2026 ADI CodeFusion 竞赛 - 用MAX32655实现温湿度数据显示

内容介绍

一、项目介绍

本次活动主题是ADI CodeFusion Studio™嵌入式软件开发平台的使用，大赛共提供3款开发板，MAX32650FTHR（15套）、MAX32655FTHR（40套）、MAX32690EVKIT（8套），本文采用的是MAX32655FTHR套件，任务选择的是赛道六：自命题。使用MAX32655和小米温湿度传感器，通过CodeFusion Studio进行编程开发，使用蓝牙技术连接传感器设备并订阅对应的topic，从而实时获取对应的温湿度数据及电量等数据，并打印输出。

二、硬件介绍

采用的板卡是MAX32655FTHR，它是一款快速开发平台，可帮助工程师使用MAX32655 Arm© Cortex®-M4F和Bluetooth® 5.2低功耗(LE)快速实施超低功耗无线解决方案。该电路板还包括MAX20303 PMIC以实现电池和电源管理。0.9 x 2.6英寸小尺寸双排接头与Adafruit Feather Wing外设扩展板兼容。该电路板包括各种外设，如数字麦克风、低功耗立体声音频编解码器、128MB QSPI闪存、micro SD卡连接器、RGB指示器LED和按钮。MAX32655FTHR提供功率优化的灵活平台，以便进行快速概念验证和早期软件开发，从而加快产品上市。

max32655引脚图.png

板卡优势与特点：

MAX32655微控制器
- ARM Cortex-M4F，100MHz
- 32位RISC-V协处理器，可减轻时序关键型蓝牙处理负荷
- 512KB闪存
- 128KB SRAM
- 16KB缓存
- 蓝牙5.2 LE无线电
- 带电量计的MAX20303可穿戴PMIC
- 通过USB充电
- 用于Arm Cortex-M4F的板载DAPLink调试和编程接口
- 试验板兼容接头
- Micro USB连接器
- Micro SD卡连接器
集成外设
- RGB指示灯LED
- 用户按钮
- 低功耗立体声音频编解码器
- 数字麦克风
- SWD调试器
- 虚拟UART控制台

三、软件设计

这是一个基于 Analog Devices MAX32655（Cortex-M4）微控制器的 BLE 主机（Central/Client）应用，核心功能是：作为 BLE 中央设备，扫描并连接小米温湿度计（MJWSD05MMC），订阅其安全数据服务，接收并解析温度/湿度/电压/电量，通过串口打印输出。整个项目是基于 SDK 的示例工程（ble_otac）进行修改，已经配置好了蓝牙相关配置和连接功能实现。使用没有修改固件的小米温湿度传感器，只能通过长连接的方式获取数据；订阅需要米家的密钥，所以无法广播读取数据。采用 CodeFusion Studio（vs code）进行系统开发的。

CodeFusion Studio是面向多内核的AI调试助手，AI助手通过模型上下文协议(MCP)，直接连接实时调试会话，让调试工作更加智能调试助手兼容GitHub Copilot、Claude Code及任何支持MCP的AI客户端，能够提供智能化、上下文感知的调试能力：

使用自然语言进行硬件检查、故障诊断和根本原因分析
通过10个预置诊断提示词，自主调查崩溃、内存损坏和外设配置错误
利用专门的ARM Cortex-M和RISC-V故障解码技术，检查寄存器、内存、变量和堆栈回溯信息
通过自然语言命令，设置断点、条件断点和硬件监视点
执行原始GDB命令，内置安全机制可有效防范破坏性操作
搜索工作区源代码，分析嵌入式C/C++中的常见漏洞模式
在统一环境中查看RTOS线程及跨内核交互
同时支持实时调试和事后内核转储分析

3.1 系统架构

系统采用 “采集-转发-显示” 的三层架构：

感知层：BLE 传感器（LYWSD03MMC）。
传输/网关层 (MAX32655)：
- 运行 BLE 协议栈，作为 Client 角色。
- 实现自动扫描、过滤特定 MAC 地址、建立连接。
- 利用定时器（Timer）周期性发起 GATT Read 请求。
- 定义自定义串口通信协议，将解析后的数据封包发送。
应用/展示层 (M1w dock suit)：
- 监听 UART 端口，基于帧头/帧尾和校验和进行解包。
- 利用 GUI 库绘制仪表盘、电池电量图标和实时数值。
对应方框图

3.2 系统流程图

四、代码介绍

4.1 系统初始化

    /* 分配UART发送缓冲区并初始化UART，用于trace日志输出 */
    WsfCsEnter();
    WsfHeapAlloc(PLATFORM_UART_TERMINAL_BUFFER_SIZE);
    WsfBufIoUartInit(WsfHeapGetFreeStartAddress(), PLATFORM_UART_TERMINAL_BUFFER_SIZE);
    WsfCsExit();

