TreeOS.AI自动编程系统作者： 发布于：2019-10-31 10:14:31

1、系统介绍

TreeOS.AI是光轮电子科技有限公司推出的全新自动编程系统，可识别电路原理图网络表文件（*.net），进而自动生成单片机（MCU）操作系统TreeOS源代码及其外围器件驱动代码，极大缩短嵌入式软件开发周期。生成的操作系统TreeOS基于无核构件化编程架构，具有完全自主知识产权，可适用于高、中、低速全系列MCU，专为物联网等低功耗、功能碎片化应用量身定制。关于TreeOS的详细介绍，请参阅文档《TreeOS操作系统原理和应用》。

2、使用方法
本系统基于Altium Designer（AD）软件，实现自动编程。使用时需首先在AD软件中建立原理图，导出指定格式的网络表文件并上传，之后即可生成所需TreeOS源代码，再基于此编写应用代码。具体操作步骤如下：

（1）建立MCU系统硬件原理图

AD硬件原理图编辑器的具体使用方法可参见其官方网站和教程，或光轮电子官网论坛。TreeOS.AI需要识别元器件标识符（Designator）和注释（Comment）属性，其设置界面如下图：



标识符一般按照器件的性质按U1、U2、和R1、R2等序号编排，注释一般设置为器件具体型号（具体参见文档第3和第5部分）。

在创建原理图时，推荐使用器件（模块）厂家提供的原理图器件库，如果需要自己创建，则必须保证器件原理图各引脚标识与数据手册一致，否则可导致网络表识别错误。特殊器件引脚标识说明，请参阅本文档第3部分，使用注意事项。

（2）导出网络表
原理图创建完毕后，需要在AD软件中导出其网络表，即器件引脚之间的连接逻辑关系。AD提供两种网络表导出方式。

A.单个文档网络表导出

如果一个原理图文件包括了MCU及其全部外围功能器件，则只需导出单个文档的网络表即可。点击Design->Netlist For Document->PCADnlt，就可导出当前打开文档的网络表文件。导出的网络表文件扩展名为.net，位于原理图文件夹中的Project Outputs for xxx（xxx为工程名）子文件夹。



B.项目网络表导出

当系统器件较多时，MCU与其外围功能器件可能分布在多张原理图中，原理图之间通过共同的网络名实现电气连接。此时，就需要导出整个工程的网络表。点击Design->Netlist For Project->PCADnlt，就可导出所需的工程网络表文件。



（3）上传网络表文件

上传导出的.net网络表文件，即可利用TreeOS.AI工具，自动生成TreeOS源代码。上传步骤如下：

访问光轮电子科技有限公司网址：www.treeos.com，找到自动写代码工具入口，点击下图中的“输出代码”蓝色按钮。



弹出下图所示的用户登录界面，老用户需要键入用户名、密码和验证码，点击登录，如果是新用户则需点击注册，进入用户注册界面。



登录成功后，此时点击TreeOS.AI对话框中的选择文件按钮，选择刚才生成的.net文件。



再次点击输出代码按钮，则进入MCU信息及代码下载界面，等待TreeOS代码生成，此过程可能会持续几分钟。


直到界面中出现代码下载链接，代码就自动生成了。


（4）下载生成代码
点击上图中的链接，下载代码压缩包，其中的内容包括：

• Readme.txt说明文件----生成的TreeOS代码具体说明

      文件内容由三部分构成，如下图所示

A. 欢迎信息
包括TreeOS.AI版本号等。

B.代码生成信息
包括原理图网络文件名，上传时间，识别到的MCU型号，及其标识符，主时钟频率和工程项目适用的开发环境等。

C.TreeOS库函数使用说明
代码中包含的各TreeOS源文件及其功能函数使用说明。

• MCUPrj文件夹----生成的TreeOS代码

文件夹目录结构为
MCUPrj\
    TreeOS\
        device\                设备库函数，包括大部分的TreeOS设备驱动文件，与设备物理连接相关
        function\              功能函数代码，与设备物理连接无关的代码
        main_scene\           主场景代码，main函数位于TreeOS_main.c中
            TreeOS_main.c
            TreeOS_main.h
        mcu\                  MCU基本功能和配置代码
            TreeOS_mcu.c
            TreeOS_mcu.h
        sub_scene\             分场景代码，主要包括应用代码，用户自行编写
        user\                  用户应用代码，主要包括应用代码，用户自行编写

