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STM32L475潘多拉的Arduino生态兼容说明

1 RTduino - RT-Thread的Arduino生态兼容层

STM32L475潘多拉已经完整适配了RTduino软件包，即RT-Thread的Arduino生态兼容层。用户可以按照Arduino的编程习惯来操作该BSP，并且可以使用大量Arduino社区丰富的库，是对RT-Thread生态的极大增强。更多信息，请参见RTduino软件包说明文档。

1.1 如何开启针对本BSP的Arduino生态兼容层

Env 工具下敲入 menuconfig 命令，或者 RT-Thread Studio IDE 下选择 RT-Thread Settings：

Hardware Drivers Config --->
    Onboard Peripheral Drivers --->
        [*] Compatible with Arduino Ecosystem (RTduino)

2 Arduino引脚排布

该BSP遵照Arduino UNO板的引脚排列方式，并扩展增加了潘多拉自身的板载资源功能引脚。详见 pins_arduino.c

2.1 Arduino引脚排布统览

更多引脚布局相关信息参见 pins_arduino.c 和 pins_arduino.h。

Arduino引脚编号 STM32引脚编号 5V容忍 备注
0 (D0) PA10 是 Serial-Rx，被RT-Thread的UART设备框架uart1接管
1 (D1) PA9 是 Serial-Tx，被RT-Thread的UART设备框架uart1接管
2 (D2) PB9 是 普通IO
3 (D3) PD15 是 PWM4-CH4，默认被RT-Thread的PWM设备框架pwm4接管
4 (D4) PA8 是 普通IO
5 (D5) PD14 是 普通IO
6 (D6) PB11 是 PWM2-CH4，默认被RT-Thread的PWM设备框架pwm2接管
7 (D7) PB14 是 普通IO
8 (D8) PB12 是 普通IO
9 (D9) PD12 是 PWM4-CH1，默认被RT-Thread的PWM设备框架pwm4接管
10 (D10) PB10 是 PWM2-CH3，默认被RT-Thread的PWM设备框架pwm2接管
11 (D11) PB8 是 PWM4-CH3，默认被RT-Thread的PWM设备框架pwm4接管
12 (D12) PB15 是 普通IO
13 (D13) PB13 是 普通IO
14 (D14) PA1 是 振动电机-A
15 (D15) PA0 是 振动电机-B
16 (D16) PB2 是 蜂鸣器
17 (D17) PD10 是 KEY0
18 (D18) PD9 是 KEY1
19 (D19) PD8 是 KEY2
20 (D20) PC13 是 KEY-WKUP
21 (D21) PE7 是 用户红色LED
22 (D22, LED_BUILTIN) PE8 是 用户绿色LED
23 (D23) PE9 是 用户蓝色LED，PWM1-CH1，默认被RT-Thread的PWM设备框架pwm1接管
24 (D24) PB0 3.6V容忍 红外发送
25 (D25) PB1 是 红外接收
26 (D26) PD4 是 无线模块 CE
27 (D27) PD3 是 无线模块 中断
28 (D28, SS) PD5 是 无线模块 片选 CS
29 (D29) PB13 SPI2-SCK，默认被RT-Thread的SPI设备框架spi2总线接管
30 (D30) PB14 SPI2-MISO，默认被RT-Thread的SPI设备框架spi2总线接管
31 (D31) PB15 SPI2-MOSI，默认被RT-Thread的SPI设备框架spi2总线接管
32 (D32) PC7 是 I2C1-SDA，默认被RT-Thread的I2C设备框架i2c1总线接管
33 (D33) PC6 是 I2C1-SCL，默认被RT-Thread的I2C设备框架i2c1总线接管
34 (D34) PA2 Serial2-Tx，默认被RT-Thread的UART设备框架uart2接管
35 (D35) PA3 Serial2-Rx，默认被RT-Thread的UART设备框架uart2接管
A0 PC2 是（但不建议） ADC1-CH3，默认被RT-Thread的ADC设备框架adc1接管
A1 PC4 是（但不建议） ADC1-CH13，默认被RT-Thread的ADC设备框架adc1接管
A2 -- 芯片内部参考电压 ADC1-CH0，默认被RT-Thread的ADC设备框架adc1接管
A3 -- 芯片内部温度 ADC1-CH17，默认被RT-Thread的ADC设备框架adc1接管
DAC0 PA4 3.6V容忍 真模拟输出 DAC1-CH1，默认被RT-Thread的DAC设备框架dac1接管

