STM32 - Простая программа - "мигалка" светодиодом

Страница: 1

Сообщений 1 страница 4 из 4

Поделиться114.07.2016 20:04:25

Автор: Пётр
Активный участник
Зарегистрирован: 14.06.2009
Приглашений: 0
Сообщений: 2944
Уважение: [+96/-5]
Позитив: [+1/-0]
Пол: Мужской
Провел на форуме:
2 месяца 9 дней
Последний визит:
18.04.2024 17:14:34

Обычно начинают знакомство с МК с "мигалки" светодиодом. Поступим так же. В качестве подопытного МК у нас STM32F103C8T6, распаянный на такой плате

Среда программирования EmBitz и предполагается что у вас она установлена.

Необходимо создать новый проект для разрабатываемой программы. Кликаем по кнопке "Создать новый проект" в окне программы.

В появившемся окне выбираем тип проекта "STmicro-ARM" и кликаем по кнопке Go.

Дальше несколько раз кликаем по кнопке "Next" пока не попадаем в окно выбора имени проекта и места расположения на диске. Выбираем имя проекта (назовем его Blink) и папку куда сохраним его.

Заполнять нужно два верхних поля (имя и путь), а нижние поля среда сама заполнит.

Кликаем кнопку "Next" и попадаем в окно выбора компилятора и конфигураций.

Компилятор оставляем тот что есть. Среда нам предлагает создать две конфигурации, а так же выбрать папки для объектного файла и прошивки.
Далее нужно выбрать микроконтроллер. Это делается в несколько этапов. Сначала нужно выбрать ядро. У нашего МК оно Cortex_M3.

Потом нужно выбрать модельный ряд. Т. к. МК STM32F103C8T6 выбираем STM32F10x.

Затем выбираем в списке микроконтроллер STM32F103C8.

После этого кликаем по кнопке Finish и проект будет создан и открыт в IDE. Так же появятся пара окон конфигурации отладчика. Закрываем их кликая по кнопке OK.

В просмоторщике проекта (Management) есть ряд папок с файлами, в которых находится код содержащий функции библиотеки StdPeriph, а также код начальной инициализации.

Нужно кликнуть по файлу Main.c и он откроется в редакторе. Код из него.

Код:

#include "stm32f10x_conf.h"

int main(void)
{
  while(1)
  {

  }
}

Это функция main с которой программа начинает работать и цикл while. Если скомпилировать этот код ничего не изменяя в нем, то с максимальной оптимизацией размера, получим прошивку весящую 1048 байт. Кажется много, но не стоит забывать что модули STM32 более сложные и необходимо больше кода для их настройки, а так же что МК 32 битный, а значит адресация 4-ех байтная. Все это требует больше памяти чем в 8-ми битных МК...

Теперь добавим код мигающий светодиодом находящийся на плате (подключен к GPIOC.13). Для этого добавим перед циклом код настройки порта GPIOC.13.

Код:

	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);

	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

	GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);

О том как это работает можно прочитать в статье http://easyelectronics.ru/rabota-s-stm3 … brary.html
Когда порт настроен, можно светодиодом помигать.

Код:

    while(1)
    {
        GPIO_SetBits(GPIOC, GPIO_Pin_13);
        Delay(2000000);
        GPIO_ResetBits(GPIOC, GPIO_Pin_13);
        Delay(2000000);
    }

Думаю этот участок понятен без объяснений.

Теперь программу можно скомпилировать, прошить МК и наблюдать как светодиод находящийся на плате мигает несколько раз в секунду.
Проект. http://pure-basic.narod.ru/forum_files/stm32/Blink.zip

Поделиться214.07.2016 20:05:26

Автор: Пётр
Активный участник
Зарегистрирован: 14.06.2009
Приглашений: 0
Сообщений: 2944
Уважение: [+96/-5]
Позитив: [+1/-0]
Пол: Мужской
Провел на форуме:
2 месяца 9 дней
Последний визит:
18.04.2024 17:14:34

Выше была использована библиотека StdPeriph. Сейчас же сделаем программу с той же функциональностью ("мигалка" светодиодом), но с использованием библиотеки HAL.
Запускаем EmBitz и создаем проект как написано выше. Назовем его Blink_2. Так как при создании проекта в него была автоматически добавлена библиотека StdPeriph, а нужна HAL, то необходимо удалить все файлы проекта.

Появится окно в котором находится список удаляемых файлов. Выбираем все и нажимаем кнопку ok. Затем нужно сохранить проект.
Теперь открываем папку с проектом и удаем из нее все папки (cmsis, inc, SPL и src) и запускаем программу STM32CubeMX (у кого ее нет, качаем (ссылка на скачивание в самом низу страницы, после надписи "Get Software"), устанавливаем и запускаем).
Эта программа является визуальным конструктором программы, в котором можно быстро настроить ядро и периферию МК как нам нужно. Небольшая статья, рассказывающая о ней. https://habrahabr.ru/post/213561/
В программе создаем новый проект. В появившемся окне в списках, выбираем МК STM32F103C8Tx.

