简介：基于CW32F030C8T6的嵌入式系统框架**

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本项目旨在构建一个通用的嵌入式系统框架，该框架将涵盖从硬件抽象层（HAL）到应用层的完整软件架构。我们将实现以下核心功能：

1. **硬件抽象层 (HAL)**：提供对CW32F030C8T6芯片硬件资源的抽象访问接口，包括GPIO、UART、定时器、ADC等。
2. **板级支持包 (BSP)**：针对立创·地文星CW32F030C8T6开发板，提供更高级别的硬件操作函数，例如LED控制、按键检测等。
3. 设备驱动层：可以扩展添加各种外围设备驱动，例如传感器驱动、显示驱动等。
4. **中间件层 (可选)**：可以根据项目需求添加中间件，例如RTOS、文件系统、网络协议栈等。在本项目中，为了简化，我们先不引入RTOS，但会设计成易于移植RTOS的架构。
5. 应用层：实现具体的应用逻辑，例如数据采集、处理、通信等。
6. 测试与验证框架：提供基本的单元测试和集成测试框架，确保系统可靠性。

代码设计架构：分层架构

我们将采用经典的分层架构来设计我们的嵌入式系统，这种架构具有良好的模块化、可维护性和可扩展性。

+---------------------+
|    应用层 (APP)     |  - 实现具体的应用逻辑
+---------------------+
|   中间件层 (MW)   |  - 可选层，提供通用服务 (例如 RTOS, 文件系统, 网络协议栈)
+---------------------+
| 设备驱动层 (DRV)  |  - 外围设备驱动，例如传感器，显示屏
+---------------------+
| 板级支持包 (BSP)  |  - 针对特定开发板的硬件操作函数
+---------------------+
| 硬件抽象层 (HAL)  |  - 芯片硬件资源的抽象访问接口
+---------------------+
|     硬件 (MCU)     |  - CW32F030C8T6 微控制器
+---------------------+

各层职责和设计原则：

• **硬件抽象层 (HAL)**：
  • 职责：直接操作CW32F030C8T6的寄存器，提供最底层的硬件访问接口。
  • 设计原则：
    • 硬件无关性：HAL层接口设计应尽可能通用，不依赖于具体的应用逻辑。
    • 封装性：将底层硬件操作细节封装在HAL层内部，上层模块无需关心底层硬件细节。
    • 效率：HAL层代码应尽可能高效，避免不必要的开销。
• **板级支持包 (BSP)**：
  • 职责：针对特定的开发板硬件（例如LED、按键、特定接口），提供更高级别的硬件操作函数。BSP层基于HAL层构建。
  • 设计原则：
    • 板级特定性：BSP层代码是针对特定开发板的，如果更换开发板，BSP层可能需要修改。
    • 易用性：BSP层接口应易于使用，方便应用层调用。
• **设备驱动层 (DRV)**：
  • 职责：驱动各种外围设备，例如传感器、显示屏、通信模块等。驱动层基于HAL或BSP层构建。
  • 设计原则：
    • 设备特定性：驱动层代码是针对特定设备的，如果更换设备，驱动层需要修改或替换。
    • 可重用性：驱动层代码应尽可能通用，方便在不同项目中重用。
    • 模块化：每个设备驱动应独立成模块，方便管理和维护。
• **中间件层 (MW)**：
  • 职责：提供通用的软件服务，例如实时操作系统 (RTOS)、文件系统、网络协议栈、图形库等。中间件层基于HAL、BSP或驱动层构建。
  • 设计原则：
    • 通用性：中间件层提供通用的服务，可以在多个应用中使用。
    • 可配置性：中间件层应具有良好的可配置性，以适应不同的应用需求。
    • 性能：中间件层应考虑性能，避免引入不必要的开销。
• **应用层 (APP)**：
  • 职责：实现具体的应用逻辑，例如数据采集、处理、控制、通信、用户界面等。应用层基于中间件层、驱动层、BSP层或HAL层构建。
  • 设计原则：
    • 应用特定性：应用层代码是针对特定应用的，根据应用需求进行设计。
    • 清晰性：应用层代码应结构清晰，易于理解和维护。
    • 效率：应用层代码应考虑效率，满足应用的性能需求。

C 代码实现 (示例代码，这里仅提供核心框架和部分模块的详细代码，您可以根据实际情况扩展和完善)

