Введение
В настоящее время семейство микроконтроллеров STM32 включает в себя достаточно большой набор вариантов ядер: Cortex-M0, Cortex-M0+, Cortex-M3, Cortex-M4. При таком разнообразии микроконтроллеров встаёт вопрос о наличии инструмента для настройки частот тактирования, инициализации периферии микроконтроллеров и генерации кода для них.
Описание генератора кода
С целью облегчения труда программистов и ускорения разработки программ для микроконтроллеров семейства STM32 компания STMicroelectronics [1] создала специальное программное обеспечение под названием STM32CubeMX. Основная идея программного обеспечения STM32CubeMX как раз и заключается в предоставлении универсального инструмента для настройки и создания кода инициализации для микроконтроллеров STM32. Данный продукт позволяет осуществить:
- назначение выводов с автоматическим разрешением конфликтов;
- построение дерева тактирования с динамической проверкой конфигурации;
- инициализацию периферии с проверкой параметров на корректность;
- инициализацию питания с оценкой результирующего потребления.
Программный инструмент STM32CubeMX постоянно модернизируется. Его возможности расширяются путём обеспечения поддержки всё большего количества моделей микроконтроллеров. Данный программный инструмент и обновления для него всегда можно загрузить с официального сайта STMicroelectronics [1].
STM32CubeMX является частью программной платформы STM32Cube™, которая разработана для облегчения труда разработчика и сокращения времени написания программ для микроконтроллеров семейства STM32. Платформа STM32Cube™ включает в себя десятки примеров базовых программ, поддерживает библиотеки USB, Ethernet, FreeRTOS, FatFS и функцию расчёта энергопотребления микроконтроллеров с батарейным питанием.
С помощью данной платформы пользователь может генерировать проекты для сред разработки IAR Embedded Workbench, Keil uVision и Atollic TrueStudio. Также планируется поддержка GCC и других компиляторов.
Рассмотрим на конкретном примере, как можно применять данный инструмент на практике. На момент написания статьи генератор кода STM32CubeMX имел версию 4.4.0, для которой и приведено описание.
Первым делом необходимо скачать установочный файл генератора кода STM32CubeMX с официального сайта [1] и установить его на персональном компьютере с операционной системой Windows XP (или более новой) путём простого запуска установочного файла.
После установки программы и её запуска на экране монитора откроется окно начала работы.
Версию установленной программы можно посмотреть в меню «Help» с помощью программной кнопки «About» или одновременным нажатием кнопок «Alt» и «A».
С помощью меню «Help» можно также получить справку о программе, нажав клавишу «F1», проверить обновления программы, установить новые библиотеки и настроить процедуру обновления.
Рассмотрим процедуру генерации нового проекта. Для этого необходимо в меню «File» выбрать «New project…». Через несколько секунд после этого откроется окно (см. рис. 1). Здесь необходимо выбрать серию, тип микроконтроллера и его корпус (в закладке «MPU Selector») с помощью элементов выбора «Series», «Lines» и «Package» группы «MCU Filters». При необходимости здесь же можно задать минимальное количество выводов «IO» и размер памяти «Flash», «Ram» и «Eeprom» микроконтроллера.
С помощью закладки «Board Selector», представленной на рисунке 2, можно выбрать используемую в будущем проекте отладочную плату. Например, «Discovery», «Nucleo» или «EvalBoard».
После выбора типа микроконтроллера и нажатия кнопки «Ok», программа STM32CubeMX откроет новое окно, в котором будут приведены все периферийные устройства микроконтроллера и аппаратные блоки в свёрнутом виде. Разворачивая списочный состав этих устройств, нужно отметить галочкой те устройства, которые необходимы в будущем проекте, как это показано на рисунке 3.
Здесь же можно настроить некоторые свойства периферии и порты ввода–вывода. При этом задействованные выводы периферийных устройств на изображении микроконтроллера в центре окна будут автоматически изменять свой цвет на зелёный. Первоначально незадействованные выводы являются неактивными и имеют серый цвет. Выводы питания по умолчанию окрашены в жёлтый цвет.
Нажатие закладки «Clock Configuration» откроет окно с архитектурой для настройки частот внутренней синхронизации микроконтроллера (см. рис. 4). В этом окне можно выбирать источники синхронизации и задавать различные коэффициенты деления частот.
В очередной закладке «Configuration», изображённой на рисунке 5, можно настроить выбранные ранее и отображённые в графической форме функциональные блоки ADC, DMA, GPIO, NVIC, RCC и другие.
Здесь же можно настроить функционирование периферии. Например, запустить АЦП по переполнению таймера или задать прерывания и связи контроллера прямого доступа к памяти. После выбора на этой закладке контроллера DMA1 или DMA2 программа STM32CubeMX, с учётом выбранной ранее периферии, предложит назначить источник запроса на копирование. Тут же можно указать и другие параметры копирования: циклическое или нормальное, направление копирования, требование инкремента адреса источника и приёмника и так далее.
В этой же закладке простым щелчком мыши можно настроить прерывания, открыв соответствующее окно, показанное на рисунке 6.
Список прерываний также согласован с выбранной ранее периферией. В этом окне можно задать уровень вложенности прерываний и, в соответствии с этим, присвоить разрешённому прерыванию группу и подгруппу. Подобным образом настраиваются блоки ADC, UART и другие.
Следующая закладка «Power Consumption Calculator» открывает окно, представленное на рисунке 7. Здесь можно проконтролировать режимы питания микроконтроллера и вычислить его энергопотребление.
Теперь, после всех проделанных манипуляций, можно сгенерировать программный код проекта, нажав на соответствующий элемент «Generate Code» в меню «Project». При этом откроется окно, показанное на рисунке 8, в котором необходимо заполнить название проекта, путь к нему и среду разработки проекта. В качестве среды разработки проекта можно выбрать «EWARM», «Keil MDK-ARM» или «TrueSTUDIO». Кроме того, в закладке «Code Generator» можно настроить опции генератора кода.
Наконец, после нажатия кнопки «Ok», STM32CubeMX приступит к генерации кода программы. При этом из Интернета в автоматическом режиме могут быть загружены недостающие модули и библиотеки.
Нажатие в последнем окне кнопки «Ok» приведёт к открытию среды разработки с программным кодом проекта. В нашем примере это среда разработки «Keil MDK-ARM», изображённая на рисунке 9.
Полученный программный код содержит все необходимые файлы и функции для рабочего проекта. Главный модуль программы находится в файле «main.c». Дополняя этот файл необходимыми для решения конкретной задачи командами, можно успешно завершить создание программы и сгенерировать в среде разработки «Keil MDK-ARM» программный код для загрузки в микроконтроллер.
Заключение
Таким образом, ПО STM32CubeMX позволяет программисту быстро создать заготовку для нового проекта на основе любого микроконтроллера семейства STM32 самым простым путём – с помощью мышки и оконных форм настройки, а не копировать куски программ из папки стандартной библиотеки с последующей доработкой их под свои задачи.
Литература
Если вам понравился материал, кликните значок — вы поможете нам узнать, каким статьям и новостям следует отдавать предпочтение. Если вы хотите обсудить материал —не стесняйтесь оставлять свои комментарии : возможно, они будут полезны другим нашим читателям!
