TreeOS.AI自動編程系統作者： 發布于：2019-10-31 10:14:31

1、系統介紹

TreeOS.AI是光輪電子科技有限公司推出的全新自動編程系統，可識別電路原理圖網絡表文件（*.net），進而自動生成單片機（MCU）操作系統TreeOS源代碼及其外圍器件驅動代碼，極大縮短嵌入式軟件開發周期。生成的操作系統TreeOS基于無核構件化編程架構，具有完全自主知識產權，可適用于高、中、低速全系列MCU，專為物聯網等低功耗、功能碎片化應用量身定制。關于TreeOS的詳細介紹，請參閱文檔《TreeOS操作系統原理和應用》。

2、使用方法
本系統基于Altium Designer（AD）軟件，實現自動編程。使用時需首先在AD軟件中建立原理圖，導出指定格式的網絡表文件并上傳，之后即可生成所需TreeOS源代碼，再基于此編寫應用代碼。具體操作步驟如下：

（1）建立MCU系統硬件原理圖

AD硬件原理圖編輯器的具體使用方法可參見其官方網站和教程，或光輪電子官網論壇。TreeOS.AI需要識別元器件標識符（Designator）和注釋（Comment）屬性，其設置界面如下圖：



標識符一般按照器件的性質按U1、U2、和R1、R2等序號編排，注釋一般設置為器件具體型號（具體參見文檔第3和第5部分）。

在創建原理圖時，推薦使用器件（模塊）廠家提供的原理圖器件庫，如果需要自己創建，則必須保證器件原理圖各引腳標識與數據手冊一致，否則可導致網絡表識別錯誤。特殊器件引腳標識說明，請參閱本文檔第3部分，使用注意事項。

（2）導出網絡表
原理圖創建完畢后，需要在AD軟件中導出其網絡表，即器件引腳之間的連接邏輯關系。AD提供兩種網絡表導出方式。

A.單個文檔網絡表導出

如果一個原理圖文件包括了MCU及其全部外圍功能器件，則只需導出單個文檔的網絡表即可。點擊Design->Netlist For Document->PCADnlt，就可導出當前打開文檔的網絡表文件。導出的網絡表文件擴展名為.net，位于原理圖文件夾中的Project Outputs for xxx（xxx為工程名）子文件夾。



B.項目網絡表導出

當系統器件較多時，MCU與其外圍功能器件可能分布在多張原理圖中，原理圖之間通過共同的網絡名實現電氣連接。此時，就需要導出整個工程的網絡表。點擊Design->Netlist For Project->PCADnlt，就可導出所需的工程網絡表文件。



（3）上傳網絡表文件

上傳導出的.net網絡表文件，即可利用TreeOS.AI工具，自動生成TreeOS源代碼。上傳步驟如下：

訪問光輪電子科技有限公司網址：www.kgaf.com.cn，找到自動寫代碼工具入口，點擊下圖中的“輸出代碼”藍色按鈕。



彈出下圖所示的用戶登錄界面，老用戶需要鍵入用戶名、密碼和驗證碼，點擊登錄，如果是新用戶則需點擊注冊，進入用戶注冊界面。



登錄成功后，此時點擊TreeOS.AI對話框中的選擇文件按鈕，選擇剛才生成的.net文件。



再次點擊輸出代碼按鈕，則進入MCU信息及代碼下載界面，等待TreeOS代碼生成，此過程可能會持續幾分鐘。


直到界面中出現代碼下載鏈接，代碼就自動生成了。


（4）下載生成代碼
點擊上圖中的鏈接，下載代碼壓縮包，其中的內容包括：

• Readme.txt說明文件----生成的TreeOS代碼具體說明

      文件內容由三部分構成，如下圖所示

A. 歡迎信息
包括TreeOS.AI版本號等。

B.代碼生成信息
包括原理圖網絡文件名，上傳時間，識別到的MCU型號，及其標識符，主時鐘頻率和工程項目適用的開發環境等。

C.TreeOS庫函數使用說明
代碼中包含的各TreeOS源文件及其功能函數使用說明。

• MCUPrj文件夾----生成的TreeOS代碼

文件夾目錄結構為
MCUPrj\
    TreeOS\
        device\                設備庫函數，包括大部分的TreeOS設備驅動文件，與設備物理連接相關
        function\              功能函數代碼，與設備物理連接無關的代碼
        main_scene\           主場景代碼，main函數位于TreeOS_main.c中
            TreeOS_main.c
            TreeOS_main.h
        mcu\                  MCU基本功能和配置代碼
            TreeOS_mcu.c
            TreeOS_mcu.h
        sub_scene\             分場景代碼，主要包括應用代碼，用戶自行編寫
        user\                  用戶應用代碼，主要包括應用代碼，用戶自行編寫

