88

Для начинающих Stm32f103C8T6

Добрый... день? Сегодня я хотел бы поделиться моим опытом начинающего экспериментатора с stm32. В данном посте мне хотелось бы помочь тем, кто хочет перейти с ардуино или просто начать использовать stm32 для своих поделок. Я и сам не имею богатого опыта работы с данными контроллерами, но буду рад поделиться своим первым опытом, и сделанными на этом пути ошибками. Надеюсь, кому-то это будет интересно.


Для начала, нам понадобится stm32f103C8T6, и дебаггер ST-Link V2. И то и другое можно купить в китае или в местных магазинах электроники, цена обоих, примерно по 2$. А так же нам потребуется 4 джампера, для соединения этих устройств. Этого будет достаточно, что-бы помигать светодиодом или управлять какими-либо внешними устройствами, но начнем с малого.


Первое, что нам понадобится - установить драйвер для программатора. Его можно найти здесь (внизу): http://www.st.com/en/development-tools/stsw-link009.html


Кроме того нам понадобятся STM32CubeMX его качаем тут: http://www.st.com/en/development-tools/stm32cubemx.html


А так же среда разработки, я предпочитаю официальный софт с поддержкой, потому берем ставую не так давно бесплатной Atollic TrueSTUDIO вот тут: http://www.st.com/en/development-tools/truestudio.html


Затем, нам нужно подключить, используя 4 джампера, наш программатор к плате контроллера следующим образом:

Для начинающих Stm32f103C8T6 Stm32f103, Atollic, Arduino, Stm32, Гайд, Длиннопост

После этого, если возможность записи прошивки в память на вашей плате не заблокирована - все готово к созданию нового проекта. Если же запись в память вашей платы заблокирована, вы можете решить это, подключив плату аналогичным образом, но используя улилиту STM32 ST-Link Utility и переключив джампер Boot0 в положение 3.3v. Что такое Boot0 можно глянуть тут: http://wiki.stm32duino.com/images/a/ae/Bluepillpinout.gif но вообще эта статья не об этом.


Итак, для начала создадим проект, используя STM32CubeMX, эта программа предназначена для удобной инициализации периферии и создания проекта, для IDE в которой мы будем далее работать, поверьте, куб действительно прекрасен. После нажатия на кнопку "New Project", попадаем на окно выбора чипа. В нашем случае это stm32f103c8tx. Выбираем его и нажимаем "Start Project".

Для начинающих Stm32f103C8T6 Stm32f103, Atollic, Arduino, Stm32, Гайд, Длиннопост

Следующее за этим окно выгляит довольно пугающе для начинающих, но в действительности, не представляет особых сложностей. Перед нами изображение установленного на плату чипа микроконтроллера. И все что нам нужно для начала это помигать светодиодом, потому, по аналогии с ардуино, если вы с ним работали, выбираем ножку, к которой присоединен светодиод, которым мы будем мигать. В нашем случае - это ножка PC13. Кликаем на ножку и выбираем GPIO_Output.

Для начинающих Stm32f103C8T6 Stm32f103, Atollic, Arduino, Stm32, Гайд, Длиннопост

Вообще в stm32, в отличие от ардуино, где визуально пины делятся только на аналоговые и цифровые, пины разделены на группы, PA, PB, PC, PD. Это обусловлено тем, что stm имеет 32 разрядные регистры (GPIOA, GPIOB, GPIOC, GPIOD) для управления выходами, потому каждый регистр может управлять 16 выходами микроконтроллера, у микросхем старших поколений stm этих выходов очень много, потому было принято решение сгруппировать выходы, в соответствии с именами регистров.


Так же !ВНИМАНИЕ нужно включить возможность дебага ВНИМАНИЕ! микроконтроллера иначе, прошивка у вас зальется только 1 раз а затем вам потребуется выводить ваш контроллер из состояния легкого ступора, потому как ST-Link не будет его видеть. Если это произошло, вам прийдется потанцевать с бубном используя STM32 ST-Link Utility и так же переключив джампер Boot0 в положение 3.3v.

Так же по желанию можно подключить внешний кварц, который припаян на плате, что позволит нашему камню работать быстрее. Но это не обязательно, хотя желаемо:

Для начинающих Stm32f103C8T6 Stm32f103, Atollic, Arduino, Stm32, Гайд, Длиннопост

Stm32 может тактироваться от любого из 2х встроенных резонаторов, медленного и быстрого LSI 40KHz(по умолчанию) и HSI 8MHz, встроенных в сам чип и таким образом, обходиться без внешнего резонатора. Либо же использовать внешние резонаторы с частотой 4-16MHz (HSE), если вам нужно ускорить ваш камень или LSE c частотами 0-1000 KHz если вам нужно жертвовать скоростью ради энергопотребления.


Настройку частоты камня и переферии делаем во вкладке ClockConfiguration следующим образом, для этого просто задаем значение 72 в поле HCLK(MHz) и нажимаем enter. Затем соглашаемся с тем, что б STM32CubeMX настроил все за нас и нажимаем снова ок, готово. Внимание! Если на предыдушем шаге вы не вклчили RCC -> HSE -> Crystal/Ceramic Resonator, то вы не сможете установить значение 72 MHz и ваш камень может работать на частоте максимум 36MHz используя внутренний кварц.

Для начинающих Stm32f103C8T6 Stm32f103, Atollic, Arduino, Stm32, Гайд, Длиннопост

На этом конфиг закончен, теперь необходимо создать проект, для этого выбираем кнопку в виде шестерни сверху:

Для начинающих Stm32f103C8T6 Stm32f103, Atollic, Arduino, Stm32, Гайд, Длиннопост

В открывшемся окне заполняем поля:

Project Name, Project Location и ВНИМАНИЕ! выбираем IDE для которой будет создан наш проект, в нашем случае это TrueSTUDIO, если этого не сделать, то будет создан проект для IAR (EWARM).

Для начинающих Stm32f103C8T6 Stm32f103, Atollic, Arduino, Stm32, Гайд, Длиннопост

Так же, я рекомендю переключиться на следующую вкладку (Code Generation) и выбрать в разделе Generated files пункт Generate peripheral initialization as a pair of .c/.h files per peripheral. Это позволит очистить ваш main файл проекта от инициализации перефирии, путем выноса ее в отдельные файлы. Я рекомендую делать так всегда.

Для начинающих Stm32f103C8T6 Stm32f103, Atollic, Arduino, Stm32, Гайд, Длиннопост

Затем нажимаем ок и создаем проект. Если вы все сделали верно, то куб сразу же предложит вам скачать необходимые для вашего контроллера библиотеки и затем отрыть проект в Atollic TrueSTUDIO:

Для начинающих Stm32f103C8T6 Stm32f103, Atollic, Arduino, Stm32, Гайд, Длиннопост

Все что нам необходимо, это добавить следующий код внутрь цикла while в нашем main и нажать debug, перед этим убедитесь, что оба режима бут отключены (желтые переключатели установлены, как на первом фото):

HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_13, GPIO_PIN_SET);

HAL_Delay(100);

HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_13, GPIO_PIN_RESET);

HAL_Delay(100);

Дождаться загрузки и выйти из режима дебага. К сожалению, заливка кода в контроллер без входа в режим дебага по умолчанию невозможна в AtollicTRUESTUDIO, но впринципе это можно обойти потанцевав с бубном, хотя эта статья не об этом. Если все было сделано верно, то светодиод на плате замагает с заданной частотой.

Для начинающих Stm32f103C8T6 Stm32f103, Atollic, Arduino, Stm32, Гайд, Длиннопост

Это моя первая статья про микроконтроллеры и первая статья по электронике в целом, не судите строго, надеюсь она будет интересна хотя бы кому-то. Если будет интерес с вашей стороны - дайте знать, буду писать про stm32 дальше.

Найдены дубликаты

+19

Третьи сутки почти без перерывов пишу диплом. Программирую stm32f103c8t6. Когда кровь из глаз уже пошла мощным потоком, решил к открытым в браузере полутора сотням вкладок открыть пикабу и попить кофе. Угадайте, какой пост увидел первым? Думал уже крыша поехала.

А вообще удачи автору!

Иллюстрация к комментарию
раскрыть ветку 7
0

Ну шо? Сдал хоть?

раскрыть ветку 4
+2

Да, даже на отлично защитил, опять поступил и на работу по специальности устроился

раскрыть ветку 3
0

Напиши пожалуйста в телегу @meralim, тоже делаю диплом на stm, есть пару вопросов

раскрыть ветку 1
0

не думаю, что смогу помочь. пиши тут, может коллективный разум поможет

+8

Совет, если хочешь начать просвещать в этой теме, создай сайтик или бложек с этим, на пикабу это потеряется в дебрях, да и в топ точно не выйдет, ибо мало кто оценит.

По статье. За 4 года работы с стм32 (начал еще в универе) опробовал разные IDE: CooCox, IAR, STSW32. В итоге остановил свое внимание на EM-Bitz - домашний фриланс (весит мало, можно работать со всеми камнями с M3/M4 ядрами, автоматом создает проект с подключенными либами SPL, минус  - куб под нее не сгенерит проект). На работе Keil - хорошая отладка и все удобненько.


Советую не надеяться на Cube, а почаще заглядывать в даташит и смотреть регистры. Ибо в больших проектах куб нагенерит такой портянки, что будешь там долго разбираться.

Ну и хотя бы представлять себе как это работает в регистрах.

Я так и не смог перелезть на HAL, остался на связке регистры + SPL. Но кубом удобно пользоваться, чтобы пины посмотреть и карту тактирования.


Удачи в начинании) Потом пойдет повеселее, RTOSы, стеки TCP/IP, DMA во все подряд )))

раскрыть ветку 7
+1
Я так и не смог перелезть на HAL,

Сам hal опирается на ll драйвера. Которые являются развитием spl. Просто для новых камней (7xx серия ) spl уже нету и, наверное, перейти на ll стоит.
раскрыть ветку 1
0

Это да. Под 7 серию с спл не покодишь) Пока 7 серию не обкатывал ибо она уж слишком навороченая. Пока не появились задачи под эти камни f3/f4 серии пока за глаза хватает. Даже f1 еще закладывается в проектах. Когда пойду в 7 серию наверное загляну в хал. cmsis вроде там тоже есть

+1

Спасибо, потихоньку разбираюсь. Вообще начал с ардуино и stm8, довольно глубоко вникая в архитектуру железа, но друзья порекомендовали попробовать stm32 и мне понравилось. Думаю попробовать написать какое-то количество статей не рейтинга ради, а больше как напоминалку себе и в помощь другим. Сам по образованию системный программист, но работаю как прикладной и немного жалею об этом, интересно было бы если не сменить сферу деятельности на эмбед, то хотя бы как тот же фриланс в перспективе попробовать.  Обязательно посмотрю на EM-Bitz, спасибо за наводку. Еще очень надеюсь что настанет тот светлый день, когда JetBrains сделают поддержку embedded в CLion, пользуюсь их IDE Intellij Idea по работе для джавы и она шикарна.

