武汉芯源新品：CW32L012，混合模拟信号MCU来了！（文末福利）

去年我第一次接触了 CW32 的 MCU，当时的感觉就是眼前一亮，虽然也是 ARM M0+的核心，但是 IP 却比其它友商有特点，他们的发布频率也是可以的从 L010 到 L011，再到现在的 L012，也是让人有了陪伴的感觉。比较有趣的一点是，其实产品线上面不止有 L 系列的：

还有通用和射频系列

还有通用和射频系列

但是一直推低功耗的，可能这块的市场也是比较被重视的。

这是现在所有的低功耗系列

所有的低功耗系列

因为现在的外设都强大，所以我的选型办法是先看封装，然后看其它内容，（现在发现官网也是有全部信息下载的功能，可以快速选型了）

好评，因为不会每个 MCU 都看一遍的

好评，因为不会每个 MCU 都看一遍的

仔细聊聊L012

第一感觉就是东西太方便了，就感觉小小一颗应有尽有，下面就跟着我的脚步来盘点一点有哪些让人眼前一亮的 future！

老生常谈的体质

老生常谈的体质

电源范围这些不必说，看一下 ISP，ICP，IAP 这些方便的功能：

实际推荐方案

1. 初次烧录 → ICP 方式（SWD 烧录 BootLoader + 主程序）。
2. 后续维护 → ISP 模式（UART1 接 PC 工具）。
3. 在线 OTA / 模块升级 → IAP 机制（主程序通过通信口接收数据并写入备用区）。

可以看到做到了实验，工程，以及日后的升级的全流程，总之给的是很全的。

终于来到的DMA

可以先看一下框图：

图是越来越好看了

图是越来越好看了

DMA:去你妈的CPU，数据我自己搬！

AHB 和 APB 兵分俩路，至于 DMA 是又设计了一个单独的总线，说起这个 DMA，那真的很好了，因为之前有用户就问有没有这个东西；原因是假如没有，那所有的数据处理都是需要 CPU 唤醒的，就算低功耗再好，Core 运行也还是在耗能，如果是 DMA 的话，完全就可以让低功耗这个事情再好一点，其次就是：

自带的外设是可以较高的速率运行的，那数据 IO 速度 这块也是瓶颈，分担一部分。

都是双向通道，可以随意搬运

都是双向通道，可以随意搬运

简配版DSP

外设强不一定是真的强，因为现在是一个算法主导的算法，然后对于一些高级的运算，其实MCU 来说是一个沉重的负担，那就有外挂独立 IP 的这种做法；也就是这次加入的两个新 IP：

EAU = 快速除法器 + 开方器

CORDIC = 硬件版三角函数 / 向量旋转机

两者结合，让 CW32L012 在 无 FPU 的 M0+ 核心 上具备“小型 DSP”的实时运算能力。

其中EAU 是一个简单的 硬件除法与平方根计算单元，能执行：有符号/无符号除法（DIV），平方根（SQRT）；这些在 M0+ 内核中原本要靠软件算法实现，耗时几十到上百个周期，而 EAU 用硬件流水方式能在几微秒内完成。

常见用途有：控制算法（PID、位置环、矢量控制）；几何距离、幅值、能量计算；快速归一化（如 sqrt(x²+y²)）。

CORDIC迭代旋转算法

CORDIC 是一种经典的迭代旋转算法，通过一系列移位与加减操作实现三角函数、双曲函数、平方根与向量旋转等运算；它特别适合在无乘法器的 MCU 上实现 sin、cos、tan、atan、sinh、cosh 等；CW32L012 把这一算法固化为硬件协处理器，无需软件循环。

比如三角函数计算（PWM 调制、位置控制）；坐标变换（笛卡尔 ↔ 极坐标）；向量旋转（如 Clarke/Park 变换）。

在没有 FPU 的 Cortex-M0+ 上，CORDIC+EAU 让 MCU 拥有接近 DSP 的实时算力。

两个小外设的引入可以比传统 math.h 快数十倍；不依赖浮点库，节省 Flash；精度可达 ±1 LSB；支持中断、DMA 联动（可硬件级流处理）。

实际案例

比如从两个直角坐标分量 → 得到极坐标（幅值 + 相位）；也就是 “CORDIC + EAU 协处理器协同计算 √(x²+y²) 与 θ = atan(y/x)” 的硬件执行机制

总体目标与原理

假设我们有一个向量：

希望计算：

模块分工

二者的功能在结构上相互补充：

     ┌────────────┐
 x → │            │
 y → │   CORDIC   │──► θ = atan(y/x)
     │            │
     └────┬───────┘
          │
          ▼
      (x²+y²)
          │
     ┌────▼────┐
     │   EAU   │──► r = √(x²+y²)
     └─────────┘

