- Vysvetlenie hardvéru vývojovej dosky STM32 Nucleo 64
- Programovanie vývojových dosiek STM32 Nucleo 64
- Začíname s STM32F401
- Záver
- Video
Pre väčšinu ľudí by prvá zabudovaná vývojová doska, na ktorej by pracovali, bola s najväčšou pravdepodobnosťou doska Arduino. Ale rovnako ako všetci môžu súhlasiť, vaše Arduino vás môže vziať iba tak ďaleko a jedného dňa sa budete musieť presunúť na natívnu platformu mikrokontroléra. Tento proces je možné s touto vývojovou doskou STM32 oveľa uľahčiť, pretože môže podporovať všetky štíty Arduino, aby vám pomohol po stránke hardvéru, a tiež má veľa zabudovaných knižníc a funkcií, ktoré vám pomôžu po stránke softvéru. Tiež oboznámenie sa s mikrokontrolérmi STM32 vám pomôže ľahko preskúmať ďalšie vývojové moduly od spoločnosti ST, ako napríklad SensorTile.Box, ktoré sme už skôr preskúmali. V tomto článku sa teda podrobne pozrieme na tieto vývojové dosky STM32 Nucleo-64 a naučíme sa, ako ich používať.
Teraz je k dispozícii veľa verzií dosiek STM32 a táto konkrétna v mojej ruke sa volá STM32F401 Nucleo-64. Názov STM32 znamená, že na našej vývojovej doske máme 32-bitový mikrokontrolér, a názov Nucleo-64 predstavuje, že mikrokontrolér má 64 pinov. Podobne existuje veľa ďalších verzií dosiek Nucleo 64, ako napríklad STM32F103, STM32F303 atď., Ale akonáhle sa dozviete o jednej doske, všetky ostatné sú si dosť podobné.
Vysvetlenie hardvéru vývojovej dosky STM32 Nucleo 64
Začnime rozbalením našej vývojovej rady. Ako vidíte, kompletný balíček sa skladá iba z našej vývojovej dosky a karty s pokynmi. Karta s pokynmi uvádza technické parametre radiča, jeho pinouty a na zadnej strane máme niekoľko informácií o tom, ako začať, a dostupné možnosti reťazca nástrojov.
Pri bližšom pohľade na dosku zistíme, že je rozdelená na dve oblasti. Horná časť je debugger a programátor ST-Link / V2, zatiaľ čo spodná časť predstavuje vašu skutočnú vývojovú dosku. Týmto spôsobom môžete ľahko programovať a ladiť svoju dosku po vybalení z krabice pomocou dodatočného kábla USB, ktorý je možné pripojiť k mini portu USB na doske.
Na prvý pohľad sa môže zdať, že doska obsahuje veľa prepojok a komponentov, ale všetky sú tu, aby nám uľahčili prácu. Dva prepojky, ktoré nájdete po oboch stranách dosky CN11 a CN12, sú v skutočnosti atrapy prepojok, ktoré je možné v prípade potreby v budúcnosti použiť na iné účely. Dva prepojky na CN2 sa používajú na prepojenie sekcie programátora a debuggeru s našou vývojovou doskou. V budúcnosti môžete tieto prepojky odstrániť, aby ste pomocou týchto pinov mohli programátor použiť pre ďalšie mikrokontroléry ST. A tento konektor JP1 možno uzavrieť, aby sa obmedzil prúd USB na 100 mA, ak zostane otvorený, maximálny prúd bude 300 mA. Tu máme LED trikolóru (LD1), ktorá sa rozsvieti na červeno, keď je doska napájaná, a svieti na zeleno, keď je doska úspešne naprogramovaná, a svieti na oranžovo, ak dôjde k poruche komunikácie.
Ak sa presunieme do vývojovej sekcie, máme tu našu najdôležitejšiu súčasť, mikrokontrolér STM32F401RET6. Jedná sa o 64-pinový 32-bitový mikrokontrolér s procesorom ARM Cortex M4 pracujúcim na frekvencii 84 MHz. Má tiež 512 kB Flash a 96 kB SRAM. Mikrokontrolér má 10 časovačov 16-bitových a 32-bitových a jeden 12-bitový ADC. Má tiež tri karty USART, tri I2C, štyri SPI a jedno USB 2.0 pre externú komunikáciu. Ďalšie technické informácie nájdete v údajovom liste STM32F401.
Teraz prichádza na rad zaujímavá časť, ako som vám už skôr povedal, že doska podporuje všetky štíty Arduino. Doska má dve sady konektorov, ženské piny sú určené pre štíty Arduino, ktoré sa perfektne hodia k nášmu štítu Wi-Fi ESP8266 a nášmu štítu Semtech Arduino LoRa, ako vidíte na obrázku nižšie.
