От Arduino к STM32

Если, вдруг, ресурсов контроллера Arduino и 8-битных МК Atmel AVR перестаёт хватать — всегда есть вариант перейти на ARM Cortex-M. Например, на популярные микроконтроллеры STM32.
Переход можно осуществить довольно плавно — при помощи контроллеров:
Leaflabs Maple (STM32F103RB, 72 MHz),
STM32 MCU Nucleo.

А лучше сразу взять какую-нибудь Discovery. Например, STM32F4Discovery (STM32F407VG, 168 MHz).

Начав ковыряться с STM32, вы быстро обнаружите, что они с SPL (Standard Peripheral Library) перешли на HAL (High Access Level) с удобным графическим конфигуратором — STM32CubeMX, что даёт просто турбореактивный старт использования МК STM32.

Для вводного представления, можно посмотреть вебинар «Изучение STM32CubeMX на примере отладочной платы STM32F746G-DISCO»:

http://www.youtube.com/watch?v=iCcJmn5N3R8

HAL работает поверх CMSIS (Cortex Microcontroller Software Interface Standard), который представляет собой единый стандарт описаний ресурсов (стандартную библиотеку).

Например, реализация аналога digitalWrite() — HAL_GPIO_WritePin():

/**
  * @brief  Sets or clears the selected data port bit.
  *
  * @note   This function uses GPIOx_BSRR register to allow atomic read/modify
  *         accesses. In this way, there is no risk of an IRQ occurring between
  *         the read and the modify access.
  *
  * @param  GPIOx: where x can be (A..K) to select the GPIO peripheral for STM32F429X device or
  *                      x can be (A..I) to select the GPIO peripheral for STM32F40XX and STM32F427X devices.
  * @param  GPIO_Pin: specifies the port bit to be written.
  *          This parameter can be one of GPIO_PIN_x where x can be (0..15).
  * @param  PinState: specifies the value to be written to the selected bit.
  *          This parameter can be one of the GPIO_PinState enum values:
  *            @arg GPIO_PIN_RESET: to clear the port pin
  *            @arg GPIO_PIN_SET: to set the port pin
  * @retval None
  */
void HAL_GPIO_WritePin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, GPIO_PinState PinState)
{
  /* Check the parameters */
  assert_param(IS_GPIO_PIN(GPIO_Pin));
  assert_param(IS_GPIO_PIN_ACTION(PinState));

  if(PinState != GPIO_PIN_RESET)
  {
    GPIOx->BSRR = GPIO_Pin;
  }
  else
  {
    GPIOx->BSRR = (uint32_t)GPIO_Pin << 16;
  }
}

- сводится к установке соответствующего бита в регистре BSRR, для соответствующего порта.
Blink зелёным светодиодом для STM32F4DISCOVERY внутри while (1):

 /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
	  HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_12, 1); // LED_GREEN_Pin
	  HAL_Delay(1000);
	  HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_12, 0);
	  HAL_Delay(1000);

  /* USER CODE END WHILE */

  /* USER CODE BEGIN 3 */

  }
  /* USER CODE END 3 */

, где

#define GPIOD               ((GPIO_TypeDef *) GPIOD_BASE)

- указатель на структуру:

/**
  * @brief General Purpose I/O
  */

typedef struct
{
  __IO uint32_t MODER;    /*!< GPIO port mode register,               Address offset: 0x00      */
  __IO uint32_t OTYPER;   /*!< GPIO port output type register,        Address offset: 0x04      */
  __IO uint32_t OSPEEDR;  /*!< GPIO port output speed register,       Address offset: 0x08      */
  __IO uint32_t PUPDR;    /*!< GPIO port pull-up/pull-down register,  Address offset: 0x0C      */
  __IO uint32_t IDR;      /*!< GPIO port input data register,         Address offset: 0x10      */
  __IO uint32_t ODR;      /*!< GPIO port output data register,        Address offset: 0x14      */
  __IO uint32_t BSRR;     /*!< GPIO port bit set/reset register,      Address offset: 0x18      */
  __IO uint32_t LCKR;     /*!< GPIO port configuration lock register, Address offset: 0x1C      */
  __IO uint32_t AFR[2];   /*!< GPIO alternate function registers,     Address offset: 0x20-0x24 */
} GPIO_TypeDef;

Из адреса:

...
#define PERIPH_BASE           ((uint32_t)0x40000000) /*!< Peripheral base address in the alias region                                */
...
#define AHB1PERIPH_BASE       (PERIPH_BASE + 0x00020000)
...
#define GPIOD_BASE            (AHB1PERIPH_BASE + 0x0C00)
...

Что в сумме и даёт адрес 0x40020C00, где собственно и располагается GPIO register map для GPIOD (согласно референсу RM0090 для STM32F407/417).

IDE

System Workbench for STM32 - бесплатна - на базе Eclipse - поддерживается ST, для скачивания нужно зарегистрироваться.
Keil uVision - бесплатен до 32 кБ, плюс для L0, F0.
А можно опять-таки использовать сборную солянку из тулчейна, OpenOCD и любой удобной среды.
Например, при помощи QtCreator:
Программируем микроконтроллеры stm32 при помощи QtCreator
Разработка для STM32F4Discovery с помощью mbed в QtCreator

ручной запуск отладчика:
openocd.exe -f ..\scripts\board\stm32f4discovery.cfg

чтобы QtCreator не зависал:
Qt Creator -> Инструменты -> Параметры -> Отладчик -> GDB, расширенные -> Использовать асинхронный режим для работы с программой.