Нажимаем на кнопку ok. Проект будет создан и увидим такое окно (по умолчанию, активна вкладка Pinout).

В левой части окна можно конфигурировать модули МК, а в правой, показан МК и какие функции назначены выводам.
Так как светодиод на плате подключен к выводу GpioC.13, то его нужно настроить на вывод. Ищем в окне этот вывод (он находится слева вверху, рядом с выводом VBAT) и кликаем по нему левой кнопкой мышки и выбираем GPIO_Output.

Теперь перейдем на вкладку "Configuration", где можно настроить модули.

В области System нажимаем на кнопку GPIO. Откроется окно где можно настроить параметры порта, например, такие как начальный логический уровень, тип (полноценный выход, или выход с открытым истоком) и т. д.

Далее открываем настройки проекта (меню Project пункт Setting).

Нужно выбрать название проекта и путь куда сохранить его. Путь должен быть таким же как у проекта EmBitz чтобы файлы оказались той же папке, а так же выбрать IDE TrueSTUDIO.
После этого в меню Project кликаем по пункту "Generate Code" и ждем завершения генерации кода.
Теперь можно закрыть программу STM32CubeMX и открыть ранее созданный проект в программе EmBitz.
Добавляем файлы в проект, выбрав в меню пункт "Добавить файлы рекурсивно".

Последовательно появятся несколько окон. Во всех жмем кнопку ok.
Будут добавлены файлы, которые были сгенерированы программой STM32CubeMX. Открываем файл "main.c".

Если сейчас попытаться скомпилировать программу, то появится множество ошибок... Все потому что сгенерированные файлы не для EmBitz, а для TrueSTUDIO. Проблема в том что компилятор не знает под какой МК ему создавать прошивку. Нужно ему об этом сообщить. Открываем опции компиляции (меню "Проект" пункт "Build Options") и на вкладке "Compiler setting" в "#defines" вводим "STM32F103xB" (без кавычек). Это нужно сделать для конфигрураций "Debug" и "Release".

Теперь программа компилируется без ошибок.

Далее в файле "main.c" находим функцию main в ее цикле while, пишем код мигания светодиодом.

Код:

 while (1)
  {
  /* USER CODE END WHILE */

  /* USER CODE BEGIN 3 */

  HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC, GPIO_PIN_13); // Инвертирование состояния выхода.
  HAL_Delay(500);                         // Пауза 500 миллисекунд.

  }
  /* USER CODE END 3 */

Собственно все. Компилируем программу, берем прошивку в папке bin\Debug или bin\Release в зависимости от активной конфигурации на момент компиляции и прошиваем МК, подаем на него питание и смотрим как мигает светодиод.

Прошивка имеет размер примерно в три раза больше (почти 4 КБ) чем аналогичная с использованием библиотеки StdPeriph в первом сообщении, но думаю что это не из-за библиотеки, а из-за не совсем оптимального кода, генерируемого программой STM32CubeMX.

Файлы. http://pure-basic.narod.ru/forum_files/ … link_2.zip

Продолжение темы - STM32 - Отладка программы

Поделиться319.07.2018 11:28:30

Автор: Пётр
Активный участник
Зарегистрирован: 14.06.2009
Приглашений: 0
Сообщений: 2944
Уважение: [+96/-5]
Позитив: [+1/-0]
Пол: Мужской
Провел на форуме:
2 месяца 9 дней
Последний визит:
18.04.2024 17:14:34

Пётр написал(а):

Если скомпилировать этот код ничего не изменяя в нем, то с максимальной оптимизацией размера, получим прошивку весящую 1048 байт. Кажется много и баском генерирует более компактный код инициализации, но не стоит забывать что модули STM32 более сложные и необходимо больше кода для их настройки, а так же что МК 32 битный, а значит адресация 4-ех байтная. Все это требует больше памяти чем в 8-ми битных AVR...

Может кто-то подумает что больше 1 КБ кода для "пустой" программы это слишком много. Я решил узнать какой минимальный размер прошивки может быть у "мигалки светодиодом". Программа была максимально упрощена и из нее исключено все что можно, и что нельзя (например таблица векторов прерываний). В результате получился код.