（5）根据需要编写应用代码

3、使用注意事项

对于普通功能芯片（或模块）来说，在绘制原理图时，应保证器件的注释与芯片（或模块）的名称一致，各引脚标号与芯片（或模块）厂商发布的数据手册（说明书）一致，方可正常识别。但对于某些器件而言，需要标注特定内容，通过标识符与注释相结合的方法，识别器件及其特定运行参数，实现自动编程。具体说明见下表。

器件	标志符	注释	引脚编号
MCU（目前版本只能实现单个MCU的代码自动生成！）	不做要求	MCU具体型号+”_主时钟频率MHz”，例如：STM32F103RBT_72MHz。MCU具体型号必须精确到与器件引脚排列相关的尾缀，例如：STM32F103系列MCU，103之后的“C”、“8”、“T”与芯片的封装和引脚排列相关，不可省略，这三位字符之后的内容则可以省略，不影响识别。”_主时钟频率”是指MCU的运行主时钟频率。如果”_主时钟频率”项目空缺，则按照默认时钟生成代码。	以数据手册为准
电阻	以”R”或“r”开头	合法字符“0-9”，“R”，“.”，”K”，“k”，“M”，“m”等	设置为1、2
电容	以”C”或“c”开头	合法字符“0-9”，“F”，“.”，”u”，“n”，“p”等	设置为1、2
三极管	不做要求	见本文档第5部分	可设置为E、B、C分别对应三极管的发射机、基极和集电极；也可设置为1、2、3，但此时其与三极的对应关系应以各三极管厂家的数据手册为准，例如：9013和8050三极管手册注明的对应关系为1-发射极，2-基极，3-集电极
LED指示灯	不做要求	LED	不做要求
矩阵式键盘	不做要求	Keyboard4x4（四乘四键盘），Keyboard3x3（三乘三键盘）	设置为1-8
蜂鸣器	不做要求	BEEP_DC	设置为1、2

（1）MCU片上外设驱动生成、使用说明

• UART串口

        如果MCU的串口直接或经电平转换器件（MAX232，MAX485等）连接到某特定功能芯片或模块，则只需正确标识此芯片或模块即可，TreeOS.AI系统会自动识别需要启动的UART串口，无需特别处理；
如果MCU的串口直接或经电平转换器件（MAX232，MAX485等）连接到排针或端子等接插件引出，则需将对应的接插件注释设置为“MCU_UART”。

• ADC

        如果MCU的ADC引脚直接连接到排针或端子等接插件引出，则需将对应的接插件的注释设置为“MCU_ADC”；
如果MCU的ADC引脚连接到模拟信号处理电路，则以下两种情况TreeOS.AI可将对应的MCU引脚识别为ADC功能：
A.MCU引脚与电容相连，如下图所示：


B.MCU引脚与运算放大器输出端相连

（2）MCU电源与“地”网络命名说明
有些器件的自动编程（例如：EEPROM存储器AT24C01）需要识别其设置引脚的电平状态，此时，就需要通过网络命名来识别MCU电源和“地”网络。

• 系统可识别的合法电源网络名（忽略大小写）：“VCC”，“+5V”，“+3V3”，“+3.3V”，“+3V”，“5V”，“3V”，“3V3”，以“VCC”结尾的网络。
• 系统可识别的合法“地”网络名（忽略大小写）：“GND”，“VSS”，以“GND”开始或结尾的网络。

4、MCU库

序号	MCU型号5	系列	功能	默认主时钟频率（MHz）	开发环境
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、器件库
（1）存储器

