Description des microcontrôleurs Stm32. Nous commençons à étudier le Cortex-M en utilisant le STM32 comme exemple. Ecrire des données à une adresse en mémoire

Cet article est le premier d'une série d'articles sur l'étude de la programmation de microcontrôleurs. En étudiant divers matériaux, j'ai remarqué que presque tous commencent par le fait qu'un débutant est invité à télécharger (ou à utiliser la bibliothèque fournie avec l'environnement de développement) bibliothèque pour travailler avec des périphériques et l'utiliser pour écrire son premier programme (généralement clignoter une LED).

Cela m'a beaucoup surpris. Selon ces articles, il n'est même pas nécessaire de lire la documentation de l'automate à programmer. on m'a appris la sagesse "Programmation du fer" complètement différent.

Dans cet article, le chemin de la phrase "Oui, je veux essayer!" avant le clin d'œil joyeux de la LED, il sera bien plus long que celui des autres auteurs. Je vais essayer de révéler les aspects de la programmation des microcontrôleurs qui se cachent derrière l'utilisation de fonctions de bibliothèque et d'exemples prêts à l'emploi.
Si vous avez l'intention d'étudier sérieusement la programmation de microcontrôleurs, cet article est pour vous. Cela peut peut-être intéresser ceux qui ont suffisamment joué avec Arduino et qui souhaitent mettre la main sur toutes les capacités matérielles du fer.

Sélection du microcontrôleur

Nous supposerons que nous avons déterminé le type de microcontrôleur. Mais le marché propose une vaste gamme de modifications différentes provenant de différents fabricants. Ils diffèrent par de nombreux paramètres - de la taille de la mémoire flash au nombre d'entrées analogiques. Pour chaque tâche, le choix doit être fait individuellement. Il n'y a pas de recommandations générales ici et ne peut pas l'être. Je noterai seulement qu'il vaut la peine de commencer l'étude avec le MK des fabricants avec le plus grand assortiment possible. Ensuite, lors du choix d'un MC pour une tâche spécifique, il y a de bonnes chances que quelque chose de l'assortiment présenté vous convienne.

j'ai opté pour STM32(même si je pense qu'il vaut mieux commencer à apprendre avec MK de Texas Instruments - la documentation est très bien écrite), car ils sont répandus parmi les développeurs d'électronique russes. Si vous avez des problèmes ou des questions, vous pouvez facilement trouver des solutions sur les forums. Un autre avantage est la riche sélection de cartes de démonstration du fabricant et d'organisations tierces.

Qu'avez-vous besoin d'apprendre ?

J'utilise moi-même une carte de démonstration STM3220G-EVAL et programmeur J-Link PRO... Mais pour commencer, ça suffira STM32F4DÉCOUVERTE, qui peut être acheté sans aucun problème pour une petite quantité.

Tous les exemples seront uniquement pour la carte de débogage. STM32F4DÉCOUVERTE... A ce stade, peu nous importe que cette carte coûte un MC basé sur le noyau Cortex-M4. Dans un avenir proche, nous n'utiliserons pas ses fonctionnalités et ses avantages par rapport au Cortex-M3. Et ce qui se passera ensuite - nous verrons.

Si vous avez en stock une autre carte basée sur STM32F2xx / STM32F4xx, vous pouvez travailler avec. Dans la présentation du matériel, je vais essayer de décrire le plus en détail possible Pourquoi nous le faisons de cette façon et pas autrement. J'espère que personne n'aura de problèmes avec le transfert d'exemples vers un autre matériel.

Environnement de développement

Pourquoi un environnement de développement payant ?

Peut-être que quelqu'un ne sera pas entièrement satisfait du fait que je propose d'utiliser un environnement de développement payant, mais dans IAR, il est possible d'obtenir une licence temporaire sans limiter les fonctionnalités, ou une licence illimitée avec une taille de code limitée (32 Ko pour MK est beaucoup).
De plus, je noterai tout de suite que pour certains MCU il n'y a pas d'environnements de développement libres. Et malheureusement, ces MC sont irremplaçables dans certains domaines.

Où commencer?

Création de projet

Un projet vide avec un fichier principal apparaîtra devant nous.

Vous devez maintenant configurer le projet pour commencer à travailler avec "notre" MK et le débogueur. MK installé sur la carte STM32F4DISCOVERY STM32F407VG... Il doit être sélectionné dans les propriétés du projet (Options générales-> Cible-> Appareil) :

Lorsqu'un processeur programmable cible est sélectionné, sa description est chargée, ce qui offre de nombreuses possibilités de débogage (cela sera discuté ci-dessous). De plus, un fichier de configuration est automatiquement joint avec une description de l'espace d'adressage disponible pour l'éditeur de liens. Si nécessaire, nous aborderons le sujet du fichier de configuration de l'éditeur de liens dans les articles suivants.