раскрыть ветку 4
+1

Можно не ждать светлого дня и написать cmake скрипт для stm32 прям сейчас. Если интересно, могу скинуть пример для HAL. в CLion будет работать всё, кроме дебаггера. Но я могу порекомендовать Ozone от Segger. Нужно будет только через их утилиту stlink в jlink перешить. Я вообще заморочился, и собрал дебаггер на отладочной плате blue pill. В пазы вставляется плата, прошивается контроллер, и у тебя полноценный дебаггер для всех cortex-m.



https://www.segger.com/products/development-tools/ozone-j-li...

Иллюстрация к комментарию
0
С высокими ide особо не знаком, юзаю только qt и иногда VS)
раскрыть ветку 2
+6

Я не из тех, кто советует сразу начинать кодить на ассемблере без использования библиотек и все такое, сама учусь, но Cube MX это баловство. Понимания как это все работает он не даст. Так, может разве что удобно и наглядно распихать периферию по ножкам.
А еще вместо того, чтобы искать программаторы, периферию и тд и тп, не проще купить отладочную плату STM32Discovery?
С позволения скину пару ресурсов, по которым начинала в это вкатываться:

У этого человека очень хорошие уроки https://www.youtube.com/watch?v=6bsvxxRcSs0&list=PL8OgDY...

Тоже много хороших статей для новичков. Все разжевывается http://microtechnics.ru/stm32-uchebnyj-kurs-vvedenie/

раскрыть ветку 16
+1

Мне, как джава програмиисту кажется, что жизнь слишком коротка, что б писать на ассемблере, мне в универе хватило. Разбираться в железе безусловно необходимо, но писать все с ноля каждый раз, это не ко мне, банально жаль время, для этого есть либы. А за ссылки спасибо.

раскрыть ветку 5
0

Просто с кубом от ардуинки ты недалеко уйдешь. Как-то так. А зачем с нуля писать? Ты можешь своих библиотек наклепать, начиная хотя бы с конфигурации портов, просто меняя настройки от проекта к проекту. При знании как это делать(чего куб тебе не даст тк делает это за тебя) ты все настроишь быстрее и красивей, чем куб тебе нахерачит говнокод.

раскрыть ветку 4
0

палить пилюлю в разы дешевле!(примерно в 8)

раскрыть ветку 9
+1

Главная проблема даже не в этом. Если вы юзаете дискавери, в них как правило используются очень избыточные камни, которые в любительских конструкциях не имеют смысла, а так же у них слишком мало расстояние между ножками и при разводке платы самому, ее будет сложнее паять. По этому я рекомендовал бы взять уж лучше nucleo, а не discovery, имхо.

раскрыть ветку 3
0

И все равно останется хотя бы программатор, а контроллер и заменить можно

раскрыть ветку 4
+4

А меня бесят наркоманы из СТМ, которые упорно не хотят ставить ЕЕПРОМ на борт камня.

И приходится через жопу сохранять данные, или ставить доп корпус.

раскрыть ветку 4
0

Так может в этом план?
Хочешь красиво - плати красиво?)

0

А может быть наоборот, очень толковые и грамотные инженеры из STM? Как насчёт массовых отказов EEPROM в STELLARISах от TI, например? Ставьте FRAM с 0 задержкой записи-чтения и будет Вам счастье!

0

Почему не хотят, у L1 емнип был.

раскрыть ветку 1
0

Там этих камней с ЕЕПРОМ раз два и обчелся, не говоря уже про их цену.

+2

Норм тема. Подписываюсь.

0

Дружище хорошо пишешь ждем продолжения

0

вот ниге нет ни слова о том, как заливать прошивку. бесит уже просто

0

Можешь подсказать, как прошить arduino nano?


Скачал Arduino IDE, есть исходные файлы, но чёт не идёт.

раскрыть ветку 1
0

https://alexgyver.ru/arduino-first/ вот есть очень интересный и простой гайд, как раз по nano

0
А я не стал куб изучать, просто использую stm32duino. Пока для работы с Кан шиной Опеля хватает.
0

Есть ли смысл в stlink в данном случае? Может хватит usb to ttl? Сам то себе уже заказал, но ехать долго будет, а ttl есть.

0

А чем оно лучше Ардуины? Ценой?

раскрыть ветку 2
+1

https://youtu.be/-swzPsSIkEw вот неплохое сравнение

0
Если совсем коротко, то количеством портов, разрядностью АЦП и встроенным CAN bus
0

Для совсем далеких, в сравнении с ардуиной эта штука стабильнее? А аналоги esp8266 у ней есть, а-то погружаюсь в IoT и  переучиваться потом лень.

раскрыть ветку 3
0

Да, в отличие от ардуино эта штука мощнее и стабильнее, у нее есть свои особенности но если коротко, то она предлагает очень широкие возможности, но и усилий требуется больше. И да у нее есть аналог esp8266, к примеру http://www.st.com/en/wireless-connectivity/wi-fi.html?queryc... но я с ними не работал пока. Я бы сказал, что главное преимущество stm - широкий выбор камней очень разной мощности, но с похожей архитектурой.

раскрыть ветку 2
0

Ну, если esp8266 меньше года ходить будут и часто отваливаться, то перейду в туда же

раскрыть ветку 1
-5
Тьфу ты, а я уж грешным делом подумал, что наркоманы проклятые снова дурь какую то рекламируют. А тут такой облом((
-10

Я вот задумался - зачем это на Пикабу?  Сам специалист в этой области, с интересом читаю статьи специалистов и про термояд, и врачебное, и строительное, но тут недоумение зашкаливает, самому запостить подобное в голову не приходит. Эта статья для единиц и тут не нужна.

раскрыть ветку 11
+10

даже если статья помогла одному человеку - то она написана не зря :)

раскрыть ветку 8
0

Привет, напиши пожалуйста в телегу @meralim, делаю диплом на stm, есть пару вопросов

-6

Пусть тот, кому она помогла, отпишется здесь :)

раскрыть ветку 6
ещё комментарии
+4

А что тут постить надо? Котиков? Так есть специализированный сайт attack of the qute. Всякие истории жизни, так есть жж и кмп. Всякую муть по машинам, так есть драйв. Кулинари? Есть! Врачебную муть, так тоже есть! Чо постить то чтобы угодить твоему еличию? Че те надо? Не хочешь читать, не нравится? Закрой и листай дальше. Достала тема, бзай теги! Бабка блин со скамейки, лишь бы посрать в комментах.

ещё комментарии
ещё комментарии
Похожие посты
30

STM32F429I Discovery + SDRAM + LTDC под Arduino IDE

Сижу на карантине и придумываю себе сложности. Дома валяется STM32F429I Discovery, вот и решил проверить возможности Arduino IDE для программирования STM32 и данной платки в частности.


Для начала нужно поставить STM32 Cores под Arduino IDE. Детально этот процесс расписан тут https://github.com/stm32duino/wiki/wiki/Getting-Started так что не буду повторяться, тут ничего сложного.


Мне немного не повезло, так как именно этой платки нет в этой сборке, но это не проблема. Можно добавить практически любую стандартную отладочную STM32 вручную, так как драйвера есть в комплекте под большое количество чипов. Вот тут лежит инструкция по добавлению новой платы https://github.com/stm32duino/wiki/wiki/Add-a-new-variant-(board) Но я напишу вкратце со своими конфигами:


1) добавить плату в файл boards.txt (у меня он находится тут ...\AppData\Local\Arduino15\packages\STM32\hardware\stm32\1.8.0\boards.txt) - тут нужные строки  - https://github.com/levkovigor/stm32f429i-disk1_sdram_ltdc/bl...

2) добавить настройки пинов для платы - в папку ...\AppData\Local\Arduino15\packages\STM32\hardware\stm32\1.8.0\variants добавить папку https://github.com/levkovigor/stm32f429i-disk1_sdram_ltdc/tr...


Теперь в меню выбора плат в Arduino IDE в разделе Discovery появится наша платка.


После добавления платы я проверил все стандартные возможности:

цифровые входы/выходы, аналог, шим, уарт, SPI, I2C, прерывания, freertos и т.д.

В большинстве случаев все отлично работает, но некоторые вещи с дополнительными костылями под stm32


Также отлично завелся гироскоп, который есть на плате через библиотеку Adafruit_L3GD20 (только старую, в которой есть SPI, а не I2C)


После этого всего я дошел до экрана и тут началось веселье. Контроллер экрана здесь стоит ILI9341, поэтому для начала я попробовал завести его через SPI и библиотеку Adafruit_ILI9341. С небольшими допилами это получилось - нужно было добавить вручную инициализацию пинов под SPI:


__GPIOC_CLK_ENABLE();

__GPIOD_CLK_ENABLE();

__GPIOF_CLK_ENABLE();

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;

GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_2;

GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;

GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;

GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_LOW;

HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);

GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_13;

GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;

GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;

GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_LOW;

HAL_GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStruct);

GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_7|GPIO_PIN_8|GPIO_PIN_9;

GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;

GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;

GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_HIGH;

GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF5_SPI5;

HAL_GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStruct);


Но скорость отрисовки через SPI не порадовала, а с учетом того, что особенностью данной платы есть возможность работы экрана через SDRAM , то начал ковырять все это дело. С драйверами под это все в stm32 cores проблемы, поэтому пришлось делать на регистрах.


Сначала прикрутил SDRAM  https://github.com/levkovigor/stm32f429i-disk1_sdram_ltdc/bl...

командами SDRAM_Read8 и SDRAM_Write8 можно записывать/считывать значение в памяти по адресу.


После этого прикрутил LTDC - для работы экрана через память - https://github.com/levkovigor/stm32f429i-disk1_sdram_ltdc/bl...

команда PutPixel меняет цвет пикселя по координатам x, y


Осталось только перевести экран в соответствующий режим работы, для этого нужно задать набор команда по SPI конроллеру ILI9341 - для этого я использовал все ту же библиотеку Adafruit_ILI9341, в которую дописал функцию begin_ltdc() - доработанные файлы библиотеки также лежат в репозитории.


Ну и видео на котором можно оценить разницу в скорости работы двумя методами: заливка экрана черным > синим > красным с задержкой в одну секунду через SPI и LTDC.

Кстати тачскрин тоже работает, для этого нужна библиотека Adafruit_STMPE610, тут только пини для I2C надо правильные задать.


По идее через LTDC можно подключить любой другой подходящий TFT любого разрешения, только настройки нужно будет выставить соответствующие. По возможности обязательно попробую и проверю по скорости.

Показать полностью 1
112

Вторая жизнь старому стрелочному мультиметру

Бывает, что у радиолюбителей есть старый стрелочный мультиметр советских времен, лежит где-то далеко на полке. По прямому назначению его уже использовать не хочется, а выкинуть жалко. Так и лежит. В этой статье мы сделаем его модернизацию, а именно – добавим USB, для возможности анализа данных и построения графиков.