注意：

  1. 驱动舵机和analogWrite函数要选择不同定时器发生的PWM信号引脚，由于STM32的定时器4个通道需要保持相同的频率，如果采用相同的定时器发生的PWM分别驱动舵机和analogWrite，可能会导致舵机失效。

2.2 板载排针的Arduino引脚排布

STM32引脚编号 Arduino引脚编号 备注 STM32引脚编号 Arduino引脚编号 备注
PB8 11 (D11) PWM PB9 2 (D2) 普通IO
PC7 A4 I2C1-SDA PA8 4 (D4) 普通IO
PD15 3 (D3) PWM PC6 A5 I2C1-SCL
PD13 -- -- PD14 5 (D5) 普通IO
PC2 A0 ADC PD12 9 (D9) PWM
PB14 7 (D7) 普通IO PB15 12 (D12) 普通IO
PB12 8 (D8) 普通IO PB13 13 (D13) 普通IO
PB10 10 (D10) PWM PB11 6 (D6) PWM
PC4 A1 ADC PA4 DAC0 DAC

2.3 板载外设的Arduino引脚排布

外设名称 Arduino引脚编号 STM32引脚编号
振动电机-A 14 (D14) PA1
振动电机-B 15 (D15) PA0
蜂鸣器 16 (D16) PB2
KEY0 17 (D17) PD10
KEY1 18 (D18) PD9
KEY2 19 (D19) PD8
KEY-WKUP 20 (D20) PC13
红LED 21 (D21) PE7
绿LED，Arduino默认LED 22 (D22, LED_BUILTIN) PE8
蓝LED，具有PWM功能 23 (D23) PE9
红外发射 24 (D24) PB0
红外接收 25 (D25) PB1

3 通信

3.1 I2C总线

潘多拉Arduino支持三条I2C总线，分别是：i2c1、i2c3 和 i2c4。你可以通过pins_arduino.h文件中的 RTDUINO_DEFAULT_IIC_BUS_NAME 宏来设定Arduino的I2C总线，默认为 i2c4 总线。其中：

  • i2c1 为用户总线，PC7 为 SDA，PC6 为 SCL。用户可以通过杜邦线连接其他 I2C 传感器/芯片。
  • i2c3 为板载 I2C 外设总线，连接板载 ICM20608（陀螺仪和加速度传感器） 和 AP3216C（距离和光亮度传感器） 芯片
  • i2c4 为板载 I2C 外设总线，连接板载 AHT10（温湿度传感器） 芯片

I2C的引脚都是被RT-Thread I2C设备框架接管的，不需要直接操控这两个引脚，直接引用#include <Wire.h>（Arduino官方I2C头文件）即可使用。

3.2 SPI总线

潘多拉板的Arduino SPI总线是spi2总线，位置为板上左上角的WIRELESS插槽。 SCK、MISO、MOSI引脚是被RT-Thread SPI设备框架接管的，不需要直接操控这3个引脚，直接引用#include <SPI.h>（Arduino官方SPI头文件）即可使用。按照Arduino的编程标准，用户需要自行控制片选信号，默认为 SS, 即 D28。

3.3 串口

默认支持通过 Serial. 方法调用 uart1 串口设备；通过 Serial2. 方法调用 uart2 串口设备。详见例程。

3.4 USB虚拟串口

支持USB虚拟串口，如果需要使用，可以手动使能。详见例程。

RT-Thread online packages --->
    Arduino libraries --->
        [*] RTduino: Arduino Ecological Compatibility Layer
            [*] Enable USB Serial

4 特殊功能说明

4.1 芯片内部ADC通道

本BSP适配了STM32的两个芯片内部ADC通道，可以通过 analogRead 函数来分别获取如下功能：

特殊功能 Arduino引脚编号 STM32引脚编号
芯片内部参考电压 ADC A2 --
芯片内部温度 ADC A3 --

4.2 真模拟输出功能 (True Analog Output)

Arduino的 analogWrite 函数虽为模拟写，但是实际输出的是PWM数字信号，并非真正的模拟信号。这是由于Arduino早期使用的AVR单片机并不支持DAC的功能，因此这个习惯就被保留了下来。但是随着Arduino支持芯片的丰富，部分高级芯片已经内建了DAC（例如Arduino官方板MKR、Zero等），因此Arduino的 analogWrite 函数后续也支持了真模拟输出功能。

特殊功能 Arduino引脚编号 STM32引脚编号
真模拟输出 (True Analog Output) DAC0 PA4

在潘多拉板上，使用PA4来当做真模拟输出功能引脚，使用方法为：

analogWrite(DAC0, 128);