NRF52832DK基础实验

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Erjin（讨论 | 贡献）2019年7月3日 (三) 10:09的版本 （→‎实验现象）
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nRF52832是Nordic公司推出一款高性能无线SOC芯片，在芯片上可以运行多种协议栈，包括蓝牙BLE，NFC,ANT,802.15.4G，其中BLE协议栈可以支持到BLE5.0。为此谷雨物联推出一款基于nRF52832芯片评估板，nRF52832DK。

nRF52832DK评估板上设计了丰富实用的外围设备。其中有4路LED，4路按键输入，一路MINI usb转UART，三路PWM RGB灯珠，一路有源蜂鸣器，一路光敏，一路振动马达，TFT显示器接口，NFC标签接口。

1 nRF52832DK基础实验说明列表

方便开发者，更快，更容易上手nRF52832芯片的外设操作，为此我们提供和整理nRF52832DK外围电路实验说明。见下表所示。

实验名称 实验所需外设 实验简单说明
01_LED亮灭实验 GPIO 熟悉GPIO操作
02_按键输入实验（poll） GPIO 熟悉GPIO操作
03_按键输入实验（int） GPIO边沿中断 熟悉GPIO边沿中断
04_振动马达实验 GPIO 熟悉GPIO操作
05_蜂鸣器实验 GPIO 熟悉GPIO操作
06_RGB实验 PWM 熟悉PWM操作
07_TFT实验(tft_lcd_144，tft_lcd_130) SPI 熟悉SPI操作
08_UART收发实验 UART 熟悉UART操作
09_光照度实验 ADC 熟悉ADC操作

2 LED亮灭实验

LED亮灭实验是展示nRF52832的GPIO输出配置，使开发者更直观的了解GPIO输出。GPIO输出是熟悉一款MCU的开始。下面将简单的介绍并分析相关代码。在NRF52832DK评估板上有4路LED资源，分别处在PIN17，PIN18，PIN19，PIN20四个引脚上。LED电路原理图，如下图所示。其为低电平有效，即引脚为低电平时LED被点亮，引脚为高电平时LED熄灭。

LED 外设电路

2.1 代码分析

开发者打开谷雨物联提供的peripheral_ghostyu文件夹中01_led_blinkly工程（IAR工程）。

在IAR的Workspace中点开Application，双击main.c文件，打开main.c。

 1 //******************************************************************************
 2 // fn :main
 3 //
 4 // brief : 主程序入口
 5 //
 6 // param : none
 7 //
 8 // return : none
 9 int main(void)
10 {
11   
12   LED_Init();
13 
14   for(;;)
15   {
16     //循环点亮熄灭LED，间隔500ms
17     for( uint8_t i = 0; i < LEDS_NUMBER ; i++)
18     {
19       nrf_gpio_pin_toggle(Leds[i]);
20       nrf_delay_ms(500);
21     }
22   }
23 }

其中LED_Init函数用于初始化LED引脚。将四路LED引脚初始化输出模式，并置高电平，即熄灭LED。

 1 //******************************************************************************
 2 // fn :LED_Init
 3 //
 4 // brief : 初始化LED引脚为输出模式，并熄灭LED
 5 //
 6 // param : none
 7 //
 8 // return : none
 9 void LED_Init(void)
10 {
11   uint8_t i = 0;
12   
13   //配置LED引脚为输出模式
14   nrf_gpio_range_cfg_output(LED_START, LED_STOP);
15   
16   //置LED引脚为高电平，即LED灭
17   for(i = 0 ; i < LEDS_NUMBER; i++)
18   {
19     nrf_gpio_pin_set(Leds[i]);
20   }
21 }

LED_START，LED_STOP是两个宏，标记LED开始引脚到LED结束引脚范围。配合nrf_gpio_range_cfg_output函数，可实现批量设置。nrf_gpio_pin_set设置LED引脚输出高电平。

完成LED引脚配置，进入while循环。在循环中遍历所有的LED引脚，翻转引脚高低电平，达到闪烁的目的。nrf_delay_ms函数用于软件延时。nrf_gpio_pin_toggle对引脚电平进行翻转。参数是LED引脚。在nrf_gpio_pin_toggle内部，先读取引脚当前的高低电平状态，然后根据返回的状态进行取反，再设置OUT寄存器。

