sementara(syarat) (

badan gelung

Badan gelung (semuanya dalam pendakap kerinting) dilaksanakan apabila keadaan adalah benar (sehingga keadaan menjadi palsu).

untuk (nilai_awal; gelung_dilaksanakan_sehingga, langkah) (

badan gelung

Nilai_awal- nilai pembilang awal

Gelung_melaksanakan_sehingga - Sehingga nilai yang dicapai gelung berjalan

Langkah - dalam langkah apakah pembilang dikira?

Sebagai contoh

untuk (i=0; i<10, i++) {

badan gelung

Berikut ialah nilai awal pembolehubah i sama dengan 0, gelung berjalan sehingga nilai pembolehubah i kurang daripada 10, setiap kali gelung dilaksanakan kepada pembolehubah i 1 ditambah. Anda juga boleh menukar nilai pembolehubah terus dalam gelung.

jika (syarat)(

badan 1

) lain (

badan 2

Dalam peralihan bersyarat, "body 1" dilaksanakan jika syarat adalah benar dan "body 2" dilaksanakan jika syarat adalah palsu. Terdapat juga pilihan ini:

jika (syarat 1)(

) lain jika (syarat 2) (

Dalam kes ini, "badan 1" dilaksanakan jika "syarat 1" adalah benar, "badan 2" dilaksanakan jika "syarat 2" adalah benar. Terdapat beberapa syarat sedemikian, dan boleh juga ada satu lagi.

Keadaan boleh menjadi mudah dan majmuk: mudah - satu ungkapan logik, dan majmuk - beberapa ungkapan logik yang disambungkan oleh tanda & (syarat adalah benar apabila semua keadaan yang disambungkan oleh tanda ini adalah benar) atau | (sesuatu keadaan adalah benar jika sekurang-kurangnya satu syarat yang disambungkan oleh tanda ini adalah benar).

Satu lagi perkara yang berguna ialah komen. Mereka akan membantu anda memikirkan projek yang terlupa :) atau hanya supaya anda tidak melupakan sesuatu. Anda boleh mengulas sama ada selepas tanda-tanda // dan ke penghujung baris atau bermula dengan watak /* dan berakhir */ , dalam kes ini ulasan boleh terdiri daripada sebarang bilangan baris. Komen tidak menjejaskan saiz program.

Nah, itu nampaknya mengenai asasnya. Cukup untuk kali pertama (sehingga menulis bahagian seterusnya artikel)

Program pertama

Jangan menyimpang daripada tradisi (jika tidak anda tidak pernah tahu) dan mulakan dengan Hello World. Dan sepanjang perjalanan kami akan terus berkenalan dengan mikropengawal dan memperoleh pengalaman, boleh dikatakan.

Buka persekitaran pembangunan:

klik Semak imbas dalam Repositori

pilih ST

Kemudian kita akan melihat senarai perpustakaan yang disambungkan.

Untuk program mudah kami, kami memerlukan: teras CMSIS, But CMSIS, RCC, GPIO.

Perpustakaan teras CMSIS Dan But CMSIS - sistem, mereka mesti disambungkan

Perpustakaan RCC untuk bekerja dengan sistem pemasaan

Perpustakaan GPIO untuk bekerja dengan port I/O

Sekarang di sebelah kiri di tingkap Projek buka fail utama.c.

Mula-mula kita perlu menyambungkan perpustakaan kita (CMSIS tidak perlu disambungkan).

Kami pergi ke permulaan program dan menambah baris:

#include "stm32f10x_gpio.h"
#include "stm32f10x_rcc.h"

batal Kelewatan(int i) (
untuk (; i != 0; i--);
}

Jadi. Di sini dalam susunan, fungsi tidak mengembalikan apa-apa, jadi batal, nama fungsi kelewatan, serta-merta mengisytiharkan pembolehubah i menaip int. Dalam pendakap kerinting badan fungsi adalah gelung untuk. Ini adalah entri baris beliau. Nilai awal i kita tidak berubah, gelung berjalan sehingga i tidak sama dengan sifar (seperti i menjadi sama dengan sifar, kitaran berhenti, fungsi "dimatikan"). Dengan setiap pelaksanaan badan gelung (kitaran), pembolehubah i berkurangan sebanyak 1. Iaitu Intipati kitaran adalah untuk hanya mengulangi sendiri bilangan kali yang sama i. Semasa gelung berjalan, masa berlalu, kelewatan berlaku.

Port mana yang bertanggungjawab untuk output yang boleh didapati dalam dokumentasi untuk MK:

Untuk jam port C, tambah baris:

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC , DAYAKAN);

Tambahkan baris pada program:

GPIO_InitTypeDef GPIO_Init1;

Dengan baris ini kami mengisytiharkan struktur GPIO_InitTypeDef- memberinya nama GPIO_Init untuk digunakan dalam program kami selanjutnya.

Parameter apa yang boleh dikonfigurasikan dalam struktur ini dan bentuk apa yang mereka ada, kami melihat semuanya dalam keadaan yang sama stm32f10x_gpio.h:

Sekarang, untuk mengkonfigurasi parameter pin menggunakan struktur, anda perlu menulis namanya, letakkan titik dan tetingkap akan muncul di mana parameter ini ditunjukkan

Klik dua kali pada salah satu daripadanya, dan ia muncul dalam baris, kemudian letakkan = (tugaskan) dan tulis nilai daripada stm32f10x_gpio.h

Kami melakukan perkara yang sama dengan semua parameter. Jangan lupa koma bertitik di hujung setiap baris!

GPIO_Init(GPIOC , &GPIO_Init);

Sekarang kita akan berkelip! Kami akan berkelip secara kitaran, kami akan gelung dalam gelung sementara. Keadaan kitaran ialah 1. Satu sentiasa benar, sifar sentiasa salah... itu sahaja c'est la vie...