Вторая жизнь старому стрелочному мультиметру Мультиметр, Новая жизнь старых вещей, Схемотехника, Микроконтроллеры, Arduino, Stm32, Delphi, Программирование, Видео, Длиннопост
Вторая жизнь старому стрелочному мультиметру Мультиметр, Новая жизнь старых вещей, Схемотехника, Микроконтроллеры, Arduino, Stm32, Delphi, Программирование, Видео, Длиннопост

Из курса школьной физики вспоминаем принцип работы такого измерительного прибора – ток течет по обмотке, находящейся в магнитном поле, пытается покрутиться и отклоняет стрелку. Первым делом вскрываем мультиметр и смотрим на подключение стрелки.

Вторая жизнь старому стрелочному мультиметру Мультиметр, Новая жизнь старых вещей, Схемотехника, Микроконтроллеры, Arduino, Stm32, Delphi, Программирование, Видео, Длиннопост

Подаем ему на измерение напряжение с потенциометра, а другим мультиметром снимаем напряжение между каждым проводом от стрелки и общим. Данные заносим в табличку и строим график.

Вторая жизнь старому стрелочному мультиметру Мультиметр, Новая жизнь старых вещей, Схемотехника, Микроконтроллеры, Arduino, Stm32, Delphi, Программирование, Видео, Длиннопост

Выбираем провод с более резким наклоном прямой. В моем случае получилось что при максимальном отклонении стрелки напряжение равно 96,4 мВ. Для оцифровки микроконтроллером мало, но ничего страшного, это напряжение можно усилить операционным усилителем. Подойдет любой ОУ, я взял LM2904, просто потому что у меня такой был. Смотрим документ на микросхему – два ОУ в одном корпусе, максимальное выходное напряжение Vcc-1.5v. Запитывать будем от 3.3 вольт, значит надо подобрать коэффициенты усиления так, чтобы при зашкаливающей стрелке ОУ выдавал максимально возможное напряжение.

Вторая жизнь старому стрелочному мультиметру Мультиметр, Новая жизнь старых вещей, Схемотехника, Микроконтроллеры, Arduino, Stm32, Delphi, Программирование, Видео, Длиннопост

Готово. Первый каскад усиливает напряжение со стрелки мультиметра в 10 раз, второй каскад усиливает выход первого в зависимости от настройки потенциометра. Для тестов я собрал все на старом кусочке текстолита.

Вторая жизнь старому стрелочному мультиметру Мультиметр, Новая жизнь старых вещей, Схемотехника, Микроконтроллеры, Arduino, Stm32, Delphi, Программирование, Видео, Длиннопост

Проверяем напряжение на выходе усилителя при разных положениях стрелки. Нужно настроить так, чтобы когда стрелка зашкаливает, напряжение продолжало увеличиваться пока она не упрется в ограничитель хода. Теперь это напряжение надо оцифровать. Я взял китайскую платку с STM, купленную на Али.

Вторая жизнь старому стрелочному мультиметру Мультиметр, Новая жизнь старых вещей, Схемотехника, Микроконтроллеры, Arduino, Stm32, Delphi, Программирование, Видео, Длиннопост

На борту у нее микроконтроллер STM32F103C8T6. Есть АЦП и USB. Подходит. Для первоначальной настройки предлагаю воспользоваться STM32CubeMX. Включаем тактирование, настраиваем кварцевые резонаторы.

Вторая жизнь старому стрелочному мультиметру Мультиметр, Новая жизнь старых вещей, Схемотехника, Микроконтроллеры, Arduino, Stm32, Delphi, Программирование, Видео, Длиннопост

Включаем и настраиваем АЦП, не забываем про прерывание по готовности.

Вторая жизнь старому стрелочному мультиметру Мультиметр, Новая жизнь старых вещей, Схемотехника, Микроконтроллеры, Arduino, Stm32, Delphi, Программирование, Видео, Длиннопост

АЦП будет запускаться по событию таймера, настраиваем таймер.

Вторая жизнь старому стрелочному мультиметру Мультиметр, Новая жизнь старых вещей, Схемотехника, Микроконтроллеры, Arduino, Stm32, Delphi, Программирование, Видео, Длиннопост

Таймер тактируется частотой 48 МГц, с предделителем 24 и периодом 2000 получится, что он будет запускать АЦП каждую 1 мс. В принципе так часто нет смысла, но мы будем использовать усреднение значений, поэтому пусть будет. Включаем USB, выбираем Custom HID.

Вторая жизнь старому стрелочному мультиметру Мультиметр, Новая жизнь старых вещей, Схемотехника, Микроконтроллеры, Arduino, Stm32, Delphi, Программирование, Видео, Длиннопост

Генерируем проект и переходим к написанию кода. Я использовал System Workbench for STM32. Добавляем в «main.c» запуск таймера и АЦП, и несколько глобальных переменных.


/* USER CODE BEGIN PV */

//uint16_t adc_arr[ADC_MAX_CONVERSATIONS];

uint16_t adc_to_send;

uint32_t adc_sum;

uint8_t adc_counter;

uint8_t send_flag;

volatile uint16_t x;

/* USER CODE END PV */

/* USER CODE BEGIN 2 */

HAL_ADC_Start(&hadc1);

HAL_ADC_Start_IT(&hadc1);

HAL_TIM_Base_Start(&htim3);

/* USER CODE END 2 */


В прерывании прибавляем к переменной значение с АЦП и увеличиваем счетчик. Когда счетчик достигнет 200, усредняем значение и перекладываем в буфер для отправки по USB. Поднимем флаг, что пора отправлять.


/* USER CODE BEGIN 4 */

void HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef* hadc){

adc_sum+=HAL_ADC_GetValue(hadc);

adc_counter++;

if(adc_counter==ADC_MAX_CONVERSATIONS){

HAL_GPIO_TogglePin(LD_1_GPIO_Port,LD_1_Pin);

adc_to_send=adc_sum/ADC_MAX_CONVERSATIONS;

adc_counter=0;

adc_sum=0;

send_flag=1;

}

}

/* USER CODE END 4 */


В основном цикле все время проверяем флаг, если поднят опускаем и отправляем буфер. Получится что мы будем отправлять значения каждые 200 мс.


/* USER CODE BEGIN WHILE */

while (1)

{

// HAL_GPIO_TogglePin(LD_1_GPIO_Port,LD_1_Pin);

if(send_flag){

send_flag=0;

..USB_Send_report(adc_to_send);

}

/* USER CODE END WHILE */

/* USER CODE BEGIN 3 */

}


Дескриптор USB устройства уже создался стм кубом, его трогать не будем, только проверим интервал опроса, должно быть не больше наших 200 мс.


/* 34 */

0x07, /* bLength: Endpoint Descriptor size */

USB_DESC_TYPE_ENDPOINT, /* bDescriptorType: */

CUSTOM_HID_EPOUT_ADDR, /*bEndpointAddress: Endpoint Address (OUT)*/

0x03, /* bmAttributes: Interrupt endpoint */

CUSTOM_HID_EPOUT_SIZE, /* wMaxPacketSize: 2 Bytes max */

0x00,

0x20, /* bInterval: Polling Interval (20 ms) */

/* 41 */


Далее составим «HID Report» дескриптор в программке HID Descriptor Tool.

Вторая жизнь старому стрелочному мультиметру Мультиметр, Новая жизнь старых вещей, Схемотехника, Микроконтроллеры, Arduino, Stm32, Delphi, Программирование, Видео, Длиннопост

Тут мы говорим, что наше устройство сообщает температуру в комнате (Usage). Report Size=8 и Report Count=4 означают, что 32 бита посылается от устройства к компьютеру (Input) и столько же от компьютера к устройству (Output). Нам из этого всего понадобится только 2 байта, остальное на будущее. Сохраняем как заголовочный файл, и копируем в наш код (куб там оставил место в файле usbd_custom_hid_if.c). Так же надо проверить соответствие размеров репорт дескриптора 35 байт и размер буфера под отправку (тут должно быть 5 байт, потому что мы еще указали Report ID – это еще 1 байт в самом начале). Прошьем и проверим, что устройство правильно определилось в системе.

Вторая жизнь старому стрелочному мультиметру Мультиметр, Новая жизнь старых вещей, Схемотехника, Микроконтроллеры, Arduino, Stm32, Delphi, Программирование, Видео, Длиннопост

Раскомментируем функцию отправки в файле «usbd_custom_hid_if.c» и заполняем, указав первым байтом Report ID, дальше наше значение АЦП.


/* USER CODE BEGIN 7 */

/**

* @brief Send the report to the Host

* @Param report: The report to be sent

* @Param len: The report length

* @retval USBD_OK if all operations are OK else USBD_FAIL

*/

static uint8_t USBD_CUSTOM_HID_SendReport_FS(uint8_t *report, uint16_t len)

{

return USBD_CUSTOM_HID_SendReport(&hUsbDeviceFS, report, len);

}

uint8_t USB_Send_report(uint16_t data){

Rep_buffer[0]=0x01;//report id

Rep_buffer[1]=data>>8;

Rep_buffer[2]=data;

Rep_buffer[3]=0xFF;

Rep_buffer[4]=0xFF;

return USBD_CUSTOM_HID_SendReport_FS(Rep_buffer,5);

}

/* USER CODE END 7 */


Проверяем в какой-нибудь утилитке что пакеты действительно идут.

Вторая жизнь старому стрелочному мультиметру Мультиметр, Новая жизнь старых вещей, Схемотехника, Микроконтроллеры, Arduino, Stm32, Delphi, Программирование, Видео, Длиннопост

Осталось написать программку под Windows, которая бы все это обрабатывала. Берем любимую среду программирования и библиотеку для работы с HID устройствами. Я взял старенькую Delphi 7 и библиотеку компонентов JEDI VCL. Из нее нужны «TJvHidDeviceController» и «TJvHidDevice». Добавляем обработчик «OnEnumerate» у девайс контроллера, в него по очереди прилетают все HID устройства при вызове энумерации. Остается отфильтровать наше устройство по VID и PID, затем связать с компонентом «TJvHidDevice».


function TUSBMeter.HidControllerEnumerate(HidDev: TJvHidDevice; const Idx: Integer): Boolean;

begin

if (IntToHex(HidDev.Attributes.VendorID,4)=VID)and

(IntToHex(HidDev.Attributes.ProductID,4)=PID) then

begin

if (HidDev.Caps.OutputReportByteLength=OUT_REPORT_COUNT_AMPERAGE) then

HidController.CheckOutByIndex(HidAmperage,Idx);

usb_ready:=true;

end;

Result := True;

end;


Данные будут приходить в обработчик «OnDeviceData». В нем вычисляем из посылки значение АЦП и выводим куда-нибудь для проверки.


procedure TUSBMeter.HidControllerDeviceData(HidDev: TJvHidDevice; ReportID: Byte; const Data: Pointer; Size: Word);


var

buf:^byte;

begin

if (IntToHex(HidDev.Attributes.VendorID,4)<>VID)or((IntToHex(HidDev.Attributes.ProductID,4)<>PID)) then exit;

buf:=Data; // rep

adc_abs:=buf^;

adc_abs:= adc_abs shl 8;

inc(buf);

adc_abs:=adc_abs+(buf^);

inc(buf);

callback;

end;


Теперь надо сделать пересчет, добавим на форму RadioGroup и настроим как на переключателе мультиметра. Я не стал добавлять шкалу сопротивлений, не нужна.