1. 项目目录结构：

为了更好地组织代码，我们采用如下目录结构：

├── Core                # 核心代码
│   ├── Inc             # 核心头文件
│   │   ├── hal.h       # HAL层头文件
│   │   ├── bsp.h       # BSP层头文件
│   │   ├── drv.h       # 设备驱动层头文件 (如果需要)
│   │   ├── mw.h        # 中间件层头文件 (如果需要)
│   │   └── app.h       # 应用层头文件
│   └── Src             # 核心源文件
│       ├── hal.c       # HAL层源文件
│       ├── bsp.c       # BSP层源文件
│       ├── drv         # 设备驱动层源文件目录 (如果需要)
│       │   └── ...
│       ├── mw          # 中间件层源文件目录 (如果需要)
│       │   └── ...
│       └── app         # 应用层源文件目录
│           └── main.c    # 主应用程序入口
├── Drivers             # CW32F030 官方驱动库 (CMSIS 和 HAL 库)
│   ├── CW32F030_HAL_Driver  # CW32F030 HAL 驱动库
│   │   ├── Inc
│   │   └── Src
│   └── Device          # CMSIS 设备描述
│       └── CW32F030
│           ├── Include
│           └── Source
├── Example             # 示例代码和配置
│   ├── Inc             # 示例头文件
│   └── Src             # 示例源文件
├── Lib                 # 外部库 (例如 RTOS, 文件系统, 网络协议栈，如果需要)
│   └── ...
├── Middlewares         # 中间件源代码 (如果需要)
│   └── ...
├── Project             # 项目文件 (例如 Keil, IAR, GCC 项目文件)
│   └── ...
├── Startup             # 启动代码
│   └── ...
└── Utilities           # 实用工具代码 (例如调试打印，延时函数)
    ├── Inc
    └── Src

2. 硬件抽象层 (HAL) 代码示例 (hal.h 和 hal.c):

hal.h:

#ifndef __HAL_H__
#define __HAL_H__

#include "CW32F030.h" // 包含 CW32F030 头文件

// GPIO 相关定义
typedef enum {
    GPIO_MODE_INPUT,
    GPIO_MODE_OUTPUT,
    GPIO_MODE_AF,      // Alternate Function
    GPIO_MODE_ANALOG
} GPIO_ModeTypeDef;

typedef enum {
    GPIO_SPEED_LOW,
    GPIO_SPEED_MEDIUM,
    GPIO_SPEED_HIGH
} GPIO_SpeedTypeDef;

typedef enum {
    GPIO_PULL_NONE,
    GPIO_PULLUP,
    GPIO_PULLDOWN
} GPIO_PullTypeDef;

typedef enum {
    GPIO_PIN_RESET = 0,
    GPIO_PIN_SET   = 1
} GPIO_PinState;

typedef struct {
    GPIO_TypeDef*   GPIOx;       // GPIO 端口 (GPIOA, GPIOB, ...)
    uint16_t        Pin;         // GPIO 引脚 (GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_1, ...)
    GPIO_ModeTypeDef Mode;        // GPIO 模式
    GPIO_SpeedTypeDef Speed;       // GPIO 速度
    GPIO_PullTypeDef Pull;        // 上拉/下拉
    uint8_t         Alternate;   // 复用功能 (如果 Mode 为 GPIO_MODE_AF)
} GPIO_InitTypeDef;

// GPIO 初始化函数
void HAL_GPIO_Init(GPIO_InitTypeDef *GPIO_InitStruct);

// GPIO 引脚输出高/低电平
void HAL_GPIO_WritePin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, GPIO_PinState PinState);

// GPIO 引脚读取输入电平
GPIO_PinState HAL_GPIO_ReadPin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);

// GPIO 引脚电平翻转
void HAL_GPIO_TogglePin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);


// UART 相关定义和函数 (可以根据需要添加更多 UART 配置，例如波特率，数据位，校验位等)
typedef struct {
    USART_TypeDef*  USARTx;        // UART 端口 (USART0, USART1, ...)
    uint32_t        BaudRate;      // 波特率
    uint32_t        WordLength;    // 数据位长度 (例如 8 位)
    uint32_t        StopBits;      // 停止位 (例如 1 位)
    uint32_t        Parity;        // 校验位 (例如 无校验)
    uint32_t        Mode;          // 模式 (例如 发送/接收)
    uint32_t        HwFlowCtl;     // 硬件流控 (例如 无流控)
    uint32_t        OverSampling;  // 过采样 (例如 16 倍过采样)
} UART_InitTypeDef;