Untuk menggunakan arus pada output, anda perlu menetapkan bit; untuk mematikan output, anda perlu menetapkan semula bit. Bagaimana untuk melakukannya - semuanya adalah sama stm32f10x_gpio.h:

Kami melakukan ini:

manakala (1)(

GPIO_SetBits(GPIOC, GPIO_Pin_9);

Kelewatan (200000);

GPIO_ResetBits(GPIOC, GPIO_Pin_9);

Kelewatan (200000);

1 sentiasa benar, yang bermaksud gelung akan bergelung.

GPIO_SetBits - fungsi tetapan bit

GPIO_ResetBits - fungsi set semula bit

Kelewatan (200000) - pada baris ini pelaksanaan program masuk ke dalam fungsi kelewatan, yang sama di mana kitaran untuk. Nombor 200000 dalam kurungan dihantar ke fungsi ini sebagai pembolehubah i. (ingat baris batal kelewatan(int i)?) dan gelung yang sama dilaksanakan dalam fungsi ini, semuanya 200,000 kali. Ia cepat :) selepas kitaran selesai untuk fungsi Delay selesai kerjanya kerana dia batal, maka ia tidak mengembalikan apa-apa dan program terus dilaksanakan.

Kerana sementara digelung, kemudian LED dihidupkan, kelewatan, LED dimatikan, kelewatan akan dilakukan dalam gelung tidak berkesudahan. Sehingga kuasa terputus atau gangguan berlaku (lebih lanjut mengenainya dalam artikel seterusnya).

Nah, program pertama sudah siap. Sekarang tekan F7, atur cara menyusun.

Sekarang jika anda mempunyai papan nyahpepijat, kemudian sambungkannya menggunakan kord USB dan tekan Muat turun Kod Ke Flash. Kami gembira dengan kerja yang dilakukan dan ilmu yang diperoleh :)

Dan jika anda tidak mempunyai papan nyahpepijat, kemudian sambungkan penyesuai yang dibuat sebelum ini ke papan anda, dan penyesuai ke port COM komputer. Seterusnya, sambungkan output BOOT 0 dengan bekalan kuasa positif mikropengawal dan hidupkan kuasa mikropengawal. Ini akan menyebabkan mikropengawal memasuki mod perisian tegar. Secara umum, prosedur perisian tegar tidak rumit. Anda hanya perlu mengikut arahan aplikasi Demonstrasi Pemuat Kilat. Pertama, nyatakan nombor port COM yang melaluinya mikropengawal anda disambungkan dan kelajuannya. Untuk mengelakkan kegagalan, lebih baik memilih kelajuan yang lebih rendah

Jika program melihat mikropengawal anda, tetingkap akan muncul di mana ia akan ditulis berapa banyak memori yang ada.

Selepas mengklik "Seterusnya", anda akan melihat halaman pengalamatan memori. Kami tidak akan memerlukannya.

Langkah seterusnya adalah yang paling penting. Anda boleh memilih pembersihan memori atau perisian tegar

Untuk firmware pilih Muat turun ke peranti dan di padang Muat turun daripada fail pilih fail .hex yang disusun, yang terletak dalam folder CooCox -> CooIDE -> ruang kerja -> nama_projek -> nama_projek -> Nyahpepijat -> Tong sampah. Kemudian klik "Seterusnya" sekali lagi.

Selepas kita melihat tetingkap ini:

Matikan kuasa kepada mikropengawal dan tutup Demonstrasi Pemuat Kilat, putuskan sambungan penyesuai dan hidupkan mikropengawal masuk mod biasa(Bila apabila dihidupkan pin BOOT 0 disambungkan kepada bekalan kuasa tolak mikropengawal). Kami bergembira!

Jadi, sekarang kita tahu mengapa mikropengawal STM lebih baik daripada yang lain, kita tahu bagaimana mikropengawal berfungsi, kita tahu cara menyalakan mikropengawal dalam papan nyahpepijat dan dalam papan kita, kita tahu asas-asas bahasa C yang diperlukan untuk memprogramkan STM32, kami telah mendapat pengalaman bekerja dengan mikropengawal (semoga positif) dan yang paling penting ialah kini anda boleh merealisasikan idea anda peranti digital ke dalam kehidupan (dan ceritakan tentang mereka di RadioKot tercinta)! Mereka mungkin masih mudah, tetapi semuanya dibuat dengan pengalaman. Dan dalam artikel berikut saya akan cuba bercakap tentang ADC, DAC, gangguan, penggunaan debugging dan perkara berguna lain.

ST-Link/V2 peranti khas dibangunkan oleh ST untuk penyahpepijatan dan pengaturcaraan mikropengawal siri STM8 dan STM32. Anda boleh membaca tentang peranti itu sendiri di laman web syarikat ST.

Ciri-ciri utamanya:

Output 5V untuk kuasa peranti

Antara muka berkelajuan tinggi USB 2.0

SWIM, antara muka penyahpepijatan wayar JTAG/siri (SWD).

Sokongan SWIM untuk mod kelajuan rendah dan tinggi

SWD dan pemapar wayar bersiri (SWV)

Kemas kini perisian tegar kemungkinan

Memandangkan mikropengawal STM32 dibina pada teras ARM Cortex, yang mempunyai antara muka penyahpepijatan SWD, ST-Link membenarkan anda memprogram dan menyahpepijat mikropengawal 32-bit lain berdasarkan ARM-Cortex.

Ini boleh dikatakan sebagai satu-satunya pengaturcara mikropengawal STM8. Terdapat pengaturcara universal lain untuk pengaturcaraan STM32.

Di mana saya boleh membeli pengaturcara STM8 STM32 ST-Link

hidup masa ini Terdapat banyak minat terhadap mikropengawal ST. Oleh itu, pengaturcara pautan ST agak meluas di pasaran. Terdapat beberapa versi yang berbeza dari segi harga.

Pautan ST asal daripada ST adalah, seperti biasa, pilihan yang paling mahal. Kos lebih daripada 2,000 rubel.