    /* 初始化WSF框架（内存池、OS、定时器和trace系统） */
    mainWsfInit();
    /* 初始化应用终端（命令行交互接口） */
    AppTerminalInit();
    /* 链路层初始化完成，退出临界区 */
    WsfCsExit();

    /* 从NVM加载蓝牙设备地址(BD Address)并设置到控制器 */
    bdAddr_t bdAddr;
    PalCfgLoadData(PAL_CFG_ID_BD_ADDR, bdAddr, sizeof(bdAddr_t));
    LlSetBdAddr((uint8_t *)&bdAddr);


    /* Start the 32 MHz crystal and the BLE DBB counter to trim the 32 kHz crystal */
    PalBbEnable();

    /* Execute the trim procedure - skip for simplicity */
    /* Note: Crystal trim requires specific hardware setup. For basic BLE operation, */
    /* the default trim values are sufficient. */
    wutTrimComplete = 1;  /* Pretend trim is done */

    /* Shutdown the 32 MHz crystal and the BLE DBB */
    PalBbDisable();

4.2 数据扫描


  /* 【1】打印扫描报告：源 MAC + 设备名（完整名或短名）*/
    APP_TRACE_INFO0("=== Scan Report ===");
    WsfTrace("  Addr: %02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x",
             pMsg->scanReport.addr[5], pMsg->scanReport.addr[4],
             pMsg->scanReport.addr[3], pMsg->scanReport.addr[2],
             pMsg->scanReport.addr[1], pMsg->scanReport.addr[0]);


    /* 在广播数据中查找 Local Name 或 Short Name AD 字段并打印 */
    if ((pData = DmFindAdType(DM_ADV_TYPE_LOCAL_NAME, pMsg->scanReport.len,
                              pMsg->scanReport.pData)) != NULL) {
        WsfTrace("  Name: %.*s", pData[DM_AD_LEN_IDX], &pData[DM_AD_DATA_IDX]);
    } else if ((pData = DmFindAdType(DM_ADV_TYPE_SHORT_NAME, pMsg->scanReport.len,
                                     pMsg->scanReport.pData)) != NULL) {
        WsfTrace("  Short Name: %.*s", pData[DM_AD_LEN_IDX], &pData[DM_AD_DATA_IDX]);
    }


    /* 【2】匹配策略 A：已绑定设备（Bond 匹配）
     *   - AppDbFindByAddr 在 NVM Bond 列表中命中 → 直接 connect
     *   - 对端用定向广播+RPA → 先解析 RPA 确认是否写给本设备，解析成功再 connect
     *   - 对端自身用 RPA → 调用 AppMasterResolveAddr 用 Bond 列表中的 IRK 解析
     */
    if ((dbHdl = AppDbFindByAddr(pMsg->scanReport.addrType, pMsg->scanReport.addr)) !=
        APP_DB_HDL_NONE) {
        if (DM_RAND_ADDR_RPA(pMsg->scanReport.directAddr, pMsg->scanReport.directAddrType)) {
            AppMasterResolveAddr(pMsg, dbHdl, APP_RESOLVE_DIRECT_RPA);
        } else {
            connect = TRUE;
        }
    } else if (DM_RAND_ADDR_RPA(pMsg->scanReport.addr, pMsg->scanReport.addrType)) {
        AppMasterResolveAddr(pMsg, APP_DB_HDL_NONE, APP_RESOLVE_ADV_RPA);
    }

4.3 接收到数据进行数据解析

            /* 【2】字段解析（小端序：低字节在前，高字节在后） */
            int16_t  temp     = (int16_t)(pMsg->pValue[0] | (pMsg->pValue[1] << 8));
            uint8_t  humidity = pMsg->pValue[2];
            uint16_t voltage  = (uint16_t)(pMsg->pValue[3] | (pMsg->pValue[4] << 8));


            /* 【3】电池电量估算：小米传感器以 2.000V 为 0%、3.000V（实测上限）为 100%
             *   经验公式：battery = (V - 2000) * 100 / 1000，然后夹取 100（上限保护）*/
            uint16_t battery = (uint16_t)(((voltage - 2000) * 100) / 1000);
            if (battery > 100) battery = 100;


            /* 【4】格式化输出到串口 Trace：
             *   Temperature 注意温度用商/余数格式输出，避免浮点打印；du 是 °C（便于人类看）
             */
            APP_TRACE_INFO0("=====Notification from Xiaomi temperature/humidity sensor");
            APP_TRACE_INFO5("Temperature: %d.%02ddu, Humidity: %d%%, Voltage: %dmV, Battery: %d%%",
               temp/100, abs(temp%100), humidity, voltage, battery);


            /* 【5】UI 指示：点亮 LED1 并启动 300ms 定时器
             *   连续数据间隔 ≤ 300ms 时 WsfTimerStartMs 会重置定时器，LED 保持常亮（持续接收中）*/
            LED_On(LED_BLINK_IDX);
            WsfTimerStartMs(&datcCb.ledTimer, LED_BLINK_ON_MS);