Après cela, vous devez configurer le débogueur. Le débogage du programme s'effectue directement dans le matériel. Cela se fait à l'aide du débogueur JTAG. Vous pouvez en savoir plus sur la façon dont cela se produit sur Wikipedia. La carte STM32F4DISCOVERY dispose d'un débogueur ST-LINK / V2 intégré. Pour travailler avec le débogueur, vous devez sélectionner son pilote dans le menu Débogueur-> Configuration-> Pilote... Il est également nécessaire d'indiquer que le débogage doit être effectué directement dans le matériel. Pour ce faire, vous devez définir le drapeau Débogueur-> Télécharger-> Utiliser le ou les chargeurs flash

Pour ceux qui ont vu le mot Simulator

En théorie, IAR vous permet de déboguer des programmes à l'aide d'un simulateur. Mais je ne l'ai jamais vu utilisé dans la pratique.

Le projet est maintenant prêt pour le travail (programmation, téléchargement et débogage).

"TK" pour le premier projet

Ne nous écartons pas des classiques. Le premier projet sera une LED clignotante. Heureusement, il y en a beaucoup sur le tableau, alors qu'est-ce que cela signifie du point de vue de la programmation ? La première étape consiste à étudier le schéma de principe de la carte de démonstration et à comprendre comment la LED démarre.
disponible sur le site du fabricant. V cette description il y a même une section séparée sur les LED sur la carte - 4.4 LED... Par exemple, nous utiliserons Utilisateur LD3... Trouvons-le sur le schéma :

L'analyse la plus simple du circuit suggère que pour "allumer" la LED, il faut appliquer "1" sur la broche du MK (qui pour ce MK correspond à 3,3V). La mise hors tension s'effectue en alimentant cette broche "0". Dans le schéma, cette broche est notée PD13(c'est probablement le plus une information important de ce document).

En conséquence, nous pouvons écrire "TK" pour notre premier programme :
Le programme pour le MK devrait transférer l'état de la broche du MK PD13 de l'état "0" à l'état "1" et inversement avec une certaine périodicité, distinguable pour l'œil humain (une note importante, si l'œil cligne trop souvent, l'œil peut ne pas être capable de le distinguer).

Avant de commencer la programmation, ou un peu de théorie

Pour commencer, tout MCU comprend un noyau, une mémoire et des blocs périphériques. Je pense que tout est clair avec la mémoire jusqu'à présent. Je mentionnerai seulement que le STM32 a une mémoire flash dans laquelle le programme MK est stocké (dans le cas général, ce n'est pas une affirmation vraie, le programme peut être stocké dans une mémoire externe non volatile, mais pour l'instant nous l'omettreons ) et d'autres données, y compris les données de l'utilisateur. Il y a aussi SRAM - mémoire vive.

Le noyau est une partie du microcontrôleur qui effectue l'exécution d'un flux d'instructions. Dans notre MK, le type de noyau est Cortex-M4. Le cœur du MCU peut être comparé à un processeur dans un PC. Il ne peut qu'exécuter des commandes et transférer des données vers d'autres unités (les processeurs avec accélérateurs graphiques intégrés ne sont pas pris en compte dans cette comparaison).
Dans le même temps, le fabricant de MC ne développe pas le noyau. Le noyau est acheté auprès d'ARM Limited. La principale différence entre les différents MC réside dans la périphérie.

Les blocs périphériques sont des blocs qui interagissent avec le "monde extérieur" ou exécutent des fonctions spécifiques inaccessibles au noyau MC. Les MCU modernes (y compris STM32) contiennent une vaste gamme de blocs périphériques. Les unités périphériques sont conçues pour résoudre diverses tâches, de la lecture de la valeur de tension de l'entrée analogique du MK à la transmission de données à des appareils externes via le bus SPI.
Contrairement au noyau MK, les unités périphériques n'exécutent pas d'instructions. Ils n'exécutent que les commandes du noyau. Dans ce cas, la participation du noyau lors de l'exécution de la commande n'est pas requise.

Exemple

Un exemple est le bloc UART, qui est conçu pour recevoir et transmettre des données du MC vers des appareils externes. Depuis le noyau, il vous suffit de configurer le bloc et de lui donner des données à transmettre. Le noyau peut alors continuer à exécuter des instructions. Sur les épaules de l'unité périphérique se trouve le contrôle de la sortie correspondante du MC pour la transmission de données conformément au protocole. L'unité périphérique elle-même transfère la sortie MK à l'état requis "0" ou "1" au bon moment, effectuant la transmission.

Interaction du noyau avec l'unité périphérique

IMPORTANT: Après l'écriture des données dans un registre spécial et la lecture ultérieure, vous pouvez obtenir des données complètement différentes. Par exemple, transmettre des données au bloc UART pour envoi et lire les données reçues par le bloc de dispositif externe, s'effectue à l'aide du même registre.

Les registres spéciaux sont généralement divisés en champs de bits. Un (ou plusieurs) bits contrôlent un paramètre spécifique du bloc périphérique, généralement indépendamment. Par exemple, différents bits d'un registre contrôlent l'état de différentes sorties du MC.