Pautan Mini ST (sangat serupa dengan versi programmer kami) berharga kira-kira 600 rubel. Anda boleh membelinya daripada pembekal elektronik utama - Compel, Terra Electronics dan lain-lain.

Ali express (China) - di sini mereka menawarkan sejumlah besar versi Pengaturcara yang paling mudah, tetapi secara umum, semuanya berfungsi, mereka boleh digunakan di lapangan. Sebagai peraturan, ia sesuai untuk pengaturcaraan STM8 dan STM32. Satu-satunya perkara ialah mereka tidak mempunyai output SWO, tetapi ia tidak diperlukan begitu kerap. Mungkin satu-satunya negatif di sini ialah menunggu untuk pembelian. Kosnya adalah kira-kira 150-200 rubel.

Jika anda tidak memerlukan pengaturcara STM8, tetapi hanya memerlukan siri STM32, maka papan Discovery daripada ST ialah pilihan yang baik; mereka juga mempunyai pengaturcara pautan ST pada papan. Walau bagaimanapun, sebagai peraturan, penyambung pengaturcaraan STM8 tidak disalurkan ke sana.

Dan sudah tentu, anda hanya boleh membeli bahagian dan membuat peranti ini atas diri sendiri. Ia tidak berdasarkan mikropengawal STM32 termurah, dan tidak begitu mudah untuk membeli alat ganti dengan murah, jadi kosnya adalah dari 300 hingga 400 rubel. Dalam artikel ini kami akan memberitahu anda cara memasang sendiri peranti ini daripada satu set komponen SMD yang diperlukan. Sudah tentu kami mengesyorkan pergi ke laluan ini. Ini adalah satu-satunya cara anda boleh belajar cara mengesan papan, membuatnya dan mematerinya.

Cara membuat pengaturcara ST-LINK V2

2. Sediakan atau beli alat yang diperlukan: segala-galanya untuk pematerian, penyesuai USB UART (akan diperlukan untuk pengaturcaraan MK)

4. Muat turun fail yang diperlukan untuk peranti ini daripada github.

5. Buat papan untuk peranti itu sendiri (ini sama sekali tidak sukar, semuanya diterangkan secara terperinci dalam arahan kami).

6. Anda boleh membeli semua komponen yang diperlukan di kedai kami untuk 300 gosok.

7. Pateri semua komponen pada papan, lihat kami video.

PERANTI SUDAH SEDIA, anda boleh menggunakannya!

Cari litar untuk pengaturcara ST Link, penyahpepijat

Syarikat ST sendiri tidak memberikan kami gambar rajah peranti ini, walau bagaimanapun, terdapat gambar rajah papan penilaiannya bagi siri DISCOVERY, yang juga mengandungi gambar rajah penyahpepijat. Contohnya dokumen UM0919. Tetapi ia tidak lengkap, hanya ada antara muka SWD. Ia berasaskan mikropengawal STM32F103C8T6.

Litar kedua, yang terdapat dalam dokumen UM1670, mengandungi pin output SWIM, tetapi ini sudah pun versi V2.2 pada mikropengawal STM32F103CBT6 yang lain.

Kami juga berjaya mencari litar ST-LINK v2 di Internet, dipulihkan daripada peranti asal:

Daripada tiga litar ini kita perlu membangunkan litar untuk peranti kita. Tetapi pertama-tama, mari kita sediakan keperluan asas untuk peranti yang akan kami buat.

Keperluan untuk ST-LINK kami

Kami akan membuat peranti berdasarkan STM8, serta pemproses STM32, NUVOTON Cortex-M0, ATMEL. Kesemuanya akan dikuasakan oleh 3.3V atau 5V. Jadi, kita tidak memerlukan keupayaan untuk bekerja dengan mikropengawal pada 1.8V. Tetapi keupayaan untuk memprogramkan STM8 itu sendiri sangat diperlukan.

Kami membuat peranti untuk tujuan kami, jadi kami tidak memerlukan penyambung SWIM dan JTAG standard. Akan membuat penyambung yang lebih mudah untuk mengesan papan.

Versi 2.2 pada mikropengawal STM32F103CBT6 menambah satu saat peranti USB- COM port UART, tetapi kita sudah ada, jadi tidak ada gunanya membayar lebih, mikrokontroler lebih mahal di sana. Memang betul dia ada peluang yang baik- perisian tegar melalui antara muka DFU, iaitu, mikropengawal dilihat sebagai pemacu kilat apabila disambungkan melalui USB, dan perisian tegar hanya perlu disalin ke cakera. Tetapi anda perlu menyalakannya sekali, dan untuk ini kami mempunyai penyesuai USB UART, kali pertama anda akan memancarkannya melaluinya. Kemas kini perisian tegar selanjutnya dilakukan melalui program dari ST melalui USB. Kami akan membuat versi 2.0 berdasarkan STM32F103C8T6.

Versi asal ST-Link mengandungi cip penukaran tahap, yang mudah untuk nyahpepijat dan perisian tegar peranti siap, dan diperlukan untuk bekerja dengan voltan di bawah 3.3V. Kami tidak akan mempunyai ini, dan untuk bekerja dengan 5V dan 3.3V, penukaran tahap tidak diperlukan.

Kami akan membuat peranti dalam format dongle USB; oleh itu, penyambung lelaki USB-A akan digunakan.

Anda boleh menjimatkan perlindungan output, jadi kami tidak akan menggunakan diod pelindung. Akan ada rintangan yang mencukupi pada semua output penyambung sekiranya kita tiba-tiba menyambungkannya ke 5V atau tanah. Adalah penting untuk diingat bahawa anda mesti menggunakan peranti ini dengan berhati-hati! Semak semua output beberapa kali apabila menyambung! Output 3.3V lebih dilindungi; ia melalui pengawal selia voltan yang melindungi daripada litar pintas. Jadi, adalah lebih baik untuk menghidupkan litar ujian daripadanya!

Sekarang kita boleh membuat gambar rajah akhir ST-Link kami.