序号	器件型号或名称	原理图中应采用的注释	功能	备注
1	SST25VF016	同器件型号	2MB Flash存储器
2	AT45DB081D	同器件型号	SPI接口1MB Flash存储器
3	AT24C01	同器件型号	I2C接口128字节EEPROM存储器
4	AT24C02	同器件型号	I2C接口256字节EEPROM存储器
5	AT24C04	同器件型号	I2C接口512字节EEPROM存储器
6	AT24C08	同器件型号	I2C接口1KB EEPROM存储器
7	AT24C16	同器件型号	I2C接口2KB EEPROM存储器
8	AT24C32	同器件型号	I2C接口4KB EEPROM存储器
9	AT24C64	同器件型号	I2C接口8KB EEPROM存储器

（2）传感器

序号	器件型号或名称	原理图中应采用的注释	功能	备注
1	DS18B20	同器件型号	单总线温度传感器
2	DH11	同器件型号	单总线温湿度传感器
3	AM2305	同器件型号	单总线温湿度传感器
4	MPU6050	同器件型号	陀螺仪芯片
5	MPU6050模块	MPU6050_M1	陀螺仪模块	资料链接
6	MAX31865	同器件型号	RTD温度传感器信号调理芯片
7	MAX31865模块	MAX31865_M1	RTD温度传感器信号调理模块	资料链接

（3）人机交互信息输出与显示器件

序号	器件型号或名称	原理图中应采用的注释	功能功能	备注
1	0.96英寸OLED屏	GMD09605	I2C接口
2	SM420364	同器件型号	4位七段式扫描数码管（共阴）
3	122×32液晶	LCD_12232_SED1520	并口，主控芯片为SED1520
4	128×64液晶	LCD_12864_HD61202	并口，主控芯片为HD61202
5	16字符×2行液晶	LCD_1602	并口，主控芯片为HD44780
6	有源蜂鸣器	BEEP_DC	5V或3.3V直流供电
7	继电器	Relay	继电器
8	JZC-32F/012-ZS3(555)	同器件型号	继电器
9	LED状态指示灯	LED	状态指示灯
10	ISD4004-08MPY	同器件型号	ISD4004系列语音芯片
11	ISD4004-10MPY	同器件型号	同上
12	ISD4004-12MPY	同器件型号	同上
13	ISD4004-16MPY	同器件型号	同上
14	ISD4004-08MSY	同器件型号	同上
15	ISD4004-10MSY	同器件型号	同上
16	ISD4004-12MSY	同器件型号	同上
17	ISD4004-16MSY	同器件型号	同上
18	ISD4004-08ME	同器件型号	同上
19	ISD4004-10ME	同器件型号	同上
20	ISD4004-12ME	同器件型号	同上
21	ISD4004-16ME	同器件型号	同上
22	4位数码管显示模块	HC595_SEG	内部通过两片HC595实现锁存驱动数码管	资料链接
23	YYVP	语音芯片	定制化电子秤语音播放芯片	资料链接

（4）人机信息输入器件

序号	器件型号或名称	原理图中应采用的注释	功能	备注
1	4×4矩阵键盘	Keyboard4x4	4乘4矩阵键盘
2	3×3矩阵键盘	Keyboard3x3	3乘3矩阵键盘

（5）逻辑接口或电平转换芯片

序号	器件型号或名称	原理图中应采用的注释	功能	备注
1	74HC573	同器件型号	8bit锁存器
2	74HC574	同器件型号	8bit锁存器	资料链接
3	74HC595	同器件型号	串转并口芯片
4	ULN2003A	同器件型号	达林顿驱动管阵列
5	MAX3232	同器件型号	TTL转RS232电平芯片
6	SP3232	同器件型号	TTL转RS232电平芯片（与MAX3232引脚兼容）	资料链接
7	MAX485	同器件型号	TTL转RS485电平芯片
8	ISL83072	同器件型号	TTL转RS485电平芯片（与MAX485引脚兼容）

