STM Урок 206. LL. STM32F4. Светодиоды и кнопка

 

 

 

Долгое время мы занимались изучением возможностей написания программного кода для контроллеров STM серии F1. И вот наконец-то, когда мы их неплохо изучили, применяя к ним различные приёмы разработки программного обеспечения, мы можем перейти к гораздо более мощной линейке контроллеров серии F4, в которых, по сравнению с предыдущей проработанной линейкой имеется ряд серьёзных улучшений.

В линейке контроллеров STM32F4 установлен более серьёзный процессор Cortex M4, которой дополнен инструкциями DSP, позволяющими существенно ускорить обработку потоковых данных. Возможности DSP, входящего в состав M4, позволяют параллельно выполнять две операции сложения/вычитания с16-ти разрядными операндами или целых четыре операции сложения/вычитания для 8-ми разрядных чисел. Также в данном процессоре реализовано умножение за один цикл, причём для 16-разрядных величин возможно параллельное исполнение двух операций. Также процессор Cortex M4, установленный в контроллерах серии F4, а точнее его версия Cortex M4F, позволяет работать аппаратно с плавающей точкой, что достигается наличием дополнительных регистров для хранения величин с плавающей точкой, а также ряда специальных дополнительных инструкций для работы с такими величинами. Надеюсь, в будущем, мы поработаем с данной технологией напрямую с использованием языка ассемблера.

С контроллерами серии STM32F4 мы уже и раньше работали с использованием возможностей библиотеки HAL, причём в самом начале цикла работы с контроллерами STM мы даже использовали библиотеку CMSIS. Поэтому, можно сказать, мы не начинаем цикл уроков по работе с данной серией, а продолжаем.

И на данном уроке мы начнём изучение написания кода для контроллеров линейки STM32F4 с использованием библиотеки LL. Мы уже знаем, что это за библиотека, так как мы с ней уже работали над программированием контроллеров серии STM32F1. Напомню, что данная библиотека, равно как и библиотека HAL, может спокойно использоваться в интерфейсе проектогенератора Cube MX, и позволяет более гибко и на более низком уровне работать с контроллером и его регистрами, чем HAL.

Контроллер для наших опытов мы возьмём не самый слабый из линейки F4, а именно STM32F429ZIT6, который установлен на отладочной плате STM32F429I-DISCOVERY.

Данная плата на борту имеет много чего, кроме контроллера. Также на ней распаян цветной дисплей LCD, который подключен как по шине SPI, так и по LTDC, что впоследствии нам позволит с ним поработать с использованием обоих интерфейсов. Есть пара светодиодов, пользовательская кнопка, микросхема памяти SRAM, 3-осевой гироскоп, так что есть с чем позаниматься. А самое главное, что на борту в данной отладочной платы находится программатор-отладчик ST-Link, что позволит нам обойтись без подключения внешнего программатора, что делает работу с данной платой очень удобной. Цена данной платы также недорогая, что также немаловажно.

Выглядит данная плата вот таким образом

 

 

Подключим данную плату к USB нашего ПК, запустим Cube MX и создадим новый проект выбрав для начала соответствующий контроллер из списка

 

 

Выберем отладчик

 

 

Включим HSE и задействуем кварцевый резонатор

 

 

В Clock Configuration внесем следующие настройки

 

 

Ножки PG13 и PG14 настроим на выход, так как именно к ним подключены светодиоды, свечением которых мы будем управлять

 

 

А ножку PA0 настроим на вход, ибо к ней подведена пользовательская кнопка

 

 

Все остальные настройки данных ножек оставим по умолчанию, в том числе и PA0, так как к кнопке уже подтянут резистор

 

 

Для GPIO и RCC применим использование библиотеки LL

 

 

Придумаем имя нашему проекту и выберем среду разработки

 

 

В качестве среды разработки Cube IDE был выбран по разным причинам, в том числе из-за того, что Keil последней версии на данный момент почему-то отказывается запускать проекты, сгенерированные с помощью Cube MX последней версии.