2.2 实验现象

硬件准备：

  1. Jlink-Lite仿真器或J-Link仿真器
  2. NRF52832DK评估板

编译工程，点击IAR IDE工具栏中绿色三角仿真按钮，IAR便会将程序下载到nRF52832中，点击全速运行即可。此时NRF52832的LED便会每500ms依次点亮LED；当四个LED全部点亮后，再以500ms依次熄灭LED，直到全部熄灭。

3 按键输入实验(poll)

01_LED亮灭实验是操作GPIO引脚输出，而本实验是操作GPIO的输入。利用GPIO输入引脚电平变化，来监测按键按下动作。在NRF52832DE评估板上，提供了四路按键资源，分别占用PIN13，PIN14，PIN15，PIN16四个引脚上。按键电路原理图，如下图所示。由原理图可知，按键是低电平有效。当按键按下引脚为低电平，释放时会高电平。注，按键引脚必须要使能引脚上拉功能，否则可能告成按键识别不可靠。

按键外设原理图

3.1 代码分析

开发者打开谷雨物联提供的peripheral_ghostyu文件夹中02_key_press工程（IAR工程）。

在IAR的Workspace中点开Application，双击main.c文件，打开main.c。

 1 //******************************************************************************
 2 // fn :main
 3 //
 4 // brief : 主程序入口
 5 //
 6 // param : none
 7 //
 8 // return : none
 9 int main(void)
10 {
11   
12   LED_Init();   //LED 初始化
13   BTN_Init();   //BTN 初始化
14 
15   for(;;)
16   {
17     //循环点亮熄灭LED，间隔500ms
18     for( uint8_t i = 0; i < BUTTONS_NUMBER ; i++)
19     {
20       if(BTN_state_get(i))
21       {
22         LED_On(i);
23       }
24       else
25       {
26         LED_Off(i);
27       }
28       
29     }
30     nrf_delay_ms(100);
31   }
32 }

在LED_Init函数中调用nrf_gpio_range_cfg_output，将初始化NRF52832DK评估板LED引脚。LED将GPIO引脚初始化为输出。BTN_Init函数中调用nrf_gpio_range_cfg_input按键初始化上拉输入。此实验中只是用GPIO输入，所以只能采用轮询的方式，周期性查询按键引脚电平状态。当按键按下，BTN_state_get函数返回true，否则返回false。

为增加互动性，将用4个LED分别指示4个按键状态。按键按下点亮LED,按键释放熄灭LED。其代码实现如while中的for循环。LED_On点亮指定LED，LED_Off熄灭LED。

3.2 实验现象

硬件准备：

  1. Jlink-Lite仿真器或J-Link仿真器
  2. NRF52832DK评估板

编译工程，点击IAR IDE工具栏中绿色三角仿真按钮，IAR便会将程序下载到nRF52832中，点击全速运行即可。此时NRF52832的LED是全灭状态。

  1. 按下SW1，LED1亮；释放SW1，LED1灭
  2. 按下SW2，LED2亮；释放SW2，LED2灭
  3. 按下SW3，LED3亮；释放SW3，LED3灭
  4. 按下SW3，LED4亮；释放SW4，LED4灭

4 按键中断输入实验（int）

02_按键输入实验是采用轮询方式不断查询引脚电平状态。引脚默认为高电平，当按下按键后，引脚会变成低电平。而此实验将使用nRF52832的GPIOTE边沿中断方式来监测按键动作。中断方式监测按键，带来了高灵敏度，高效率，同时也增加了按键按下不可靠性。主要原因按键按下会产生电平抖动。要求高可靠性可以为此要加入消抖。由02的原理图中可以见，没有硬件上的消抖，所以只能在驱动程序上进行消抖操作（此例程中没加入消抖）。

在例子中，使用了RF52832的GPIOTE功能，GPIOTE与GPIO使用上有所区别。但是如果一个引脚使用了GPIOTE功能，GPIO功能将不启作用，引脚上的所有操作将由GPIOTE支配，直到GPIOTE失能。

如果开发者要详细了解GPIOTE可以查看nRF52832的芯片手册《nRF52832_OPS.PDF》。《nRF52832 Objective Product Specification v0.6.3》