（6）数字通信芯片（模块）

序号	器件型号或名称	原理图中应采用的注释	功能	备注
1	G510TTLDTU	同器件型号	GPRS通信模组
2	ATK1218-BD	S1216	GPS信号接收模块	资料链接
3	IRM3638T	同器件型号	红外线遥控器接收头，可实现NEC码解析
4	HS0038	同器件型号	同上
5	W5500	同器件型号	以太网通信芯片
6	HC05	同器件型号	串口转蓝牙通信模块
7	MFRC52201HN1	同器件型号	RFID读写芯片
8	RFID-RC522	同器件型号	基于MFRC522的RFID读写模块
9	PL2303	同器件型号	串口通信	资料链接
10	CH340	同器件型号	串口转USB口芯片
11	MCP2515模块	MCP2515_M1	基于MCP2515芯片的CAN总线数据收发器模块
12	PT2262模块	ZB-FSK-2A	无线遥控发射/接收模块
13	HS2272C_L4模块	CZS-2A	无线遥控解码电路
14	Zigbee通信模块	Link@Transfer_zigbee	物联网实训系统配套模块	资料链接
15	Lora通信模块	Link@Transfer_Lora	物联网实训系统配套模块
16	蓝牙通信模块	Link@Transfer_Ble4.2	物联网实训系统配套模块
17	蓝牙通信模块	JDY-08	物联网实训系统配套模块
18	NBIoT通信模块	M5311	物联网实训系统配套模块

（7）信息获取功能芯片（模块）

序号	器件型号或名称	原理图中应采用的注释	功能	备注
1	PCF8563	同器件型号	实时时钟芯片
2	DS3231模块	DS3231_M1	高精度温度补偿实时时钟模块	资料链接
3	DS1307模块	DS1307_M1	高精度温度补偿实时时钟模块	资料链接
4	DS1302模块	DS1302_M1	实时时钟模块	资料链接
5	AJ-SR04M模块	AJ_SR04M_T	超声波测距模块（脉冲输出模式）	资料链接
6	AJ-SR04M模块	AJ_SR04M_U	超声波测距模块（串口模式）	资料链接
7	HC-SR04	同器件型号	超声波测距模块	资料链接
8	TM7705	同器件型号	高精度ADC
9	ADC0804	同器件型号	通用型ADC
10	ADC0804模块	ADC0804_M1	通用型ADC模块
11	PCF8591	同器件型号	I2C接口多路ADC
13	CH376S	同器件型号	U盘读写芯片	资料链接
14	HX711_C	同器件型号	电子秤AD转换模块

（8）模拟器件

序号	器件型号或名称	原理图中应采用的注释	功能	备注
1	电阻	见TreeOS.AI使用说明书第3部分	连接信号
2	电容	见TreeOS.AI使用说明书第3部分	连接电容的MCU引脚被识别为ADC功能
3	8050	同器件型号	NPN型小功率三极管
4	9013	同器件型号	NPN型小功率三极管
5	9014	同器件型号	NPN型小功率三极管
6	8550	同器件型号	PNP型小功率三极管
7	9012	同器件型号	PNP型小功率三极管
8	LM358	同器件型号	运算放大器，与之连接的MCU引脚识别为片上ADC功能
9	IR333	同器件型号	被识别为38kHz载波红外遥控发码功能
10	IR204	同器件型号	同上

（9）MCU片上外设（具体使用方法见TreeOS.AI使用说明书第3部分）

序号	器件型号或名称	原理图中应采用的注释	功能	备注
1	ADC模块	MCU_ADC	MCU自带A/D转换
2	PWM模块	MCU_PWM	MCU自带PWM	资料链接
3	UART模块	MCU_UART	MCU自带USART

（10）其他器件

序号	器件型号或名称	原理图中应采用的注释	功能	备注
1	XY-LPWM模块	XY-LPWM_M1	PWM信号输出模块

详情请点击：TreeOS.AI自动编程系统使用说明书、 TreeOS.AI软件库清单