Вторая жизнь старому стрелочному мультиметру Мультиметр, Новая жизнь старых вещей, Схемотехника, Микроконтроллеры, Arduino, Stm32, Delphi, Программирование, Видео, Длиннопост

Заведем так же масштабирующий массив для пересчета и массив с единицами измерений.


const

scale_arr: array[1..18] of real = (600,300,150,60,30,15,6,3,0.75,1500,300,60,15,3,0.6,0.12,0.000012,1);

scale_arr_symb: array[1..18] of string[2] = ('V','V','V','V','V','V','V','V','V','mA','mA','mA','mA','mA','mA','mA','uA','');


Для пересчета еще понадобятся два граничных значения acd_min и adc_max. Подключаем потенциометр к мультиметру, выставляем стрелку на 0 и смотрим, что присылается в программу. Если тоже 0 – хорошо, если нет – не беда, подкорректируем. Потом выставляем стрелку на максимум и так же смотрим. Важно чтобы когда стрелка «зашкаливала» значение продолжало увеличиваться, так будет запас. Если этого нет, надо подкрутить потенциометр ОУ. У меня получилось 0 и 2365. Пересчитываем и выводим уже на основное табло.


procedure TMainForm.HID_Callback;

var

s:string;

buf:string;

rec_s:string;

begin

s:=floattostr(((meter.ADC-adc_min)/(adc_max-adc_min))*scale_arr[RadioGroup1.ItemIndex+1]);

buf:=copy(s,1,5);

buf[pos(',',buf)]:='.';

Label2.Caption:=buf;

end;

Вторая жизнь старому стрелочному мультиметру Мультиметр, Новая жизнь старых вещей, Схемотехника, Микроконтроллеры, Arduino, Stm32, Delphi, Программирование, Видео, Длиннопост
Вторая жизнь старому стрелочному мультиметру Мультиметр, Новая жизнь старых вещей, Схемотехника, Микроконтроллеры, Arduino, Stm32, Delphi, Программирование, Видео, Длиннопост
Вторая жизнь старому стрелочному мультиметру Мультиметр, Новая жизнь старых вещей, Схемотехника, Микроконтроллеры, Arduino, Stm32, Delphi, Программирование, Видео, Длиннопост

Большая часть готова, теперь надо прикрутить запись в файл, страницу настроек с сохранением и красивый GUI. Формат файла я взял CSV, так как из него будет легко строить графики в Экселе.

Вторая жизнь старому стрелочному мультиметру Мультиметр, Новая жизнь старых вещей, Схемотехника, Микроконтроллеры, Arduino, Stm32, Delphi, Программирование, Видео, Длиннопост
Вторая жизнь старому стрелочному мультиметру Мультиметр, Новая жизнь старых вещей, Схемотехника, Микроконтроллеры, Arduino, Stm32, Delphi, Программирование, Видео, Длиннопост
Вторая жизнь старому стрелочному мультиметру Мультиметр, Новая жизнь старых вещей, Схемотехника, Микроконтроллеры, Arduino, Stm32, Delphi, Программирование, Видео, Длиннопост
Вторая жизнь старому стрелочному мультиметру Мультиметр, Новая жизнь старых вещей, Схемотехника, Микроконтроллеры, Arduino, Stm32, Delphi, Программирование, Видео, Длиннопост
Вторая жизнь старому стрелочному мультиметру Мультиметр, Новая жизнь старых вещей, Схемотехника, Микроконтроллеры, Arduino, Stm32, Delphi, Программирование, Видео, Длиннопост

Все, готово. Осталось собрать все в корпус мультиметра, свободного места там полно. Прорезать отверстие под USB шнурок и убрать обратно на самую дальнюю полку до тех пор, пока не понадобится снять долгий график разряда аккумулятора или график потребления тока каким-нибудь устройством.


Надеюсь, кому-нибудь будет полезно.

Показать полностью 21 1
66

Stm32f103C8T6 ADC (АЦП - аналого-цифровой преобразователь) основы

И снова здравствуйте. Сегодня я хотел бы рассказать о не очень сложной, но достаточно полезной штуке - АЦП (Analog to Digital Converter) в stm32.


В тексте будут встречаться отсылки на мою первую статью, которую вы можете найти тут: https://pikabu.ru/story/dlya_nachinayushchikh_stm32f103c8t6_...


Итак, АЦП можно представить, как вольтметр, выдающий различные цифровые значения в зависимости от входного напряжения. В STM32 АЦП 12 разрядный, а входное напряжение на его входе колеблется от 0 до 3.3v (напряжение питания контроллера). Конструируя собственные поделки на камнях STM32 необходимо понимать, как работает АЦП.


На вход его подается 2 напряжения - напряжение питания и напряжение входное (котоорое мы хотим отобразить в числовом эквиваленте). Исходя из их сравнения АЦП и выдает результат. Из этого следует, что мы должны иметь очень стабильное напряжение питания самого АЦП, иначе значения будут сильно плавать. К счастью на нашей тестовой плате все уже реализовано и ничего изменить не удастся.


Давайте перейдем к наглядным примерам. Имеется 4 светодиода, каждый из которых подключен к выходам контроллера PB12(красный) PB13(желтый) PB14(зеленый) и PB15 (синий). Давайте подключим так же потенциометр, который будет работать делителем напряжения, а выходное значение будет обрабатываться нашим АЦП. Так же параллельно потенциометру подключим вольтметр, который будет помогать нам определить, что в данный момент на выходе делителя и соответственно на входе АЦП (в нашем случае это будет PA0).

Stm32f103C8T6 ADC (АЦП - аналого-цифровой преобразователь) основы Stm32f103, Atollic, Гайд, Stm32, Длиннопост, Микроконтроллеры
Stm32f103C8T6 ADC (АЦП - аналого-цифровой преобразователь) основы Stm32f103, Atollic, Гайд, Stm32, Длиннопост, Микроконтроллеры
Stm32f103C8T6 ADC (АЦП - аналого-цифровой преобразователь) основы Stm32f103, Atollic, Гайд, Stm32, Длиннопост, Микроконтроллеры
Stm32f103C8T6 ADC (АЦП - аналого-цифровой преобразователь) основы Stm32f103, Atollic, Гайд, Stm32, Длиннопост, Микроконтроллеры

В программной части реализации разделим возможный диапазон на 4 части, которые будут начинаться со следующих значений (комментарий - из значение в вольтах):

#define ADC_0V_VALUE 0 //0V

#define ADC_1V_VALUE 1024 //0.825V

#define ADC_2V_VALUE 2048 //1.65V

#define ADC_3V_VALUE 3072 //2.475V


Итак, программа написана следующим образом. В зависимости от значения на выходе потенциометра будет устанавливаться высокий уровень (загораться светодиод) на выходах PB12-PB15.


Теперь перейем к созданию проекта. В CubeMX выберем нашу плату STM32F103C8Tx. Активируем ADC для IN0. Отметим порты PB12-PB15 как выходные. Включим дебаг через Serial Wire и подключим внешний кварц HSE (опционально).

Stm32f103C8T6 ADC (АЦП - аналого-цифровой преобразователь) основы Stm32f103, Atollic, Гайд, Stm32, Длиннопост, Микроконтроллеры

Вкладка Clock Configuration не имеет никаких изменений по сравнению с предыдущей статьей:

Stm32f103C8T6 ADC (АЦП - аналого-цифровой преобразователь) основы Stm32f103, Atollic, Гайд, Stm32, Длиннопост, Микроконтроллеры

А теперь зайдем в настройки AЦП:

Stm32f103C8T6 ADC (АЦП - аналого-цифровой преобразователь) основы Stm32f103, Atollic, Гайд, Stm32, Длиннопост, Микроконтроллеры

Вполне возможно, вы читали какие то гайды и как правило во всех них, при использовании куба с этой отладочной платой имеется аналогичный скрин, где видна возможность настройки разрядности АЦП (вроде этого):

Stm32f103C8T6 ADC (АЦП - аналого-цифровой преобразователь) основы Stm32f103, Atollic, Гайд, Stm32, Длиннопост, Микроконтроллеры

Но реальность увы не иная, возможно, ранее разрядность АЦП и можно было настроить для этого камня, но теперь куб такой возможности не предоставляет и окно конфига выглядит так:

Stm32f103C8T6 ADC (АЦП - аналого-цифровой преобразователь) основы Stm32f103, Atollic, Гайд, Stm32, Длиннопост, Микроконтроллеры

Возможно, это обусловлено тем, что камень f103 один из самых старых, и stm просто уделяет ему меньше внимания, но это не так критично, ведь по умолчанию, хоть разрядность ацп и не указана, но она выставлена как максимальное значение 12 бит. Все что нам необходимо, это включить Continious Conversion Mode, как на скрине выше. Зачем? Давайте останоовимся немного на режимах работы АЦП их 3:


1. Scan Conversion Mode (Многоканальный) - этот режим используется в том случае, если у нас будет несколько входных каналов преобразователя. Т.к. в данном случае мы используем только один вход A0, то этот режим оставляем отключенным. Если же вы используете несколько входных каналов, то АЦП можно будет сконфигурировать для их опроса в заданной последовательности.


2. Continious Conversion Mode (Циклический) - если этот режим отключен, то опрос канала/каналов произойдет лишь однажды, результат запишется в выходной регистр АЦП и данные всегда будут неизменны. В случае активацции, опрос каналов будет происходить непрерывно, и данные в выходном регистре будут обновляться.


3. Discontinuous Conversion Mode (Непоследовательный) - этот режим позволяет настроить АЦП сканирующее несколько каналов так, что бы опрос происходил не по всем каналам, а по заранее заданным группам каналов, причем если групп несколько, то за раз будет опрашиваться толко одна, затем следующая и т.д.


Следующий раздел ADC_Regular_ConversionMode предоставляет возможность сконфигурировать работу нескольких АЦП. Его мы рассмотрим в следующих статьях в более сложных примерах, а сейчас просто оставим все заданные значения по умолчанию.


На этом конфигурацию проэкта в CoubMX можно считать законченной. Завершим создание проекта для Atollic по аналогии с прошлой статьей.

Stm32f103C8T6 ADC (АЦП - аналого-цифровой преобразователь) основы Stm32f103, Atollic, Гайд, Stm32, Длиннопост, Микроконтроллеры

Вся программная релизация заключается в объявлении переменной, хранящей значение adcResult и объявлении выше описанных #define значений. После этого в цикле читаем значение с АЦП в переменную adcResult и останавливаем АЦП до следующей итерации цикла:


HAL_ADC_Start(&hadc1);

HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 100);

adcResult = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);

HAL_ADC_Stop(&hadc1);


Затем сравниваем полученное значение с объявленными выше и в зависимости от результата включаем заданный выход контроллера (загорается светодиод) и отключаем остальные.