（5）根據需要編寫應用代碼

3、使用注意事項

對于普通功能芯片（或模塊）來說，在繪制原理圖時，應保證器件的注釋與芯片（或模塊）的名稱一致，各引腳標號與芯片（或模塊）廠商發布的數據手冊（說明書）一致，方可正常識別。但對于某些器件而言，需要標注特定內容，通過標識符與注釋相結合的方法，識別器件及其特定運行參數，實現自動編程。具體說明見下表。

器件	標志符	注釋	引腳編號
MCU（目前版本只能實現單個MCU的代碼自動生成?。?/span>	不做要求	MCU具體型號+”_主時鐘頻率MHz”，例如：STM32F103RBT_72MHz。MCU具體型號必須精確到與器件引腳排列相關的尾綴，例如：STM32F103系列MCU，103之后的“C”、“8”、“T”與芯片的封裝和引腳排列相關，不可省略，這三位字符之后的內容則可以省略，不影響識別。”_主時鐘頻率”是指MCU的運行主時鐘頻率。如果”_主時鐘頻率”項目空缺，則按照默認時鐘生成代碼。	以數據手冊為準
電阻	以”R”或“r”開頭	合法字符“0-9”，“R”，“.”，”K”，“k”，“M”，“m”等	設置為1、2
電容	以”C”或“c”開頭	合法字符“0-9”，“F”，“.”，”u”，“n”，“p”等	設置為1、2
三極管	不做要求	見本文檔第5部分	可設置為E、B、C分別對應三極管的發射機、基極和集電極；也可設置為1、2、3，但此時其與三極的對應關系應以各三極管廠家的數據手冊為準，例如：9013和8050三極管手冊注明的對應關系為1-發射極，2-基極，3-集電極
LED指示燈	不做要求	LED	不做要求
矩陣式鍵盤	不做要求	Keyboard4x4（四乘四鍵盤），Keyboard3x3（三乘三鍵盤）	設置為1-8
蜂鳴器	不做要求	BEEP_DC	設置為1、2

（1）MCU片上外設驅動生成、使用說明

• UART串口

        如果MCU的串口直接或經電平轉換器件（MAX232，MAX485等）連接到某特定功能芯片或模塊，則只需正確標識此芯片或模塊即可，TreeOS.AI系統會自動識別需要啟動的UART串口，無需特別處理；
如果MCU的串口直接或經電平轉換器件（MAX232，MAX485等）連接到排針或端子等接插件引出，則需將對應的接插件注釋設置為“MCU_UART”。

• ADC

        如果MCU的ADC引腳直接連接到排針或端子等接插件引出，則需將對應的接插件的注釋設置為“MCU_ADC”；
如果MCU的ADC引腳連接到模擬信號處理電路，則以下兩種情況TreeOS.AI可將對應的MCU引腳識別為ADC功能：
A.MCU引腳與電容相連，如下圖所示：


B.MCU引腳與運算放大器輸出端相連

（2）MCU電源與“地”網絡命名說明
有些器件的自動編程（例如：EEPROM存儲器AT24C01）需要識別其設置引腳的電平狀態，此時，就需要通過網絡命名來識別MCU電源和“地”網絡。

• 系統可識別的合法電源網絡名（忽略大小寫）：“VCC”，“+5V”，“+3V3”，“+3.3V”，“+3V”，“5V”，“3V”，“3V3”，以“VCC”結尾的網絡。
• 系統可識別的合法“地”網絡名（忽略大小寫）：“GND”，“VSS”，以“GND”開始或結尾的網絡。

