#第11届立创电赛#CH32V003自动固件测试系统

 

* 1、项目功能介绍

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该项目使用CH32V305CCT6控制矩阵模拟开关芯片将CH32V003目标芯片的任意管脚映射到任意CH32V305CCT6的PA0-PA7管脚，或者外接排针脚。同时板载CH32V305FBP6作为WCH-LinkE可以烧录调试目标芯片。该项目可实现自动化测试，自动化开发，远程开发测试等功能。

软件代码库位于 https://github.com/DeqingSun/CH32V003-Automatic-Test-Tool

 

在自动化测试模式下，该项目使用树莓派Raspberry Pi Zero 2 W作为上位机，执行self-hosted runner（自托管运行程序）客户端。这样当新代码被推送到Github时，Github将自动触发GitHub Actions，在云端执行器中编译程序，然后自动转交给树莓派调用Python脚本进行自动化烧录，并以测试脚本测试功能是否正常，并反馈至Github。这样可以用真实硬件测试代码的正确性。

 

在自动化开发模式下，测试板可以直接连接至开发计算机。CH32V305CCT6可以接收串口调整矩阵模拟开关的映射方式，控制PA0-PA7管脚的输入输出，并进行简单的数字和模拟信号抓取。CH32V305FBP6可以对目标芯片进行烧录，调试，和电源控制。因此对CH32V003目标芯片的所有开发操作均可以通过计算机指令下达。因此开发者可以使用Agent进行代码开发，而且Agent可以自行进行烧录与测试，实现自动化开发与迭代，无需人工干预。

 

由于该系统的所有开发操作均可以通过计算机指令下达，远程操作开发板也是完全可以的。其他的外设芯片，执行器等可以连接到矩阵模拟开关芯片的多余管脚，以实现外设到目标芯片的自由连接。该系统可以放在办公室里实现远程开发，也可以添加摄像头，示波器等专业设备，实现类似Renesas Lab on the Cloud这种远程硬件开发平台的功能。目前简化版的远程硬件开发平台可以在 https://ch32v003.thinkcreate.us/ 访问。  

 

*2、项目属性

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该项目为原创，上一个版本的工程为 CH552 自动测试架 （自动化测试Ch55xduino框架是否正常）。目前版本为简易起见，使用编译框架为Charles Lohr的ch32fun框架。

 

* 3、开源协议

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本项目全部开源，协议继承ch32fun的MIT license。

 

请在竞赛阶段填写 ↓

 

*4、硬件部分

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上位机通过一个MicroUSB连接器连接主板。其中USB连接到一颗CH334F集线器芯片，将一路USB转换为四路。同时CH334F的PWREN管脚连接了PMOS控制电源，上位机可以发送指令将CH334F后面的电路全部下电上电，实现硬重启。在Raspberry Pi Zero 2 W上，可以执行以下指令控制电源：

sudo uhubctl -a 0 -f -l 1-1
sudo uhubctl -a 1 -f -l 1-1

 

CH334F分出的四路USB，其中两路没有使用，可以通过排针引出。在使用的两路中，一路连接一颗CH32V305CCT6作为主控芯片。这颗主控芯片控制矩阵开关，并且可以操作GPIO实现模拟数字输入输出，并能实现简易的逻辑分析仪和示波器功能。选取CH32V305CCT6的原因是它的内存比较大，可以划分出192KB RAM，方便存储捕捉信号。另外PA0～PA7全部引出，管脚编号连续方便DMA操作，同时PA0～PA7均有ADC能力，PA4和PA5甚至有DAC能力，方便调试。

 

另一路USB连接一颗CH32V305FBP6芯片，这是官方WCH-LinkE的同款芯片，可以直接运行官方WCH-LinkE固件，实现芯片烧录和调试。也可以控制目标芯片的5V和3.3V电源。

 

两颗CH446Q矩阵模拟开关芯片组成了32*8的切换矩阵。其中Y路的8条线接入CH32V305CCT6的PA0～PA7，X的32条线覆盖了SSOP20测试座的全部20个管脚，调试器的5个管脚，和外部的7个排针。矩阵模拟开关由USB的5V以及电荷泵产生的的-5V联合供电，连接电阻约52Ohm。如果需要把目标芯片的管脚连接到调试器或者外部排针，可以经过Y路中转。此时电阻约100Ohm，仍然可以接受。

 

目标芯片安装在SSOP20测试座上，可以测试CH32V003F4P6，也可以测试SSOP20的其他芯片。SSOP20测试座两边将全部引脚、VCC和GND引出，可以用跳线帽将目标芯片的VCC和GND脚直接连接到电源上。同时测试座下方有三脚排针，可以使用跳线帽选择目标芯片使用3.3V或者5V供电。

 

板载两颗CH32V305的烧录需要借助外置WCH-LinkE。其中CH32V305CCT6可以直接使用芯片右边的排针烧录。烧录CH32V305FBP6时用户可以操作让矩阵模拟开关将CH32V305FBP6的SWCLK和SWDIO连接到X0、X1排针上，然后使用外置WCH-LinkE烧录。