Код приложения доступен для скачивания по ссылке: https://bitbucket.org/shurankain/adc_leds_f103/downloads/


Стоит заметить, что камень STM32F103C8 имеет встроенных 2 АЦП, каждый из которых может обрабатывать до 18 каналов. Каналами могут служить не только данные извне, но и от внутренних источников. На используемой нами плате доступны 10 внешних каналов (ADC1_IN0-ADC1_IN9 или ADC2_IN0-ADC2-IN9), а так же внутренний термометр встроенный в чип и опорное напряжение (1.20V но может меняться от температуры).


P.S. Дабы избежать ненужных вопросов в стиле: "а чем отличается от Адруино?", - отвечу сразу. Рарядностью. В ардуино 10и разрядный АЦП в stm32 12и разрядный. Что это значит? Ардуино может дискретизировать входной сигнал с точностью 1/1024 (1024 = 2 в 10й степени), в случае с stm32 это 1/4096 (2 в 12й степени). Соответственно, благодаря двум дополнительным разрядам, АЦП в stm32 выдает результат в 4 раза точнее.


P.S. Я обязательно расскажу об использовании нескольких АЦП в будущих статьях. Но в ближайших планируется рассказать о работе с i2c, подключении дисплеев и датчиков. Хочу поблагодарить своих подписчиков, которые у меня появились за интерес к данной теме! Буду рад отвтетить на ваши вопросы и услышать ценные советы с вашей стороны. Спасибо.

Показать полностью 10
46

Ардуино могла быть в 25 раз быстрее! Разница скорости Arduino vs. AVR vs. STM32.

Провел тест, для сравнения скорости выполнения программы на Arduino, AVR и STM32. Результаты мягко говоря удивили. Тестовая программа написанная в Atmel Studio выполнилась в 25 раз быстрее чем на Arduino, но одном и том-же процессоре.

Ардуино могла быть в 25 раз быстрее! Разница скорости Arduino vs. AVR vs. STM32. Arduino, Avr, Stm32, Stm32f103, Тест скорости, Сравнение, Видео, Длиннопост

Еще больше удивило, что AVR обогнал STM32. И дело тут не в архитектуре процессора, не в задержках вызванных ограниченной скоростью доступа к памяти программы (flash latency). Причина в медленных функциях STDPeriph. Многие действия, которые могли бы выполниться за один такт выполняются в лучшем случае за пять, так как находятся внутри функции. Если бы перед оглашением таких функций стояла директива "inline" размер кода и скорость выполнения были-бы значительно выше. После замены медленных функций на прямое обращение к регистрам скорость STM32 утроилась. В CubeMX дела обстоят еще хуже из-за усложненных обработчиков прерываний, callback функций и т.д.

Ардуино могла быть в 25 раз быстрее! Разница скорости Arduino vs. AVR vs. STM32. Arduino, Avr, Stm32, Stm32f103, Тест скорости, Сравнение, Видео, Длиннопост

Производители выпускают все более мощные процессоры, но львиная часть производительности хоронится в дебрях программных уровней, и это явление наблюдается не только в среде микроконтроллеров, а и в компьютерах, операционных системах, и даже там где Вы это читаете. А между тем, переусложненный код приводит не только к замедлению выполнения программ, но и к повышенному расходу электроэнергии.


Остается только надеяться, что наступит светлое будущее и мы сможем избавится от накопившейся избыточности кода, вызванной желанием все упрощать. Или может компьютеры научатся сами для себя писать программы, как знать.

Показать полностью 1
104

STM32 от Булкина. Atmega и Arduino vs STM32 и HAL

Долго думал над содержанием, но всё-таки решил написать статью-сравнение Atmega vs STM32 и немного пройтись по Arduino vs HAL.


Предыдущие статьи:


Настройка Sublime Text 3, SW4 и STM32CubeMX для разработки STM32 под Windows 10

Настройка Sublime Text 3, SW4 и STM32CubeMX для разработки STM32 под Linux

STM32 от Булкина. Урок 1: Вводный, где мы немножко похулиганим


Вступление


Давайте немного определимся с понятиями и что же мы будем сравнивать.


Для начала зададимся вопросом, а корректно ли сравнивать 8-битную архитектуру МК Atmega/ATtiny и 32-битную ARM STM32?


Собственно, в этой статье я обсуждаю преимущества, которая даёт 32-битная архитектура в целом, а также преимущества МК STM32 относительно МК Atmega/ATtiny в частности. Вопрос из той же оперы, как стоит ли переходить с процессоров i486 на i7.


Я сам занимаюсь автоматикой. Так что и вижу я картину с точки зрения автоматики, в основном промышленной.


Немного теории о 8 битах


Часто сталкивался с заблуждением, что программа на 8-ми битных МК оперирует только 8-ми битными данными, потому смысла в переходе на 32-битные МК нет. На самом деле, например, простые целочисленные данные и указатели в 8-ми битных МК являются 16-ти битными. Поэтому, утрируя, при работе с такими данными, МК тратит дополнительные такты там, где 32-битное ядро тратит всего один. Плюс для доступа к таким данным 8-ми битный МК производит дополнительные операции чтения/записи и операции со стеком. На деле это дополнительно приводит и к увеличению объема прошивки, и к увеличению потребления памяти.


32-битные же МК могут легко оперировать 8-, 16- и 32-битными данными за такт. Плюс наличие готовых команд для доступа к ним и преобразования, т.н. набор команд Thumb.


А что с производительностью?


Тут можно обратиться к сухим синтетическим тестам, например CoreMark. Он хорош ещё и тем, что даёт показатель CoreMark/MHz. Просто навскидку из таблицы:


- ATmega2560 (на частоте 8МГц): 0.53 CoreMark/MHz

- ATmega644 (на частоте 20МГц): 0.54 CoreMark/MHz

- STM32F103RB (на частоте 72МГц): 1.50 CoreMark/MHz

- STM32F051C8 (на частоте 48МГц): 2.20 CoreMark/MHz


Ещё раз подчеркиваю, это показатель производительности на МГц частоты. Общая производительность вообще разгромная:


- ATmega2560 (на частоте 8МГц): 4.25 CoreMark

- ATmega644 (на частоте 20МГц): 10.21 CoreMark

- STM32F103RB (на частоте 72МГц): 108.26 CoreMark

- STM32F051C8 (на частоте 48МГц): 105.61 CoreMark


Я привёл примеры наиболее используемых МК из готовой таблицы.


Если ещё коснуться ARM, то они имеют набор команд Thumb, которые позволяют делать, например, множественные пересылки данных одной командой.


Давайте сюда ещё прибавим модуль FPU, который есть на всех STM32 начиная с серий F3xx. Значительно ускоряет вычисления с плавающей точкой. Конечно, можно изгаляться с псевдо-плавающей точкой, типа умножать такие числа на 1000 и считать их целыми. Но на деле это далеко не всегда возможно и удобно.


И ещё потом добавим DMA, который на порядок ускоряет работу с периферией и не только.


Выходит очень вкусно, я считаю.

А что с потреблением?


Тут всё по канонам. В сравнении с 32-бит, 8-битные МК производят в 4 раза больше циклов обращения к памяти и большее количество команд для копирования того же объема данных. Также, например, ARM позволяют выполнять по 2 команды Thumb за такт. У 32-бит меньше работы, меньше потребление.


Если говорить про переход в спящий режим, то у ARM есть фишка - проснулись по прерыванию, отработали его и сразу заснули. С учётом того, что отработает он быстрее, чем AVR 8-бит, потребление будет значительно меньше.


Также это всё значит, что и работаем на пониженном напряжении. Это 3.3В у STM32 против 5В у Atmega. Конечно, у Atmega можно снизить напряжение, но придётся снижать и частоту в разы. Если брать те же 3.3В, то придётся снизить частоту до 10МГц.


Это кстати, ещё преимущество для STM32. Далеко не вся периферия работает на 5В, поэтому приходится ставить дополнительный регулятор напряжения для неё при использовании ATmega/ATtiny.


Хотя, чего греха таить, я сам предпочитаю использовать импульсный регулятор на входе на 4.5-5В и потом опускаю линейником до 3.3В. Это особенно важно там, где используются ADC/DAC.

Ну и не забудем про такую серию у STM32, как Lxxx. Это МК с ультра-низким потреблением. Хотя они дороговаты. Но у них, зато, есть ещё и EEPROM на борту, как у Atmega/ATtiny.

А что с ценой?


Тут вообще момент прекрасный. Если брать прям вот аналогичный в плане ног и периферии STM32, выигрыш значительный. Плюс можно сэкономить на RTC и USB.


Если брать современную серию STM32 на Cortex M4 и Cortex M7, это F3xx и выше, там цена выше, конечно, но и плюшек море.


Замучил уже, сравнивай в таблице!

Я решил разбить сравнение на 4 части:


Микро: ATtiny861A-SU vs STM32F030F4P6

Мини: ATmega328P-AU vs STM32F103C8T6

Средне: ATmega644PA-AU vs STM32F303CBT6

Макси: ATmega2560-16AU vs STM32F405VGT6


Линейка чипов огромная о обоих производителей. Я выбирал такие чипы, которые схожи по ногам, более менее по памяти и периферии. В каждом пункте ниже дам немного описаний, почему и как.
Я намеренно не сравниваю отладочные платы, особенно с Ali. Их вообще надо использовать только для отладки софта и разработки готового устройства. Мы же серьёзные люди, да?
Я не буду брать цены с Ali, только Российские поставщики. Я не буду давать тут рекламу, могу в комментах ответить, где я покупаю. Всегда есть, где подороже, а где подешевле. Нам важны относительные цены. К тому же, через неделю они могут поменяться, все зависит от курса $.

И ещё. Указать корректное количество каналов PWM может быть не везде просто. Поэтому пишу везде приставку “до”. Я считаю количество тех, которые можно вывести всей кучей на разные ноги.


Я везде в STM32 отмечаю наличие CRC32. Это очень важная и нужная фишка. Позволяет считать контрольные суммы налету. Очень нужно, если пишете свой протокол обмена данными, например. Для того же Modbus можно приспособить.


Все фотки самих чипов я делал на планшет, цифры сейчас нет под рукой. Все фото мои личные, фотал чипы из своих запасов.

Микро: ATtiny861A-SU vs STM32F030F4P6


Собственно решение для минимальных задач. Выбирал МК по доступности, количеству ног ну и более-менее нормальной периферии.

STM32 от Булкина. Atmega и Arduino vs STM32 и HAL Stm32, Atmega, Attiny, Arduino, Длиннопост

Слева ATtiny, справа STM32. Разница в размерах впечатляет, особенно как узнаешь возможности этой финтифлюшки.

STM32 от Булкина. Atmega и Arduino vs STM32 и HAL Stm32, Atmega, Attiny, Arduino, Длиннопост

Мини: ATmega328P-AU vs STM32F103C8T6

STM32 от Булкина. Atmega и Arduino vs STM32 и HAL Stm32, Atmega, Attiny, Arduino, Длиннопост

Слева ATmega, справа STM32. При схожих размерах, ног у STM32 больше.

