开箱贴中已经说明本次活动的主要开发器件，包括FRDM-MCXA153,OLED屏幕，HC-SR04超声波测距模块。

FRDM-MCXA153的外设资源极其丰富，对部分外设还做了Low Power处理。

1.模块详情分析

通过阅读FRDM-MCXA153的datasheet，发现并没有注明开发板的IO口有5V耐压，所以我们在电路接线时，务必注意这个问题。

市面上有很多款HC-SR04超声波模块，精度略有微小差别，也有带晶振的不带晶振的，还有宽电压3V3--5V输入的。因为之前买过超声波模块，这边我就照旧使用了5V额定电压，带R200SKS512晶振的超声波模块。echo引脚5V输出难道不会烧坏开发板的IO口吗？是的，所以我的需要加上电阻进行分压，我这边使用一个1k和2k的电阻分压，以防烧坏引脚。那为什么不直接使用3V3电压进行供电呢，这样echo就是3V3输出了，因为3V3供电时，模块功率不足，测量效果不够好。那为什么需要晶振？目前市场上有部分模块，是不带晶振的，可靠性一致性较差，如果不带晶振，那么模块只能使用内部RC振荡器，性能相比较差，受温度导致的漂移影响较大，所以我们选择带晶振的超声波模块。如下图（图源来自优信电子）

OLED直接配合官方给的I2C例程进行开发，我们选择了开发板上的P3-28和P3-27引脚，使用硬件IIC，不再使用CPU去翻转电平，降低开发难度。

2.开发环境的选择

NXP官网为我们提供了多种开发平台，包括但不限于MCUXpresso for Visual Studio Code(vscode),MCUXpresso IDE,Arm Keil MDK。

MCUXpresso for Visual Studio Code(vscode)当属现今主流开发环境之一，在vscode上开发，直接按照恩智浦提供的扩展，实现快速灵活的开发，同时vscode集成了大量扩展，配合AI工具，开发效率大步提升。但是环境配置流程较为繁琐。

MCUXpresso IDE作为基于Eclipse的定制型IDE，适用于恩智浦MCU，上手简单，简便易用。

Arm Keil MDK具有广泛中间件的uVision IDE和Arm编译器。作为经典开发平台之一，烧录调试方便快捷。

3.基础功能实现方案

本项目使用MCUXpresso for Visual Studio Code开发，结合MCUXpresso Config Tool图形化配置降低开发难度，采用模块化写法，可读性更强。引脚配置如下图

初始化HC-SR04初始化需要用到的引脚

void HCSR04_Init(void)
{
    gpio_pin_config_t trigConfig = {
        .pinDirection = kGPIO_DigitalOutput,
        .outputLogic  = 0U,
    };
    gpio_pin_config_t echoConfig = {
        .pinDirection = kGPIO_DigitalInput,
        .outputLogic  = 0U,
    };

    /* trig = output, echo = input */
    GPIO_PinInit(HCSR04_TRIG_GPIO, HCSR04_TRIG_PIN, &trigConfig);
    GPIO_PinInit(HCSR04_ECHO_GPIO, HCSR04_ECHO_PIN, &echoConfig);

    /* 把一个 CTIMER 配成 1 MHz、自由运行的计数器，于是"1 个计数 = 1 微秒"，
     * 后面就不必再做任何单位换算。
     *
     * CTIMER0 的输入时钟是 FRO12M（12 MHz，在 hardware_init.c 里接的），
     * prescale 寄存器写 11 表示分频系数为 11+1=12，所以 12 MHz / 12 = 1 MHz。
     *
     * 自由运行（而不是每次测量清零）是为了不改动计数器状态：只要前后各取一次
     * 计数值相减即可，配合下面的回绕处理，32 位计数器转一圈约 71 分钟，正常
     * 测量间隔下不会产生歧义。 */
    ctimer_config_t ctimerConfig;
    CTIMER_GetDefaultConfig(&ctimerConfig);
    ctimerConfig.prescale = 11U;
    CTIMER_Init(HCSR04_TIMER, &ctimerConfig);
    CTIMER_StartTimer(HCSR04_TIMER);
}

trig先发送一个大于10us的高电平信号，模块内部就会发射出8个40khz的脉冲，echo从低电平变为高电平，直到收到返回的超声波，echo就被拉低为低电平，一轮传输结束。

那么距离该如何计算呢？常温常压下声速是340m/s，大致计算每cm往返58us，所以就有了以下程序。

uint32_t HCSR04_MeasureEchoUs(void)
{
    uint32_t tStart;
    uint32_t tEnd;
    uint32_t timeout;