// UART 初始化函数
void HAL_UART_Init(UART_InitTypeDef *UART_InitStruct);

// UART 发送一个字节
void HAL_UART_Transmit(USART_TypeDef* USARTx, uint8_t data);

// UART 接收一个字节 (阻塞方式)
uint8_t HAL_UART_Receive(USART_TypeDef* USARTx);

// UART 发送字符串
void HAL_UART_TransmitString(USART_TypeDef* USARTx, const char *str);


// 时钟初始化 (示例，根据CW32F030时钟系统具体配置)
void HAL_RCC_SystemClock_Config(void);

// 系统延时函数 (使用 SysTick 或 定时器实现)
void HAL_Delay(uint32_t Delay);

#endif /* __HAL_H__ */

hal.c:

#include "hal.h"

// ----- GPIO HAL 函数实现 -----

void HAL_GPIO_Init(GPIO_InitTypeDef *GPIO_InitStruct) {
    // 使能 GPIO 时钟 (根据 GPIO 端口选择相应的时钟)
    if (GPIO_InitStruct->GPIOx == GPIOA) {
        RCC_EnableAPB1PeriphClk(RCC_APB1_PERIPH_GPIOA, ENABLE);
    } else if (GPIO_InitStruct->GPIOx == GPIOB) {
        RCC_EnableAPB1PeriphClk(RCC_APB1_PERIPH_GPIOB, ENABLE);
    } // ... 可以添加更多 GPIO 端口的时钟使能

    uint32_t mode      = 0x00;
    uint32_t pull      = 0x00;
    uint32_t speed     = 0x00;
    uint32_t af        = 0x00;

    // 配置 GPIO 模式
    switch (GPIO_InitStruct->Mode) {
        case GPIO_MODE_INPUT:
            mode = 0x00; // 输入模式
            break;
        case GPIO_MODE_OUTPUT:
            mode = 0x01; // 输出模式
            break;
        case GPIO_MODE_AF:
            mode = 0x02; // 复用功能模式
            af   = GPIO_InitStruct->Alternate; // 设置复用功能
            break;
        case GPIO_MODE_ANALOG:
            mode = 0x03; // 模拟模式
            break;
        default:
            break;
    }
    GPIO_InitStruct->GPIOx->CFG &= ~(3 << (GPIO_InitStruct->Pin * 2)); // 清除模式配置位
    GPIO_InitStruct->GPIOx->CFG |= (mode << (GPIO_InitStruct->Pin * 2)); // 设置模式

    // 配置 GPIO 上拉/下拉
    switch (GPIO_InitStruct->Pull) {
        case GPIO_PULLUP:
            pull = 0x01; // 上拉
            break;
        case GPIO_PULLDOWN:
            pull = 0x02; // 下拉
            break;
        case GPIO_PULL_NONE:
        default:
            pull = 0x00; // 无上拉/下拉
            break;
    }
    GPIO_InitStruct->GPIOx->PUPD &= ~(3 << (GPIO_InitStruct->Pin * 2)); // 清除上拉/下拉配置位
    GPIO_InitStruct->GPIOx->PUPD |= (pull << (GPIO_InitStruct->Pin * 2)); // 设置上拉/下拉

    // 配置 GPIO 输出速度 (根据 CW32F030 数据手册配置速度寄存器，这里简化)
    switch (GPIO_InitStruct->Speed) {
        case GPIO_SPEED_HIGH:
            speed = 0x03; // 高速
            break;
        case GPIO_SPEED_MEDIUM:
            speed = 0x02; // 中速
            break;
        case GPIO_SPEED_LOW:
        default:
            speed = 0x01; // 低速
            break;
    }
    // CW32F030 没有明确的 GPIO 速度配置位，这里可以根据实际情况进行配置，例如驱动能力等