Terdapat banyak papan dan litar siap sedia untuk peranti ini ditawarkan di Internet, tetapi untuk tujuan latihan, kami secara khusus membina litar dan membuat papan itu sendiri, berdasarkan HELAIAN DATA yang disiarkan oleh pengeluar. Jika anda menyalin gambar rajah dari mana-mana tapak lain, anda mesti memikirkannya, apa yang telah dilakukan di sana dan bagaimana, mengapa anda membuang atau menambah beberapa elemen.

Skim akhir

Anda boleh melihat gambar rajah itu sendiri dalam fail peranti ini. Kami membentangkannya di sini untuk mengulas tentang nod utama.

Bahagian utama:

Kuasa dan penyambung:

Komen kecil.

Sebagai pengawal selia kuasa 3.3V kami menggunakan NCP603 - LDO yang sangat baik, menghasilkan arus sehingga 300mA dengan penurunan 300mv dan ketepatan +-3%. LED Petunjuk ialah LED SMD biasa dengan dua warna. Untuk memprogram melalui UART, anda perlu menyambungkan pin BOOT0 ke +3V; untuk melakukan ini, kami akan menyambungkannya ke penyambung. Ia juga perlu untuk mengeluarkan UART itu sendiri - kaki RX TX. Semua pin lain tanpa perlindungan akan disambungkan ke penyambung. Saya telah menggunakan pengaturcara ini selama lebih setahun sekarang, dan terdapat litar pintas dan gangguan - tiada yang pernah terbakar.

Sesetengah reka bentuk meletakkan fius penetapan semula kendiri pada bekalan kuasa USB untuk melindungi port itu sendiri. Komputer moden mempunyai perlindungan pada Port USB, termasuk fius dan suis pengehad arus, jadi ia tidak diperlukan. Tetapi lebih baik, sudah tentu, tidak menyemak ini, dan jangan tersilap! Voltan 3.3V datang daripada LDO kami, yang mempunyai perlindungan terhadap litar pintas dan terlalu panas, dan tidak mengeluarkan lebih daripada 600mA, tiada apa yang perlu dilindungi di sana juga.

Ia sangat mudah untuk menyambungkan STM8 untuk pengaturcaraan menggunakan ST-Link, anda hanya memerlukan 3 wayar - output kuasa, tanah dan SWIM. Ini juga mudah semasa pendawaian papan; anda hanya boleh wayar keluaran SWIM; tanah dan kuasa sentiasa boleh didapati di papan.

Menghalakan papan dalam Kicad menggunakan autorouter Topor

Dalam penyesuai USB UART, kami telah pun berlatih mengesan papan dalam Kicad secara manual. Peranti ini sedikit lebih rumit. Di sini anda boleh belajar cara untuk mengarahkan papan masuk TOPOR autorouter. Adalah lebih baik untuk menonton keseluruhan proses pada video pada akhir artikel; hanya akan ada ulasan kecil pada video.

Menyediakan papan untuk autorouting

Untuk bekerja dengan Topor, anda mesti terlebih dahulu menyediakan papan dalam Kicad. Anda perlu menentukan sempadan papan, mengimport semua komponen dan meletakkannya terlebih dahulu. Kami tidak mempunyai keperluan untuk penyambung, jadi pada peringkat pertama adalah lebih baik untuk mengeluarkan penyambung itu sendiri dari papan. Oleh kerana setiap pin penyambung disambungkan melalui perintang, perintang akan menjadi titik rujukan untuk pin penyambung. Juga, untuk menyusun komponen, anda boleh mengeluarkan semua kapasitor kuasa, kuarza, litar mikro kuasa (lebih baik meletakkannya pada bahagian belakang- biasanya terdapat banyak ruang di sana) - semua ini boleh diatur kemudian.

Sekarang anda perlu menentukan sisi setiap komponen. Dan letakkan secara kasarnya mengikut keperluan, letakkan penyambung di tepi. Dan pada peringkat ini, anda boleh memindahkan semua ini ke Topor dan terus meletakkan komponen di sana. Penyambung USB, LED segera diletakkan di bahagian belakang, semua yang lain berada di bahagian hadapan.

Meletakkan Komponen Menggunakan Topor

Sekarang kami memindahkan semua ini ke Topor dan terus ke sana. Apa yang bagus tentang Topor? Hakikatnya ialah setiap kali anda memindahkan komponen, anda boleh menghala semula semua laluan secara automatik dan melihat sama ada ia telah menjadi lebih baik atau lebih teruk. Topor juga boleh membalikkan komponen mudah - perintang, kapasitor. Adalah penting untuk kita memahami cara menyusun pin penyambung dan komponen utama dengan lebih mudah.

Selepas memutar dan menggerakkan komponen dalam Topor, kami sampai kepada susunan ini:

Sekarang anda perlu memindahkan hasil ini kembali ke Kicad dan menambah komponen yang tinggal. Sebelum pengesanan akhir anda mesti:

susun cip kuasa

sambungkan litar bekalan kuasa secara manual

susun dan sambungkan kapasitor kuarza dan kuasa

takrifkan semula pin penyambung pada rajah.

Autoroute

Kami memindahkan separuh jejak kami ke Topor.

Ia adalah perlu untuk segera mewujudkan peraturan penghalaan - lebar jurang, trek, dimensi vias. Apabila mengimport daripada Kicad buat kali pertama, kami perlu memilih semua komponen dan membetulkannya supaya kami boleh memadamkannya dengan mudah dengan butang del dan penghalaan semula, meninggalkan pilihan separa manual kami. Dalam parameter penghalaan automatik, adalah perlu untuk menyemak kotak semak "Gunakan penghalaan sedia ada sebagai pilihan awal", jika tidak, penghalaan manual kami akan dihalakan semula (lihat video untuk proses bekerja di Topor).

Selepas penghalaan automatik, kami memindahkan semuanya kembali dan membawanya ke versi terakhir - tambah poligon tanah, sejajarkan laluan di mana perlu. Papan sudah siap.