Rappelez-vous C

Ecrire des données à une adresse en mémoire

Supposons qu'en lisant la description de l'unité périphérique, nous nous rendions compte que pour son bon fonctionnement, il est nécessaire d'y écrire le nombre 0x3B. Adresse de registre spécial 0x60004012. Le registre est de 32 bits.
Si vous ne savez pas immédiatement comment faire cela, je vais essayer de décrire une chaîne de raisonnement pour obtenir la bonne commande.

La valeur 0x60004012 n'est rien de plus que la valeur d'un pointeur vers un emplacement mémoire. C'est exactement ce que nous devons indiquer dans notre programme, c'est-à-dire effectuer une conversion de type selon la syntaxe du langage C :

(non signé long *) (0x60004012)

Ainsi, nous avons un pointeur sur l'élément. Vous devez maintenant écrire la valeur requise dans cet élément. Cela se fait en déréférençant le pointeur. Ainsi, nous obtenons la commande correcte :

* (non signé long *) (0x60004012) = 0x3B;

Définir des bits arbitraires sur 1

Supposons que vous deviez définir "1" sur 7 et 1 bits à l'adresse 0x60004012, sans modifier la valeur de tous les autres bits du registre. Pour ce faire, vous devez utiliser l'opération binaire |. Je vais vous donner la bonne réponse tout de suite :

* (non signé long *) (0x60004012) | = 0x82;

Faites attention à 2 faits. Les bits sont comptés à partir de zéro, pas à partir du premier. Cette opération prend en fait au moins 3 cycles d'horloge - lecture d'une valeur, modification, écriture. Parfois, cela n'est pas autorisé, car entre la lecture et l'écriture, la valeur d'un des bits que nous ne sommes pas autorisés à modifier peut avoir été modifiée par l'unité périphérique. N'oubliez pas cette fonctionnalité, sinon des bugs extrêmement difficiles à détecter peuvent survenir.

Mise à 0 de bits arbitraires

Supposons que vous deviez définir "0" sur 7 et 1 bits à l'adresse 0x60004012, sans modifier la valeur de tous les autres bits du registre. Pour ce faire, vous devez utiliser l'opération binaire &. Je vais vous donner la bonne réponse tout de suite :

* (non signé long *) (0x60004012) & = 0xFFFFFF7D;

Ou son écriture plus simple (ne vous inquiétez pas d'une opération supplémentaire, le compilateur calculera tout à l'avance même avec une optimisation minimale) :

* (non signé long *) (0x60004012) & = (~ 0x82);

Certaines fonctionnalités des programmes pour MK

Mettons-nous au travail!

Tout d'abord, vous devez décider avec quels blocs vous devez travailler. Pour cela, il suffit d'étudier les sections introduction et Caractéristiques principales.

Le contrôle direct de l'état des broches MC est effectué à l'aide du bloc GPIO. Comme indiqué dans la documentation du STM32 MK, il peut y avoir jusqu'à 11 blocs GPIO indépendants. Les différents blocs périphériques GPIO sont communément appelés ports. Les ports sont désignés par des lettres de A à K. Chaque port peut contenir jusqu'à 16 broches. Comme nous l'avons noté précédemment, la LED est connectée à la broche PD13. Cela signifie que cette broche est contrôlée par le port D de l'unité périphérique GPIO. Le numéro de broche est 13.

Nous n'aurons pas besoin d'autres unités périphériques cette fois.

Contrôle de l'horloge des unités périphériques

Les registres sont chargés de permettre la synchronisation des blocs périphériques Registre de validation d'horloge périphérique RCC XXX.À la place de XXX peuvent être des pneus AHB1, AHB2, AHB3, APB1 et APB2. Après une étude attentive de la description des registres correspondants, nous pouvons conclure que la synchronisation de l'unité périphérique GPIOD est activée en mettant "1" au troisième bit du registre Registre de validation d'horloge périphérique RCC AHB1 (RCC_AHB1ENR):

Maintenant, vous devez savoir comment trouver l'adresse du registre lui-même RCC_AHB1ENR.

Commenter: La description du système d'horloge MK STM32 mérite un article séparé. Si les lecteurs le souhaitent, je couvrirai cette section plus en détail dans l'un des articles suivants.

Détermination des adresses des registres spéciaux

Pour obtenir l'adresse du registre, il faut ajouter à la valeur initiale de l'espace d'adressage du bloc RCC Adr. décalage le registre souhaité. Décalage d'adresse indiqué dans la description du registre (voir capture d'écran ci-dessus).

En conséquence, nous avons déterminé l'adresse du registre RCC_AHB1ENR- 0x4002 3830.

Bloc GPIO

Maintenant, notre tâche est d'apprendre à gérer l'état des broches MC. Passons directement à la description des registres GPIO.

Heures d'ouverture

Comme vous pouvez le voir dans la description, pour compléter le réglage requis, vous devez écrire la valeur 01b dans les 26-27 bits du registre GPIOx_MODER... L'adresse du registre peut être déterminée en utilisant la même méthode que celle décrite ci-dessus.