    // 配置复用功能 (如果需要)
    if (GPIO_InitStruct->Mode == GPIO_MODE_AF) {
        // 配置 GPIO 复用功能寄存器 (根据 CW32F030 数据手册配置 AFSEL 寄存器)
        // 例如：GPIO_InitStruct->GPIOx->AFSEL[GPIO_InitStruct->Pin >> 3] &= ~(0xF << ((GPIO_InitStruct->Pin & 0x07) * 4));
        //      GPIO_InitStruct->GPIOx->AFSEL[GPIO_InitStruct->Pin >> 3] |=  (af << ((GPIO_InitStruct->Pin & 0x07) * 4));
        // 具体配置请参考 CW32F030 数据手册
    }
}

void HAL_GPIO_WritePin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, GPIO_PinState PinState) {
    if (PinState != GPIO_PIN_RESET) {
        GPIOx->PDIR |= GPIO_Pin; // 设置引脚为高电平
    } else {
        GPIOx->PDIR &= ~GPIO_Pin; // 设置引脚为低电平
    }
}

GPIO_PinState HAL_GPIO_ReadPin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin) {
    if ((GPIOx->PDIR & GPIO_Pin) != 0x00) {
        return GPIO_PIN_SET;
    } else {
        return GPIO_PIN_RESET;
    }
}

void HAL_GPIO_TogglePin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin) {
    GPIOx->PODR ^= GPIO_Pin; // 翻转引脚电平
}


// ----- UART HAL 函数实现 -----

void HAL_UART_Init(UART_InitTypeDef *UART_InitStruct) {
    // 使能 UART 时钟 (根据 UART 端口选择相应的时钟)
    if (UART_InitStruct->USARTx == USART0) {
        RCC_EnableAPB1PeriphClk(RCC_APB1_PERIPH_USART0, ENABLE);
    } else if (UART_InitStruct->USARTx == USART1) {
        RCC_EnableAPB1PeriphClk(RCC_APB1_PERIPH_USART1, ENABLE);
    } // ... 可以添加更多 UART 端口的时钟使能

    // 配置 UART 波特率
    USART_InitStruct->USARTx->BRR = SystemCoreClock / UART_InitStruct->BaudRate; // 假设使用系统时钟作为 UART 时钟源

    // 配置 UART 数据位长度, 停止位, 校验位, 模式, 硬件流控, 过采样 (根据 UART_InitStruct 配置寄存器)
    // ... 具体配置请参考 CW32F030 数据手册

    // 使能 UART 发送和接收 (如果需要)
    if (UART_InitStruct->Mode & USART_MODE_TX) {
        USART_InitStruct->USARTx->CTL |= USART_CTL_TE; // 使能发送器
    }
    if (UART_InitStruct->Mode & USART_MODE_RX) {
        USART_InitStruct->USARTx->CTL |= USART_CTL_RE; // 使能接收器
    }

    // 使能 UART
    USART_InitStruct->USARTx->CTL |= USART_CTL_UE; // 使能 UART
}

void HAL_UART_Transmit(USART_TypeDef* USARTx, uint8_t data) {
    // 等待发送缓冲区空
    while (!(USARTx->ISR & USART_ISR_TXE));
    USARTx->TDR = data; // 发送数据
}

uint8_t HAL_UART_Receive(USART_TypeDef* USARTx) {
    // 等待接收数据就绪
    while (!(USARTx->ISR & USART_ISR_RXNE));
    return (uint8_t)USARTx->RDR; // 接收数据
}

void HAL_UART_TransmitString(USART_TypeDef* USARTx, const char *str) {
    while (*str) {
        HAL_UART_Transmit(USARTx, *str++);
    }
}


// ----- 时钟配置 HAL 函数实现 -----

void HAL_RCC_SystemClock_Config(void) {
    // 这里示例配置使用 HSI 内部高速时钟作为系统时钟
    RCC_HSI_Enable(RCC_HSIOSC_DIV1); // 使能 HSI，不分频
    while (RCC_GetHSIStableFlag() != SET); // 等待 HSI 稳定
    RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_HSI); // 选择 HSI 作为系统时钟源

    // 设置 AHB, APB1, APB2 总线时钟分频系数 (根据需要配置)
    // 例如：RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1); // AHB 时钟不分频
    //      RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div1);  // APB1 时钟不分频
    //      RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);  // APB2 时钟不分频

    SystemCoreClockUpdate(); // 更新系统时钟频率变量 SystemCoreClock
}


// ----- 延时 HAL 函数实现 (使用 SysTick) -----

static __IO uint32_t  uwTick; // 嘀嗒定时器计数器

void HAL_Delay(uint32_t Delay) {
    uint32_t tickstart = uwTick;
    uint32_t wait = Delay;