4、MCU庫

序號	MCU型號5	系列	功能	默認主時鐘頻率（MHz）	開發環境
1	STM32F103T8U	STM32	26IO/2U/4T/10xAD12b	72	Keil
2	STM32F103TBU	STM32	26IO/2U/4T/10xAD12b	72	Keil
3	STM32F103C8T	STM32	37IO/3U/4T/10xAD12b	72	Keil
4	STM32F103CBT	STM32	37IO/3U/4T/10xAD12b	72	Keil
5	STM32F103CBU	STM32	37IO/3U/4T/10xAD12b	72	Keil
6	STM32F103RBT	STM32	51IO/3U/7T/16xAD12b	72	Keil
7	STM32F103R8T	STM32	51IO/3U/7T/16xAD12b	72	Keil
8	STM32F103R8H	STM32	51IO/3U/4T/16xAD12b	72	Keil
9	STM32F103RBH	STM32	51IO/5U/8T/16xAD12b	72	Keil
10	STM32F103V8T	STM32	80IO/3U/4T/16xAD12b	72	Keil
11	STM32F103V8H	STM32	80IO/3U/4T/16xAD12b	72	Keil
12	STM32F103VBT	STM32	80IO/3U/4T/16xAD12b	72	Keil
13	STM32F103VBH	STM32	80IO/3U/4T/16xAD12b	72	Keil
14	STM32F103V8I	STM32	80IO/3U/4T/16xAD12b	72	Keil
15	STM32F103VBI	STM32	80IO/3U/4T/16xAD12b	72	Keil
16	STM32F103RCT	STM32	51IO/5U/8T/16xAD12b	72	Keil
17	STM32F103RCY	STM32	51IO/5U/8T/16xAD12b	72	Keil
18	STM32F103RDT	STM32	51IO/5U/8T/16xAD12b	72	Keil
19	STM32F103RDY	STM32	51IO/5U/8T/16xAD12b	72	Keil
20	STM32F103RET	STM32	51IO/5U/8T/16xAD12b	72	Keil
21	STM32F103REY	STM32	51IO/5U/8T/16xAD12b	72	Keil
22	STM32F103VCT	STM32	80IO/5U/8T/16xAD12b	72	Keil
23	STM32F103VCH	STM32	80IO/5U/8T/16xAD12b	72	Keil
24	STM32F103VDT	STM32	80IO/5U/8T/16xAD12b	72	Keil
25	STM32F103VDH	STM32	80IO/5U/8T/16xAD12b	72	Keil
26	STM32F103VET	STM32	80IO/5U/8T/16xAD12b	72	Keil
27	STM32F103ZCT	STM32	112IO/5U/4T/21xAD12b	72	Keil
28	STM32F103ZCH	STM32	112IO/5U/4T/21xAD12b	72	Keil
29	STM32F103ZDT	STM32	112IO/5U/4T/21xAD12b	72	Keil
30	STM32F103ZET	STM32	112IO/5U/4T/21xAD12b	72	Keil
31	STM32F103ZEH	STM32	112IO/5U/4T/21xAD12b	72	GCC_RISCV
32	GD32VF103R4	RISC-V	51IO/5U/8T/16xAD12b	108	GCC_RISCV
33	GD32VF103R6	RISC-V	51IO/5U/8T/16xAD12b	108	GCC_RISCV
34	GD32VF103R8	RISC-V	51IO/5U/8T/16xAD12b	108	GCC_RISCV
35	GD32VF103RB	RISC-V	51IO/5U/8T/16xAD12b	108	GCC_RISCV
36	GD32VF103V8	RISC-V	80IO/5U/8T/16xAD12b	108	GCC_RISCV
37	GD32VF103VB	RISC-V	80IO/5U/8T/16xAD12b	108	GCC_RISCV
38	STC12C5A60S2_35i_LQFP44	STC51	40IO/2U/5T/8xAD10b	11.0592	Keil
39	STC12C5A60S2_35i_LQFP48	STC51	40IO/2U/5T/8xAD10b	11.0592	Keil
40	STC12C5A60S2_35i_PDIP40	STC51	40IO/2U/5T/8xAD10b	11.0592	Keil
41	STC8A8K32S4A12_LQFP44	STC51	40IO/2U/5T/8xAD10b	11.0592	Keil