    /* 触发脉冲。手册要求 >= 10us，这里给 20us 留余量。 */
    GPIO_PinWrite(HCSR04_TRIG_GPIO, HCSR04_TRIG_PIN, 1U);
    SDK_DelayAtLeastUs(20U, SDK_DEVICE_MAXIMUM_CPU_CLOCK_FREQUENCY);
    GPIO_PinWrite(HCSR04_TRIG_GPIO, HCSR04_TRIG_PIN, 0U);

    /* 等 ECHO 变高，即回波的上升沿——计时从这里开始。
     * 一直等不到说明模块没被触发、或者 ECHO 被卡在低电平。 */
    timeout = HCSR04_POLL_TIMEOUT;
    while (0U == GPIO_PinRead(HCSR04_ECHO_GPIO, HCSR04_ECHO_PIN))
    {
        if (0U == --timeout)
        {
            return 0U;
        }
    }
    tStart = CTIMER_GetTimerCountValue(HCSR04_TIMER);

    /* 等 ECHO 变低，即下降沿——计时在这里结束。
     * 只取了 tStart 却等不到下降沿，说明 ECHO 被卡在高电平。 */
    timeout = HCSR04_POLL_TIMEOUT;
    while (1U == GPIO_PinRead(HCSR04_ECHO_GPIO, HCSR04_ECHO_PIN))
    {
        if (0U == --timeout)
        {
            return 0xFFFFFFFFU; /* Echo went high but never fell back low. */
        }
    }
    tEnd = CTIMER_GetTimerCountValue(HCSR04_TIMER);

    /* 计数器是 32 位且自由运行，测量跨度内可能发生回绕（从 0xFFFFFFFF 翻到 0），
     * 直接相减会得到一个巨大的错误值。这里判断一下：一旦 tEnd 比 tStart 小，
     * 就说明转过一圈了，补上一个完整周期再算。 */
    return (tEnd >= tStart) ? (tEnd - tStart) : (0xFFFFFFFFU - tStart + tEnd + 1U);
}

本人因OLED屏幕购置时间过久，导致丝印不清晰，不知道OLED芯片是什么型号，最后通过种种尝试才得出了型号，所以大家在购买器件时，务必找商家获取datasheet。而且在代码编写时还遇到了i2c7位寻址错误的问题，导致i2c无法初始化，消耗了大量的时间。最后通过串口在上位机就打印输出解决了bug。还有一定要注意接线的问题，还有IO引脚复用的问题，如果默认是普通IO口，不要忘记复用引脚。

OLED代码，主要分为clear清屏，防止上次断电时的文字缓存，影响显示效果，update不断更新数据，ssd1306_draw_char显示字符，ssd1306_DrawString显示字符串以实现基本功能。

static void ssd1306_draw_char(uint8_t x, uint8_t y, char c, uint8_t scale)
{
    const uint8_t *glyph;
    uint8_t col;
    uint8_t row;

    if (scale == 0U)
    {
        scale = 1U;
    }

    /* Clamp the character into the font range, fall back to space. */
    if ((c < 0x20) || (c > 0x5A))
    {
        c = ' ';
    }
    glyph = s_font5x7[(uint8_t)c - 0x20U];

    /* 逐行取字形数据：row 是行号，bits 是该行的 5 个像素（低 5 位）。 */
    for (row = 0U; row < 7U; row++)
    {
        uint8_t bits = glyph[row];
        for (col = 0U; col < 5U; col++)
        {
            /* bit4 是最左边的像素，所以每往右一列就右移一位。 */
            if (bits & (0x10U >> col))
            {
                uint8_t sx;
                uint8_t sy;
                /* 放大：这一个点要占 scale x scale 个屏幕像素。 */
                for (sy = 0U; sy < scale; sy++)
                {
                    for (sx = 0U; sx < scale; sx++)
                    {
                        uint8_t px = x + (uint8_t)(col * scale) + sx;
                        uint8_t py = y + (uint8_t)(row * scale) + sy;
                        if ((px < SSD1306_WIDTH) && (py < SSD1306_HEIGHT))
                        {
                            s_framebuffer[py >> 3U][px] |= (uint8_t)(1U << (py & 0x07U));
                        }
                    }
                }
            }
        }
    }
}

void SSD1306_DrawString(uint8_t x, uint8_t y, const char *str, uint8_t scale)
{
    if (scale == 0U)
    {
        scale = 1U;
    }

    while (*str != '�')
    {
        ssd1306_draw_char(x, y, *str, scale);
        str++;
        x += (uint8_t)(6U * scale); /* 5 px glyph + 1 px spacing, scaled */
    }
}

到此OLED和HC-SR04模块化代码的讲解基本结束，成果贴将为大家带来主函数介绍和功能展示。