    /* Add a freq to guarantee minimum wait */
    if (wait < HAL_MAX_DELAY) {
      wait += (uint32_t)(1);
    }

    while((uwTick - tickstart) < wait) {
      ;
    }
}

// SysTick 中断处理函数 (需要在启动代码中配置 SysTick 并使能中断)
void SysTick_Handler(void) {
  uwTick++; // 嘀嗒计数器自增
  // 可以添加其他 SysTick 中断处理逻辑
}

// 初始化 SysTick 定时器 (在系统初始化时调用)
void HAL_InitTick(uint32_t TickPriority) {
  // 配置 SysTick 定时器，例如配置 1ms 中断一次
  SysTick_Config(SystemCoreClock / 1000); // 假设 SystemCoreClock 是系统时钟频率
  // 设置 SysTick 中断优先级 (可选)
  // NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn, TickPriority);
}


// 初始化 HAL 层 (在系统初始化时调用)
void HAL_Init(void) {
    HAL_RCC_SystemClock_Config(); // 配置系统时钟
    HAL_InitTick(0);             // 初始化 SysTick 定时器
}

3. 板级支持包 (BSP) 代码示例 (bsp.h 和 bsp.c):

bsp.h:

#ifndef __BSP_H__
#define __BSP_H__

#include "hal.h"

// LED 相关定义
#define LED1_PIN   GPIO_PIN_0  // 假设 LED1 连接到 GPIOA_PIN_0
#define LED1_GPIO_PORT GPIOA

// 按键相关定义
#define KEY1_PIN    GPIO_PIN_1  // 假设 KEY1 连接到 GPIOA_PIN_1
#define KEY1_GPIO_PORT GPIOA

// 初始化 LED
void BSP_LED_Init(void);

// 控制 LED 亮/灭
void BSP_LED_Control(uint8_t led_num, GPIO_PinState state); // led_num: 1, 2, ...

// 初始化 按键
void BSP_KEY_Init(void);

// 读取按键状态
GPIO_PinState BSP_KEY_GetState(uint8_t key_num); // key_num: 1, 2, ...

// 初始化 UART 用于调试打印
void BSP_DEBUG_UART_Init(uint32_t baudrate);

// 调试打印函数
void BSP_DEBUG_Print(const char *fmt, ...);

#endif /* __BSP_H__ */

bsp.c:

#include "bsp.h"
#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>

// ----- LED BSP 函数实现 -----

void BSP_LED_Init(void) {
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

    // 配置 LED1 引脚
    GPIO_InitStruct.GPIOx = LED1_GPIO_PORT;
    GPIO_InitStruct.Pin = LED1_PIN;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_LOW;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULL_NONE;
    HAL_GPIO_Init(&GPIO_InitStruct);

    // 默认关闭 LED
    BSP_LED_Control(1, GPIO_PIN_RESET);
}

void BSP_LED_Control(uint8_t led_num, GPIO_PinState state) {
    if (led_num == 1) {
        HAL_GPIO_WritePin(LED1_GPIO_PORT, LED1_PIN, state);
    } // ... 可以添加更多 LED 控制
}


// ----- 按键 BSP 函数实现 -----

void BSP_KEY_Init(void) {
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

    // 配置 KEY1 引脚
    GPIO_InitStruct.GPIOx = KEY1_GPIO_PORT;
    GPIO_InitStruct.Pin = KEY1_PIN;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_LOW;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP; // 默认上拉，按下时为低电平
    HAL_GPIO_Init(&GPIO_InitStruct);
}

GPIO_PinState BSP_KEY_GetState(uint8_t key_num) {
    if (key_num == 1) {
        return HAL_GPIO_ReadPin(KEY1_GPIO_PORT, KEY1_PIN);
    } // ... 可以添加更多按键状态读取
    return GPIO_PIN_SET; // 默认返回未按下状态
}