5、器件庫
（1）存儲器

序號	器件型號或名稱	原理圖中應采用的注釋	功能	備注
1	SST25VF016	同器件型號	2MB Flash存儲器
2	AT45DB081D	同器件型號	SPI接口1MB Flash存儲器
3	AT24C01	同器件型號	I2C接口128字節EEPROM存儲器
4	AT24C02	同器件型號	I2C接口256字節EEPROM存儲器
5	AT24C04	同器件型號	I2C接口512字節EEPROM存儲器
6	AT24C08	同器件型號	I2C接口1KB EEPROM存儲器
7	AT24C16	同器件型號	I2C接口2KB EEPROM存儲器
8	AT24C32	同器件型號	I2C接口4KB EEPROM存儲器
9	AT24C64	同器件型號	I2C接口8KB EEPROM存儲器

（2）傳感器

序號	器件型號或名稱	原理圖中應采用的注釋	功能	備注
1	DS18B20	同器件型號	單總線溫度傳感器
2	DH11	同器件型號	單總線溫濕度傳感器
3	AM2305	同器件型號	單總線溫濕度傳感器
4	MPU6050	同器件型號	陀螺儀芯片
5	MPU6050模塊	MPU6050_M1	陀螺儀模塊	資料鏈接
6	MAX31865	同器件型號	RTD溫度傳感器信號調理芯片
7	MAX31865模塊	MAX31865_M1	RTD溫度傳感器信號調理模塊	資料鏈接

（3）人機交互信息輸出與顯示器件

序號	器件型號或名稱	原理圖中應采用的注釋	功能功能	備注
1	0.96英寸OLED屏	GMD09605	I2C接口
2	SM420364	同器件型號	4位七段式掃描數碼管（共陰）
3	122×32液晶	LCD_12232_SED1520	并口，主控芯片為SED1520
4	128×64液晶	LCD_12864_HD61202	并口，主控芯片為HD61202
5	16字符×2行液晶	LCD_1602	并口，主控芯片為HD44780
6	有源蜂鳴器	BEEP_DC	5V或3.3V直流供電
7	繼電器	Relay	繼電器
8	JZC-32F/012-ZS3(555)	同器件型號	繼電器
9	LED狀態指示燈	LED	狀態指示燈
10	ISD4004-08MPY	同器件型號	ISD4004系列語音芯片
11	ISD4004-10MPY	同器件型號	同上
12	ISD4004-12MPY	同器件型號	同上
13	ISD4004-16MPY	同器件型號	同上
14	ISD4004-08MSY	同器件型號	同上
15	ISD4004-10MSY	同器件型號	同上
16	ISD4004-12MSY	同器件型號	同上
17	ISD4004-16MSY	同器件型號	同上
18	ISD4004-08ME	同器件型號	同上
19	ISD4004-10ME	同器件型號	同上
20	ISD4004-12ME	同器件型號	同上
21	ISD4004-16ME	同器件型號	同上
22	4位數碼管顯示模塊	HC595_SEG	內部通過兩片HC595實現鎖存驅動數碼管	資料鏈接
23	YYVP	語音芯片	定制化電子秤語音播放芯片	資料鏈接

（4）人機信息輸入器件

序號	器件型號或名稱	原理圖中應采用的注釋	功能	備注
1	4×4矩陣鍵盤	Keyboard4x4	4乘4矩陣鍵盤
2	3×3矩陣鍵盤	Keyboard3x3	3乘3矩陣鍵盤

（5）邏輯接口或電平轉換芯片

序號	器件型號或名稱	原理圖中應采用的注釋	功能	備注
1	74HC573	同器件型號	8bit鎖存器
2	74HC574	同器件型號	8bit鎖存器	資料鏈接
3	74HC595	同器件型號	串轉并口芯片
4	ULN2003A	同器件型號	達林頓驅動管陣列
5	MAX3232	同器件型號	TTL轉RS232電平芯片
6	SP3232	同器件型號	TTL轉RS232電平芯片（與MAX3232引腳兼容）	資料鏈接
7	MAX485	同器件型號	TTL轉RS485電平芯片
8	ISL83072	同器件型號	TTL轉RS485電平芯片（與MAX485引腳兼容）