Versi akhir papan

Bahagian depan

bahagian belakang

Perisian tegar ST Link, pemasangan pemacu

Papan sudah siap, kami membuatnya menggunakan kaedah pemindahan toner sejuk dengan aseton (atau mana-mana yang lain), goreskannya, dan pasang peranti. Sebelum menghidupkannya buat kali pertama, pastikan anda menyemak dengan mana-mana multimeter bahawa tiada rintangan antara 5V dan GND (tinggi tak terhingga) - ini akan memastikan tiada litar pintas. Anda juga perlu menyemak rintangan antara 3.3V dan GND.

Untuk bekerja dengan peranti kami, anda perlu memasang pemacu, kilatkannya buat kali pertama melalui UART dengan perisian tegar permulaan dan kemudian kemas kini perisian tegar kepada versi terkini program khas daripada ST.

Semua mikropengawal STM32 mempunyai pemuat but dan dipancarkan melalui UART. Untuk firmware yang anda perlukan:

Sekarang kami mempunyai ST LINK, tetapi dengan firmware lama. Kami mengeluarkan semua wayar. Muat turun program kemas kini perisian tegar STSW-LINK007 dan program kemas kini pemacu STSW-LINK009 untuk Windows daripada tapak web ST. Kami memasukkan ST-Link yang baru dibuat ke dalam Port USB komputer, dan lancarkan program kemas kini perisian tegar, klik CONNECT di dalamnya dan kemudian kemas kini perisian tegar kepada versi terkini. Peranti sudah SEDIA! Kini anda mempunyai penyahpepijat pengaturcara dan anda boleh beralih kepada pengaturcaraan.

Peranti siap

Kerja bebas

Berlatih pendawaian papan. Lakukan secara manual, dengan atau tanpa program Topor. Anda sepatutnya boleh membuat sebarang papan mudah dengan cepat.

Artikel ini adalah yang pertama dalam siri rencana rencana tentang mengkaji pengaturcaraan mikropengawal. Semasa mengkaji pelbagai bahan, saya perhatikan bahawa hampir kesemuanya bermula dengan fakta bahawa seorang pemula diminta memuat turun (atau menggunakan perpustakaan yang disertakan dengan persekitaran pembangunan) untuk bekerja dengan peranti persisian dan menggunakannya untuk menulis program pertamanya (biasanya berkelip LED).

Ini sangat mengejutkan saya. Jika anda percaya artikel ini, anda tidak perlu membaca dokumentasi untuk pengawal boleh atur cara untuk memprogramkan. Saya diajar hikmah "pengaturcaraan perkakasan" berbeza sama sekali.

Dalam artikel ini, laluan daripada frasa "Ya, saya mahu mencuba!" sehingga kejap gembira LED akan menjadi lebih lama daripada pengarang lain. Saya akan cuba mendedahkan aspek pengaturcaraan mikropengawal yang tersembunyi di sebalik penggunaan fungsi perpustakaan dan contoh sedia dibuat.
Jika anda berhasrat untuk serius mengkaji pengaturcaraan mikropengawal, artikel ini adalah untuk anda. Mungkin ia juga menarik minat mereka yang telah cukup bermain dengan Arduino dan ingin mendapatkan semua keupayaan perkakasan perkakasan itu.

Memilih mikropengawal

Kami akan menganggap bahawa kami telah mengetahui jenis pengawal mikro. Tetapi pasaran menawarkan pelbagai pengubahsuaian yang berbeza daripada pengeluar yang berbeza. Mereka berbeza dalam banyak parameter - dari saiz memori kilat kepada bilangan input analog. Untuk setiap tugas, pilihan harus dibuat secara individu. tiada cadangan am Ia tidak dan tidak boleh berada di sini. Saya hanya akan ambil perhatian bahawa ia patut memulakan kajian anda dengan pengeluar MK yang mempunyai julat terbesar yang mungkin. Kemudian, apabila memilih MK untuk tugas tertentu, terdapat kemungkinan yang agak tinggi bahawa sesuatu daripada julat yang dibentangkan akan sesuai dengan anda.

saya telah memilih STM32(walaupun saya fikir lebih baik untuk mula belajar dengan MK dari TexasInstruments - dokumentasi disusun dengan sangat baik), kerana ia tersebar luas di kalangan pemaju elektronik Rusia. Jika anda mempunyai sebarang masalah atau soalan, anda boleh mencari penyelesaian dengan mudah di forum. Kelebihan lain ialah pelbagai pilihan papan demo daripada kedua-dua pengilang dan organisasi pihak ketiga.

Apa yang anda perlu belajar?

Saya sendiri menggunakan papan demo. STM3220G-EVAL dan pengaturcara J-Link PRO. Tetapi sebagai permulaan, ia akan cukup STM32F4PENEMUAN, yang boleh dibeli tanpa sebarang masalah dengan jumlah yang kecil.

Semua contoh adalah khusus untuk papan nyahpepijat STM32F4PENEMUAN. Pada peringkat ini, sama sekali tidak penting bagi kami bahawa papan ini mempunyai MCU berdasarkan teras Cortex-M4. Kami tidak akan menggunakan ciri dan kelebihannya berbanding Cortex-M3 dalam masa terdekat. Kita lihat apa yang berlaku seterusnya.

Jika anda mempunyai papan lain berdasarkan STM32F2xx/STM32F4xx, anda boleh bekerja dengannya. Dalam membentangkan bahan, saya akan cuba menerangkan dengan terperinci yang mungkin. kenapa kami melakukannya dengan cara ini dan bukan sebaliknya. Saya harap tiada siapa yang akan menghadapi masalah memindahkan contoh ke perkakasan lain.

Persekitaran pembangunan

Mengapa persekitaran pembangunan berbayar?