// ----- 调试 UART BSP 函数实现 -----

#define DEBUG_UART_PORT USART0 // 选择 USART0 作为调试串口
#define DEBUG_UART_TX_PIN GPIO_PIN_9  // 假设 TX 连接到 GPIOA_PIN_9
#define DEBUG_UART_RX_PIN GPIO_PIN_10 // 假设 RX 连接到 GPIOA_PIN_10
#define DEBUG_UART_GPIO_PORT GPIOA

void BSP_DEBUG_UART_Init(uint32_t baudrate) {
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
    UART_InitTypeDef UART_InitStruct = {0};

    // 配置 UART TX 引脚复用功能
    GPIO_InitStruct.GPIOx = DEBUG_UART_GPIO_PORT;
    GPIO_InitStruct.Pin = DEBUG_UART_TX_PIN;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_HIGH;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
    GPIO_InitStruct.Alternate = 1; //  根据 CW32F030 数据手册配置 UART TX 复用功能
    HAL_GPIO_Init(&GPIO_InitStruct);

    // 配置 UART RX 引脚复用功能
    GPIO_InitStruct.GPIOx = DEBUG_UART_GPIO_PORT;
    GPIO_InitStruct.Pin = DEBUG_UART_RX_PIN;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_LOW;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
    GPIO_InitStruct.Alternate = 1; //  根据 CW32F030 数据手册配置 UART RX 复用功能
    HAL_GPIO_Init(&GPIO_InitStruct);

    // 配置 UART 模块
    UART_InitStruct.USARTx = DEBUG_UART_PORT;
    UART_InitStruct.BaudRate = baudrate;
    UART_InitStruct.WordLength = USART_WORDLENGTH_8B;
    UART_InitStruct.StopBits = USART_STOPBITS_1;
    UART_InitStruct.Parity = USART_PARITY_NONE;
    UART_InitStruct.Mode = USART_MODE_TX_RX; // 使能发送和接收
    UART_InitStruct.HwFlowCtl = USART_HWCONTROL_NONE;
    UART_InitStruct.OverSampling = USART_OVERSAMPLING_16;
    HAL_UART_Init(&UART_InitStruct);
}


void BSP_DEBUG_Print(const char *fmt, ...) {
    char buffer[256]; // 缓冲区大小可以根据需要调整
    va_list args;
    va_start(args, fmt);
    vsnprintf(buffer, sizeof(buffer), fmt, args); // 格式化字符串到缓冲区
    va_end(args);

    HAL_UART_TransmitString(DEBUG_UART_PORT, buffer); // 通过 UART 发送字符串
}

4. 应用层代码示例 (app/main.c):

#include "app.h"
#include "bsp.h"
#include "hal.h"
#include "stdio.h"

int main(void) {
    HAL_Init();         // 初始化 HAL 层 (时钟, SysTick)
    BSP_LED_Init();     // 初始化 LED
    BSP_KEY_Init();     // 初始化 按键
    BSP_DEBUG_UART_Init(115200); // 初始化调试串口

    BSP_DEBUG_Print("System Start!\r\n");

    while (1) {
        // LED 闪烁示例
        BSP_LED_Control(1, GPIO_PIN_SET);   // 点亮 LED1
        HAL_Delay(500);                    // 延时 500ms
        BSP_LED_Control(1, GPIO_PIN_RESET);  // 关闭 LED1
        HAL_Delay(500);                    // 延时 500ms

        // 按键检测示例
        if (BSP_KEY_GetState(1) == GPIO_PIN_RESET) { // 按键按下 (低电平有效)
            BSP_DEBUG_Print("Key 1 Pressed!\r\n");
            BSP_LED_Control(1, GPIO_PIN_SET);   // 按下按键时点亮 LED
            HAL_Delay(200); // 短暂延时去抖动
        } else {
            BSP_LED_Control(1, GPIO_PIN_RESET);  // 松开按键时关闭 LED
        }
    }
}

5. startup 代码和项目配置：

您需要根据您使用的IDE (Keil, IAR, GCC 等) 创建相应的项目，并配置启动代码、链接脚本、芯片型号等。CW32F030 的启动代码和库文件通常由芯片厂商提供，您可以从立创或者中微半导体的官方网站下载 CW32F030 的开发资料和 SDK 包，里面会包含完整的例程和项目模板。

测试与验证框架：

为了确保代码的可靠性，我们应该建立基本的测试框架。

• 单元测试：针对 HAL 层和 BSP 层中的每个模块和函数进行单元测试，例如测试 GPIO 的输入输出功能，UART 的发送接收功能等。可以使用一些简单的测试用例来验证函数的正确性。
• 集成测试：将各个模块组合起来进行集成测试，例如测试 LED 和按键的联动功能，UART 通信功能等。
• 系统测试：对整个系统进行功能测试和性能测试，验证系统是否满足需求。

