[Kurs] Kurs programowania STM32 część 1 - narzędzia

[lukpep]

» Sprawdź nowy kurs STM32 »

Witam, od jakiegoś czasu siedzę troszkę w tematyce procków STM32 i tak jakoś rzucił mi się w oczy brak jakichkolwiek poradników / artów na ten temat na diodzie. W związku z tym postanowiłem ze sam cos naskrobię i się podzielę – kto wie może komuś się przyda 😉

Czemu STM32? Bo moim zdaniem to przyszłość – rdzeń Cortex M3 dostępny jest w wielu wersjach różniących się wyposażaniem, ceną i obudowami – każdy znajdzie cos dla siebie. Z doświadczenia wiem ze początkowo szczególne trudności może sprawiać proces konfiguracji środowiska, wyboru debbugera itp. W związku z tym w pierwszej części tego kursu chciałbym zrobić mały przegląd dostępnych linii procków z rdzeniem Cortex M3 (tylko tych od ST), wybrać płytkę testowa, zainstalować oraz skonfigurować środowisko IDE, jtaga . W kolejnej części będzie o bibliotekach standardowych i zaczniemy od pierwszego programu. Jeżeli będzie zainteresowanie tematem na forum oraz wyrazicie takie zdanie chętnie kontynuowałbym dalej ten temat omawiając bardziej zaawansowane tematy jak przerwania, timery, przetworniki, interfejsy komunikacyjne itp.

Rdzeń Cortex:
Sam rdzeń Cortex znalazł zastosowanie w trzech rodzinach:
Cortex Ax – implementacje w wymagających zastosowaniach z systemami operacyjnymi Linux, symbian itp.
Cortex Rx – stosowany tam gdzie najważniejsza jest responsywność systemu – np. ABS i inne systemy samochodowe
Cortex Mx – atrakcyjny cenowo i wydajnościowo do powszechnego użytku również w przemyśle

Jeżeli chodzi o same Cortexy Mx to mamy M0, M1, M3 i M4 (kinetics), pominiemy raczej wszystko oprócz M3, który nas interesuje.
Parę słów o zestawie instrukcji – omawiane tutaj układy z rdzeniem Cortex M3 są podobnie jak ARMy procesorami 32bitowymi. W ARMach programista dysponował dwoma zestawami instrukcji – ARM (instrukcje 32bitowe, szybkie ale zajmowały więcej miejsca) oraz THUMB (wolniejsze 16 bitowe ale zdecydowanie mniej zasobożerne) i mógł się między nimi przełączać np. w celu zaoszczędzenia pamięci programu tam gdzie prędkość jego wykonywania nie była najważniejsza. W rdzeniu Cortex M3 zaimplementowany jest zbiór instrukcji THUMB2 będącym zbiorem instrukcji 16 i 32 bitowych. Oferują one wydajność praktycznie identyczną z zestawem ARM przy jednoczesnej gęstości upakowania kodu jak w przypadku starego THUMB oraz nie ma konieczności przełączania się pomiędzy tymi dwoma trybami co również zajmowało czas procesora.
Wada? Brak kompatybilności – nie uruchomimy programów np. dla ARM7 na Cortexie M3.

Sprawy architektury, przestrzeni adresowej, kontrolera przerwań NVIC (fajne cacko) pomijam.

Rodzina STM32.
Mnoży się ostatnio tego i mamy dwie główne gałęzie 32bitowych Cortexow M3 w ofercie ST. Wersja znana i lubiana i pierwsza – F1 oraz nowość F2. Tej drugiej przyznam się szczerze nie znam wcale – z tego co wyczytałem w jakimś artykule jest to po prostu F1 rozkręcona do wyższych prędkości z paroma dodatkami – żadnej rewolucji.
Zamiast opisywać po kolei wszystkie modele wrzucę tabele pożyczoną ze strony producenta:



Wybór sprzętu:
Rozczarowując zapewne część z Was od razu powiem, że nie jestem wielbicielem domowych rozwiązań w przypadku nauki programowania. Uważam ze poznając nową architekturę, powinno się skupić na części programowej a nie na elektronicznej. Wygodna jest świadomość ze jak coś nie działa to wiem, że jest to wina mojego programu a nie źle pociągniętej ścieżki, zakłóceń blisko bloku ADC itp… Przynajmniej na początek uważam, że takie rozwiązanie jest wygodniejsze.
Na jakim więc sprzęcie będzie realizowany ten kurs? Na tym samym na jakim wykonuję swoją pracę inżynierską – będzie to procesor z linii Connectivity Line a konkretnie STM32F107VCT6 o m.in. takich parametrach obudowa LQFP100 (m.in. 256 kB pamięci Flash, 64 kB pamięci SRAM, 2xSPI, 1xI2C, 5xUART, USB-OTG, 2xCAN, MAC Ethernet, ADC, 2xDAC).
Płytka testowa to ZL29ARM: http://kamami.pl/index.php?ukey=product&productID=179532
Korzystał będę również z wyświetlacza: http://kamami.pl/index.php?productID=55014 ale mniejsza o to – ważny jest sterownik KS0108A
Oraz ale w odleglejszych częściach kursu (o ile powstanie 😉 ) z interfejsu PHY dla warstwy ethernetowej - http://kamami.pl/index.php?productID=179457
Zdaję sobie sprawę ze płytka ewaluacyjna może niezbyt tania jak na początek ale taka właśnie dysponuję, mam też w domu http://kamami.pl/index.php?ukey=product&productID=134568 ale wątpię żeby ktoś był zainteresowany 😉
Jeżeli chodzi o programator to miałem z tym spore problemy, Niestety często jest tak, ze wybór danego środowiska lub jtaga wzajemnie się wyklucza. W pracy korzystam z Rlinka, który niestety jest drogi w cholerę oraz obsługiwany chyba tylko przez Ride7. Pewne problemy sprawiał również fakt, ze korzystam z Win7 w wersji x64 przez co np. wspomniany Rlink nie chciał współpracować. Generalnie padło na st-linka, a jeszcze dokładniej na jego znaną i lubianą polską podróbkę – ZL30PRG - http://kamami.pl/index.php?ukey=product&productID=134568
Współpracuje bezproblemowo z systemami x64, tanie i sprawne – czego chcieć więcej? 😉

Male zdjęcie zmontowanej całości:



Środowisko IDE
Zależało mi na rozwiązaniu darmowym i jednocześnie pozbawionym wrednych ograniczeń w rozmiarze kodu. To zostawiało w sumie tylko dwa rozwiązania – albo zupełnie darmowe Eclipse albo … exlipse skonfigurowane i odpicowane przez firmę Atollic – pod nazwą True Studio. Najlepszym rozwiązaniem byłoby czyste ecplise rzecz jasna ale… dociągnąć do tego trzeba cały toolchain (o tym za chwilę) debbuger, kompilator … Jest bardzo fajny poradnik na stronie Frediego Chopina, który polecam: http://www.freddiechopin.info/index.php/pl/artykuly/35-arm/59-arm-toolchain-tutorial
Aczkolwiek jest pewien problem… używany tam debbuger openOCD obsługuje chyba wszystkie wymyślone przez człowieka jtagi… oprócz działającego mi ST-Linka 
W związku z tym decydujemy się na TrueStudio, który co prawda ma denerwujące 3sekundowe reklamy przed debuggowaniem ale idzie przeżyć zwłaszcza, że nie ogranicza wielkości kodu wynikowego. Co prawda nie generuje również plików .hex tylko elf ale można to obejść podmieniając tylko jeden plik. A co otrzymujemy w zamian? W pełni skonfigurowane i dzialajace praktycznie out-of-the-box środowisko. Mała uwaga – w darmowej wersji lite wspolpracuje tylko i wyłącznie z ST-linkiem i jego klonami (miedzy innymi tymi ZL30PRG).
Targamy więc TrueStudio ze strony http://www.atollic.com/index.php/download/downloadstm32 , warto również pooglądać videotutoriale jak ktoś wcześniej nie korzystał z ecplise.
Instalacja przebiega raczej standardowo – w razie czego pod podanym linkiem są pdfy przeprowadzające przez nią.
Finalnie posiadamy mniej więcej tak wygladajace srodowisko i nic tylko zacząc programować – ale o tym za kilka dni 😉




Chętnie przyjmę wszystkie uwagi dotyczące tekstu, przepraszam też za bardziej niż pewne literówki i pogubione ogonki w tekście. Dajcie znać o czym chcielibyście przeczytać i w jakich kolejnościach.
Pozdrawiam

[Harnas]

Kurcze tyle się niedawno namęczyłem żeby analizować dokumentacje itp a teraz tu kurs widze 😃. Generalnie dużo przydatnych informacji jest dostępne po polsku na stronie http://www.stm32.eu/.