Configuration des paramètres des broches de sortie du port GPIO

• Registre de type de sortie du port GPIO (GPIOx_OTYPER)- le type de sortie est réglé sur push-pull ou open-drain
• Registre de vitesse de sortie du port GPIO (GPIOx_OSPEEDR)- la vitesse de la sortie est réglée

Réglage de la valeur sur la broche MK

Nous utilisons le registre de jeu de bits de port GPIO / registre de réinitialisation (GPIOx_BSRR)

L'écriture de "0" ou "1" sur les bits 0-16 entraîne un changement correspondant de l'état des broches du port. Afin de fixer une certaine valeur à la sortie d'une ou plusieurs broches du MC et de ne pas changer l'état du reste, il sera nécessaire d'utiliser l'opération de modification de bits individuels. Cette opération est effectuée en au moins 3 cycles d'horloge. S'il est nécessaire d'écrire 1 sur certains bits et 0 sur d'autres, alors au moins 4 cycles d'horloge seront nécessaires. Cette méthode il est préférable de l'utiliser pour inverser l'état d'une sortie si son état initial n'est pas connu.

Jeu de bits de port GPIO / registre de réinitialisation (GPIOx_BSRR)

Contrairement à la méthode précédente, écrire 0 sur l'un des bits de ce registre ne mènera à rien (et en effet, tous les bits sont en écriture seule !). L'écriture de 1 sur les bits 0-15 définira "1" sur la sortie MK correspondante. L'écriture de 1 sur les bits 16-31 mettra "0" sur la sortie MK correspondante. Cette méthode est préférable à la précédente, si vous devez définir une certaine valeur sur la broche "MK", ​​​​et ne pas la modifier.

On allume la LED !

LED clignotante

Optimiser l'algorithme

Afin d'éviter cela, un compteur de cycles est généralement utilisé et l'état de commutation de la broche MC se produit lorsque le programme passe un certain nombre de cycles.
void main () (// Activer la synchronisation du port D * (unsigned long *) (0x40023830) | = 0x8; // peu de retard pour GPIOD se préparer volatile non signé long i = 0; i ++; i ++; i ++ ; i = 0; // Définir PD13 comme sortie à usage général * (unsigned long *) (0x40020C00) = (* (unsigned long *) (0x40020C00) & (~ 0x0C000000)) | (0x04000000); tandis que (1) (i ++; if (! (I % 2000000)) (// Allumer la LED * (non signé long *) (0x40020С14) | = 0x2020;) else if (! (I% 1000000)) (// Éteindre la LED * ( non signé long *) (0x40020С14) & = ~ 0x2000;)))
Mais même ici, ce ne sera pas sans problèmes, avec un changement du nombre de commandes exécutées au cours du cycle, la période de clignotement de la LED (ou la période d'exécution d'autres commandes dans le cycle) changera. Mais à ce stade, nous ne pouvons pas le combattre.

Un peu sur le débogage

Mais à côté de cela, il est possible de visualiser les valeurs des registres principaux, des registres spéciaux des blocs périphériques (View-> Register), etc.
Je vous recommande fortement de vous familiariser avec les capacités du débogueur tout en apprenant la programmation MK.

Quelques mots pour conclure

• Il y a parfois des erreurs dans les librairies du constructeur ! Une fois, j'ai failli manquer la date limite du projet à cause de cela. J'ai ressoudé la puce plusieurs fois, pensant que j'avais endommagé le cristal une centaine de fois pendant la soudure (c'est arrivé avant). Et le problème était que l'adresse du registre spécial était mal enregistrée dans la bibliothèque. Cela se produit généralement avec les lignes MK ou MK qui viennent d'entrer sur le marché.
• Les bibliothèques périphériques de certains fabricants n'implémentent pas toutes les capacités des unités périphériques. Surtout ce péché Micro Luminaire, qui ont ensuite été rachetés par TI. J'ai dû écrire l'initialisation de la périphérie manuellement.
• Beaucoup de gens s'habituent à commencer la programmation MK en étudiant des exemples. Je pense que vous devez d'abord décider ce qui vous permet d'implémenter MK. Cela ne peut être compris qu'en lisant la documentation. Si quelque chose ne figure pas dans les exemples, cela ne signifie pas que le matériel ne le prend pas en charge. Le dernier exemple est le support matériel STM32 PTP. Sur le net, bien sûr, vous pouvez trouver quelque chose, mais cela n'est pas inclus dans l'ensemble standard du fabricant.

Microcontrôleurs pour chatons

Tous les Miaous, les chats :)

Une fois qu'un chat m'a quitté: (Eh bien, et quoi manger de la valériane, j'ai décidé de faire des affaires, pour ainsi dire, "pour le bien de la patrie". vous comprenez, puis dors, puis avec un chat qui se promène sur les toits), et puis juste le temps est apparu. Bon, commençons ..)