维护与升级：

• 模块化设计：分层架构和模块化设计使得系统易于维护和升级。当需要修改或添加功能时，只需要修改或添加相应的模块，而不会影响其他模块。
• 版本控制：使用版本控制系统 (例如 Git) 来管理代码，方便代码的版本管理、回溯和协作开发。
• 文档化：编写清晰的代码注释和文档，方便代码的理解和维护。
• 固件升级机制：设计可靠的固件升级机制，方便在产品发布后进行 bug 修复和功能升级。可以使用 UART、USB 或 OTA (Over-The-Air) 等方式进行固件升级。

总结：

以上代码示例和架构设计提供了一个基于 CW32F030C8T6 开发板的嵌入式系统框架的基础。这个框架是分层的、模块化的，易于扩展和维护。您可以根据实际项目需求，在这个框架上添加设备驱动层、中间件层和更复杂的应用逻辑。

您可以进行以下扩展和完善：

1. 完善 HAL 层：
   • 实现 CW32F030 所有外设的 HAL 驱动，例如 ADC、Timer、SPI、I2C、CAN、RTC、Watchdog 等。
   • 为每个外设的 HAL 驱动添加详细的配置结构体和 API 函数，并编写详细的注释和示例代码。
   • 添加错误处理机制，例如 HAL 错误码定义和错误处理函数。
2. 扩展 BSP 层：
   • 针对立创·地文星 CW32F030C8T6 开发板上的各种板载资源 (例如 LED 灯阵、OLED 显示屏、传感器、扩展接口等) 提供 BSP 驱动。
   • 编写更丰富的 BSP 例程，例如 LED 流水灯、按键扫描、OLED 显示字符/图片、传感器数据采集等。
3. **添加设备驱动层 (DRV)**：
   • 选择一些常用的外围设备 (例如温湿度传感器、光照传感器、加速度传感器、陀螺仪、LCD 显示屏、触摸屏、无线通信模块等)，编写相应的设备驱动程序。
   • 每个设备驱动程序应包含初始化、读写数据、控制等 API 函数，并提供详细的示例代码。
   • 考虑驱动程序的通用性和可重用性，设计良好的驱动接口。
4. **引入中间件层 (MW)**：
   • 移植一个轻量级的 RTOS (例如 FreeRTOS、RT-Thread Nano 等) 到 CW32F030 平台，并编写 RTOS 的 BSP 适配层。
   • 添加常用的中间件库，例如文件系统 (FatFS)、网络协议栈 (lwIP)、图形库 (emWin) 等，并编写相应的移植和适配代码。
   • 编写使用中间件的示例代码，例如基于 RTOS 的多任务应用、基于 FatFS 的文件读写、基于 lwIP 的网络通信等。
5. **开发更复杂的应用层 (APP)**：
   • 基于上述 HAL、BSP、DRV 和 MW 层，开发更复杂的嵌入式应用，例如环境监测系统、智能家居控制系统、工业自动化控制系统等。
   • 设计清晰的应用层模块结构，实现应用的各种功能，例如数据采集、数据处理、数据存储、通信控制、用户交互等。
   • 编写详细的应用层代码，并进行充分的测试和验证。
6. 完善测试与验证框架：
   • 编写更全面的单元测试用例，覆盖 HAL 层和 BSP 层的各个模块和函数。
   • 设计集成测试和系统测试方案，验证系统功能的完整性和可靠性。
   • 使用自动化测试工具，提高测试效率和覆盖率。
7. 编写详细的文档和注释：
   • 为每个模块和函数编写详细的注释，解释代码的功能、用法和注意事项。
   • 编写项目开发文档，包括系统架构设计、模块功能描述、API 文档、开发指南、测试报告等。
   • 使用文档生成工具 (例如 Doxygen) 自动生成 API 文档。

通过以上扩展和完善，您可以构建一个功能完善的嵌入式系统框架，并充分展示您作为高级嵌入式软件开发工程师的技能和经验。 请记住，代码的质量和可维护性比代码行数更重要，编写清晰、规范、可读性强的代码才是关键。