Dieses Video stellt das CH32H417 MIO Peripheral Board von XPU Lab vor – eine Plug-and-Play-Erweiterungsplatine für das CH32H417 RISC-V-Dual-Core-Entwicklungsboard von Nanjing Qinheng (WCH). Die Platine löst das Problem der aufwendigen manuellen Verkabelung bei der Nutzung von Pinfeldern, indem sie häufig benötigte Peripheriegeräte direkt auf einem Board integriert.
Die Hardwareumsetzung umfasst ein 2,4-Zoll-TFT-LCD (ILI9341 Controller, 16-Bit-Parallelport) mit resistivem Touchscreen, eine OV2640 2-Megapixel-DVP-Kamera, einen 4-Leitungs-SDIO-MicroSD-Kartensteckplatz, einen MAX98357 I2S-Audioverstärker, ein I2S-MEMS-Mikrofon, eine LSM6DS3 6-Achsen-IMU sowie einen Zweikanal-CAN-Transceiver, QSPI-Flash, ein QWIIC-Schnittstellensystem und adressierbare WS2812-LEDs. Softwareseitig wird die Platine durch gebrauchsfertige Treiberbeispiele in der MounRiver Studio IDE unterstützt, was eine schnelle Anwendungsentwicklung für HMIs, USB-Videostreaming und Datenlogger ohne Low-Level-Treiberentwicklung ermöglicht.
Wichtigste Punkte & Zeitstempel
00:00 CH32H417 RISC-V MCU & Platine: Der Nanjing Qinheng (WCH) CH32H417 ist ein Dual-Core-RISC-V-Mikrocontroller mit nativer USB 3.0-, Ethernet- und Type-C PD-Unterstützung. Das MIO-Peripherieboard erweitert die einfachen Stiftleisten des Evaluationboards zu einer vollständigen Testplattform.
00:01:33 Display und Touchscreen: Auf der Platine ist ein 2,4-Zoll-TFT-LCD mit einer Auflösung von 240x320 Pixeln verbaut. Die Ansteuerung erfolgt über eine 16-Bit-Parallelschnittstelle und den ILI9341-Treiber inklusive resistiver Touch-Funktionalität über einen onboard Touch-Controller.
00:02:14 OV2640 DVP-Kameraschnittstelle: Eine OV2640 2-Megapixel-Kamera ist über ein Digital Video Port (DVP) Schnittstellen-Layout angebunden. Dies erlaubt in Kombination mit der USB-Bandbreite des CH32H417 das Streamen von Bilddaten in Echtzeit an einen PC.
00:02:53 SDIO-Speicheranbindung: Ein MicroSD-Kartensteckplatz nutzt den 4-Leitungs-SDIO-Modus für hohe Schreib- und Lesegeschwindigkeiten zur Speicherung von Bilddaten, Messwerten und Firmware-Updates.
00:03:21 Audio- und Sensor-Peripherie: Die Audiosektion integriert einen MAX98357 I2S-Digitalverstärker für Lautsprecher sowie ein I2S-MEMS-Digitalmikrofon zur Tonaufnahme. Ein ST LSM6DS3 6-Achsen-IMU (Beschleunigungssensor und Gyroskop) dient der Lageerfassung.
00:04:00 Erweiterungen, Busse und Debugging: Ausstattung mit 4 ADC-Tasten, 4 GPIO-Tasten, 8 adressierbaren WS2812-LEDs (angesteuert über das CH32H417 PIOC-Interface), QSPI-Flash, Zweikanal-CAN-Transceiver, QWIIC-Ökosystem-Anschluss und dedizierten SWD-/UART-Debug-Heaern.
00:05:05 Software-SDK & MounRiver Studio Integration: Bereitstellung eigenständiger Treiberbeispiele in MounRiver Studio für Display, Kamera, SD-Karte und Audio, wodurch die Entwicklung von Low-Level-Treibern entfällt.
00:06:28 Anwendungsfelder: Die Kombination ermöglicht die schnelle Entwicklung von Touch-basierten Industrie-HMIs mit CAN-Bus-Steuerung, USB-HD-Kameras sowie Datenloggern mit SD-Speicherung und Ethernet/USB-Upload.
Glossar
CH32H417: Ein von Nanjing Qinheng (WCH) entwickelter Mikrocontroller mit RISC-V-Dual-Core-Architektur, der Peripheriefunktionen wie USB 3.0, Ethernet und USB-PD nativ unterstützt.
RISC-V: Eine offene, lizenzfreie Befehlssatzarchitektur (ISA), die als Standard in der modernen Chipentwicklung und embedded Systemarchitektur eingesetzt wird.
DVP (Digital Video Port): Eine parallele Schnittstelle zur Übertragung unkomprimierter Videodaten von einem Bildsensor direkt an das Kamera-Interface eines Mikrocontrollers.
SDIO (Secure Digital Input Output): Eine Hochgeschwindigkeitsschnittstelle, die über mehrere Datenleitungen (hier 4-Bit) schnelle Kommunikation mit SD-Speichermedien erlaubt.
ILI9341: Ein integrierter Display-Treiberbaustein zur Ansteuerung von QVGA-TFT-Displays (240x320 Pixel) über parallele oder serielle Busse.
I2S (Inter-IC Sound): Ein serielles Busprotokoll zur rauschfreien Übertragung digitaler Audiodaten zwischen integrierten Schaltkreisen wie Mikrofonen, DSPs und Verstärkern.
MAX98357: Ein digitaler Klasse-D-Audioverstärker-Chip, der I2S-Eingangssignale direkt in analoge Lautsprechersignale umwandelt.
IMU (Inertial Measurement Unit): Ein räumlicher Bewegungssensor, der Beschleunigungskräfte und Drehraten (Gyroskop) kombiniert, um Raumlage und Bewegung zu erfassen.
ST LSM6DS3: Ein spezifischer System-in-Package-Sensorbaustein von STMicroelectronics, der ein 3-Achsen-Gyroskop und einen 3-Achsen-Beschleunigungsmesser vereint.
QSPI Flash (Quad Serial Peripheral Interface): Ein serieller Flash-Speicher, der vier Datenleitungen gleichzeitig nutzt, um hohe Datendurchsatzraten für Programmcode und Grafiken zu erzielen.
PIOC (Programmable Input/Output Controller): Eine programmierbare Hardware-E/A-Einheit auf dem CH32H417-Chip, die zeitkritische Impulsmuster (wie das Protokoll der WS2812-LEDs) ohne Belastung der CPU-Kerne generiert.
CAN-Bus (Controller Area Network): Ein differentielles Bussystem für die extrem zuverlässige und störsichere Datenübertragung in der Automobil- und Industrieautomatisierung.
QWIIC: Ein herstellerübergreifendes Stecksystem auf I2C-Basis, das das lötfreie Verbinden von Sensoren und Aktoren ermöglicht.
SWD (Serial Wire Debug): Eine von ARM und anderen MCU-Herstellern genutzte 2-Draht-Schnittstelle zum Programmieren und Testen von Mikrocontrollern.
MounRiver Studio: Eine auf Eclipse basierende integrierte Entwicklungsumgebung (IDE) für die Programmierung und das Debugging von RISC-V-Mikrocontrollern.
HMI (Human-Machine Interface): Die Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine, typischerweise realisiert durch Kombination von Bildschirmen, Touch-Eingaben und Bustechnologien.