CORDIC 工作机制详解（旋转法）

CORDIC 的数学核心是“坐标旋转法”：

其中 控制旋转方向，经过 N 次迭代后： 接近旋转后的坐标； 即为所需角度或相位。

硬件意义：通过移位+加减替代乘法；每步迭代占一个时钟；固定系数 ，即幅值会略缩小，硬件已补偿。

EAU 工作机制

EAU 的平方根算法是逐次逼近法（牛顿迭代）或非恢复除法法：

在硬件中以并行移位 + 比较器链实现，因此平方根计算（32bit）仅需 16~32 周期。

协同运算（CORDIC + EAU）

假设：

x = 0.6
y = 0.8

目标：

r = sqrt(0.6² + 0.8²) = 1.0
θ = atan(0.8/0.6) ≈ 53.13°

计算角度 θ — 使用 CORDIC

CORDIC->X = float_to_q31(0.6);
CORDIC->Y = float_to_q31(0.8);
CORDIC->CSR = (MODE_VECTORING | FUNC_ATAN) | START;
while (CORDIC->CSR & BUSY);
theta = q31_to_deg(CORDIC->Z);   // 输出角度(°)

结果：θ ≈ 53.1°

计算模长 r — 使用 EAU

EAU->DIVIDEND = x*x + y*y;  // 输入平方和
EAU->CSR = SQRT_MODE | START;
while (EAU->CSR & BUSY);
r = EAU->QUOTIENT;           // 输出 √(x²+y²)

结果：r = 1.000

输出结果

θ = 53.13°     r = 1.000

数据流图（协同计算）

       ┌────────────────────────────────────────────┐
       │            CORDIC 协处理器                 │
       │--------------------------------------------│
       │ 输入：X=0.6, Y=0.8                         │
       │ 1. 迭代旋转法求 atan(Y/X) → θ=53.13°       │
       │ 2. 同时得出 cosθ=0.6, sinθ=0.8             │
       └────────────────────────────────────────────┘
                     │
                     ▼
              ┌────────────┐
              │    EAU     │
              │------------│
              │ 计算 X²+Y²  │
              │ 计算 √( ) → r │
              └────────────┘
                     │
                     ▼
             极坐标结果 (r, θ)

=== Numerical Results ===
Input vector: (x0, y0) = (0.6, 0.8)
CORDIC iterations: N = 20, Gain K ≈ 0.6072529350
Estimated r (CORDIC)  = 1.000000000
Reference r (hypot)   = 1.000000000
Absolute error (r)     = 9.204e-14

Estimated θ (CORDIC)  = 0.927294789 rad = 53.130078°
Reference θ (atan2)   = 0.927295218 rad = 53.130102°
Absolute error (θ)     = 4.287e-07 rad

1. 迭代索引 i → x_i
2. 迭代索引 i → y_i（可看到 y 被逐步压到 0）
3. 迭代索引 i → θ_i（度）
4. (x_i, y_i) 在平面上的收敛轨迹（向 x 轴旋转并收敛）

上面打印了与 math.hypot / atan2 的数值对比，误差在 1e-7 rad 量级，说明实现正确且收敛良好。

新的定时器：霍尔传感器

除了一堆标配以外：

18

18

这个 **24 位递增计数霍尔传感器专用定时器（HALLTIM)**，专为电机霍尔信号测量与换向设计，可对三路霍尔信号进行捕获、滤波、异或组合、以及产生触发输出与 PWM 信号。

用途是：通过 3 路霍尔信号检测转子位置、速度、方向；输出同步 PWM 或换向触发脉冲；通过 DMA 实现自动数据搬运；应用于 BLDC、PMSM、步进电机控制等。

非常的易用

非常的易用

HALLTIM 的内部结构如下（来自功能框图）：

CH1S ──┐       ┌─────► 一阶滤波 (FLT1)
CH2S ──┼──► XOR ├────► 二阶滤波 (FLT2)
CH3S ──┘       │
                ▼
          ┌──────────┐
          │ 计数器CNT│──► HALLTIM_OUT（PWM/捕获/异或）
          └──────────┘
                │
          ┌──────────┐
          │ 自动重载ARR│
          └──────────┘

功能模块

计数时钟源为 PCLK，可通过 CR 寄存器 DIV 位域设置 1/2/4/8 分频得到计数时钟。

IIC新变化

IIC 我之前也写过了，但是这次的外设加了不少新功能：IIC支持热拔插吗?(附有详细CW32 IIC协议解读）

支持系统管理总线（SMBus）协议第 3 版

这个搞电源的不会不熟悉，现在可以直接直接了，也就是说一颗小 MCU 就可以当电源的大脑了。

主机FIFO

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为什么要在 I²C 主机中加入 FIFO？

I²C 是一种严格时序的串行协议，数据一旦开始传输，主机必须在每个 SCL 周期内按时提供数据位或读取返回位—而 MCU 的 CPU 速度远高于总线，但 CPU 不能时时轮询等待每个字节，否则性能极差。