Comme d'habitude, tout commence par un choix. Eh bien, il semble que le choix soit un petit PIC, oui AVR. Ce dernier m'aimait plus. j'avais aussi besoin programmateur USB faute d'autres ports sur l'ordinateur, du prix desquels ma queue a failli tomber. Il y a aussi un Arduino - un tel animal. Il peut être programmé via USB. Eh bien, je pense, "ce que le docteur a ordonné." Dans notre village, vous ne pouvez l'obtenir que via la boutique en ligne. J'ai trouvé là où c'était le plus rentable, j'ai failli l'acheter et... OPA ! Regarder - STM32VL-Découverte. Quel genre de bête est-ce ? Hmm, STM32 .. J'ai entendu quelque chose du coin de l'oreille .. Et des caractéristiques de la moustache à bout, honnêtement!

Et combien de pattes elle a !

Donc, dans l'ordre :

• L'Arduino possède 14 ports E/S numériques et 6 entrées analogiques. Le STM32VL-Discovery dispose de 45 entrées/sorties numériques, dont 10 peuvent être converties en entrées analogiques à volonté.
• L'Arduino dispose de 32 Ko pour le stockage du programme et de 2 Ko de RAM. Le STM32VL-Discovery dispose de 64 Ko pour le stockage du programme et de 8 Ko de RAM.
• Arduino fréquence d'horloge 16 MHz pour STM32VL-Discovery correspond à 24 MHz.
• Tout microcontrôleur STM32 peut être remplacé par un autre STM32, mais avec les meilleures caractéristiques, sans changer le schéma
• STM32 peut être programmé sans programmeur via le port COM (nous en parlerons plus tard)
• Le prix d'Arduino au moment d'écrire ces lignes est de ~ 1300 roubles, STM32VL-Discovery ~ 600 roubles. Et bien c'est plus de 2 fois moins cher !

Et après? Le STM32VL-Discovery a un programmeur/débogueur intégré qui peut programmer et déboguer (le débogage est une chose très utile, mais plus à ce sujet plus tard) des microcontrôleurs STM32 à l'extérieur de la carte avec un léger mouvement de la patte (en enlevant les cavaliers). Cela ne fonctionnera pas avec Arduino. Autrement dit, en utilisant STM32VL-Discovery, nous économisons de l'argent et obtenons plus de productivité et de liberté de créativité :)

Et les microcontrôleurs STM32 eux-mêmes semblent plus attrayants que les autres :

Et STM32 est également 32 bits, ce qui signifie la possibilité de travailler avec des données 32 bits en un cycle. AVR et PIC ne s'en vantent pas.

Eh bien, les chats, convaincus ? Alors commençons le parcours d'un jeune soldat numérique !)

Comment ça marche? En quoi cela consiste? Qu'est-ce que ça peut faire?

Comme vous le savez, tous les chats sont très curieux, et surtout les chats radio !

Un microcontrôleur est un microcircuit qui combine les fonctions d'un processeur, de périphériques, de RAM et de mémoire flash. Comme un ordinateur, mais en plus petit !

Faisons une analogie : l'ordinateur contrôle système opérateur, et un microcontrôleur "firmware" que vous écrivez ; le système d'exploitation de l'ordinateur est stocké sur le disque dur, le « firmware » du microcontrôleur est dans sa mémoire flash ; les fonctions de la RAM sont similaires - stockage des données changeantes pendant l'exécution du programme. Et aussi le MK dispose de divers périphériques tels que l'ADC et le DAC par exemple.

MK communique avec le monde extérieur en utilisant des pattes sur son corps (pas comme celles des chats, bien sûr, mais celles en métal). Mais tous ne sont pas contrôlés par le programme, il y a des broches d'alimentation, une broche de réinitialisation, des broches d'alimentation périphériques et une broche d'alimentation de secours. Et ceux qui sont contrôlés par le programme sont divisés en groupes appelés "ports". Toutes ces broches contrôlables sont appelées 2 lettres et un nombre. Par exemple PA1 : P - port, A - port "A", 1 - numéro de broche de ce port.

Dans le programme, les ports sont configurés soit pour l'entrée, soit pour la sortie, comme vous le souhaitez.

Les broches du port configuré pour l'entrée peuvent être dans différents modes, pour chaque broche, elle peut être la sienne :

• Entrée numérique - une entrée dont la valeur (logique 1 ou 0) peut être lue par le programme. Si la tension à l'entrée est 0, alors la valeur est 0, si la tension à l'entrée est égale à la tension d'alimentation, alors la valeur de l'entrée 1. La troisième n'est pas donnée. Peut être fait avec une résistance de rappel à l'alimentation ou à la terre
• Entrée analogique - une entrée dont la valeur peut être lue par le programme, mais il peut y avoir de nombreuses valeurs - jusqu'à 4096. Ou, plus précisément, à partir de 0 si la tension à l'entrée est de 0 par rapport au moins du microcontrôleur alimentation à 4095, si la tension d'entrée est égale à la tension d'alimentation. Toutes ces transformations sont effectuées par un CAN - un convertisseur analogique-numérique, avec son aide, vous pouvez, par exemple, mesurer la tension aux bornes de la thermistance et connaître la température ou mesurer la tension sur la photorésistance et connaître la luminosité de la lumière qui tombe dessus ... Eh bien, vous pouvez penser à beaucoup de choses si vous avez de l'imagination :) Si vous alimentez le microcontrôleur à partir de 3V, alors 0V = 0 et 3V = 4096, ce qui signifie 3/4096 = 0,000732421, c'est-à-dire lorsque la tension à l'entrée passe à 0,000732421V, la valeur de l'entrée dans le programme passe à 1. Ce n'est pas si compliqué, non ? Passez
• Entrée numérique en mode de fonctionnement alternatif - entrée pour travailler avec des périphériques. Par exemple, une entrée pour une minuterie ou une entrée pour une interface. La valeur de cette entrée ne peut pas être lue depuis le programme. Dans le programme, par exemple, vous pouvez lire les données reçues sur cette sortie par une interface.