Ostatným samcom sa hovorí ST morpho piny, ktoré sa dajú použiť na využitie vystružovacích pinov na našom 64-pólovom mikrokontroléri. Potom tu máme tlačidlo reset a užívateľsky konfigurovateľné tlačidlo, ktoré je pripojené k pinu PC13, a tiež tu je LED, ktorá je pripojená k pinu D13, rovnako ako Arduino. Na napájanie dosky môžeme použiť buď USB port, alebo priamo poskytnúť regulovaných 5V na E5V alebo na 5V pin tu. Nezabudnite zmeniť tento jumper, aby ste označili, ako napájate dosku; U5V označuje, že doska je napájaná z USB. Máme tu tiež ďalší zaujímavý prepojovací kolík s názvom IDD, ktorým je možné merať, aký prúd spotrebuje váš mikrokontrolér pripojením ampérmetra k týmto pinom.
Programovanie vývojových dosiek STM32 Nucleo 64
Pokiaľ ide o sekciu so softvérom, doska má obrovskú podporu knižnice a programovania a je možné ju programovať pomocou Keil, IAR workbench a mnohých ďalších IDE. Zaujímavosťou však je, že podporuje vývojové prostredie ARM Mbed a STM32Cube. V záujme tohto článku som sa rozhodol použiť platformu ARM Mbed, pretože je to online nástroj, a považoval som ju za veľmi zaujímavú, pretože s ňou môžete mať nielen svoje dosky ST, ale aj mnoho ďalších vývojových dosiek, ktoré používajú mikrokontrolér ARM.
Pre tých, ktorí sú noví, je ARM MBED online vývojová platforma poskytovaná samotným ARM a poskytuje zabudovaný operačný systém, cloudové služby a bezpečnostné funkcie na jednoduché vytváranie zabudovaných riešení založených na IoT. Je to obrovská komunita otvorených zdrojov a jej podrobné informácie si budú vyžadovať samostatný článok.
Začíname s STM32F401
Na začiatok však pomocou mini kábla USB pripojte vývojovú dosku STM32 k počítaču. Po zapnutí by ste si mali všimnúť, že LED diódy LD1 a LD3 sa rozsvietia načerveno a programovateľná LED dióda LD2 bude takto blikať zelenou farbou.
Na počítači si tiež všimnete nový flash disk s názvom „NODE_F401RE“. Otvorte ho a nájdete dva súbory, a to details.txt a mbed.htm, ako je uvedené nižšie.
Môžete spustiť súbor Mbed.htm a priamo začať programovať svoju dosku online pomocou arm Mbed. Predtým, ako sa tam dostaneme, sme však nainštalovali požadované ovládače a zaregistrovali sa do Mbed. Vyhľadajte softvér ovládača STSW-link009 a stiahnite si ho priamo z webovej stránky ST, nainštalujte ovládač a uistite sa, že je zariadenie správne nájdené v správcovi zariadení, ako je to znázornené tu.
Vráťte sa na svoju platformu mbed a zaregistrujte sa na stránke MBED.com pomocou svojich prihlasovacích údajov. Potom kliknite na súbor MBED.HTM a zobrazí sa vám nasledujúca stránka.
Prejdite nadol a kliknite na možnosť „ Otvoriť kompilátor Mbed “. Ako vidíte, kompilátor už našu platformu rozpoznal ako Nucleo-F401RE a poskytuje nám veľa základných ukážkových programov. Zatiaľ mi dovoľte zvoliť „ LED Blinky code “ a upraviť ho tak, aby LED zhasla vždy, keď stlačím tlačidlo.
Keď je kód hotový, ako je znázornené nižšie, môžete kliknúť na tlačidlo kompilácie, ktoré vám poskytne súbor bin. Stačí skopírovať súbor bin a vložiť ho na jednotku flash, aby ste naprogramovali svoju dosku. Po dokončení programovania si všimnete, že LED LD1 svieti nazeleno. Teraz stlačte modré tlačidlo a všimnete si, že zelená LED dióda zhasla. Môžete napríklad vyskúšať niektorý z príkladov programov a naučiť sa rôzne funkcie dosky. Môžete sa tiež vrátiť na hlavnú stránku a získať ďalšie technické dokumenty a podporu komunity.
Môžete si tiež pozrieť video prepojené v dolnej časti tejto stránky a zobraziť celú recenziu na tejto tabuli.
Záver
Celkovo sa domnievam, že tieto dosky sú vynikajúcou voľbou, ak sa snažíte zvýšiť úroveň svojich schopností a vyvinúť pokročilé aplikácie. Vďaka praktickej hardvérovej podpore a online komunite je krivka učenia sa týchto dosiek tiež celkom jednoduchá, takže by ste to mali vyskúšať. Dúfam, že sa vám článok páčil a dozvedeli ste sa z neho niečo užitočné. Ak máte nejaké otázky, nechajte ich v sekcii komentárov nižšie alebo použite naše fóra na ďalšie technické otázky.