[loop]

Bardzo się cieszę z tego kursu, zapowiada się dobrze. Czy patrzyłeś na możliwości środowiska CooCox CoIDE (http://www.coocox.org/) oraz ich programatora CoLinkEx?

[didii0074]

Akurat szukałem informacji o STM32, póki co nie mam zielonego pojęcia jak pisać program pod STM ale liczę na to ze Kolega zademonstruje.

pzdr.

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

[Nawyk]

loop, ja korzystam z CoIDE 🙂 Tylko bardziej do procków Luminary, do STM32 mogę z czystym sercem polecić Keila uVision (kwestia upodobań i wygody)

[skowron]

A ja polecę książkę STM32 w praktyce wydawnictwo BTC. No i na początek też nie trzeba kupować tak drogiego zestawu ewaluacyjnego. Bo w zupełności wystarczy STM32 Discovery za niecałe 50zł z wbudowanym programatorem 😉

[Bobby]

Jak ktoś by chciał, to wyżej wymienioną książkę posiadam, mogę odsprzedać (wygrałem kupon z marginesu i sobie ją "kupiłem").

[Naelektryzowany]

Widzę, że wreszcie coś sensownego. Póki co nie było (albo nie mogłem znaleźć) innego kursu niż ten z ep, czy edw (pod kontem dsp).

Czekam z niecierpliwością na kontynuację.

[regrom]

Darmowym środowiskiem do współpracy z STM jest również Ride7 firmy Raisonance , co prawda potrzebny jest też programator R-link żeby to chodziło.

Przy tych prockach warto i należy wspomnieć o bibliotekach od ST i dużym supporcie z ich strony, dużo przykładów, co ułatwia pracę na początku, ale najpierw trzeba i tak przebrnąć przez manuala, datasheety itp, to już nie byle atmega 🙂

[lukpep]

Nawyk,

uVision testowalem i mialem problem z ST-linkiem (ZL30PRG) - zawieszal prace. Postapilem wedlug porad ze strony stm32.eu - zmienilem firmware programatora, zrobilem update biblioteki keila i byla poprawa - maly projekt sie debugowal... ale duzy juz nie chcial. Poza tym z tego co pamietam to uVision w wersji darmowej ma ograniczenie do 32kb kodu co u mnie odpada.

skowron,

Tak wystarczy Discovery ale ze ja akurat mam taki zestaw to na nim bede opisywal co i jak 😉

regrom,

owszem... ale R-link w wersji podstawowej to 99 euro a w profesjonalnej 750 euro... w zwiazku z tym podarowalem sobie to srodowisko.

Opis biblioteki i pierwszy program przewidziany jest na kolejna czesc.

[kling]

Cieszę się, że wreszcie powstaje coś o stm32! Zamierzasz pisac programy wykorzystując biblioteki, czy może będzie jednak klepanie z palca?

[lukpep]

wsyzstko poki co pisze z bibliotek.

Zdaje sobie sprawe z ich niedoskonalosci ale to znacza wygoda. W kursie beda jak najbardziej wykorzystywane.

[razors]

z niecierpliwością czekam na pokazanie konfiguracji i pracy w True Studio ... używałem bardzo wygodnego uVision, ale projekt szybko doszedł do 32kB i powstał problem znalezienia nowego środowiska ... ponieważ także posiadam ZL30PRG wybór padł na True Studio ... lecz po 2h walki z przenoszeniem kodu i próbą odpalenia w TS odpuściłem sobie, ale mam wielką nadzieję, że ten kurs/poradnik mnie zainspiruje do ponownej próby 🙂 ... czekam na kolejne części !!!

[skowron]

Może się przyda 😉 mały manual ze strony producenta:

klik

[profesorek_96]

Świetny kurs. Kiedy następna część?