Mungkin seseorang tidak akan gembira sepenuhnya dengan fakta bahawa saya mencadangkan menggunakan persekitaran pembangunan berbayar, tetapi dalam IAR adalah mungkin untuk mendapatkan lesen sementara tanpa sekatan fungsi, atau lesen tanpa had dengan had saiz kod (32KB untuk MK adalah banyak. ).
Di samping itu, saya akan segera ambil perhatian bahawa untuk beberapa MK tidak wujud persekitaran bebas pembangunan. Dan malangnya, MK ini tidak boleh ditukar ganti di beberapa kawasan.

Di mana untuk bermula?

Mencipta Projek

Projek kosong dengan fail utama akan muncul di hadapan kita.

Kini anda perlu mengkonfigurasi projek untuk mula bekerja dengan MK dan penyahpepijat "kami". MK dipasang pada papan STM32F4DISCOVERY STM32F407VG. Ia mesti dipilih dalam sifat projek (Pilihan Umum->Sasaran->Peranti):

Apabila anda memilih pemproses boleh atur cara sasaran, penerangannya dimuatkan, yang memberikan peluang yang mencukupi untuk penyahpepijatan (ini akan dibincangkan di bawah). Di samping itu, fail konfigurasi yang menerangkan ruang alamat yang tersedia untuk pemaut dilampirkan secara automatik. Jika perlu, kami akan menyentuh topik tersebut fail konfigurasi penghubung dalam artikel berikut.

Selepas ini, anda perlu mengkonfigurasi penyahpepijat. Penyahpepijatan program berlaku secara langsung "dalam perkakasan". Ini dilakukan menggunakan penyahpepijat JTAG. Anda boleh mengetahui lebih lanjut tentang cara ini berlaku di Wikipedia. Penyahpepijat ST-LINK/V2 disepadukan pada papan STM32F4DISCOVERY. Untuk bekerja dengan penyahpepijat, anda mesti memilih pemacunya dalam menu Penyahpepijat->Persediaan->Pemandu. Ia juga perlu untuk menunjukkan bahawa penyahpepijatan harus dijalankan secara langsung dalam perkakasan. Untuk melakukan ini, anda perlu menetapkan bendera Debugger->Muat turun->Gunakan pemuat kilat

Bagi mereka yang melihat perkataan Simulator

Secara teorinya, IAR membenarkan anda menyahpepijat program menggunakan simulator. Tetapi saya tidak pernah melihat ia digunakan dalam amalan.

Kini projek itu sedia untuk berfungsi (pengaturcaraan, pengisian dan penyahpepijatan).

"TZ" untuk projek pertama

Jangan kita menyimpang dari klasik. Projek pertama akan menjadi LED berkelip. Nasib baik, terdapat banyak daripada mereka di papan tulis. Apakah maksud ini dari sudut pengaturcaraan? Pertama sekali, anda perlu belajar gambarajah skematik papan tunjuk cara dan fahami bagaimana LED "dimulakan".
tersedia di laman web pengeluar. DALAM penerangan ini malah terdapat bahagian berasingan tentang LED pada papan - 4.4 LED. Sebagai contoh, kita akan gunakan Pengguna LD3. Mari cari dalam rajah:

Analisis litar yang paling mudah menunjukkan bahawa untuk "menyalakan" LED, anda perlu menggunakan "1" pada pin MK (yang untuk MK ini sepadan dengan 3.3V). Mematikan dilakukan dengan menggunakan "0" pada pin ini. Dalam rajah pin ini ditetapkan PD13(ini mungkin maklumat yang paling penting daripada dokumen ini).

Hasilnya, kami boleh menulis "TK" untuk program pertama kami:
Program untuk MK mesti memindahkan keadaan pin MK PD13 dari keadaan "0" kepada keadaan "1" dan kembali dengan periodicity tertentu yang dapat dilihat oleh mata manusia (nota penting, jika LED berkelip terlalu kerap mata mungkin tidak dapat membezakan ini).

Sebelum anda memulakan pengaturcaraan, atau sedikit teori

Mari kita mulakan dengan fakta bahawa mana-mana MK termasuk teras, memori dan unit persisian. Saya fikir dengan ingatan semuanya jelas buat masa ini. Izinkan saya nyatakan bahawa STM32 mempunyai memori kilat di mana program MK disimpan (secara umum, ini bukan pernyataan yang benar, program ini boleh disimpan dalam memori tidak meruap luaran, tetapi kami akan mengabaikannya buat masa ini) dan data lain, termasuk data pengguna. Terdapat juga SRAM - memori akses rawak.

Teras ialah bahagian mikropengawal yang melaksanakan satu aliran arahan. Dalam MK kami jenis teras ialah Cortex-M4. Teras MK boleh dibandingkan dengan pemproses dalam PC. Ia hanya boleh melaksanakan arahan dan memindahkan data ke unit lain (pemproses dengan pemecut grafik bersepadu tidak diambil kira dalam perbandingan ini).
Pada masa yang sama, pengilang MK tidak membangunkan teras. Teras dibeli daripada ARM Limited. Perbezaan utama antara MK yang berbeza adalah di pinggir.

Blok persisian ialah blok yang berinteraksi dengan "dunia luar" atau melaksanakan fungsi tertentu yang tidak boleh diakses oleh teras MK. MCU moden (termasuk STM32) mengandungi rangkaian besar unit persisian. Unit persisian direka untuk menyelesaikan pelbagai tugas, daripada membaca nilai voltan daripada input analog MK kepada penghantaran data ke peranti luaran melalui bas SPI.
Tidak seperti teras MK, unit persisian tidak melaksanakan arahan. Mereka hanya melaksanakan arahan kernel. Dalam kes ini, penyertaan kernel semasa melaksanakan arahan tidak diperlukan.

Contoh

Contohnya ialah blok UART, yang direka untuk menerima dan menghantar data dari MK ke peranti luaran. Kernel hanya perlu mengkonfigurasi blok dan memberikannya data untuk penghantaran. Selepas ini, kernel boleh terus melaksanakan arahan. Unit persisian bertanggungjawab untuk mengawal output MK yang sepadan untuk penghantaran data mengikut protokol. Unit persisian itu sendiri memindahkan output MK ke keadaan yang diperlukan "0" atau "1" dalam saat yang tepat masa semasa membuat pemindahan.

