简介

Microchip的基于 32 位 Arm^® Cortex®-M0+的单片机具有通过空闲、待机、备用和关断等不同休眠模式降低功耗的功能。进入休眠模式时，CPU 将停止运行，并且一些模块和时钟域将根据所选休眠模式自动关闭。然后可以通过外部事件（例如来自 ADC、RTC 和 DMA 的中断等）来唤醒 CPU 并返回到工作模式。

从休眠模式唤醒器件不是即时的，可能会因应用中使用的休眠模式、时钟和外设而有所不同。

该文档介绍了唤醒时间以及如何配置器件以优化唤醒时间。

APM32F103ZE简介

厂家介绍：珠海极海半导体有限公司，是艾派克微电子旗下全资子公司，其前身为艾派克物联网芯片事业部，总部为纳思达股份有限公司。极海具有20年的集成电路芯片设计经验，是专业的32位工业级通用微控制器、低功耗蓝牙芯片及工业物联网SoC-eSE安全主控芯片产品和方案提供商。

芯片介绍：APM32F103xE系列MCU，基于32位ARM^® Cortex^®-M3内核，配置增强型外部储存控制器eMMC,并行LCD兼容8080/6800模式，功耗低，容量大，可移植性好。工作温度范围覆盖-40℃~+150℃，符合工业级高可靠性标准。最高工作主频96MHz，支持FPU浮点运算单元，配置增强型外部存储控制器EMMC，支持USB和CAN接口同时使用；集成片上储存器、定时器以及数据转换器等多种外设接口，具有功耗低、容量大、可移植性好、Flash擦除/编程速度快等特点。目前已经通过中国IEC61508 SIL2认证和USB-IF测试，符合工业级高可靠性标准。适用于航模飞机、手持云台、扫码枪、报警器、密码锁、电子秤等领域。

移植过程

1.环境搭建

1.1 硬件准备

APM32F103ZE MINI BROARD，USB转TTL模块，JLINK仿真器。

1.2 软件准备

编程器，使用JLINK进行下载调试。
集成开发环境，安装KEIL5。
串口助手使用的是Tera Term。

1.2.1 APM32F103 SDK

下载APM32F103ZE SDK包

APM32F10x_SDK_V1.5.zip

并安装其中的keil支持文件：

1.2.2 RT-thrad

下载RT-thread源码。

下载RT-Thread env 工具 ：RT-Thread物联网操作系统。

2.BSP标准工程生成

其实移植RT-THREAD到一些比较通用的内核还是比较方便的，因为可以投机取巧。那接下来告诉你怎么投机取巧移植RT-Thread到国产MCU。本文只适配KEIL5的环境，GCC、KEIL4和IAR环境不做讲解。

基础模板：首先看看RT-Thread代码仓库中已有的BSP存在同是M3内核的芯片STM32F103。而我要移植的是APM32F103，参照STM32F103的工程，我们新建相似的工程目录。然后就开始增删改查，完成最终的BSP。

2.1 制作通用文件结构

bsp 文件夹目录下新建文件夹 apm32，再在apm32文件夹中新建libraries和apm32f103xe-minibroard两个文件夹。

2.1.1 libraries 文件夹

libraries 文件夹下新建 APM32F10x_Library 文件夹以存放APM32F10x系列的libraries，新建 Drivers 文件夹以存放APM32F10x系列的RT-thread 外设驱动。创建Kconfig文件（后续编写文件内容）。

复制我们下载好的 APM32F10x系列的SDK下的 文件夹Library 内容到这里，再在该文件夹下新建SConscript文件。这样子我们的APM32F10x_Library文件夹内容

在Drivers文件夹中 新建若干文件如下（后续编写文件内容）：

2.1.2 apm32f103xe-minibroard 文件夹

apm32f103xe-minibroard 文件夹下新建applications和board文件夹。

applications 文件夹中新建两个文件，main.c 和 SConscript。文件内容稍后会在后续章节进行编写。

board 文件夹新建文件夹 linker_scripts 及两个文件，board.c 和 board.h。文件内容稍后会在后续章节进行编写。

linker_scripts 文件夹下新建文件link.sct。文件内容稍后会在后续章节进行编写。

2.1.3 其他文件

我们还需要复制以下文件（如：\bsp\stm32\stm32f103-atk-nano\）下至我们的工作目录（bsp\apm32\apm32f103xe-minibroard）。后续我们会对部分文件进行编辑，请留意。