更多烧录信息可参考代码库里的boardPrepare.md，也可使用boardPrepare.py(Mac系统)自动烧录。

 

 

*5、软件部分

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板上软件的核心部分是CH32V305CCT6的固件，位于Github仓库的controllerCode文件夹内，这里我贴一下Cursor Agent总结的固件功能：

这是 CH32V305 测试板控制器固件，用于 CH32V003 自动测试工具。它通过 USB 串口接收上位机发来的文本命令，并控制测试硬件与被测芯片交互。

核心功能：

1. 模拟开关矩阵（CH446Q）
   用 C/c 命令接通或断开 X（0–31）与 Y（0–7）通道，实现信号路由，例如把 SWCLK/SWDIO 接到板载 WCH-LinkE，或给被测板供电、接线。

2. GPIO 读写（PA0–PA7）

   • R：读数字电平
   • W：写数字输出
   • A：读模拟量（ADC）
   • w：写模拟输出（PWM/DAC，含 PA4/PA5）

3. 逻辑分析仪
   L 按指定采样率和样本数启动采集，l 轮询并上传数字波形数据（约 128KB 缓冲）。

4. 模拟采集
   M 按采样率、样本数和通道掩码启动多通道 ADC 采集，m 轮询并上传数据。

5. 系统初始化
   I 复位矩阵，并将 PA0–PA7 设为输入，同时处理 DAC 相关引脚模式。

整体定位： 固件是测试夹具的“桥接层”——PC 发串口命令，它控制开关矩阵接线、读写被测引脚，并做逻辑/模拟波形采集，从而自动化测试 CH32V003 等目标芯片。

 

至于自动测试部分，自动测试代码放在我自己的ch32fun分叉，test_on_hardware分支里。如果test_on_hardware分支有commit，或者经过批准的PR，自动测试将会自动执行。

如果您不熟悉Github action，这里简要介绍一下：

GitHub Actions 是 GitHub 内置的自动化平台。你可以在仓库里写一份配置文件（通常是 .github/workflows/*.yml），告诉 GitHub：在什么事件发生时（例如 push、PR、手动触发），在什么机器上（云端或你自己的电脑），自动执行哪些步骤（编译、测试、打包、发布等）。

可以把它理解成：挂在 Git 仓库上的自动化脚本 + 定时/事件触发器 + 远程执行环境。

没有 Actions 时，开发者通常要本地手动：拉代码 → 编译 → 烧录 → 测试。
有了 Actions 后，每次提交代码，CI 可以自动重复这些步骤，减少“在我电脑上能跑”的问题。

但是Github提供的云端 runner 只是一台普通虚拟机，接不到你桌上的 CH32V305 测试板和 CH32V003。
所以硬件测试必须跑在一台长期在线、USB 已接好测试硬件的电脑上，这台机器注册为 self-hosted runner 后，就能在 push 或手动触发时自动执行测试。

另外，该工程的 workflow 只在 push 或 手动触发 时跑硬件测试，不在 PR 上跑——这是为了避免攻击者的提交恶意的 PR 代码在硬件的测试机上执行。

 

其中action代码在此。https://github.com/DeqingSun/ch32fun/blob/test_on_hardware/.github/workflows/build.yml

action执行情况可以在 https://github.com/DeqingSun/ch32fun/actions 这里看到。

Cursor总结如下：

ch32fun 的 GitHub Actions 在云端编译仓库中所有示例工程，并将生成的 .bin 固件打包为 artifact。随后，运行在自托管 runner 上的硬件测试任务会下载这些固件，并调用本仓库 autoTestCode/selfhost_runner_test.py 作为统一入口：脚本按固件文件名自动匹配 testScripts/ 下同名 Python 测试（例如 blink.bin 对应 blink.py），依次完成烧录与验证。

整个测试链路以 CH32V305 测试板为核心：autoTestCode 通过 USB 串口向测试板固件发送命令，控制 CH446Q 模拟开关矩阵完成信号路由，并可调用板载逻辑分析仪、ADC 采集等功能；烧录时则通过矩阵将板载 WCH-LinkE 的 SWD 接到被测 CH32V003，配合 minichlink 完成固件写入。每个测试脚本在真实硬件上检查对应示例的行为（如 GPIO 翻转时序、ADC 读数、PWM/WS2812 波形等），从而把 ch32fun 的示例编译与硬件回归测试串联成一条自动化 CI 流水线。

 

 

自动测试配置好后，无论我们对代码做任何改动，自动测试板子都会自动按照测试脚本测试一下功能。如果代码修改导致程序出现问题，GitHub Actions 会自动失败报错，并提醒开发人员。即使开发人员手头没有板子，也不影响程序测试。

 

*6、使用Agent实现AI自动化开发

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首先这里放一张黄老板在NVIDIA GTC Taipei 2026的Keynote 截图：

 

 

Agent = LLM + 执行框架（Harness）
Agent的核心采用 "观察（Observe）→ 推理（Reason）→ 行动（Act）→ 更新上下文（Context）" 的智能体闭环（Agent Loop）。