Et le port configuré pour la sortie peut avoir des broches dans les modes suivants :

• Sortir. Juste une sortie. Sortie numérique conventionnelle. A la sortie, soit la tension d'alimentation (logique 1), soit il n'y a pas de tension à la sortie (logique 0). C'est simple.
• La sortie dans le mode de fonctionnement alternatif est une sortie commandée par périphérique. Cette sortie ne peut pas être contrôlée depuis le programme, mais le programme peut être fait pour contrôler cette sortie par exemple une interface.

Mais toutes les conclusions ne peuvent pas être attribuées « à votre guise ». Afin de savoir ce que vous pouvez et ne pouvez pas, vous devez consulter la documentation (tableau 4) ou utiliser le programme MicroXplorer.

Avant d'utiliser le port, vous devez d'abord le cadencer - lui appliquer des impulsions d'horloge, car ils ne sont pas initialement fournis pour économiser de l'énergie. Vous pouvez choisir une fréquence d'horloge différente - plus de fréquence - des entrées ou des sorties plus rapides de ce port, mais aussi plus de consommation d'énergie.

il y a encore des conclusions BOOT 0 et BOTTE 1... Ces broches ne sont pas liées aux ports, elles servent à contrôler le chargement du microcontrôleur. Si, lors de la mise sous tension, la broche BOOT 0 est à zéro logique (la broche est connectée à un point commun), alors le microcontrôleur exécute le programme chargé dans la mémoire flash, c'est-à-dire Votre firmware. Si, lors de la mise sous tension, la broche BOOT 0 est une unité logique (la broche est connectée à l'alimentation du microcontrôleur), et la broche BOOT 1 est un zéro logique, alors le microcontrôleur n'exécute pas votre firmware, mais le bootloader a enregistré à l'usine. Souviens-toi de ça ! Vous l'utiliserez beaucoup lorsque vous travaillerez avec des microcontrôleurs STM32 ! Parfois, le chargement d'un bootloader écrit en usine est le seul moyen d'écrire/modifier le firmware du microcontrôleur. Cela se produit, par exemple, lors de la configuration dans le firmware des sorties auxquelles le programmateur est connecté ou lors du flashage du microcontrôleur sans utiliser le programmateur. Donc recommande fortement lors de la conception d'une carte de circuit imprimé, ces broches (ou au moins BOOT 0) doivent être situées dans un endroit pratique.

Ici, nous l'avons compris :) Maintenant, nous savons ce qu'est un microcontrôleur, en quoi il consiste. Maintenant, nous allons en apprendre davantage sur la sagesse et passer à la chose la plus intéressante - la pratique !

Le programme dans le microcontrôleur est exécuté étape par étape. Un cycle de processeur correspond à une étape de programme.

Par exemple, laissez les voyants rouge et vert clignoter jusqu'à ce que vous appuyiez sur le bouton. La durée de chaque lampe est de 5 secondes. Voici l'algorithme :

1. Vérifiez s'il y a de la tension à l'entrée avec le bouton ? (le bouton ferme la broche du microcontrôleur à + alimentation)
2. S'il n'y a pas de tension, alors le voyant rouge s'allume pendant 5 secondes, le vert s'éteint, s'il y a de la tension, alors on recommence
3. Revérifier
4. S'il n'y a pas de tension, alors le voyant vert s'allume pendant 5 secondes, le rouge s'éteint, s'il y a de la tension, alors on recommence
5. Recommençons

ARRÊTER! Que faire si j'appuie sur le bouton alors que la lumière est allumée ? Alors rien ne se passera ! Parce que le programme est exécuté pas à pas et que l'étape de vérification de l'appui sur le bouton est au moment de la commutation des lampes.
C'est pour de tels cas qu'il existe une chose telle que interruption

Les interruptions permettent d'interrompre l'exécution du programme principal. Cela peut se faire soit par un événement externe (appuyer sur un bouton, relâcher un bouton pour recevoir des données, etc.) Lorsque cette même interruption se produit, le sous-programme commence à s'exécuter. Les sous-programmes peuvent être différents pour différents types d'interruptions, ces sous-programmes sont appelés les gestionnaires d'interruption.

Lorsque ce gestionnaire d'interruptions termine son travail, le programme principal commence à s'exécuter à partir du point où il a été interrompu.

Lève-toi sur les pattes !