Interaksi teras dengan unit persisian

PENTING: Selepas menulis data ke daftar khas dan kemudian membacanya, anda boleh mendapatkan data yang sama sekali berbeza. Contohnya, menghantar data ke blok UART untuk dihantar dan membaca data yang diterima oleh blok daripada peranti luaran, dijalankan menggunakan daftar yang sama.

Daftar khas biasanya dibahagikan kepada medan bit. Satu (atau lebih) bit mengawal parameter blok persisian tertentu, biasanya secara bebas. Sebagai contoh, bit yang berbeza dari daftar yang sama mengawal keadaan jalan keluar yang berbeza MK.

Ingat C

Menulis data ke alamat memori

Mari kita anggap bahawa dengan membaca perihalan unit persisian, kita menyedari bahawa untuknya operasi yang betul anda perlu menulis nombor 0x3B ke dalamnya. Alamat daftar khas ialah 0x60004012. Daftar adalah 32-bit.
Jika anda tidak segera mengetahui cara melakukan ini, saya akan cuba menerangkan rantaian penaakulan untuk mendapatkan arahan yang betul.

Nilai 0x60004012 tidak lebih daripada nilai penuding ke lokasi memori. Inilah yang perlu kami nyatakan dalam program kami, iaitu, untuk membuat penukaran jenis mengikut sintaks bahasa C:

(panjang tidak ditandatangani*)(0x60004012)

Jadi kita mempunyai penunjuk kepada elemen. Sekarang anda perlu menulis nilai yang diperlukan ke dalam elemen ini. Ini dilakukan dengan membatalkan rujukan penunjuk. Oleh itu kita mendapat arahan yang betul:

*(panjang tidak ditandatangani*)(0x60004012) = 0x3B;

Menetapkan bit sewenang-wenangnya kepada 1

Katakan anda ingin menetapkan bit 7 dan 1 pada alamat 0x60004012 kepada "1" tanpa mengubah nilai semua bit lain dalam daftar. Untuk melakukan ini, anda perlu menggunakan operasi binari |. Saya akan memberikan anda jawapan yang betul dengan segera:

*(panjang tidak ditandatangani*)(0x60004012) |= 0x82;

Perhatikan 2 fakta. Bit dikira dari sifar, bukan dari yang pertama. Operasi ini sebenarnya mengambil sekurang-kurangnya 3 kitaran jam - membaca nilai, mengubah suainya, menulisnya. Kadang-kadang ini tidak boleh diterima kerana antara baca dan tulis, nilai salah satu bit yang tidak dibenarkan kita ubah mungkin telah diubah oleh unit persisian. Jangan lupa tentang ciri ini, jika tidak, pepijat mungkin muncul yang amat sukar untuk ditangkap.

Menetapkan bit sewenang-wenangnya kepada 0

Mari kita anggap bahawa kita ingin menetapkan bit 7 dan 1 pada alamat 0x60004012 kepada "0" tanpa mengubah nilai semua bit lain dalam daftar. Untuk melakukan ini, anda perlu menggunakan binari & operator. Saya akan memberikan anda jawapan yang betul dengan segera:

*(panjang tidak ditandatangani*)(0x60004012) &= 0xFFFFFF7D;

Atau notasinya yang lebih mudah (jangan risau tentang operasi tambahan, pengkompil akan mengira semuanya terlebih dahulu walaupun dengan pengoptimuman minimum):

*(panjang tidak ditandatangani*)(0x60004012) &= (~0x82);

Beberapa ciri program untuk MK

Jom pergi kerja!

Pertama sekali, anda perlu memutuskan blok mana yang hendak digunakan. Untuk melakukan ini, hanya kaji bahagian pengenalan Dan Ciri-ciri utama.

Kawalan langsung keadaan pin MK dijalankan menggunakan blok GPIO. Seperti yang ditunjukkan dalam dokumentasi, STM32 MCU boleh mempunyai sehingga 11 blok GPIO bebas. Pelbagai blok GPIO persisian biasanya dipanggil port. Port ditetapkan oleh huruf A hingga K. Setiap port boleh mengandungi sehingga 16 pin. Seperti yang kami nyatakan sebelum ini, LED disambungkan ke pin PD13. Ini bermakna pin ini dikawal oleh port GPIO unit persisian D. Nombor pin 13.

Kali ini kita tidak akan memerlukan sebarang unit persisian lain.

Kawalan jam persisian

Daftar bertanggungjawab untuk membolehkan jam unit persisian Jam persisian RCC XXX membolehkan daftar.Sebagai ganti XXX boleh ada tayar AHB1, AHB2, AHB3, APB1 dan APB2. Selepas mengkaji dengan teliti perihalan daftar yang sepadan, kita boleh menyimpulkan bahawa masa blok persisian GPIOD dihidupkan dengan menetapkan "1" dalam bit ketiga daftar Mendayakan jam persisian RCC AHB1 (RCC_AHB1ENR):

Sekarang anda perlu memikirkan bagaimana untuk mengetahui alamat daftar itu sendiri RCC_AHB1ENR.

Ulasan: Perihalan sistem jam STM32 MK layak untuk artikel berasingan. Jika pembaca mahu, saya akan mengupas bahagian ini dengan lebih terperinci dalam salah satu artikel berikut.

Menentukan alamat daftar khas

Untuk mendapatkan alamat daftar, perlu menambah nilai awal ruang alamat blok RCC Addr. mengimbangi daftar yang diperlukan. Alamat diimbangi juga ditunjukkan dalam penerangan daftar (lihat tangkapan skrin di atas).

Hasilnya, kami telah menentukan alamat daftar RCC_AHB1ENR- 0x4002 3830.

blok GPIO

Sekarang tugas kami adalah untuk mempelajari cara menguruskan keadaan pin MK. Mari kita beralih terus ke penerangan daftar GPIO.