4.1 代码分析

开发者打开谷雨物联提供的peripheral_ghostyu文件夹中03_key_press_int工程（IAR工程）。

在IAR的Workspace中点开Application，双击main.c文件，打开main.c。

 1 //******************************************************************************
 2 // fn :main
 3 //
 4 // brief : 主程序入口
 5 //
 6 // param : none
 7 //
 8 // return : none
 9 int main(void)
10 {
11   GPIOTE_Init();
12   
13   LED_Init();   //LED 初始化
14   BTN_Init();   //BTN 初始化
15 
16   for(;;)
17   {
18     //循环，间隔100ms
19     nrf_delay_ms(100);
20   }
21 }

在例程中使用了GPIOTE功能，所以在main函数开始处就初始化GPIOTE驱动（在使用gpiote相关函数之前，一定要先调用gpiote初始化函数nrf_drv_gpiote_init，否则可能产生不可预知问题）。接着配置LED引脚。在代码中提供两种方式，一种与02实验一至，另一种是gpiote方式。它们通过LED_GPOITE宏进行选择编译。这里主要介绍GPIOTE方式。

 1 //******************************************************************************
 2 // fn :LED_Init
 3 //
 4 // brief : 初始化LED引脚为输出模式，并熄灭LED
 5 //
 6 // param : none
 7 //
 8 // return : none
 9 void LED_Init(void)
10 {
11 #if defined(LED_GPIOTE) 
12   uint8_t i = 0;
13   
14   //配置LED引脚为输出模式
15   nrf_drv_gpiote_out_config_t out_config = GPIOTE_CONFIG_OUT_SIMPLE(true);
16   
17   //置LED引脚为高电平，即LED灭
18   for(i = 0 ; i < LEDS_NUMBER; i++)
19   {
20     nrf_drv_gpiote_out_init(Leds[i], &out_config);
21   }
22 #else  
23   uint8_t i = 0;
24   
25   //配置LED引脚为输出模式
26   nrf_gpio_range_cfg_output(LED_START, LED_STOP);
27   
28   //置LED引脚为高电平，即LED灭
29   for(i = 0 ; i < LEDS_NUMBER; i++)
30   {
31     nrf_gpio_pin_set(Leds[i]);
32   }  
33 #endif
34 }

nRF52832的GPIOTE只有8个通道，所以每个通道都要进行配置。在LED引脚中，选择简单的输出配置即GPIOTE_CONFIG_OUT_SIMPLE，它是一个宏。是对nrf_drv_gpiote_out_config_t类型成员初始化结构体。其中参数表示引脚配置成GPIOTE时默认引脚状态。 nrf_drv_gpiote_out_init函数将对指定引脚进行GPIOTE_CONFIG_OUT_SIMPLE配置。

 1 //******************************************************************************
 2 // fn :Btn_Init
 3 //
 4 // brief : 初始化Btn引脚为输入，全边沿敏感模式
 5 //
 6 // param : none
 7 //
 8 // return : none
 9 void BTN_Init(void)
10 {
11   //创建引脚配置结构
12   nrf_drv_gpiote_in_config_t btn_config = GPIOTE_CONFIG_IN_SENSE_TOGGLE(true);
13   btn_config.pull = NRF_GPIO_PIN_PULLUP;
14   //配置Btn引脚为边沿敏感
15   for(uint8_t i = 0 ; i < BUTTONS_NUMBER ; i++)
16   {
17     nrf_drv_gpiote_in_init(Btns[i], &btn_config, BTN_pin_handler);
18     nrf_drv_gpiote_in_event_enable(Btns[i], true);
19   }
20 }

BTN_Init函数是对按键的引脚进行TOGGLE sense输入配置。其中GPIOTE_CONFIG_IN_SENSE_TOGGLE也宏，是对nrf_drv_gpiote_in_config_t类型成员初始化结构体。参数true表示使用IN_EVENT配置，而非PORT_EVENT。由于按键外部硬件没有上拉，所以这里要配置成上拉，即pull成员变量设置成NRF_GPIO_PIN_PULLUP。

nrf_drv_gpiote_in_init函数将按键引脚配置成GPIOTE_CONFIG_IN_SENSE_TOGGLE模式，同时要传入中断回调函数。最后要调用nrf_drv_gpiote_in_event_enable函数使能引脚IN_EVENT。

中断方式采集按键，是一种异步方式，所以在回调函数中要进行逻辑上的处理。然而在这个例程中，四个按键使用同一个回调函数。所以要在回调函数中要进行按按键识别，包括按键位置识别，还有按键动作。

