Funpack5-4 - 基于FRDM-MCXN236实现环境数据采集与显示

内容介绍

根据要求完成如下任务：

任务2：基于 FRDM-MCXN236 开发板，连接 I2C 传感器，实现环境数据采集与实时显示

核心微控制器方面：该开发板的核心是一颗 MCX N236 微控制器，搭载 Arm Cortex-M33 内核，主频最高可达 150 MHz，配备 1MB 双组闪存（支持完整 ECC RAM）和 352KB ECC RAM，并集成 SmartDMA 加速器，能够高效地将工作负载分配到模拟与数字外设上。在安全保障方面，该芯片还内置了 EdgeLock 安全区域，一个独立的片上硬件安全子系统，为安全敏感型应用提供硬件级保护。

开发板方面：板载调试器通过 USB-C 一线完成供电、调试和串口通信，同时支持 SWD/SWO、VCOM 虚拟串口以及 USB-to-SPI/I2C 桥接。扩展接口丰富：支持 Arduino、mikroBUS、FRDM 接头、FlexIO/LCD、SmartDMA/摄像头等多种扩展接口，并预留 Pmod 接口位。学生与工程师可以利用丰富的现成扩展模块（如电机驱动、无线模块、传感器）快速搭建验证系统。

应用方向：电机驱动、传感器、工业与消费物联网应用等。

设计思路：使用板卡的I2C功能，采集外部温度传感器数据，并串口打印采集到的数据。

程序流程图：

主要代码部分：

如下所示：使用板卡IIC功能配置温度测量模式、采集补偿温度数据和LED灯状态先红灯再绿灯。

/* =========================
    * 系统初始化：红灯亮
 * ========================= */
       GPIO_PinWrite(
           BOARD_LED_RED_GPIO,
           BOARD_LED_RED_GPIO_PIN,
           LOGIC_LED_ON
       );
//配置温度测量模式
    uint8_t config[2] = {0xF4, 0x27};
    g_MasterCompletionFlag = false;

    EXAMPLE_I2C_MASTER.MasterTransmit(    
        0x76,
        config,
        2,
        false
    );

    while (!g_MasterCompletionFlag) //等待传输完成
    {
    }

    /* 稍微等待 BMP280 */
    SDK_DelayAtLeastUs(10000, SystemCoreClock);

    /* =========================================================
     * 读取温度原始数据 0xFA ~ 0xFC
     * ========================================================= */

    uint8_t reg = 0xFA;
    uint8_t temp_data[3];

    g_MasterCompletionFlag = false;

    EXAMPLE_I2C_MASTER.MasterTransmit(   //开始读取温度数据
        0x76,
        &reg,
        1,
        true
    );

    while (!g_MasterCompletionFlag) //等待传输完成
    {
    }

    g_MasterCompletionFlag = false;

    EXAMPLE_I2C_MASTER.MasterReceive(  //读取3字节温度数据
        0x76,
        temp_data,
        3,
        false
    );

    while (!g_MasterCompletionFlag) //等待传输完成
    {
    }

    PRINTF("TEMP raw: %02X %02X %02X\r\n", //打印温度原始数据
           temp_data[0],
           temp_data[1],
           temp_data[2]);


    /* =========================================================
     * 读取 BMP280 温度校准参数 0x88 ~ 0x8D
     * ========================================================= */

    uint8_t cal_reg = 0x88;
    uint8_t cal_data[6];

    g_MasterCompletionFlag = false;

    EXAMPLE_I2C_MASTER.MasterTransmit(  //开始读取校准参数
        0x76,
        &cal_reg,
        1,
        true
    );

    while (!g_MasterCompletionFlag) //等待传输完成
    {
    }

    g_MasterCompletionFlag = false;

    EXAMPLE_I2C_MASTER.MasterReceive(   //读取校准数据
        0x76,
        cal_data,
        6,
        false
    );

 /* 红灯灭 */
    GPIO_PinWrite(
        BOARD_LED_RED_GPIO,
        BOARD_LED_RED_GPIO_PIN,
        LOGIC_LED_OFF
    );

    /* 绿灯亮 */
    GPIO_PinWrite(
        BOARD_LED_GREEN_GPIO,
        BOARD_LED_GREEN_GPIO_PIN,
        LOGIC_LED_ON
    );

/* 温度补偿 */
    	    int32_t var1;
    	    int32_t var2;
    	    int32_t t_fine;
    	    int32_t temperature;

    	    var1 = ((((int32_t)(raw >> 3)
    	              - ((int32_t)dig_T1 << 1)))
    	            * ((int32_t)dig_T2)) >> 11;

    	    var2 = (((((int32_t)(raw >> 4)
    	               - (int32_t)dig_T1)
    	              * ((int32_t)(raw >> 4)
    	               - (int32_t)dig_T1)) >> 12)
    	            * ((int32_t)dig_T3)) >> 14;

    	    t_fine = var1 + var2;

    	    temperature = (t_fine * 5 + 128) >> 8;


    	    /* 输出 */
    	    PRINTF("temperature = %d.%d%d C\r\n",
    	           (int)(temperature / 100),
    	           (int)((temperature % 100) / 10),
    	           (int)(temperature % 10));

使用 EXAMPLE_I2C_MASTER.MasterTransmit( )、EXAMPLE_I2C_MASTER.MasterReceive( ) 函数对数据进行采集，采集后进行温度补偿，通过串口打印数据到串口助手上位机里。

实物展示：如下所示左侧BMP280传感器的VCC接开发板的3.3V、GND接GND、SCL接SCL、SDA接SDA引脚，插上TypC数据线，系统就开始工作。

活动心得体会：对于FRDM-MCXN236 板卡，基于高性能Arm®Cortex®-M33内核运行频率高达150MHz，具有1MB闪存、352KB ECC RAM和SmartDMA，使用起来很好入门，确实是一块很好的板卡，希望Funpack 活动越来越好。