Код:

#include "stm32f10x.h"

#define StackTop  ((uint32_t)(0x20000000 + 20*1024))

static void Reset_Handler(void);

__attribute__((used,section(".isr_vector")))
void (*const g_pfnVectors[])(void) =
{
  (void*)StackTop, // Указатель на начало стека.
  Reset_Handler    // Функция выполняемая при сбросе МК.
};

static void Reset_Handler(void)
{
    RCC->APB2ENR = RCC_APB2ENR_IOPCEN; // Вкл. тактирование порта GPIOC.
    GPIOC->CRH = GPIO_CRH_MODE13;      // Настройка вывода PC13 как выхода.

    while(1)
    {
        GPIOC->ODR ^= (1<<13);         // Инвертирование состояния вывода PC13.
        for (uint32_t i=0; i<1000000; i++);
    }
}

Собственно это весь код, который выполняется в МК. В массиве g_pfnVectors находится начало таблицы векторов, без которых нельзя обойтись. Это адрес начала стека и адрес функции выполняемой при старте (сбросе) МК. Массив занимает 8 байт прошивки.
Функция Reset_Handler выполняется при старте (сбросе) МК и в ней включается тактирование порта GPIOC, а затем его 13 вывод настраивается на работу выходом. После, в цикле инвертируется выход PC13 к которому подключен светодиод и циклом for создается небольшая пауза чтобы было видно как мигает светодиод.
Этот код скомпилировался в прошивку размером 48 байт.

Код:

Program size (bytes):      48
Data size    (bytes):       0
BSS size     (bytes):       0

Total size   (bytes):      48   (R/W Memory: 0)

Ассемблерный листинг с привязкой к коду.

Скриншот

Видно что функция начинается с адреса 0x08000008 и заканчивается на адресе 0x08000028, т. е. размер кода составляет 32 байта.
Программа работает - светодиод мигает, но для максимального уменьшения размера, пришлось отказаться от таблицы векторов прерываний (кроме двух первых, где располагается адрес стека и адрес функции старта), а также от настройки тактирования (МК работает с настройками по умолчанию, т. е. от RC генератора с частотой 8 МГц) и код написан так как обычно его не пишут. В нем для уменьшения размера применены приемы, которые являются неправильными. К примеру эта строка.

Код:

RCC->APB2ENR = RCC_APB2ENR_IOPCEN;

Должна быть такой.

Код:

RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_IOPCEN;

Кроме того, компилятор gcc 5.4 (входит в дистрибутив EmBitz 1.11) не выбросил цикл for, но должен был это сделать. gcc 7 выбрасывает его, т. е. для компиляции нужен gcc 5.4.

Файлы. http://pure-basic.narod.ru/forum_files/ … _bytes.zip

Поделиться422.07.2018 11:42:36

Автор: Пётр
Активный участник
Зарегистрирован: 14.06.2009
Приглашений: 0
Сообщений: 2944
Уважение: [+96/-5]
Позитив: [+1/-0]
Пол: Мужской
Провел на форуме:
2 месяца 9 дней
Последний визит:
18.04.2024 17:14:34

Текущая версия STM32CubeMX кроме HAL поддерживают другую библиотеку - LL (Low Layer). В проекте можно использовать их обе. Выбор производится в настройках проекта на вкладке Advanced Setting.

Свернутый текст

На скриншоте видно что для RCC и GPIO выбрана библиотека LL.
Генерация кода и добавление файлов в проект EmBitz производится также как написано в 2 сообщении. В опциях проекта на вкладке "Compiler setting" в "#defines" нужно ввести кроме "STM32F103xB", также и USE_FULL_LL_DRIVER.

Свернутый текст

Имена функций библиотеки отличаются от тех что в HAL.

Код:

    while (1)
    {

        /* USER CODE END WHILE */

        /* USER CODE BEGIN 3 */
        LL_GPIO_TogglePin(GPIOC, LL_GPIO_PIN_13);
        LL_mDelay(500);
    }
    /* USER CODE END 3 */

При компиляции используя GCC 5.4 из дистрибутива EmBitz 1.11, размер прошивки 1248 байт.

Код:

Program size (bytes):    1240
Data size    (bytes):       8
BSS size     (bytes):      28

Total size   (bytes):    1276   (R/W Memory: 36)

=== Сборка закончена: 0 errors, 0 warnings (0 minutes, 1 seconds) ===

GCC 7 код лучше оптимизирует и прошивка имеет меньший размер.

Код:

Program size (bytes):    1164
Data size    (bytes):       8
BSS size     (bytes):      28

Total size   (bytes):    1200   (R/W Memory: 36)

=== Сборка закончена: 0 errors, 0 warnings (0 minutes, 1 seconds) ===

Размер кода примерно соответствует библиотеке SPL. По сравнению с HAL, результат намного лучше.

Файлы. http://pure-basic.narod.ru/forum_files/ … ink_LL.zip

Страница: 1

PureBasic - форум

Меню навигации

Пользовательские ссылки

Информация о пользователе

STM32 - Простая программа - "мигалка" светодиодом

Сообщений 1 страница 4 из 4

Поделиться114.07.2016 20:04:25

Поделиться214.07.2016 20:05:26

Поделиться319.07.2018 11:28:30

Поделиться422.07.2018 11:42:36