для прошивки при помощи ST-LINK:
arm-none-eabi-objcopy.exe -Oihex c:\workspace\testqt\.build\qtc_STM32-debug\testqt.elf c:\workspace\testqt\.build\qtc_STM32-debug\testqt.hex

Пример qbs-проекта для простого Blink-проекта
testqt.qbs

import qbs

Product {
    type: "application"
    consoleApplication: true
    cpp.executableSuffix: ".elf"

    Depends {name: "cpp" }

    property string name: "testqt"

    property string vendor: "STM"
    property string model: "STM32F4DISCOVERY"
    property string toolchain: "ARM_GCC"
    property string cortex: "M4"

    cpp.positionIndependentCode: false
    cpp.debugInformation: true
    cpp.commonCompilerFlags: [
        "-mcpu=cortex-m4", "-mthumb",
        "-mfloat-abi=hard","-mfpu=fpv4-sp-d16",
        "-Os","-g3","-Wall","-fmessage-length=0", "-ffunction-sections","-c","-fmessage-length=0",
    ]
    cpp.defines: [
        'USE_HAL_DRIVER',
        'STM32F407xx'
    ]
    cpp.linkerFlags:[
        "-mcpu=cortex-m4", "-mthumb",
        "-mfloat-abi=hard", "-mfpu=fpv4-sp-d16",
        "--specs=nosys.specs", "--specs=nano.specs",
        "-Wl,-Map=output.map", "-Wl,--gc-sections","-lm",
        "-T"+path+"/SW4STM32/"+name+" Configuration/STM32F407VGTx_FLASH.ld"
    ]

    cpp.includePaths: [
        "Inc",
        "Drivers/STM32F4xx_HAL_Driver/Inc",
        "Drivers/STM32F4xx_HAL_Driver/Inc/Legacy",
        "Drivers/CMSIS/Include",
        "Drivers/CMSIS/Device/ST/STM32F4xx/Include"
    ]
    files: [
        "Src/*.c",
        "Inc/*.h",
        "Drivers/CMSIS/Device/ST/STM32F4xx/Include/*.h",
        "Drivers/CMSIS/Include/*.h",
        "Drivers/STM32F4xx_HAL_Driver/Inc/*.h",
        "Drivers/STM32F4xx_HAL_Driver/Inc/Legacy/*.h",
        "Drivers/STM32F4xx_HAL_Driver/Src/*.c",
        "Drivers/CMSIS/Device/ST/STM32F4xx/Source/Templates/gcc/*.s",
        "Drivers/CMSIS/Device/ST/STM32F4xx/Source/Templates/*.c",
        "Src/main.c"
    ]
    Properties {
        condition: qbs.buildVariant === "debug"
        cpp.defines: outer.concat(["DEBUG=1"])
    }
    Group {
        qbs.install: true
        fileTagsFilter: "application"
    }
}

Если зачем-то захочется - можно даже Arduino IDE использовать (Arduino STM32 - работает только на версии IDE 1.6.5).

продолжение следует...

Ссылки
STM32CubeMX (STM32CubeF4)
System Workbench for STM32 installer
System Workbench - Importing a STCubeMX generated project
Pre-built GNU toolchain from ARM Cortex-M & Cortex-R processors (Cortex-M0/M0+/M3/M4/M7, Cortex-R4/R5/R7).

STM32CubeMX — продвинутый генератор проектов для STM32
Описание драйверов HAL STM32F4xx, частичный перевод
Библиотека libmaple на STM32VLDiscovery
CMSIS - Cortex Microcontroller Software Interface Standard
ARM. Учебный Курс. Keil + CMSIS. Создание проекта
Микроконтроллеры STM32 «с нуля»
Визуализация возможностей: графический генератор кода STM32CubeMX
CubeMX и Workbench: создание проекта на базе STM32 с помощью бесплатного ПО

STM32
ST-Link, ST-Link/V2, ST-Link/V2-1 USB driver signed for XP, Windows7, Windows8
STM32 ST-LINK utility
STM32 Virtual COM Port Driver
UM1718 - User manual - STM32CubeMX for STM32 configuration and initialization C code generation

STM32F4DISCOVERY
STM32F407VG
STM32F4DISCOVERY
STM32F407xx Datasheet
RM0090 - Reference manual STM32F405/415, STM32F407/417
UM1472 - User manual - Discovery kit for STM32F407/417
UM1725 - User Manual - Description of STM32F4xx HAL drivers

NB:
STM32CubeMX - это развитие утилиты MicroXplorer.

По теме
Знакомство с ARM Cortex-M3 и с STM32, в частности
STM32: Урок 1 - Настраиваем IDE
STM32: Урок 2 - Quickstart
STM32: Урок 3 - Документация
STM32: Урок 4 - GPIO
STM32: Урок 5 - Архитектура
STM32: Урок 6.1 - Базовые таймеры
STM32: Урок 6.2 - Таймеры общего назначения и продвинутые
Stellaris Lm4F120 Launchpad - отладочная плата на ARM Cortex M4 от Texas Instruments

Преимуществ нет, за исключением читабельности: тип bool обычно имеет размер 1 байт, как и uint8_t. Думаю, компилятор в обоих случаях…

Добрый день! Я недавно начал изучать программирование под STM32 и ваши уроки просто бесценны! Хотел узнать зачем использовать переменную типа…

если у вас черное окно попробуйте так. #include <opencv2/opencv.hpp> #include<iostream> #include <stdlib.h> #include <stdio.h> using namespace cv; using namespace std;…

Для Python 3.4: pip3 install tensorflow-1.1.0-cp34-cp34m-linux_armv7l.whl https://github.com/samjabrahams/tensorflow-on-raspberry-pi

PORTB = (PORTB & 0b11100111) | (i & 0b00000011); А почему Вы обнуляете биты 3 и 4, а заполняете биты…

RoboCraft

От Arduino к STM32

IDE

Добавить комментарий Отменить ответ