Eh bien, les chatons, il est temps de se mettre sur pattes ! J'espère que vous avez déjà une carte de débogage ? Ou au moins un microcontrôleur ? J'espère qu'il y en a :) Et sinon, alors on court au magasin ! (et de préférence pas pour le saucisson. quoique...) Quel genre d'enseignement est-ce sans pratique ?

C'est bien au début d'avoir une carte de débogage, par exemple, STM32VL-Discovery, mais si le crapaud s'étouffe ou manque encore de saucisse, alors vous pouvez vous en tirer avec un microcontrôleur et un convertisseur d'interface RS-232 -> UART (par exemple MAX3232) ou USB -> UART (par exemple FT232RL). Dans ce cas, 100 roubles peuvent être bien conservés, mais vous devez fabriquer une carte de circuit imprimé et souder au moins 48 broches de 0,3 mm de large avec un écart de 0,2 mm. J'ai prévenu.

Tout d'abord, vous devez naturellement attacher la carte de débogage ou le contrôleur à l'ordinateur.

Si vous avez une carte de débogage :

Avec une carte de débogage, bien sûr, c'est plus facile. Nous prenons la lanière Mini-USB et connectons la carte à l'ordinateur, tous les pilotes doivent être installés automatiquement. Voir Clé électronique STLink de STMicroelectronics dans le gestionnaire de périphériques, c'est bon signe ! Eh bien, si quelque chose ne va pas et que rien ne se passe - pas besoin de gratter le canapé, il vous suffit d'aller ici et d'installer Utilitaire STM32 ST-LINK.

Eh bien, si vous êtes l'heureux propriétaire d'un ordinateur sous Contrôle des fenêtres 8, puis avant d'effectuer les actions ci-dessus, vous devez procéder comme suit : Options -> Modifier les paramètres de l'ordinateur -> Général -> Options de téléchargement spéciales et sélectionnez le paramètre Désactiver la vérification de la signature du pilote.

Si vous avez un microcontrôleur :

Si vous avez un microcontrôleur, vous devriez avoir les jambes droites. Mais je ne doute pas de toi !

Avant de connecter le microcontrôleur à l'ordinateur, il doit être soudé à la carte de circuit imprimé. Pour cela, en plus du microcontrôleur et des pattes droites, au moins une carte de circuit imprimé est nécessaire. Et puis votre créativité.

Le minimum de travail dans le schéma ci-dessous :

Mais c'est un minimum inintéressant.

Ajoutez des LED et des boutons (n'oubliez pas les broches BOOT), comme ceci

Mais avec la soudure de cette puce, des problèmes peuvent survenir. Mais j'espère qu'ils ne le feront pas. J'ai commencé à le souder avec mon fer à souder soviétique préféré de 25 W avec une largeur de pointe de 3/4 de la largeur du contrôleur. J'ai plus de problèmes avec la fabrication d'un PCB ... eh bien, ici, chacun a sa propre technologie.

Et l'adaptateur doit être fabriqué sur l'UART conformément à la documentation du microcircuit que vous avez acheté.

Nous connectons les broches TxD et RxD sur la carte de circuit imprimé avec les broches RxD et TxD, respectivement, de l'adaptateur. N'oubliez pas le point commun et la nutrition de tout cela.

Sélection et installation du logiciel

Nous utiliserons l'environnement de développement CooCox IDE, mais ce n'est pas que ça, mais pour plusieurs raisons :

• Tout d'abord, c'est un logiciel libre. Cela signifie que votre karma sera propre.
• A mon avis (et pas seulement au mien), cet environnement de développement est plus pratique que le reste
• Permet le débogage
• De nombreux exemples pouvant être chargés dans l'environnement de développement (utile pour les chatons et pas seulement)

Un environnement de développement est un programme pour écrire du code, un compilateur, un débogueur en un. Idéalement :) Mais s'il est plus pratique pour un chat de Chelyabinsk sévère d'écrire du code (dans un cahier, par exemple), de le compiler et de le flasher avec différents programmes - cela ne me dérange pas, alors l'utilitaire STM32 ST-LINK sera utile pour chargement du firmware dans le microcontrôleur. Le propriétaire est un gentleman, comme on dit.

Cet environnement de développement est basé sur de nombreux Eclipse bien connus.

1. Viens ici
2. Poussée Télécharger via CoCenter (recommandé)
3. Entrez l'adresse e-mail (vous pouvez depuis le bulldozer, c'est là "pour le spectacle")
4. Après le téléchargement, installez ce très CoCentre
5. Dans la première ligne où il est écrit CooCox CoIDE poussée Télécharger
6. Une fois le téléchargement terminé, au lieu de Télécharger volonté Installer... Ici, nous appuyons
7. Viens ici
8. Colonne de droite Télécharger télécharger le fichier qui .EXE. Installez-le.
9. Nous l'ouvrons nous-mêmes CooCox CoIDE, onglet Projet, Sélectionner le chemin de la chaîne d'outils.
10. Spécifiez le chemin d'accès au fichier arm-none-eabi-gcc.exe (nous l'avons installé à l'étape 8, le chemin est approximativement le suivant : D : Program Files (x86) GNU Tools ARM Embedded4.7 2013q1bin)
11. S'ouvrir à nouveau CoIDE, presse Vue -> Configuration, ouvrez l'onglet Débogueur et nous le faisons [photo]
12. Nous sommes heureux car maintenant nous pouvons écrire un programme et le flasher dans le microcontrôleur ! Qu'allons nous faire.