Mod operasi

Seperti yang dapat dilihat dari huraian, untuk membuat pelarasan yang kami perlukan, kami perlu menulis nilai 01b ke dalam 26-27 bit daftar GPIOx_MODER. Alamat daftar boleh ditentukan menggunakan kaedah yang sama seperti yang diterangkan di atas.

Mengkonfigurasi parameter operasi pin output port GPIO

• Daftar jenis keluaran port GPIO (GPIOx_OTYPER)- tetapkan jenis output tolak-tarik atau longkang terbuka
• Daftar kelajuan keluaran port GPIO (GPIOx_OSPEEDR)- tetapkan kelajuan output

Menetapkan nilai pada pin MK

Kami menggunakan daftar set/set semula bit port GPIO (GPIOx_BSRR)

Menulis "0" atau "1" kepada bit 0-16 menyebabkan perubahan yang sepadan dalam keadaan pin port. Untuk menetapkan nilai tertentu pada output satu atau lebih pin MK dan tidak mengubah keadaan pin yang lain, operasi mengubah suai bit individu diperlukan. Operasi ini dilakukan dalam sekurang-kurangnya 3 kitaran. Jika perlu menulis 1s kepada beberapa bit dan 0s kepada yang lain, maka sekurang-kurangnya 4 kitaran jam akan diperlukan. Kaedah ini paling baik digunakan untuk menukar keadaan keluaran kepada keadaan bertentangan jika keadaan asalnya tidak diketahui.

set bit port GPIO/daftar semula (GPIOx_BSRR)

Tidak seperti kaedah sebelumnya, menulis 0 kepada mana-mana bit daftar ini tidak akan membawa kepada apa-apa (dan secara amnya, semua bit adalah tulis sahaja!). Menulis 1 hingga bit 0-15 akan menyebabkan "1" ditetapkan pada output MK yang sepadan. Menulis 1 hingga bit 16-31 akan menetapkan "0" pada output MK yang sepadan. Kaedah ini adalah lebih baik daripada yang sebelumnya jika anda perlu menetapkan nilai tertentu pada pin "MK" daripada menukarnya.

Mari nyalakan LED!

LED berkelip

Mengoptimumkan algoritma

Untuk mengelakkan ini, pembilang kitaran biasanya digunakan, dan keadaan pin MK bertukar apabila program melalui beberapa kitaran tertentu.
void main() ( //Dayakan port D clocking *(unsigned long*)(0x40023830) |= 0x8; //sedikit kelewatan untuk GPIOD bersiap sedia tidak menentu panjang unsigned i=0; i++; i++; i++; i=0; / /Tetapkan PD13 sebagai output tujuan umum *(panjang tidak ditandatangani*)(0x40020C00) = (*(panjang tidak ditandatangani*)(0x40020C00)& (~0x0C000000)) | (0x04000000); manakala(1) ( i++; jika(!(i) %2000000)) ( //HIDUPKAN LED *(panjang tidak ditandatangani*)(0x40020С14) |= 0x2020; ) jika tidak(!(i%1000000)) ( //HIDUPKAN LED *(panjang tidak ditandatangani*)(0x40020С14) & = ~0x2000; ) ) )
Tetapi di sini ia tidak akan menjadi tanpa masalah; dengan perubahan dalam bilangan arahan yang dilaksanakan dalam kitaran, tempoh berkelip LED (atau tempoh pelaksanaan perintah lain dalam kitaran) akan berubah. Tetapi pada peringkat ini kita tidak boleh melawan ini.

Sedikit tentang penyahpepijatan

Tetapi sebagai tambahan kepada ini, adalah mungkin untuk melihat nilai daftar kernel, daftar khas unit persisian (View->Register), dsb.
Saya amat mengesyorkan agar anda membiasakan diri dengan keupayaan penyahpepijat semasa mempelajari pengaturcaraan MK.

Beberapa perkataan sebagai kesimpulan

• Kadangkala perpustakaan daripada pengilang mengandungi ralat! Saya pernah hampir terlepas tarikh akhir projek kerana ini. Saya menyolder semula cip beberapa kali, memikirkan bahawa kristal telah rosak semasa pematerian (ini telah berlaku sebelum ini). Masalahnya ialah alamat daftar khas telah dimasukkan dengan salah di perpustakaan. Ini biasanya berlaku dengan barisan MK atau MK yang baru memasuki pasaran.
• Perpustakaan untuk bekerja dengan peranti daripada sesetengah pengeluar tidak melaksanakan semua keupayaan unit persisian. Saya terutama berdosa dengan ini Mikro Luminary, yang kemudiannya dibeli oleh TI. Saya terpaksa menulis permulaan peranti secara manual.
• Ramai orang membiasakan diri untuk memulakan pengaturcaraan MK dengan mengkaji contoh. Saya percaya bahawa pertama anda perlu memutuskan apa yang membolehkan anda melaksanakan MK. Ini hanya boleh difahami dengan membaca dokumentasi. Jika sesuatu tidak ada dalam contoh, ini tidak bermakna perkakasan tidak menyokongnya. Contoh terakhir ialah sokongan perkakasan PTP STM32. Sudah tentu, anda boleh mencari sesuatu dalam talian, tetapi ia tidak termasuk dalam set standard dari pengilang.
• Pemacu unit persisian daripada sesetengah pengeluar tidak dioptimumkan sehingga menukar keadaan pin menggunakan perpustakaan mengambil masa sehingga 20 kitaran jam. Ini adalah kemewahan yang tidak mampu dimiliki untuk beberapa tugas.

Terima kasih kepada semua orang yang membaca siaran saya, ternyata lebih daripada yang saya jangkakan pada mulanya.
Saya mengharapkan komen dan kritikan yang beralasan. Jika mereka yang membacanya mempunyai keinginan, saya akan cuba meneruskan siri artikel tersebut. Mungkin sesiapa sahaja mempunyai idea tentang topik yang patut dibincangkan - saya gembira mendengarnya.