STM32 от Булкина. Atmega и Arduino vs STM32 и HAL Stm32, Atmega, Attiny, Arduino, Длиннопост

Средне: ATmega644PA-AU vs STM32F303CBT6


По опыту прошлой разработки знаю, что первым делом, когда 328-й уже не хватает, но 2560 ещё как-то слишком, ATmega644 лучший вариант. 44 ноги, периферия побогаче, памяти побольше и стоит по-божески. Думал включить сюда ATmega1284, но стоит у нас непотребных денег, решил всё-таки учесть цену.


Относительно STM32F303CB стоит заметить, что это очень сбалансированный чип по всем параметрам. Богатая периферия, много памяти, нормальная цена. Есть FPU, аппаратная поддержка RS485 (умеет аппаратно дёргать ногой направления передачи данных) и куча других плюшек.

STM32 от Булкина. Atmega и Arduino vs STM32 и HAL Stm32, Atmega, Attiny, Arduino, Длиннопост

Слева ATmega, справа STM32. При сравнимом количестве ног, размер у STM32 меньше.

STM32 от Булкина. Atmega и Arduino vs STM32 и HAL Stm32, Atmega, Attiny, Arduino, Длиннопост

Макси: ATmega2560-16AU vs STM32F405VGT6


Ну выбор МК от AVR в этой категории очевиден. STM32F405 выбрал также из-за его сбалансированности. А ещё вкусной цене при таких-то характеристиках.

STM32 от Булкина. Atmega и Arduino vs STM32 и HAL Stm32, Atmega, Attiny, Arduino, Длиннопост

Выводы


Конечно, сложно сравнивать такие вещи. Если делать подробный анализ, утонешь в тоннах текста. Если чего-то не обсудить, куча людей будет возмущаться, а почему про это не сказал, а почему это не отметил. Всё куплено!


Где-то года полтора назад я сам наткнулся на подобное сравнение и был ошарашен. К тому моменту уже больше года у меня было несколько отладочных плат на STM32 и я всё никак не мог к ним подступиться. Но тогда твёрдо решил добить. Отложил дела и потратил месяц на изучение. Через вопли, бури возмущения, сопли и ярость. А теперь не понимаю, как я раньше жил на Atmega’х и Arduino.


Ладно. Хочу отметить некоторые вещи, которые здорово влияют на выбор с обеих сторон.


Плюсы Arduino и вообще.


Конечно же сама экосистема. Огромная база знаний, огромное коммьюнити.

Библиотеки есть подо всё, прям вообще.

Доступность шилдов подо всё и вся.

Чрезвычайно низкий порог вхождения, вот для любого.

На борту есть EEPROM, это очень удобно и круто.

Отдельно стоит отметить, что даже без Arduino программировать под Atmel довольно легко. Библиотеки, Atmel Studio и прочее.


Но есть и глобальные недостатки.


Из-за того же простого порога вхождения, качество библиотек в подавляющей своей массе просто ужасное. Я б даже сказал, отвратительное.

На Arduino нет нормальной отладки. Serial.print() - это нефига не отладка.

С Atmega никогда не получишь нормальной производительности. Нормального планировщика не воткнёшь. Они есть, конечно, даже FreeRTOS можно воткнуть, но памяти и так мало, а планировщики очень голодные. Потому не сделаешь нормальный интерфейс с хорошим откликом, не сделаешь контроллер с сотней прерываний и несколькими десятками устройств на периферии.

Куча народу (не все, конечно) возомнили себя крутыми спецами и штампуют дерьмо на отладочных платах и шилдах. Частенько промышленное дерьмо. Это, у меня лично, вызывает дикое негодование.

Сама по себе платформа, не смотря даже на то, что и STM32 тоже может работать с Arduino, подразумевает усреднение. Отсюда даже на нормальных чипах ты получаешь кастрата. И по-любому приходится лезть в дебри. Ну и в чём смысл тогда?

Если касаться Atmel Studio - это тяжелейший монстр, который даже на моем i5 с 24Gb и SSD тормозит так, как Quake на 486-м.


А что сказать хорошего про STM32?


Платформа изначально очень производительная. Как я писал выше, нет кучи недостатков 8-битных МК.

У тебя всегда изначально куча периферии. И ты выбираешь, на какие ноги её вешать и плату разводишь, как тебе удобно. А МК уже конфигурируешь исходя из этого.

Из неочевидного, например, на любую ногу можно сделать как PullUP, так и PullDown. А это очень облегчает проектировку плат, поверьте.

HAL, на самом деле, очень мощный инструмент. Хотя некоторые его хают за громоздкость, но на деле это в основном набор готовых #define, которые сильно облегчают написание и чтение кода. И переносимость!

Отладка практически на любом инструменте, почти в любой среде работает на ура из коробки. А это в любой момент все переменные, как на ладони. И точки, и даже графики. Я вообще не пользуюсь ничем, что выводило бы данные в консоль. Зачем? Тратить время на написание этих шаблонов, которые потом вычищать из продакшена?

STM32CubeMX вообще панацея. За пару минут переносится код на почти любой другой STM32. Что-то поменял? Нет проблем, галочки расставил, пересобрал проект и всё!

Тот же SPI на F405 можно запустить на 41Мбит! Я просто EEPROM на SPI пользую на 21Мбит. А ещё прибавьте к нему DMA и вообще красота! Летает!

А наличие USB и RTC почти во всех STM32?


Ладно, плюсами можно до бесконечности. Что из минусов есть:


Довольно трудный вход. Разобраться сходу не получится, нужно иметь базис.

Библиотек в свободном доступе не то чтобы нет. Есть и много. Но они либо под устаревший StdPerif, либо заточены под конкретного человека и его собственный набор библиотек. Либо и то, и другое сразу. Так, чтобы почти без доработки большая редкость. К сожалению, сложно абстрагировать библиотеку в STM32, они часто повязаны друг с другом и заточены подо что-то конкретное

Так что да, вам придётся писать свои библиотеки довольно часто. Даже под элементарные вещи вроде LCD1602

Вас будет бесить написание HAL_GPIO_WritePin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin, GPIO_PIN_SET) в сравнении с digitaWrite(LED1, HIGH). Вас будет бесить, что вы должны ВСЕГДА указывать размер буфера приёма. Ведь какая красота в Arduino Serial.available()! Нет, в STM32 мы тоже можете сделать подобное, но придётся взрыть тонны документации, чтоб понять некоторые неочевидные, но элементарные вещи.

Вас будет бесить переход к C99 после C++, но потом даже будете этому рады.

Вас будет бесить объем и количество документации по STM32. Но потом вы проникнетесь и увидите лаконичность и очень грамотную подачу относительно документации Atmel.

На борту нет EEPROM, кроме серии STM32Lxxxx, которая дорогая, как изумруд.


Стоит ещё отметить такую штуку, как Mbed. Довольно крутая вещь для IoT. Большое коммьюнити, мощная поддержка. Куча библиотек для всего. Хотя для моих задач не очень подходит. Посмотрите, если в чистом виде STM32 пугает. STM выпускает платы Nucleo под эту платформу. Так что есть готовые решения, есть =)


Ладно. Всего не отметишь. Обо всём не расскажешь. Каждый должен сам решить, стоит ли. Я вот прошел этот рубеж и безумно этому рад. Я не пошёл по простому пути Arduino -> RPi и в результате имею сейчас гораздо более мощные инструменты. Конечно, одноплатки нужны и они крутые. Туда и Linux можно накатить, и сервачок поднять с БД. Но это другая опера.


На сегодня всё, удачи!

Показать полностью 7
292

STM32 от Булкина. Урок 1: Вводный, где мы немножко похулиганим.

Как и обещал, начинаю тему про STM32. Данный пост вводный, я расскажу о настройке рабочей среды, немножко поморгаем светодиодами, всковырнём (чуть-чуть) FreeRTOS. Ну а в следующей статье я сравню STM32 и Atmega, посмотрим, зачем вообще нам нужны ARM.


Статья рассчитана на тех, кто давно ходит вокруг да около STM32, но не знает, с какого бока подступиться. Некоторые моменты могут показаться сложными на первый взгляд, но надо поработать мозгами, уж простите =) Стоит только понять некоторые основополагающие вещи, как наступит просветление, уверяю вас!


Внимание! Много текста и картинок!


1. Макетная плата


Для Пикабу я буду адаптировать статьи под обычную и дешёвую плату на STM32F103C8T6, например такую:

STM32 от Булкина. Урок 1: Вводный, где мы немножко похулиганим. Stm32, Stm32f103, Freertos, Урок, Длиннопост

Их полно на Али, стоят около 120 рублей, можно заказывать пачками. Я заказал себе штук пять вариаций. По их приезду буду адаптировать больше своих статей сюда. У неё на борту 64-Кбайт Flash и 20-КБайт RAM. Вообще, чип довольно попсовый. Таймеров всего 4 штуки, периферия хиленькая. Но он стоит копейки, частота 72МГц, много оперативы, а значит можно неплохо развернуть FreeRTOS.


Также на Хабре и у себя в блоге я публикую статьи для оригинальной макетки STM32F3DISCOVERY, она основана на МК STM32F303VCT6 c 256-Кбайт Flash и 48-КБайт RAM в корпусе LQFP100. С ней гораздо интереснее работать.


Также вам понадобится программатор ST-Link, их также полно на Али, стоят от 150 руб с доставкой.


2. Среда разработки


Корпел несколько дней и родил аж две огромные статьи по настройке среды разработки под Linux Ubuntu 16.04 и MS Windows 10. Ниже я покажу, как настроить проект под нашу макетную плату и как подключить к ней светодиоды и кнопку.


Настройка Sublime Text 3, SW4 и STM32CubeMX для разработки STM32 под Windows 10

Настройка Sublime Text 3, SW4 и STM32CubeMX для разработки STM32 под Linux


Я не буду полностью адаптировать эти статьи, т.к. большие сложности с публикацией форматированного кода на Пикабу. Выкладывать скрины и ссылки на Gist лишний раз не хочется. Я буду отсылать к этим статьям, так что держите вкладки с ними открытыми.


Также я буду приводить все примеры для SW4. Если вы хотите работать под Keil uVision - нет проблем. Я в другой статье напишу, как он устроен и какой у него крутой дебаггер, если доступные статьи вам не нравятся (пишите в комментах).



Ну ладно. приступим!


Подключать будем по такой схеме (RESET и BOOT0/BOOT1 нарисовал до кучи)

STM32 от Булкина. Урок 1: Вводный, где мы немножко похулиганим. Stm32, Stm32f103, Freertos, Урок, Длиннопост

Я считаю с этого места, что вы настроили среду разработки.