Si vous avez une option sans carte de débogage/programmeur, alors pour télécharger le programme sur le MC, vous aurez besoin d'un programme Démonstrateur Flash Loader qui est situé

Trouve langage mutuel

Avant d'écrire votre premier programme, vous devez trouver un langage commun avec MK. Il est peu probable qu'il apprenne notre langue, il devra donc apprendre (ou peut-être juste se souvenir) de la langue dans laquelle nous communiquerons avec MK, c'est C. Nous n'avons besoin que des bases (composition du programme, fonctions, opérateurs). Si vous connaissez cette langue, alors vous pouvez aller directement à la rubrique "Premier programme", mais je présenterai ceux qui ne connaissent pas le cours.

Le projet se compose de fichiers avec des extensions .c et .h... Dans le premier il y a des fonctions, dans le second, les noms des fonctions utilisées et des constantes, par exemple. C'est juste comme ça. Le fichier le plus important qui contient le code du programme principal c... Pour utilisation différentes fonctions vous devez connecter des bibliothèques avec ces fonctions. Ils sont connectés par enregistrement #include "nom_bibliothèque" eh bien, les bibliothèques devraient naturellement être dans le projet. Connectez-les au tout début du fichier.

Les fonctions font en quelque sorte partie du programme. En général, un programme se compose d'une ou plusieurs fonctions. La fonction ressemble à :

return_variable_type function_name (variable_type)
{
Corps de fonction
}

Vous pouvez envoyer n'importe quelle variable à la fonction, la fonction la traitera et renverra une valeur. Il est très pratique d'utiliser une fonction pour des actions répétitives, plutôt que d'écrire le même morceau de code tout le temps, vous pouvez simplement envoyer une variable à la fonction et récupérer la valeur traitée.

Avant d'utiliser une fonction, elle doit être déclarée au tout début du fichier. Ils le font sous cette forme :

return_variable_type function_name (variable_type);

Ah oui, j'ai oublié le plus important ! Il doit y avoir un point virgule à la fin de chaque ligne !

Si la fonction ne retourne rien (par exemple, un délai, elle tire juste le chat par la queue pendant un moment), alors le type est indiqué annuler.

Au démarrage, la fonction est toujours exécutée en premier. principale ().

Eh bien, nous avons en quelque sorte compris les fonctions, la compréhension ne viendra qu'avec la pratique.

j'ai mentionné plus haut type de variable... Toutes les variables peuvent être de types différents, voici les principales :

• INT - une variable de ce type ne peut être qu'un entier compris entre -2147483648 et 2147483647
• FLOAT - une variable de ce type numéro avec une précision de 7 chiffres de ± 1,5 * 10-45 à ± 3,4 * 1033
• DOUBLE - un nombre avec une précision de 16 chiffres de ± 5 * 10-324 à ± 1,7 * 10306
• ULONG est aussi un entier, mais de 0 à 18446744073709551615
• LONG est un entier compris entre -9223372036854775808 et 9223372036854775807
• CHAR - un caractère
• BOOL est une variable booléenne. Il ne peut avoir que 2 valeurs : vrai (vrai) ou faux (faux)

Une chaîne (mot, phrase) peut être représentée sous la forme d'un tableau de caractères. Par exemple:

caractère stroka = "Mot" ;

Ici, les crochets sont le nombre de caractères dans une ligne, "stroka" est le nom du tableau.

Avant d'utiliser une variable, elle doit être déclarée. (donnez juste le type et le nom de la variable)

• + - une addition.
• - - soustraction.
• * - multiplier.
• / - division.
• = - affecter une valeur à une variable.

Par exemple l'expression a = b + c signifie affecter à une variable une la valeur de la somme des valeurs des variables b et c.

• ++ - incrémenter. Augmenter la valeur d'une variable de 1
• -- - décrémenter. Diminuer la valeur d'une variable de 1

Par exemple l'expression un ++ signifie augmenter la valeur de la variable une par 1 (comme a = a + 1)

• == - comparaison, signe égal. (A NE PAS CONFONDRE AVEC L'AFFECTATION)
• != - comparaison, signe différent.
• < - comparaison, signe "moins".
• <= - comparaison, signe "inférieur ou égal".
• > - comparaison, signe "supérieur à".
• >= - comparaison, signe "supérieur ou égal".

Par exemple l'expression une devient vrai si la valeur de la variable une inférieur à la valeur de la variable b et faux si les valeurs sont égales ou une Suite b... Expression a == b vrai si uneéquivaut à b et faux si une inégal b, MAIS expression a = b en vérité toujours car ce n'est pas une comparaison, c'est une affectation à une variable une valeurs variables b.