所以加入 FIFO 的根本目的就是：

让 I²C 模块具备“自我缓冲”能力，在不打断 CPU 的情况下连续完成传输。

FIFO 的作用机制（以主机为例）

FIFO 是为了让 I²C 主机控制器具备“流式自动执行”的能力，减少 CPU 干预，提高可靠性与总线利用率（所有的 FIFO 都是这样的作用）。

新的模拟外设：DAC

直接输出

直接输出

可以与 ADC 联动（闭环/校准常用）

ADC 的内部通道包含 DAC_OUT1/2，可以直接读回 DAC 输出，做线性度/漂移/环路验证；配合 ADC 的序列模式与 DMA，能形成全片内自测链。

为了系统稳定而生的低电压检测器（LVD）模块

低电压检测器（LVD）用于监测 VDDA 电源电压或外部引脚输入电压，当被监测电压与 LVD 阈值的比较结果满 足触发条件时，将产生 LVD 中断或复位信号，通常用于处理一些紧急任务。

监测电压源 ─► 比较器 ─► 数字滤波 ─► 条件逻辑(LEVEL/RISE/FALL)
                           │
                           ├─► LVD 中断（ACTION=0）
                           └─► 系统复位（ACTION=1）

我能想到的是设置低阈值 + 复位模式；在掉电边缘可安全停止 Flash 操作。

外部只能检测 PA03

外部只能检测 PA03

可能硬件设计要注意一下。

隆重欢迎我们的新小朋友：OPA

大家都知道我是摸这些东西的，看见 OP 还是蛮开心的，没想到 L012 走向了一颗混合的模拟信号 MCU，使用的边界又被扩宽不少。

有点丑

有点丑

一点点特性

一点点特性

这偏置电流都能控制了？

这偏置电流都能控制了？

还有设计放大倍数，小信号有福了

就一个增益带宽能看看

就一个增益带宽能看看

初始胡误差有点大，得好好补偿。

几个应用场合

DAC → OPA → ADC 闭环

用于内部自检或信号放大。

DAC_OUT → OPA_IN+ → OPA_OUT → ADC_INx

→ 实现可编程增益或滤波放大。

传感器放大器

外部传感器信号经 OPA 放大后输入 ADC，可设置 OPA 工作在缓冲或反相模式（由外部电阻反馈决定）。

比较器前级 / 滤波前置

将低噪声信号调理后送入 VC（Voltage Comparator）或 LVD。

两个ADC

差点忘了这个：

框图依旧

框图依旧

集成了 2 路独立的 12 位 ADC，其关键特性如下：

采样模式与触发机制

CW32L012 的 ADC 支持多种采样模式：

外部触发源

ADC 可由多种 定时器事件 自动触发启动：

高级定时器 ATIM 的 TRGO、TRGO2 或 OC1–OC6 上升沿

通用定时器 GTIM1/2 的 OC1–OC4 或 TRGO 上升沿

触发控制寄存器字段示例：

这种灵活性使得 ADC 能与 PWM、采样定时或同步控制任务实现硬件级对齐。

模拟看门狗功能

ADC 内置模拟看门狗比较逻辑，可监测一个或多个通道是否超出设定电压范围：

VLOW ≤ Vin ≤ VHIGH → 正常
Vin < VLOW 或 Vin > VHIGH → 触发中断 (AWDL/AWDH)

后记

想不到啊，就是一个 M0+的 MCU，这么多外设这对吗？外设增加的太快了，而且离一颗芯片就一个仪器的愿望更近了。对于一个纯靠编程的 MCU，自然少不了来自原厂强大的支持，那接下来就是 MCU 直播专场。

今晚直播预告

第一场直播：

7：00~7：30：开场，暖场，直播及相关活动介绍，抽奖等；（主持人，CW32生态社区，李工））

7：30~8：00；L012优势特性介绍（武汉芯源半导体有限公司，技术总监、张亚凡）

8：00~8：15；答疑，抽奖

8：15~8：45：L012 机器人控制板的产品设计与应用（CW32生态社区，李老师）

8：45~9：00；答疑，抽奖

9：00~9：45：L012部分特色外设介绍及其应用实例（1：1.2V基准源的应用；2.双ADC在马达控制中的应用 ）（CW32生态社区，芳姐）

9：45~10：00答疑，抽奖，预告下一场及相关活动