5uA@SLEEP:5V,等待 IO 按键唤醒,除 256KHz 其它时钟关闭,CPU 停止
    – 3.0uA@SLEEP:5V,没有其它外设,等待IO 按键唤醒,所有时钟关闭,CPU 停止
    – 30uA@SLEEP:5V,等待触摸单按键唤醒,除 256KHz 其它时钟关闭,CPU 停止
    – 唤醒时间快致24us
    • 触摸按键 TK
    – 18/26 个 IO 可配置成触摸按键功能
    – 采用半自动扫描方式,支持并联模式
    – 无需外部参考电容
    – 可调节触摸按键灵敏度
    – 可通过动静态 10V 传导测试
    • 1 个 12 位高精度 ADC
    – 支持高 266KSPS 采样率
    – 支持 18/26 个转换通道
    – 转换范围:0 ~ VvCC
    • 96 位的芯片唯一 ID(UID)
    • 封装
    – SOP20/SSOP20
    – SOP28/SSOP28
    – LQFP32
    • 工业级温度范围
    – -40℃ ~ 105℃
  2. 华大电子MCU产品简介
    华大电子MCU-CIU32F011x3、CIU32F031x5 是使用高性能的 ARM CortexTM-M0 为内核的 32 位微控制器,高工作频率可达 48MHz,内置高速存储器 Flash 32 / 64KB 和 RAM 2 / 4KB,丰富的增强型 I/O 端口和外设连接到外部总线。本产品包含 1 个 12 位 ADC、3 个 16 位通用定时器、1 个看门狗定时器、 1 个系统时间定时器。还包含标准的通信接口:1 个 SPI/IIC 接口、2 个 UART 接口和 1 个 UART/SPI/TIMER 通用模块。也包含 8 个大电流 IO 可驱动 LED/LCD 显示和最大支持 26 个触摸按键检测。应用方案可通过 ESD 静电 ±8kV 接触 /±15kV 空气、EFT 电快速脉冲群 ±4.5KV 动态、CS 传导抗扰 10V 动态和 CE、RE 性能测试等第三方合格检测,具有高可靠性和高稳定性。
    主要特点:
    • 内置 LED 恒流模块和 LCD 模块,支持正反推驱动方式
    • 无需外接参考电容,动态调整按键灵敏度。
    • 所有 GPIO 可配置成触摸通道或 ADC 通道,方便电路布局
    • 高抗扰低骚扰,优异 EMC 性能
    • Flash 支持 ECC 纠错,提高程序存储可靠性
    • 智能化触控调试工具,简化应用设计难度
  3. 典型应用
    • 电磁炉、取暖桌、热水器、烟机、微波炉、洗碗机、冰箱、净水器等带触摸的家用电器产品
    • 触控开关、智能门锁、美容仪等消费电子产品
    • 各种对于电池供电和对于功耗苛求的便携式设备等
要使用 CIU32F031 芯片实现 I2C 通信的模拟,通常采用软件模拟的方式,因为该芯片可能没有额外的硬件 I2C 接口可供使用,或者用户希望灵活控制通信过程。以下是实现模拟 I2C 通信的基本方法步骤: ### 1. 选择 GPIO 引脚模拟 SDA SCL 信号 CIU32F031 提供了丰富的 GPIO 资源,可以选择两个 GPIO 引脚分别作为 I2C 的 SDA(数据线) SCL(时钟线)。这两个引脚需要支持开漏输出上拉功能,以符合 I2C 总线协议的要求。 ### 2. 初始化 GPIO 引脚 将选定的 GPIO 配置为开漏输出模式,并启用内部上拉电阻,或者外部加上拉电阻,确保总线在空闲时保持高电平。 ### 3. 实现 I2C 协议的基本时序 根据 I2C 协议标准,模拟 I2C 需要实现以下基本操作函数: - **起始条件(START)**:SDA 从高变低,同时 SCL 为高电平。 - **停止条件(STOP)**:SDA 从低变高,同时 SCL 为高电平。 - **发送一个字节(Write Byte)**:逐位发送 8 位数据,高位在前。 - **接收一个字节(Read Byte)**:逐位读取 8 位数据,高位在前。 - **应答信号(ACK/NACK)**:接收方在第 9 个时钟周期拉低 SDA 表示应答(ACK),否则为非应答(NACK)。 ### 4. 控制延时以满足时序要求 由于是软件模拟,必须通过延时函数控制 SCL 的高低电平持续时间,以满足 I2C 的通信速率(如 100 kbps 或 400 kbps)。延时函数可以通过简单的循环实现。 ### 5. 示例代码 以下是一个基于 C 语言的简化模拟 I2C 驱动代码示例: ```c #include "ciu32f031.h" #define I2C_SCL_PIN GPIO_PIN_5 #define I2C_SDA_PIN GPIO_PIN_6 #define I2C_PORT GPIOA void I2C_Delay(void) { for (volatile int i = 0; i < 100; i++); } void I2C_Start(void) { I2C_SDA_HIGH(); I2C_SCL_HIGH(); I2C_Delay(); I2C_SDA_LOW(); I2C_Delay(); I2C_SCL_LOW(); I2C_Delay(); } void I2C_Stop(void) { I2C_SDA_LOW(); I2C_SCL_HIGH(); I2C_Delay(); I2C_SDA_HIGH(); I2C_Delay(); } void I2C_WriteByte(uint8_t byte) { for (uint8_t i = 0; i < 8; i++) { if (byte & 0x80) { I2C_SDA_HIGH(); } else { I2C_SDA_LOW(); } I2C_SCL_HIGH(); I2C_Delay(); I2C_SCL_LOW(); I2C_Delay(); byte <<= 1; } // 等待ACK I2C_SDA_HIGH(); I2C_SCL_HIGH(); I2C_Delay(); I2C_SCL_LOW(); } uint8_t I2C_ReadByte(void) { uint8_t byte = 0; I2C_SDA_HIGH(); for (uint8_t i = 0; i < 8; i++) { byte <<= 1; I2C_SCL_HIGH(); I2C_Delay(); if (I2C_SDA_READ()) { byte |= 0x01; } I2C_SCL_LOW(); I2C_Delay(); } // 发送NACK I2C_SDA_LOW(); I2C_SCL_HIGH(); I2C_Delay(); I2C_SCL_LOW(); return byte; } ``` ### 6. 调试与优化 - 使用逻辑分析仪或示波器检查 SDA SCL 的波形是否符合 I2C 协议。 - 根据实际通信速率调整延时函数。 - 确保外设器件的地址寄存器配置正确。 CIU32F031 的低功耗特性(运行功耗:50μA/MHz;休眠功耗:低至1μA)使其在电池供电设备中表现优异[^2]。因此,模拟 I2C 通信在智能家居、IoT 传感器等低功耗应用场景中具有较高的实用价值。
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