（6）數字通信芯片（模塊）

序號	器件型號或名稱	原理圖中應采用的注釋	功能	備注
1	G510TTLDTU	同器件型號	GPRS通信模組
2	ATK1218-BD	S1216	GPS信號接收模塊	資料鏈接
3	IRM3638T	同器件型號	紅外線遙控器接收頭，可實現NEC碼解析
4	HS0038	同器件型號	同上
5	W5500	同器件型號	以太網通信芯片
6	HC05	同器件型號	串口轉藍牙通信模塊
7	MFRC52201HN1	同器件型號	RFID讀寫芯片
8	RFID-RC522	同器件型號	基于MFRC522的RFID讀寫模塊
9	PL2303	同器件型號	串口通信	資料鏈接
10	CH340	同器件型號	串口轉USB口芯片
11	MCP2515模塊	MCP2515_M1	基于MCP2515芯片的CAN總線數據收發器模塊
12	PT2262模塊	ZB-FSK-2A	無線遙控發射/接收模塊
13	HS2272C_L4模塊	CZS-2A	無線遙控解碼電路
14	Zigbee通信模塊	Link@Transfer_zigbee	物聯網實訓系統配套模塊	資料鏈接
15	Lora通信模塊	Link@Transfer_Lora	物聯網實訓系統配套模塊
16	藍牙通信模塊	Link@Transfer_Ble4.2	物聯網實訓系統配套模塊
17	藍牙通信模塊	JDY-08	物聯網實訓系統配套模塊
18	NBIoT通信模塊	M5311	物聯網實訓系統配套模塊

（7）信息獲取功能芯片（模塊）

序號	器件型號或名稱	原理圖中應采用的注釋	功能	備注
1	PCF8563	同器件型號	實時時鐘芯片
2	DS3231模塊	DS3231_M1	高精度溫度補償實時時鐘模塊	資料鏈接
3	DS1307模塊	DS1307_M1	高精度溫度補償實時時鐘模塊	資料鏈接
4	DS1302模塊	DS1302_M1	實時時鐘模塊	資料鏈接
5	AJ-SR04M模塊	AJ_SR04M_T	超聲波測距模塊（脈沖輸出模式）	資料鏈接
6	AJ-SR04M模塊	AJ_SR04M_U	超聲波測距模塊（串口模式）	資料鏈接
7	HC-SR04	同器件型號	超聲波測距模塊	資料鏈接
8	TM7705	同器件型號	高精度ADC
9	ADC0804	同器件型號	通用型ADC
10	ADC0804模塊	ADC0804_M1	通用型ADC模塊
11	PCF8591	同器件型號	I2C接口多路ADC
13	CH376S	同器件型號	U盤讀寫芯片	資料鏈接
14	HX711_C	同器件型號	電子秤AD轉換模塊

（8）模擬器件

序號	器件型號或名稱	原理圖中應采用的注釋	功能	備注
1	電阻	見TreeOS.AI使用說明書第3部分	連接信號
2	電容	見TreeOS.AI使用說明書第3部分	連接電容的MCU引腳被識別為ADC功能
3	8050	同器件型號	NPN型小功率三極管
4	9013	同器件型號	NPN型小功率三極管
5	9014	同器件型號	NPN型小功率三極管
6	8550	同器件型號	PNP型小功率三極管
7	9012	同器件型號	PNP型小功率三極管
8	LM358	同器件型號	運算放大器，與之連接的MCU引腳識別為片上ADC功能
9	IR333	同器件型號	被識別為38kHz載波紅外遙控發碼功能
10	IR204	同器件型號	同上

（9）MCU片上外設（具體使用方法見TreeOS.AI使用說明書第3部分）

序號	器件型號或名稱	原理圖中應采用的注釋	功能	備注
1	ADC模塊	MCU_ADC	MCU自帶A/D轉換
2	PWM模塊	MCU_PWM	MCU自帶PWM	資料鏈接
3	UART模塊	MCU_UART	MCU自帶USART

（10）其他器件

序號	器件型號或名稱	原理圖中應采用的注釋	功能	備注
1	XY-LPWM模塊	XY-LPWM_M1	PWM信號輸出模塊

詳情請點擊：TreeOS.AI自動編程系統使用說明書、 TreeOS.AI軟件庫清單