一般的AI工具对于“推理（Reason）→ 行动（Act）→ 更新上下文（Context）”这一步骤都没有问题。但是如果如果整套工具链不能完全自动化，比如需要用户去点击编译烧录按钮、观察仪器、再输入观察结果，那么整个闭环将被“观察”这一步严重阻塞，速度会很慢。

本项目的测试板本身具有简易的逻辑分析仪和模拟信号捕捉。虽然性能简易，但是能提供全套的测试代码供Agent调用，因此可以让整个开发流程闭环。

 

我们让Agent帮我们点个WS2812的灯。我找了一个8颗RGBW的WS2812灯条。把它插在连接矩阵的X5接口上，这样万一Agent需要使用别的IO，它可以自行映射。

为方便演示，这里示例的提示词经过反复优化，实际操作中可以随时指正Agent的操作方向。

这里示例采用Cursor。首先打开CH32FUN框架工程，打开Agent窗口，切换模式为Plan，输入提示词：

 

请帮我用ch32fun建立一个驱动ws2812的代码。我使用的是CH32V003-Automatic-Test-Tool板子，信息在

@/Users/deqinguser/Documents/GitHub/CH32V003-Automatic-Test-Tool

我在X5矩阵连接脚上连接了一个8颗LED的WS2812 RGBW灯条，颜色顺序GRBW，WS2812频率为800K。

请生成一个将LED全部点为红色代码，不使用DMA，只使用IO操作和nop延迟(频率很高)，IO可以使用PD0。然后生成一个python测试代码，使用CH32V003-Automatic-Test-Tool的逻辑分析仪捕捉输出信号，烧录测试迭代确认无误。

编译器在@/Users/deqinguser/Library/Arduino15/packages/WCH/tools/riscv-none-embed-gcc/ide_2.2.0_trimmed/bin 位置。本测试无需使用runner，本地测试即可。CH32V003-Automatic-Test-Tool已连接至USB口。

生成的python代码放在CH32V003-Automatic-Test-Tool仓库中，autoTestCode/testScripts/ws2812_gpio_rgbw.py。

固件代码放examples/ws2812_gpio_rgbw

 

Plan模式下Agent不会修改代码，只会阅读现有参考资料和代码，并输出操作计划。同时，Agent如果有疑问，也会反过来询问用户具体信息。执行Plan后，几分钟我们得到了操作计划。

此时我们可以阅读计划，检查是否有问题。如果有，直接在plan模式下向Agent提出以便修正计划。如果操作人员有不能理解的部分，也可以向Agent询问。如果计划看起来没问题，我们点击Build开始执行计划。

此时由于Agent理解Agent具有全部烧录，测试的Python工具。只要Agent有调用命令行的权限，Agent就可以自行编写单片机代码，Python测试代码，并进行测试。

在Build的过程中，Agent会自动编写代码，烧录程序到目标CH32V003上，然后用逻辑分析仪捕捉数字信号，并进行分析。在我的测试过程中，Agent自行编写了代码，测试发现失败后，自行提出假设，分布验证和测试提出的假设，最终在约3分钟后经过3此迭代并完成了测试。

此时LED灯条也确实亮了，证明开发成功。

 

*7、远程开发测试

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由于本项目可以完整实现烧录、矩阵连接、GPIO控制、逻辑分析仪等功能。它可以作为一个简易的远程开发平台。用户可以远程烧录固件，并进行测试。

该项目网络控制的代码在remoteAccessCode文件夹中。所有操作都可以通过浏览器完成，后端的Python脚本实现硬件交互。目前一台测试板挂在 https://ch32v003.thinkcreate.us/ 欢迎测试。

 

其中右上角的Init matrix可以复位连接矩阵和主控IO口，左上角有4个标签页：

Matrix页可以使用开关矩阵建立和断开连接。其中16x8的矩阵的8个Y连接在主控芯片的PA0～7管脚上，X连接了全部CH32V003的IO口。虽然X也连接到了外部的排针。但是排针是空的，目前连接意义不大。CH32V003的IO连接到主控的IO后，就可以读取CH32V003的电平，或者向CH32V003输出高低电平。

GPIO页可以操作PA0～7，可以进行数字读，数字写，模拟读，模拟写（PA4～PA5使用DAC，其他IO使用PWM）。

Capture页可以进行数字抓取，作为简易逻辑分析仪。也可以选定模拟通道进行模拟抓取，作为简易示波器。

Firmware页可以上传bin固件。如果用户没有自己的固件，也可以用示例的固件烧录。示例固件分别是让PD0以1ms、100ms、1000ms高低变换。用户可以把PD0连接到PA0～7的一个脚上，然后进行数字读取，或者用逻辑分析仪看波形。

 

*8、BOM清单

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电路图对应的PCBA
树莓派Zero 2 W
micro USB OTG 双头线
3D打印底座
2.5mm自攻螺丝
Micro USB电源

 

*9、大赛LOGO验证

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