 1 //******************************************************************************
 2 // fn :BTN_pin_handler
 3 //
 4 // brief : BTN引脚边沿中断回调函数
 5 //
 6 // param : pin -> 引脚号
 7 //         action -> 极性变化形为
 8 //
 9 // return : none
10 void BTN_pin_handler(nrf_drv_gpiote_pin_t pin, nrf_gpiote_polarity_t action)
11 {
12   bool flag = false;
13   switch(pin)
14   {
15   case BUTTON_1:
16   case BUTTON_2:
17   case BUTTON_3:
18   case BUTTON_4:
19     flag = true;
20     break;
21   default:
22     break;
23   }
24   if(flag)
25   {
26     uint8_t idx = BTN_Pin_To_Idx(pin);
27     //读取pin电平状态
28     if(nrf_drv_gpiote_in_is_set(pin))
29     {
30       LED_Off(idx);   //按键释放,熄灭LED
31     }
32     else
33     {
34       LED_On(idx);   //按键按下,点亮LED
35     }
36   }
37 }

其中flag是有效按键动作的标记。只有是BUTTON_1，BUTTON_2，BUTTON_3，BUTTON_4按键才是有效动作。通过nrf_drv_gpiote_in_is_set查询引脚当前电平状态，确定按键是按下，还是释放动作。并根据按键动作，点亮或熄灭LED。

4.2 实验现象

硬件准备：

  1. Jlink-Lite仿真器或J-Link仿真器
  2. NRF52832DK评估板

编译工程，点击IAR IDE工具栏中绿色三角仿真按钮，IAR便会将程序下载到nRF52832中，点击全速运行即可。此时NRF52832的LED是全灭状态。

  1. 按下SW1，LED1亮；释放SW1，LED1灭
  2. 按下SW2，LED2亮；释放SW2，LED2灭
  3. 按下SW3，LED3亮；释放SW3，LED3灭
  4. 按下SW3，LED4亮；释放SW4，LED4灭

5 振动马达实验

在NRF52832DK评估板上，设计有一路振动马达，方便开发者对蓝牙ANCS开发。其直流马达的工作原理不用多介绍，只要给它提供直流电即可工作。MOTOR端的高低电平，将会另三极管打开与关闭，从而控制振动马达工作。MOTOR是连接在nrf52832的P0.12引脚上。

MOTOR.png

5.1 代码分析

开发者打开谷雨物联提供的peripheral_ghostyu文件夹中04_motor_example工程（IAR工程）。

在IAR的Workspace中点开Application，双击main.c文件，打开main.c。

 1 //******************************************************************************
 2 // fn :main
 3 //
 4 // brief : 主程序入口
 5 //
 6 // param : none
 7 //
 8 // return : none
 9 int main(void)
10 {
11   Motor_Init();
12   LED_Init();
13 
14   for(;;)
15   {
16     //循环点亮熄灭LED，间隔500ms
17     for( uint8_t i = 0; i < LEDS_NUMBER ; i++)
18     {
19       nrf_gpio_pin_toggle(Leds[i]);
20       nrf_gpio_pin_toggle(BSP_MOTOR_0);
21       nrf_delay_ms(500);
22     }
23   }
24 }

main函数与《01_LED亮灭实验》十相似，只是在其基础上添加了MOTOR相关的代码。

Motor_Init函数是对MOTOR引脚进行输出初始化。nrf_gpio_pin_toggle函数是对MOTOR引脚的电平进行翻转，从而输出高低电平，即马达就会振动与关闭。

5.2 实验现象

硬件准备：

  1. Jlink-Lite仿真器或J-Link仿真器
  2. NRF52832DK评估板

编译工程，点击IAR IDE工具栏中绿色三角仿真按钮，IAR便会将程序下载到nRF52832中，点击全速运行即可。此时NRF52832的LED便会每500ms依次点亮LED；当四个LED全部点亮后，再以500ms依次熄灭LED，直到全部熄灭。期间，每一次LED状态改变，其马达就会工作一次或关闭一次，间隔时间是500ms。

6 蜂鸣器实验

在NRF52832DK评估板上，设计有一路有源蜂鸣器，方便开发者对蓝牙ANCS开发。其蜂鸣器的工作原理不用多介绍，只要给它提供直流电即可工作。BUZZER端的高低电平，将会另三极管打开与关闭，从而控制蜂鸣器工作。BUZZER是连接在nrf52832的P0.11引脚上。

Beep.png

6.1 代码分析

6.2 实验现象

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