Для начала надо подключить ST-Link к нашему контроллеру. Делаем по схеме (слева программатор, справа контроллер):


SWDIO -> IO (или пин PA13)

SWCLK -> CLK (или пин PA14)

3.3V -> V3

GND -> G


Открываем STM32CubeMX и устанавливаем библиотеки для STM32F1 Help->Install New Libriaries, ставим галку Firmware Package for Family STM32F1, жмём Install Now:

STM32 от Булкина. Урок 1: Вводный, где мы немножко похулиганим. Stm32, Stm32f103, Freertos, Урок, Длиннопост

Жмем New Project, в поле Part Number Search пишем STM32F103C8:

STM32 от Булкина. Урок 1: Вводный, где мы немножко похулиганим. Stm32, Stm32f103, Freertos, Урок, Длиннопост

Щёлкаем два раза на чипе в нижней части экрана и попадаем в окно настройки.

Сначала настроим основные параметры.

- Включим FreeRTOS

- Включим резонатор на плате

- Затактируем системный таймер от TIM4

- Включим дебаг

- Включим RTC

STM32 от Булкина. Урок 1: Вводный, где мы немножко похулиганим. Stm32, Stm32f103, Freertos, Урок, Длиннопост

Теперь подключим кнопку и два светодиода:

- Щелчок на PA0 -> GPIO_EXTI0. Правый щелчок на PA0 -> Enter User Label -> BUTTON. Обратите внимание, мы подключаем кнопку на прерывание EXT0.

STM32 от Булкина. Урок 1: Вводный, где мы немножко похулиганим. Stm32, Stm32f103, Freertos, Урок, Длиннопост
STM32 от Булкина. Урок 1: Вводный, где мы немножко похулиганим. Stm32, Stm32f103, Freertos, Урок, Длиннопост

- Аналогично щелкаем на PB0 и PB1, только выбираем GPIO_Output и называем LED1 и LED2:

STM32 от Булкина. Урок 1: Вводный, где мы немножко похулиганим. Stm32, Stm32f103, Freertos, Урок, Длиннопост

В результате получим такую распиновку:

STM32 от Булкина. Урок 1: Вводный, где мы немножко похулиганим. Stm32, Stm32f103, Freertos, Урок, Длиннопост

Откроем вкладку Clock Configuration.

- Отмечаем, что тактируемся от HSE и ставим частоту системной шины 72МГц:

STM32 от Булкина. Урок 1: Вводный, где мы немножко похулиганим. Stm32, Stm32f103, Freertos, Урок, Длиннопост

Переходим во вкладку Configuration.


1. Настроим Кнопку. Жмём GPIO, выбираем кнопку и ставим сработку прерывания по обоим фронтам импульса, а также подтянем линию к питанию.

STM32 от Булкина. Урок 1: Вводный, где мы немножко похулиганим. Stm32, Stm32f103, Freertos, Урок, Длиннопост

2. Включим прерывание на кнопку. Жмём NVIC и в строке EXTI line0 interrupt ставим обе галки

STM32 от Булкина. Урок 1: Вводный, где мы немножко похулиганим. Stm32, Stm32f103, Freertos, Урок, Длиннопост

3. Настроим FreeRTOS

Жмём на FreeRTOS, во вкладке Config parameters выставляем TOTAL_HEAP_SIZE 4096 (это сколько памяти мы резервируем для всего FreeRTOS в целом)

STM32 от Булкина. Урок 1: Вводный, где мы немножко похулиганим. Stm32, Stm32f103, Freertos, Урок, Длиннопост

Во вкладке Task and Queues добавляем три задачи:

- Task Name: buttonPress, Priority: osPriorityNormal, Entry Function: StartButtonTask

- Task Name: Led1, Priority: osPriorityNormal, Entry Function: StartLed1Task

- Task Name: Led2, Priority: osPriorityNormal, Entry Function: StartLed2Task

STM32 от Булкина. Урок 1: Вводный, где мы немножко похулиганим. Stm32, Stm32f103, Freertos, Урок, Длиннопост

Во вкладке Timers and Semaphores добавим семафор, за который будут драться светодиоды:

STM32 от Булкина. Урок 1: Вводный, где мы немножко похулиганим. Stm32, Stm32f103, Freertos, Урок, Длиннопост

Включим функцию vTaskDelayUntill во вкладке Include parameters:

STM32 от Булкина. Урок 1: Вводный, где мы немножко похулиганим. Stm32, Stm32f103, Freertos, Урок, Длиннопост

Теперь укажем параметры проекта в Project->Settings из верхнего меню.


Указываем имя проекта в поле Project Name: PikabuLes1

Указываем путь в поле Project Location: ВАШ ПУТЬ, ГДЕ ХРАНИТЕ ПРОЕКТЫ

Выбираем Toolchain: SW4STM32

Не забываем во вкладке Code Generator включить “Add necessary libriary files as reference in the toolchain project configuration file”


Генерируем проект:

STM32 от Булкина. Урок 1: Вводный, где мы немножко похулиганим. Stm32, Stm32f103, Freertos, Урок, Длиннопост

Дальше, чтоб не выкладывать тут простыни кода, вы можете заменить три файла на аналогичные с моего репозитория на GitHub:


Inc/main.h -> меняем на этот

Src/main.c -> меняем на этот

Src/stm32f1xx_it.c -> меняем на этот


И для корректного автодополнения кода в ST3 в корень проекта закинуть CMakeLists.txt (если у вас Linux) либо сформировать правильный .clang_complete (если Windows), как я писал в статье.


Загружаем и запускаем так, как написано в той же статье.


Можете и тупо клонировать репо, инструкцию выше я давал для понимания, как это делается.


Теперь расскажу, как это всё работает.


Суть всего процесса - это планировщик задач FreeRTOS. У нас есть три задачи:

- ButtonTask: Занимается обработкой нажатий нашей кнопки

- Led1Task и Led2Task: занимаются светодиодами LED1 и LED2.


Для особого шика я добавил в эту связку бинарный семафор ledOnSemHandle. Суть его в том, что кто им владеет, тот и может управлять своим светодиодом. А кнопка, если перехватывает семафор, управляет обоими светодиодами.


Итак. При старте семафор свободен, состояние кнопки неизвестно. Кому повезёт, тот и хватает семафор функцией xSemaphoreTake. Соответственно задачи Led1Task или Led2Task ждут, когда семафор освободится.


Если нажимается кнопка, то задача ButtonTask ждёт, когда ей отдадут семафор. Когда она его получает, зажигает оба светодиода и держит семафор, пока не отпустить кнопку.


Дальше. Нажатия кнопки отбиваются прерыванием в Src/stm32f1xx_it.c в колбэке EXTI0_IRQHandler(). Самое главное вот в чём:

- Срабатывает прерывание.

- Мы проверяем, что сработка была более 50мсек от предыдущего срабатывания (простая защита от дребезга)

- Проверяем состояние линии: нажата или отпущена кнопка

- Уведомляем задачу ButtonTask об изменившемся состоянии кнопки

- Задача ButtonTask в зависимости от состояния кнопки пытается перехватить семафор или наоборот отдаёт его.


Вообще, с бинарными семафорами надо быть ОЧЕНЬ аккуратными. Это опасная штука и надо стараться обходиться без них. Хотя в некоторых задачах они необходимы. Например, если несколько задач используют одну шину для передачи данных. Но надо всегда держать в голове, что категорически нельзя глушить задачи, которые имеют доступ к семафору, иначе можно повесить всё наглухо.

Так, на этом всё на сегодня. Это вводная статья и тут куча моментов, на которых стоит остановиться подробнее. Об этом другой раз. Ну или пишите в комментах.


P.S. Баянометр ругается, но совпадений точно нет, контент на 100% уникальный.

Показать полностью 16
123

Темы будущих уроков по STM32

На волне вчерашнего поста https://pikabu.ru/story/18_podrobneyshikh_urokov_po_programm...


Есть идеи по написанию уроков по различным темам в разрезе STM32. Приглашаю @DmitryAR, @witiliar, @XanderEVG, @Arimf, @Alexey9, @slonofil, и @AlexGyver к обсуждению. Сам я занимаюсь разработкой и проектированием автоматики для отопительных систем на биотопливе, готов говорить в этом разрезе.


Собственно не вижу смысла говорить об основах языка, вроде типов данных. @AlexGyver это уже осветил. Но может стоит это преподнести в разрезе C99, а не C++?


Вот темы, которые я бы мог осветить, по разделам:


Основы программирования в разрезе C99 и STM32:

- #define: хитрости и приёмы

- SWITCH/CASE или IF/ELSE: когда и где применять

- Битовые операции: хитрости и приёмы


Фишки в разрезе STM32:

- FreeRTOS: планировщик, семафоры, стэки

- CubeMX и HAL: как сохранить переносимость кода, как искать нужные функции, где искать примеры и прочее

- Настройка таймеров, их различия, где искать информацию в документации по их параметрам

- RTC

- ADC и DAC

- Обработчик ошибок с задержками с использованием FreeRTOS (собственная библиотека)

- Простая Round Robin База данных (собственная библиотека)



Среда программирования и аппаратная отладка:

- Настройка собственной среды под Linux и Windows

- Настройка Sublime Text, System Workbench for STM32, KEIL

- Отдельно по KEIL: стилизация под Monokai, дебагинг, трэйсинг, настройка компилятора

- Логический анализатор (могу рассказать про Saleae Logic)


Модули:

- Принципы работы шин I2C, SPI. Их достоинства и недостатки. Различные режимы: Polling, Interrupt, DMA

- Watchdog: IWDG и WWDG - назначение, настройка

- Использование 7-сегментных дисплеев: подключение напрямую к МК и с помощью драйвера MAXIM MAX6950/MAX6951 (собственная библиотека)

- SPI EEPROM STM M95xxx (собственная библиотека)

- I2C расширители портов NXP PCA9671 и PCF8574  (собственная библиотека)


Проектирование схем и хитрости:

- Как правильно разводить резонаторы

- Дребезг кнопок: триггеры Шмитта и RS-триггер

- Защита портов (в разрезе дискретных и аналоговых для токовых петель)

- Импульсные и линейные регуляторы напряжения:  подбор элементной базы, разводка

- Реле: электромагнитные и твердотельные. Схемы подключения и различия использования

- В разрезе твердотельных реле особенно хочу остановиться на снабберных цепях

- Энкодеры

- Токовая петля

- Onewrire

- RS485 и Modbus (может имеет смысл рассмотреть их отдельно). По Modbus могу преподнести материал по адаптации FreeModbus Slave и собственную реализацию Modbus Master с использованием DMA и FreeRTOS

- Подключение датчика температуры PT100 напрямую (без звезды) с использованием ОУ в схеме стабилизации тока

- Фазовое регулирование напряжения: датчик нуля, табличные расчёты, таймеры


Проектирование готовых изделий:

- Проектирование плат в KiCAD: принципы работы, создание деталей, 3D-моделей и прочее

- Проектирование готового изделия в FreeCAD: сборочный чертёж, 3D-модель и т.д.


Отдельно могу поговорить об учёте и хранении радиодеталей, тем более, что использую самописную программу для этого.