2.2 创建工程

(创建工程前请安装好APM32F1系列keil支持pack包。)

点击template文件打开工程，将芯片更换为APM32F103ZE。

Device选项卡，选择芯片 APM32F103ZE，点击OK，芯片更换完毕。

Debug选项卡，选择手上的仿真器型号，这里笔者是J-link,选择后点击“Seting”选择下载后的操作选项及下载算法。

至此工程创建完毕。下一步我们将基于该工程，编译我们的RT-thread。

2.3 链接文件编写

board\linker_scripts目录下文件link.sct内容更改为：

; *******************************************
; *** Scatter-Loading Description File generated by uVision ***
; ********************************************

LR_IROM1 0x08000000 0x00080000  {    ; load region size_region
  ER_IROM1 0x08000000 0x00080000  {  ; load address = execution address
   *.o (RESET, +First)
   *(InRoot$$Sections)
   .ANY (+RO)
   .ANY (+XO)
  }
  RW_IRAM1 0x20000000 0x00020000  {  ; RW data
   .ANY (+RW +ZI)
  }
}

2.4 标准工程生成

（需提前注册evn工具至右键菜单）

在apm32f103xe-minibroard点击鼠标右键，选择“ConEmu Here”，调出命令行窗口输入“scons --target=mdk5”后按回车，生成MDK5工程。

3.BSP驱动文件编写及下载

要完成RT-thread适配，各种驱动及系统运行前的初始化必不可少，下面我们开始编写外设驱动及系统时钟初始化。

我们点击上一章节生成的工程“project.uvprojx”，查看一下我们需要编写的文件。

3.1 Pin 驱动

为了跟其他rt--thread工程一样用统一的方法控制GPIO，移植PIN功能很有必要。关键是要实现好IO port和pin的映射关系，中断的映射关系。这里就不展开文件drv_gpio.c/h文件的编写工作了。大家可直接查看源码。

3.2 串口驱动

可参照APM32的官方例程，对照RT-thread底层接口完成，这里drv_usart.c/h也不展开。大家可直接查看源码。

3.3 板载初始化即主函数

板载文件主要是初始化串口驱动所需的时钟及IO，主函数是完成对板载一个LED灯的控制，程序较为简单，大家可直接看源码。

3.4 编译验证

通过前面的章节，我们已经完成了BSP的主要移植工作，现在我们编译下载一下看看吧。连接串口，下载程序后，我们可以看到Tera Term窗口显示：

 \ | /
- RT -     Thread Operating System
 / | \     4.0.4 build Aug 20 2021
 2006 - 2021 Copyright by rt-thread team
msh >

结语

RA4E1是RA4系列的第一款入门级产品，基于Arm® Cortex®-M33内核，提供100MHz性能与超低运行功耗的优化组合

全球半导体解决方案供应商瑞萨电子集团（TSE：6723）今日宣布推出基于Arm® Cortex®-M33内核的新微控制器（MCU）产品群，扩展其32位RA MCU产品家族。新型100MHz性能的RA4E1产品群具有高性能、优化功能集成与功耗之间的平衡。它可以缩短产品设计周期并能轻松升级至其它RA系列产品。

瑞萨RA产品家族现拥有150多个型号，工作频率从48MHz到200MHz。RA MCU提供出色的功耗水平、广泛的通信连接选项和包括Arm TrustZone®技术在内的先进安全功能。 瑞萨灵活配置软件包 (FSP) 可支持所有RA产品，FSP包含高效的驱动程序和中间件，以简化通信和安全功能的实现，图形化用户界面可简化并加速开发流程。FSP能灵活地复用现有代码资源，并轻松实现与其他 RA 系列产品的兼容和扩展。使用FSP的开发人员还可通过广泛的Arm生态系统获得各种工具，有助于加快上市时间，也可以通过瑞萨广泛的合作伙伴网络获取支持。

瑞萨电子物联网及基础设施事业本部高级副总裁Roger Wendelken表示：“通过强劲性能、先进功能、易于开发的系统和产品价值，我们的RA产品持续提供超出预期的表现。开发新型RA4E1产品群是为了通过入门级产品选项来扩展RA产品家族，从而满足客户需求。我们相信这些产品将成为多种应用场景的理想选择，很多设计人员也会发现RA产品可以满足他们当前和未来发展的需求。”

RA4E1 MCU产品群

RA4E1 MCU是100MHz性能的RA4系列中的第一款入门级产品。该产品群包括四款不同产品，从48引脚到64引脚封装，配置256kB至512kB的闪存和128kB的SRAM。RA4E1 MCU提供同类产品中较低运行功耗，以100MHz从闪存执行程序时运行电流仅为60μA/MHz。RA4E1提供了创新外围设备、连接功能和降低系统成本这三者的优化组合。RA4E1产品群是成本敏感型应用和其他兼具性能和低功耗系统的理想选择。

RA4E1产品群的主要特点

• 以100MHz运行的Arm Cortex-M33 CPU内核

• 256kB至512kB的集成闪存选项，128kB SRAM

• 工作温度范围：Ta = -40°C ~ 85°C

• 48引脚至64引脚的封装选项

• 低功耗运行：以100MHz频率运行时为60µA/MHz；从闪存执行CoreMark性能测试程序时为81µA/MHz

• 集成全速USB 2.0接口、串行通信接口、CAN和QSPI

• 降低系统总体成本：使用FLL的片上高精度（±0.25%）内部振荡器、丰富的GPIO资源、出色的模拟功能、低电压检测和内部复位功能

MCU（单片机）可以替代PLC 吗? 这个问题如同面粉能代替面条一样，答案是否定的。第一次听到这个答案可能很多人都有疑问，单片机明明功能那么强大、资源那么丰富，为什么不能取代PLC呢？

那么今天我们就来了解一下单片机和PLC分别是什么，它们之间有什么区别。

1、单片机

单片微型计算机(Single Chip Microcomputer )，亦称微控制单元(Microcontroller Unit)，简称MCU，是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器(Central Process Unit；CPU)、随机存储器（Random Access Memory；RAM）、只读存储器（Read-Only Memory；ROM）、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在各个领域广泛应用。诸如手机、PC外围、遥控器，至汽车电子、工业上的步进马达、机器手臂的控制等，都可见到MCU的身影。

单片机出现的历史并不长，但发展十分迅猛。它的产生与发展和微处理器的产生与发展大体同步，自1971年美国Intel公司首先推出4位微处理器以来，它的发展到目前为止大致可分为5个阶段。

单片机发展的初级阶段（1971年至1976年）：1971年11月Intel公司首先设计出集成度为2000只晶体管/片的4位微处理器Intel 4004, 并配有RAM、 ROM和移位寄存器, 构成了第一台MCS—4微处理器, 而后又推出了8位微处理器Intel 8008, 以及其它各公司相继推出的8位微处理器。

低性能单片机阶段（1976年至1980年）：以1976年Intel公司推出的MCS—48系列为代表, 采用将8位CPU、 8位并行I/O接口、8位定时/计数器、RAM和ROM等集成于一块半导体芯片上的单片结构, 虽然其寻址范围有限（不大于4 KB）, 也没有串行I/O, RAM、 ROM容量小, 中断系统也较简单, 但功能可满足一般工业控制和智能化仪器、仪表等的需要。

高性能单片机阶段（1980年至1990年）：这一阶段推出的高性能8位单片机普遍带有串行口, 有多级中断处理系统, 多个16位定时器/计数器。片内RAM、 ROM的容量加大，且寻址范围可达64 KB，个别片内还带有A/D转换接口。

16位单片机阶段（1983年至1989年）：1983年Intel公司又推出了高性能的16位单片机MCS－96系列, 由于其采用了最新的制造工艺, 使芯片集成度高达12万只晶体管/片。

全方位高水平发展阶段（1990年至今）：到目前为止，单片机也有从传统的8位处理器平台向32位高级RISC处理器平台转变的趋势，但8位机依然难以被取代。8位单片机成本低，价格廉，便于开发，其性能可以满足大部分的需要，只有在航天、汽车、机器人等高技术领域，需要高速处理大量数据时，才需要选用16/32位，而在一般工业领域，8位通用型单片机，仍然是目前应用最广的单片机。单片机在集成度、功能、速度、可靠性、应用领域等全方位向更高水平发展。

单片机的特点是编程、维护相对复杂，编程方式常用C语言或者汇编语言，成本较低，I/O接口相对有限。

2、PLC

PLC，全称Programmable Logic Controller，即可编程逻辑控制器，是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。它采用一种可编程的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。

3、单片机为什么不能取代PLC?

1）稳定性与可靠性

有人说这是个伪问题，单片机是元器件，PLC是由元器件以及庞大的软件构成的系统，两者在这一方面没有可比性。这话没有错，大多PLC的控制芯片实际上就是单片机，也就是说可以将PLC看成是单片机的二次开发，单论工业防护等级，单片机的稳定性和可靠性能根本比不了PLC这种IP67类的产品（ IP为标记字母，第一标记数字表示接触保护和外来物保护等级，第二标记数字表示防水保护等级）。而且就PLC这种能应对工业恶劣环境的产品还开发出一套冗余系统。如果稳定性与可靠性对比没有意义，那么我们就从其他方面分析。

2）I/O功能

单片机的I/O点实在有限，而反观PLC呢？针对不同的现场信号，均有相应的I/O点可与工业现场的器件(如按钮、开关、传感电流变送器、电机启动器或控制阀等)直接连接，并通过总线与CPU主板连接。工业里几乎任意一条生产线，都有上百甚至上千I/O点，就这点单片机完全无法比拟。

3）扩展功能

一条完整的工业生产线除了控制，还有通信、上位、组态、运动控制与显示等等，这些东西都需要依靠完整的工业体系与通信协议去做，例如西门子公司的PROFIBUS-DP通信、三菱重工的CC-LINK等等。而单片机和PC、单片机和单片机之间的通信大都用串口。单片机的串口是全双工异步通信串口，那么像MODBUS、PROFIBUS、CAN open、以太网等通信协议单片机是否能一一实现？或许单片机可以做到，但是这就涉及到下一个分析点，开发周期。

4）开发周期

PLC的品牌多达200多种，几乎每个品牌都有不同编程软件，而且都在不断完善自己的编程软件，使之能够越来越简单的服务于电气工程师，而各种程序块也是越来越方便人性化的任意去调用，比如PID模块、运动控制模块等，大大减轻了工程师的开发压力也缩短了开发周期。那单片机要如何实现？没有现成的模块使用，那就只能开发，那么做过非标自动化设备的工程师都会遇到一个问题——工期不足。PLC这种高度集成化模块化的产品在达到满足设备所需的开发周期，在工期面前也是抓襟见肘，更不用说如同白纸一张的单片机。

5）通信距离

现在大多数流水线是要跨区域整合与监视的，所用的通讯方式多为以太网加中继器，或者直接走民用宽带光纤，所用的东西到最后很可能是用的就是微软的IE浏览器，很明显PLC是有RJ-45接口，即使本体没有RJ-45也可以配备以太网模块，可单片机搭载的PCB板能加上这个接口然后开发出以太网通信吗？开发需要多久？

6）编程语言

这点对单片机来讲是一个优势，同时也是一个劣势。上面提到PLC的品牌有两百多种，编程软件更多，尽管大多数PLC的编程语言都大同小异，但是每接触一款不同品牌的PLC，电气工程师就要从PLC的硬件参数、软元件、编程软件等等各个方面从头了解一次才能使用的得心应手。而单片机的编程语言用的是C语言或者汇编语言，这对于任何单片机都是通用的。换句话说，学会C语言或者汇编语言，便可以应用任何单片机开发想要的功能（前提是要有相关的电工电子学基础）。但话又说回来，电气工程师不是电子工程师，他们的工作不是单单考虑单片机如何驱动继电器来控制机床的，甚至有的电气工程师都不会C语言、汇编语言之类的MCU开发语言。近些年，IEC-61131-3标准的推广，越来越多的PLC支持多种编程语言，如类似C语言的ST语言，类似电路图的CFC语言。这种便利的功能是传统单片机开发环境真的无法实现。

4、结论

经过上面阐述，我们可以看出，PLC实际上可以看成是单片机的二次应用开发，但是它又有自己鲜明的特点。到目前为止，中国的单片机应用和嵌入式系统开发走过了二十余年的历程，国民经济建设、军事及家用电器等各个领域，尤其是手机、汽车自动导航设备、PDA、智能玩具、智能家电、医疗设备等行业都是应用了单片机。行业高端目前有超过10余万名从事单片机开发应用的工程师。

近日，厦门澎湃微电子有限公司（以下简称：澎湃微）完成了近亿元PreA轮融资，本轮融资由华义创投和湖杉资本领投，啟赋资本、深圳华强（代码：000062）、徕木股份（代码：603633）跟投。融资资金将用于澎湃微新品研发、生产投入以及人才建设等。

澎湃微成立于2019年，是一家以32位MCU为主营方向的集成电路设计公司（fabless），在上海、深圳、厦门建立了多个研发中心。公司产品除了通用与细分领域MCU（32位/8位）外，还有24位高精度ADC等模拟芯片。产品市场涵盖工业控制、消费电子、物联网、医疗健康、BLDC电机控制、小家电等领域。

作为数字端的MCU的初创企业，澎湃微电子自2019年成立以来，快速地在通用和细分市场推出5个系列M0和M3的32位MCU，在超低功耗、超强抗干扰能力、个别芯片性能（如内置时钟温漂）达到国际先进水平，芯片品质国内领先，同时产品还有较好的性价比。公司产品已经大量应用在汽车、医疗、工业控制、仪器仪表、消费电子等领域。

华义创投表示，MCU作为大品类IC，面向的应用场景多而广，随着智能设备的渗透，MCU会得到越来越多的应用，短期很难出现一家独大的局面，是一个非常适合创业团队长期耕耘的赛道。MCU是一种做出来容易但是做好难的产品，目前国产化率还比较低，澎湃微作为MCU行业的老兵创业公司，低调务实，对MCU技术、产品和市场的理解非常深刻，产品也相应获得了各类头部客户的认可，我们相信，同时也愿意与澎湃微团队共同成长、努力，成为国产MCU行业的一支重要力量。

深圳华强表示，MCU作为嵌入式电子系统的核心，是公司CVC投资持续重点关注的方向之一。澎湃微核心团队拥有较强的创新产品定义能力，有发展专用MCU的潜力。因此，本次投资将有助于进一步拓展公司CVC投资覆盖的产业范围，集聚更丰富的产业资源；公司也将借助本次投资形成的良好关系，积极推动和澎湃微开展产品分销等方面的深度合作，以公司的综合服务能力赋能澎湃微发展。

湖杉资本表示，团队专注MCU设计15年以上，以往累计出货超过2亿颗MCU芯片，平均50ppm级别，达到了国际一流的工控品质。澎湃微有丰富的32位MCU的设计经验，2020年成功量产4颗32位MCU，并且目前都已经稳定出货。市场方面，成立2年的时间，澎湃微的产品已批量应用在汽车电子、医疗电子、工业和消费类电子等各种领域。湖杉资本看好澎湃微在MCU领域国内的优势地位，也会坚定持续支持公司发展。

啟赋资本表示，MCU芯片研发难度大、周期长，团队要有很强的技术能力，还要有足够的耐性，澎湃微是一支具备从研发到量产完整经验的团队。当前半导体行业正面临一轮深度的缺货周期，每一轮周期对于国内芯片厂商都带来较好的市场机会，国内厂商更能适应本地市场需求、更好的支持服务，这也是国内厂商在市场竞争中的优势。期待澎湃微在中高端MCU领域为实现国产替代添砖加瓦。

徕木股份表示，我们是专业从事以连接器和屏蔽罩为主的精密电子元件研发、生产和销售的公司，产品目前主要应用在通讯及汽车领域，现逐步将自身所积累的优势向消费电子和其他领域扩展。MCU作为嵌入式电子系统的核心，澎湃微团队在32位MCU设计方面有着丰富的经验，通过本次投资公司和澎湃微建立起深度的联结，为后续的产品合作进行铺垫，实现互助共赢的局面。

澎湃微董事长钟旭恒先生非常感谢此轮投资人对澎湃微事业的支持。此次融资不仅使澎湃微获得了充裕的资金，还增强了与下游的联系，使澎湃微在汽车电子、工业控制、AIoT等领域，能够接触到较前沿的需求，为将来的产品提前布局。澎湃微目前已经越过创业之初的危险期，拥有了广泛的客户基础，此次融资之后，澎湃微会加大创新产品的研发力度，与业界领先的合作伙伴一起，推出全球领先、创新架构的新一代MCU产品。目前MCU领域的国产替代正在全面加速，澎湃微将坚持替代与创新并行，努力推动国产MCU的发展和超越！