1、概述

该文档主要介绍桃芯科技 ING91881B 开发板的硬件资源及其使用方法,以使研发人员了解 ING9188 系列芯片的硬件资源,并测试其功能,使开发人员尽快掌握 ING9188 系列芯片的使用。

2、硬件资源

ING91881B 开发板见下图,主要包括温湿度传感器、加速度传感器、按键、LED、蜂鸣器等相关资源。

图 1 ING91881B 开发板

2.1、供电

ING91881B 开发板供电方式:通过开发板的 micro USB 接口供电。如果需要下载、调试程序,确保使用数据线,此时D2长亮;如果仅供电可使用充电线,此时D2闪烁。

开发板上留有 2.5V 对外供电接口(开发板右上角VCC丝印)和GND(开发板右上角GND丝印),供电时要注意电流限值:通过 micro USB 供电时,2.5V 电流限值是 200mA。

2.2、GPIO 功能

开发板下面排针为 ING91881B 芯片和板载外设引出的管脚,里侧管脚为 ING91881B 引出的管脚(丝印 GPIO 0-19 分别对应 ING91881B 芯片 GPIO 0-19,ING_DIO 和 ING_CLK 分别为 ING91881B 芯片的 SW_DIO 和 SW_CLK,EXINT 和 RESET 分别为 ING91881B 芯片的 EX_INT 和 RESET),靠近板边的管脚为温湿度传感器、加速度传感器、按键、LED、蜂鸣器等外设的管脚,具体对应查看开发板背面丝印。用户可以根据实际需要通过排线连接具体的外部设备,并通过软件配置相应的功能。若要使用开发板上的硬件资源,比如传感器、串口、蜂鸣器等资源,需要用跳线帽把对应位置短接。

图 2 GPIO 连接情况

有关 GPIO 的使用方法,可参考以下示例:

  • HID Keyboard (蓝牙键盘示例)
  • Peripheral ANCS (苹果通知中心服务)

2.3、调试接口

开发板集成了 DAPLink (CMSIS-DAP 的升级版) 功能, 支持 CDC 串口、拖放烧写。该功能通过一片 STM32 来实现,在开发板上的丝印为 U1,实际使用中通过 micro USB 接口与 PC 机通信, 虚拟出的串口端口号在 PC 机设备管理器中查看,使用此串口与 ING91881B 通信前,必须在 UART_TX 和 UART_RX 处用跳线帽短接。

DAPLink 的 SW_CLK 和 SW_DIO 与 ING918 的 SWD 接口使用跳帽连接,断开跳帽, 既可以将开发板用做 DAPLink 调试其它设备,也可以使用其它调试器来调试开发板。 STM32 芯片的 SW_CLK 和 SW_DIO 用插针引出,可以用来烧写STM32。

DAPLink 固件 开源

说明: 不同调试器提供的串口能力不同,某些调试器从 ING918 向 PC 机进行高速传输时可能丢失数据。 而 ING918 可立即响应串口数据,所以从 PC 机到 ING918 传输时不存在此问题。 例如使用了相同型号 STM32 芯片的 DAPLink 与 J-Link OB,以 921600 波特从 ING918 向 PC 机传输时,DAPLink 不丢数据, 而 J-Link OB 则存在问题。

2.4、IIC接口传感器

开发板自带两颗传感器,BME280 和 BMA280,IIC 接口,通过ING91881B 的 IIC1 接口互联,使用前需在 IIC_SCL 和 IIC_SDE 处用跳线帽短接。BME280 为湿度、压力、温度传感器,IIC 地址为:0b1110110;BMA280 为加三轴加速度传感器,IIC 地址为:0b0011000。

使用开发板IIC接口传感器时,需注意 ING91881B 开发板 IIC_SCL 和 IIC_SDE 分别配置在 GPIO10 和 GPIO11。

有关传感器的使用方法,可参考以下示例:

  • Thermometer with FOTA (基于 BME280 的温度计)
  • Peripheral Pedometer (基于 BMA280 的计步器)

2.5、LED

开发板上有 1 个三色 LED 和 8 个绿色 LED,三色 LED 可以用于 PWM 调光功能,绿色 LED 可以做为指示灯(低电平点亮)。使用前需要在开发板下面排针相应位置用跳线帽短接,三色 LED 通过专门的三色调光芯片 TLC57931,该芯片通过单线发送相应的控制命令,对应的信号为丝印 TLED。

有关 LED 的使用方法,可参考以下示例:

  • Peripheral LED (通过 TLC57931 控制三色 LED)

2.6、按键

开发板上的按键分为两种:

  1. 系统按键

    REST 复位按键,按下拉低,用于复位 ING91881B。

    EX_INT 外部中断按键,按下拉高,用于唤醒睡眠的 ING91881B。

    LOAD 下载键,烧写程序,LOAD 一键下载,下载程序时可以不用同时按 EXT_INT 和 RESET。

    EXT_INT 和 RESET 用插针引出,可以通过跳线帽选择是由按键控制还是外部控制,按键也可以控制别的模块。

  2. 功能按键

    KEY1-4 用户可以自行分配功能,位置见图 1 红色标志处所示,默认上拉,按下为低,使用前需在开发板下面排针相应位置用跳线帽短接。

有关按键的使用方法,可参考以下示例:

  • HID Keyboard (蓝牙键盘示例)
  • Peripheral ANCS (苹果通知中心服务)

2.7、蜂鸣器

开发板上包含 1 个蜂鸣器,工作频率 4KHz,使用前需在开发板下面排针相应位置用跳线帽短接。

有关按键的使用方法,可参考以下示例:

  • Peripheral Piano (通过 PWM 驱动蜂鸣器)

2.8、ADC

开发板上留有 ADC 接口(开发板左上角丝印 AD1 AD4), 用跳线帽短接时,输入电压为 1.65V(电压可调,调节R109电阻),为分压电阻从VCC 得到,用户也可以通过跳线外接其他输入,输入点为板内侧引脚。

有关 ADC 的使用方法,可参考以下示例:

  • Peripheral Battery (通过 ADC 监测电压)

2.9、配置管脚

  • EXTINT为外置中断,用于在待机模式下唤醒 ING91881B,开发板上可以通过 BMA280 唤醒,也可通过 EX_INT 按键唤醒,通过 BMA280 唤醒时,用跳线帽把开发板右下角 J3 的 1、2 脚短接。

    该信号有两种功能:

    1. 复位时使芯片进入烧写模式;
    2. 工作过程中用来将芯片从睡眠模式中唤醒。

2.10、芯片功耗测试

开发板中部偏上位置插针为芯片 ING91881B 供电端,正常使用时,用跳线帽短接。测试芯片 ING91881B 的供电电流时,把电流表串接在两端。

3、烧写程序

3.1、用 Flash Downloader 烧写

  1. 在 ingWizard 主界面找到要下载的项目,点击右键;

  2. 从弹出的快捷菜单中选择“Download to Flash…”,ingWizard 自动打开 Flash Downloader;

  3. 在 Flash Downloader 里点击“Setup UART”修改开发板使用的串口号;

  4. 点击“Start”;

    说明: 一般情况下一个完整的程序包含两个二进制文件,platform.bin(包含协议栈、实时内核)和 App Bin。程序编译时,只有 App Bin 发生变化,platform.bin 不变。所以 platform.bin 只需要烧写一次。 详情请参阅 SDK 用户手册关于软件架构的介绍。
  5. 按 LOAD 键 ,开发板即可进入下载模式(或者,保持开发板 EXT_INT 按键处于按下状态,按动一次 RESET)。下载过程中界面显示如图所示。

    说明: 从复位状态释放时,Bootloader 会检测 EXT_INT,如果为高电平则进入 UART 下载模式,否则正常启动。 也就是说若要进入 UART 下载模式,要保证 RESET 按键弹起的瞬间, EXT_INT 按键处于按下状态。

3.2、使用调试器烧写

所有示例都可以在支持 CMSIS-DAP 的 IDE 直接通过 DAPLink 调试器下载,例如在 Keil 里直接点击“Download”。 如果开发者选择使用 J-Link 调试器,那么所有示例都可以在支持 J-Link 的 IDE 直接通过 J-Link 调试器下载, 例如在 Keil 里直接点击“Download”。

注意: 此方法只烧写 App 编译出的程序,不烧写 platform.bin,所以开发板初次使用时,应该先 使用 Flash Downloader 完整烧写 platform.bin 和 App Bin。 有些 IDE (如 CrossStudio/SEGGER)可以修改设置同时烧写 platform.bin,但是 SDK 中的示例未做此设置。
说明: 如果单独安装过 J-Link 软件,第一次下载时 J-Link 将弹出对话框要求 用户选择芯片类型,请选择“Unspecified Cortex-M3”。

3.3、拖放烧写

DAPLink 调试器会在上位机里呈现一个 U 盘,将 .bin 文件或者 .hex 文件复制(通过命令行或者拖放)到 U 盘即可完成烧写。 烧写完成后,U 盘会重新挂载,查看 U 盘内的 DETAILS.TXT 文件,可发现 Remount count 计数增加 1。如果烧写失败,则会出现 FAIL.TXT 文件,里面包含了详细错误信息;如果烧写成功,U 盘内无此文件。无论烧写是否成功,重新挂载后的 U 盘都不会“保存” 所烧写的 .bin 文件或者 .hex 文件。

  • .bin 文件烧写

    此模式只支持完整烧写,.bin 文件必须完整,同时包含 platform.bin 和 App Bin。建议通过 Flash Downloader 菜单项 File → Merge & Export … 自动合并导出完整 .bin 文件,然后烧写。

  • .hex 文件烧写

    Intel Hex 文件包含地址信息,支持部分烧写。

4、注意事项

  • 通过开发板给外部设备供电时,注意电流限值;
  • 增减外部设备时,请断电;
  • 不要用金属部件遮挡印制板天线。