Ну и на закуску, вот несколько готовых изделий:

Темы будущих уроков по STM32 Arduino, Программирование, Микроконтроллеры, Stm32, Длиннопост, Ремонт техники
Темы будущих уроков по STM32 Arduino, Программирование, Микроконтроллеры, Stm32, Длиннопост, Ремонт техники
Темы будущих уроков по STM32 Arduino, Программирование, Микроконтроллеры, Stm32, Длиннопост, Ремонт техники
Темы будущих уроков по STM32 Arduino, Программирование, Микроконтроллеры, Stm32, Длиннопост, Ремонт техники
Темы будущих уроков по STM32 Arduino, Программирование, Микроконтроллеры, Stm32, Длиннопост, Ремонт техники
Показать полностью 5
103

Цифровой VU meter на базе STM32, анонс

Почему анонс? Потому что хочу понять, стоит ли тратить на это время.
Разумеется всё в контексте поста "Недорогая STM32 плата + Arduino IDE":
http://pikabu.ru/story/nedorogaya_stm32_plata__arduino_ide_4...

178

Расширители портов или что делать когда ног не осталось но очень надо!

Здравствуйте уважаемые пикабушники и читатели сообщества Arduino & Pi.

Сегодня снова небольшой обзорчик товаров с али но с небольшой объединяющей темой.

Этой темой сегодня будет "Расширители портов"


Думаю каждый из тех кто программирует микроконтроллеры сталкивался с ситуацией когда нужна еще пара пинов и проект будет то что нужно. Как правило это происходит когда вы добавляете в проект новую фичу. Увы, часто от нее приходится отказаться из-за нехватки свободных или портов с необходимыми функциями. Но сегодня я постараюсь описать самые полезные расширители портов от китайцев.

Поехали.



Итак, в самом начале, бесспорный лидер по цене и полезности.

Да я помню что уже обозревал этот модуль. Но повторение - мать учения. Кому-то я думаю повторный обзор этого модуля поможет. :)


PCF8574/PCF8574A

Расширители портов или что делать когда ног не осталось но очень надо! Arduino, Модуль, Полезное, Обзор Али, Stm32, Длиннопост

Этот расширитель портов не работает с ШИМ но отлично добавляет 8 портов через I2C. Есть версия расширителя под китайские экраны 1602/2004 но в них можно использовать всего 7 портов из-за разводки (но при стоимости чуть выше 70 центов я думаю это не проблема)


Расширитель несет в себе 8 квази двунаправленных портов. Т.е. расширитель может как открывать/закрывать порт из кода так и отлавливать это событие. В отличии от очень популярных сдвиговых регистров которые могут работать или как приемник сигнала или управлять сигналом на выходах. Есть правда в нем один минус. Открываемые порты подтягиваются не к питание а на ноль. Что в свою очередь несет некоторые ограничения в использовании. Но в противовес этому можно поставить очень простую работу с модулем без какой либо библиотеки.


На расширителе имеется 9й вход (int) для получения сигнала об изменении состояния других входов расширителя. Подключается в любой свободный порт и отслеживается состояние через него.


Применение: Подключение символьных экранов типа 1602/2004, подключение кнопок и энкодеров по i2c, подключение кнопочных/пленочных клавиатур через i2c, управление светодиодами, сегментными индикаторами.


Стоимость расширителя на Aliexpress начинается от 43 рублей за версию на 7 портов

и от 75 рублей за версию на 8 портов.

7 портов - http://9505.ru/5782

8 портов - http://9505.ru/7384



Следующим в нашем списке идет копия расширителя портов от Adafruit.

PCA9685 PWM Module (Arduino PWM Module)

Расширители портов или что делать когда ног не осталось но очень надо! Arduino, Модуль, Полезное, Обзор Али, Stm32, Длиннопост

По мне это очень полезный модуль. Дополнительные 16 ШИМ выводов это мощно.

В общем модeль имеет 16 выходов ШИМ по 12 бит каждый. 4096 уровней ШИМ на канал.

Работает модуль через I2C интерфейс со всеми вытекающими. Частота ШИМ настраивается от 24 до 1526 Гц хотя на плате указано от 40 до 1000 Гц.

Питание микросхемы и портов вывода может быть разделено. Питание микросхемы допускается в передлах от 3 до 5 вольт. Т.е. согласование логических уровней для управления микросхемой не требуется. Максимальное напряжение которое может выдержать микросхема - 6 вольт.

На плате присутствует место под фильтрующий конденсатор. Иногда модули приходят без него т.ч. советую вам его распаять.


Этот модуль идеально подойдет для работы с PCF8574 в тандеме. Главное не забудьте поставить перемычки на А0-А5 для настройки I2C адреса.


Применение: Управление светодиодами/светодиодными матрицами, сервомоторами, устройствами с управляющим сигналом ШИМ.


Стоимость на AliExpress начинается от 110 рубликов.

http://9505.ru/2355


Для тех кому интерфейс SPI ближе могут приобрести аналог этой микросхемы.

TLC5940 в DIP корпусе.

Стоимость этой микросхемы на AliExpress начинается от 70 рублей за штуку.

http://9505.ru/8468



Пройдем к следующему типу портов. АЦП.

Очень часто в наших проектах нам не хватает еще одного-двух портов с АЦП. Но в данном случае нам поможет расширитель АЦП на 4 порта.

ADS1115 ADC Module (Arduino ADC Module)

Расширители портов или что делать когда ног не осталось но очень надо! Arduino, Модуль, Полезное, Обзор Али, Stm32, Длиннопост

Сам по себе модуль очень компактный и подключается опять же через интерфейс I2C. 12bit.

Плюсами этого модуля можно назвать низкое энергопотребление (порядка 150мкА в режиме работы), встроенный усилитель входного сигнала, программируемая частота дискретизации, режим пониженного энергопотребления и выходной компаратор.


Всего в микросхеме имеется 4 входа (AIN0-AIN3), которые могут использоваться как два дифференциальных входа для измерения разности напряжения между входами, либо как 4 отдельных несимметричных входа, в этом случае напряжение измеряется между одним из входов и общим проводом. Встроенный усилитель дает возможность измерения малых напряжений, не ограничивая разрешение АЦП. Модуль имеет всего 4 варианта адреса I2C в зависимости от того к какому из входов будет подключен вход ADDR (доступны для подключения пины DVV, GND, SCL, SDA). По умолчанию адрес модуля 1001000 (0x48).


Еще одна приятная особенность этого модуля - наличие оповещения от компаратора по линии ALRT при окончании преобразования. Что позволяет не опрашивать постоянно устройство для получения данных а действовать по прерыванию от самого модуля.


Стоимость данного модуля на AliExpress начинается от 118 рублей.

http://9505.ru/4593


Если у вас есть желание подробней прочитать про данную микросхему - можете почитать по данной ссылке. http://radiolaba.ru/microcotrollers/ads1115-opisanie-i-podkl...



Далее на повестке у нас обратная трансформация сигнала. ЦАП.

Преобразователь АЦП/ЦАП на базе PCF8591 (Arduino DAC Module)

Расширители портов или что делать когда ног не осталось но очень надо! Arduino, Модуль, Полезное, Обзор Али, Stm32, Длиннопост

Начнем с того что этот модуль имеет один большой минус. Разрешение каждого входа/выхода у него всего 8 бит, что хуже чем у Arduino. Но этот модуль мы должны рассмотреть т.к. в нем много того что не умеет ардуина.


Модуль имеет 4 аналоговых входа (АЦП, он же ADC), 1 аналоговый выход (ЦАП, он же DAC), разрешение каждого входа/выхода 8 бит. Управляется по шине I2C. Рабочее напряжение 2.5 - 6В. Модуль может сравнивать напряжение из 2 и более источников и выдавать результат управляющему микроконтроллеру в 4 байта со значением по каждому входу.


Как вы могли заметить на модуле распаян потенциометр (10к), термистор и фоторезистор.

Они тут не просто так. Они для отладки и тестов преобразователя ЦАП. Три джампера на модуле присоединяют эти элементы ко входным портам модуля для экспериментов и отладки программы.


Модуль конечно очень интересный но на мой взгляд разрешение маловато.


Стоимость модуля на AliExpress начинается от 68 рублей (в комплекте идут провода для подключения)

http://9505.ru/4994



Кому нужно большее разрешение - прошу любить и жаловать

Преобразователь ЦАП на MCP4725

Расширители портов или что делать когда ног не осталось но очень надо! Arduino, Модуль, Полезное, Обзор Али, Stm32, Длиннопост

Очень маленький модуль со всего 1 каналом преобразования ЦАП 12бит. Клон модуля от Adafruit с одним отличием, отсутствует вход A0. Модуль подключается по шине I2C и имеет всего 2 адреса т.ч. на одну шину получится повесить только 2 таких модуля. Модуль имеет eeprom память для записи последнего преобразования и может работать как от 3.3 вольта так и от 5 вольт.


В чем же интерес данного модуля помимо большего разрешения. Во первых у него есть собственный EEPROM. В нем хранятся данные о последнем преобразовании. т.ч. вы в любой момент можете взять эти данные. Во вторых модуль работает через Fast Mode I2C т.е. 3.4Mbps.


Преобразованные данные снимаются с пина OUT.


Более детально ознакомиться с работой можете тут -

https://learn.adafruit.com/mcp4725-12-bit-dac-tutorial


Стоимость модуля на AliExpress начинается от 70 рублей. К комплекте с модулем только гребенка для макетной платы.

http://9505.ru/4374


Ну и в заключение хотелось бы показать маленький экранчик с низкой ценой и тач экраном :)

2.0" TFT Sensor lcd + stilus

Расширители портов или что делать когда ног не осталось но очень надо! Arduino, Модуль, Полезное, Обзор Али, Stm32, Длиннопост

5 модных резистивных кнопок, резистивный тач экран но работает только от 3.3 вольта. Для 5 вольт нужен преобразователь логических уровней.

Разрешение экрана: 240X320

Встроенный микроконтроллер с оперативной памятью: S6D1121

Монитор поддерживается Arduino библиотекой: UTFT


Этого я думаю более чем достаточно перед тем как узнать что стоит он всего 177 рублей да еще и стилус в подарок. Я заказал себе несколько  т.к. это подарок богов относительно дорогущего 1.8" tft со слотом для карточки.


Еще раз повторю.

Стоимость этого экрана на AliExpress составляет смешных 177 рублей. В подарок еще идет стилус.

http://9505.ru/6554



На этом сегодняшний обзор я закончу.

Надеюсь вы найдете для себя то что вы искали и что хоть кому-то этот пост будет полезен.

Удачных вам компиляций, минимум багов и быстрых доставок.


P.S. Простите меня за такие короткие ссылки. :( Пикабу что-то делает с короткими ссылками али поэтому приходится делать вот так :(


Не забывайте подписываться на наше сообщество "Arduino & Pi"

http://pikabu.ru/community/arduino

Показать полностью 6
Похожие посты закончились. Возможно, вас заинтересуют другие посты по тегам: