由于项目需要开始接触Microchip（原Atmel）家的这款MCU，使用工具是SAM E70 X PLAINED ULTRA开发板。本系列用于记录从0开始一步步熟悉这款MCU的开发过程。开发板外设资源丰富，之前一直是使用HAL库开发ST/GD系列的MCU，Microchip的开发风格与前两者存在一定差异，借此机会巩固一下基础知识。

开发板用户手册

• ATSAME70Q21B Microcontroller
  • Cortex-M7 Core-based Microcontroller
  • Max Speed: 300MHz
  • Flash: 2048KB
    

环境搭建

安装IDE

Microchip官方IDE：MPLAB X IDE
Microchip支持图形化界面用来初始化外设，工具为MPLAB Code Configurator，6.x的版本自带MCC，在IDE Tools->Embedded下可以打开，同时可以通过Tools->Plugins下安装其他插件。

安装工具链

下载安装MPLAB XC32 C/C++编译器：XC32

创建工程

• File->New Project->Microchip Embedded->Application Project(s)。（不同版本IDE可能有所差异）
• Family->Device->Tool。（Tool中可以选择模拟器或实际的开发板）
• 选择工具链XC32
• 设置工程名称及保存位置，推荐勾选Open MCC on Finish，可以启动MCC完成初始化工作（这个工具加载特别慢）。
  

系统时钟概览

与大部分高性能MCU类似，系统使用RC/外部晶振通过锁相环完成倍频。

使用外部12MHz晶振作为时钟源，经过25倍倍频得到300MHzPLL时钟。

点亮第一盏流水灯

使用图形化配置界面，这里由于已经导入了开发板定义所以可以直接使能，界面如下：

如果是自己设计的板子，可以打开pin configuration界面进行设置。

分别有三个界面，Pin Diagram类似与STM32CubeMX，但是对于这种引脚丰富的芯片不太友好，需要一个个点开查看引脚功能。

其次是Pin Table，可以直观看出每个外设有哪些引脚支持，比较友好。

灰色代表不可用，蓝色代表可用，绿色代表已使用。
最后一种是列表的详细模式

综合下来还是第二种较为好用，可以结合第三种一起使用。
我们现在已经使能了LED，点击左侧Generate就会自动生成代码。
Microchip以PLIB_xx命名外设库，GPIO对应的为plib_pio.c/plib_pio.h，包含对GPIO的初始化，读写、配置等函数。此外，因为我们设置了LED1、LED2引脚，会在plib.h中额外生成宏定义方便使用，此时如果我们想要点亮LED，可以进行以下操作：
从原理图我们可以看出，只需要给PA05一个低电平LED3就会点亮。

在main函数中添加以下代码：

int main ( void )
{
    /* Initialize all modules */
    SYS_Initialize ( NULL );
    
    LED3_Clear();

    while ( true )
    {
        /* Maintain state machines of all polled MPLAB Harmony modules. */
        SYS_Tasks ( );
    }

    /* Execution should not come here during normal operation */

    return ( EXIT_FAILURE );
}

LED3成功被点亮。
如果还想进一步使LED闪烁就是要用到延时函数，在前面我们已经使能了systick并设置周期为1ms，在plib_systick.c文件中有对应的延时函数SYSTICK_DelayMs。但是在使用之前，需要先调用SYSTICK_TimerStart或SYSTICK_TimerRestart来开启system tick。
修改代码如下，实现LED闪烁：

int main ( void )
{
    /* Initialize all modules */
    SYS_Initialize ( NULL );
    
    while ( true )
    {
        LED3_Toggle();
        SYSTICK_DelayMs(500);
        /* Maintain state machines of all polled MPLAB Harmony modules. */
        SYS_Tasks ( );
    }

    /* Execution should not come here during normal operation */

    return ( EXIT_FAILURE );
}

至此，流水灯已完成，开发板使用完毕（狗头）。

printf(“Hello world!”)

开发板自带的EDBG支持下载、调试、虚拟串口等功能，从原理图可以看到对应的是USART1，虚拟串口默认已使能，所以我们只需要使能USART1外设即可

设置USART1

这里模式一共有三种可选：阻塞、非阻塞以及环形缓冲区，这里我们选择环形缓冲区，并把tx和rx的大小都设置为256
在main函数中添加以下代码：

uint8_t hello_str[] = "hello from the SAM E70 X PLAINED ultra";
int main ( void )
{
    /* Initialize all modules */
    SYS_Initialize ( NULL );
    USART1_Write(hello_str, sizeof(hello_str));

    while ( true )
    {
        LED3_Toggle();
        SYSTICK_DelayMs(500);
        /* Maintain state machines of all polled MPLAB Harmony modules. */
        SYS_Tasks ( );
    }

    /* Execution should not come here during normal operation */

    return ( EXIT_FAILURE );
}

成功实现打印。
如果我们想要通过printf就能实现串口输出，那就需要进一步设置，将串口输出重定向到标准的C库函数。
在图形配置界面，选择使能stdio工具

生成的代码中找到xc_monitor.c，这里已经实现了write和read接口，这里我们只修改输出。
在write中调用串口发送，修改后代码如下：

#include <stddef.h>
#include "peripheral/usart/plib_usart1.h"

extern int read(int handle, void *buffer, unsigned int len);
extern int write(int handle, void * buffer, size_t count);


int read(int handle, void *buffer, unsigned int len)
{
   return -1;
}

int write(int handle, void * buffer, size_t count)
{
    (void)handle;
    if (buffer == NULL || count == 0) return 0;

    USART1_Write(buffer, count);
    
    return (int)count;
}

此时，我们可以将main函数中的串口输出修改为我们熟悉的printf函数，修改后代码如下：

uint8_t hello_str[] = "hello from the SAM E70 X PLAINED ultra";
int main ( void )
{
    /* Initialize all modules */
    SYS_Initialize ( NULL );
    printf("%s at %s %s\r\n", hello_str, __DATE__, __TIME__);

    while ( true )
    {
        LED3_Toggle();
        SYSTICK_DelayMs(500);
        /* Maintain state machines of all polled MPLAB Harmony modules. */
        SYS_Tasks ( );
    }

    /* Execution should not come here during normal operation */

    return ( EXIT_FAILURE );
}

我们同时添加程序的编译信息，编译运行，效果如下：

至此完成了最基础的GPIO和UART基础功能，接下来将开始IIC主机、从机以及SPI等外设的上手。