Сгенерируем проект, откроем его в Cube IDE. Настройки шрифтов и прочие здесь подобны настройкам System Workbench и прочим средам на основе Eclipse, поэтому на них останавливаться не будем.

В файле main.c добавим несколько удобных макросов для управления светодиодами

 

 

 

Перед тем, как мы начнём управлять нашими светодиодами, давайте посмотрим, как инициализируется GPIO.

В функции MX_GPIO_Init сначала объявляется переменная типа структуры LL_GPIO_InitTypeDef, затем включается тактирование трёх портов

 

 

Давайте зайдём в тело функции LL_AHB1_GRP1_EnableClock и посмотрим, как именно включается тактирование порта.

Здесь сразу же включается нужный бит в регистре RCC_AHB1ENR

 

 

Например, для порта GPIOA включится вот этот бит

 

 

 

Затем для задержки данный бит читается

 

 

Вернёмся в тело функции MX_GPIO_Init и увидим, что далее там устанавливается низкий уровень на ножках управления светодиодами

 

 

Зайдём в тело данной функции и увидим там единственный макрос, с помощью которого ножки переводятся в низкий уровень посредством установки надлежащих битов в регистре BSRR, в нашем случае в регистре GPIOG_BSRR установятся следующие биты

 

 

Регистр BSRR устроен так же, как и одноимённый регистр в серии F1. Напомню, что с помощью старшей половины посредством установки определённых битов мы сбрасываем соответствующие биты соответствующего регистра ODR, а с помощью младшей половины – устанавливаем.

Далее в функции MX_GPIO_Init идёт заполнение полей структуры и вызов функции инициализации LL_GPIO_ResetOutputPin

 

 

Посмотрим содержимое тела данной функции, в котором сначала вычисляется позиция первой ножки в структуре, в нашем случае ножка одна – нулевая, поэтому мы получим 0

 

 

Далее идёт цикл, в котором перебираются все задействованные ножки с помощью анализа установленных и сброшенных битов в соответствующем поле переменной структуры и в котором, если ножка настраивается на выход или на альтернативный режим, сначала устанавливается скорость с помощью вот такой функции

 

 

В теле данной функции устанавливаются соответствующие биты в поле регистра GPIOx_OSPEEDR.

Мы сюда не попадём, так как наша ножка настраивается на вход, мы попадём сюда позже для настройки ножек управления светодиодом и у в регистре GPIOG_OSPEEDR не установятся никакие биты, так как мы оставили низкую скорость по умолчанию.

Затем с помощью вызова функции LL_GPIO_SetPinOutputType настаивается тип выхода посредством установки соответствующих битов в регистре GPIOx_OTYPER. У нас также для порта PORTG ничего не установится, так как мы оставили режим push-pull.

Далее уже независимо от направления ножек порта (вход или выход)устанавливается режим работы ножек с помощью вызова функции LL_GPIO_SetPinPull, вследствие чего устанавливаются соответствующие биты регистра GPIO_PUPDR. У нас там также ничего не установится, так как мы оставили всё по умолчанию (внутренние подтягивающие резисторы отключены).

Затем идёт условие, что ножка (ножки) настраивается на альтернативный режим, в теле которого при помощи функции LL_GPIO_SetAFPin_0_7 или LL_GPIO_SetAFPin_8_15 устанавливаются соответствующие ножам биты в соответствующих им регистрах GPIOx_AFRL или GPIOx_AFRH. В данное условие мы не попадаем, так как мы не включаем альтернативный режим ни на одну ножку порта.

Вот и все, в принципе настройки GPIO. Можно было бы, конечно, ещё посмотреть настройку RCC и Systick, но пока этим заморачиваться не будем, Скорее всего, мы этим займёмся, когда будем писать код для серии F4 с применением библиотеки CMSYS.

В функции main() мы не будем устанавливать на ножках светодиодов низкий уровень, так как мы видели, что он уже устанавливался в функции инициализации портов.

Поэтому сразу в бесконечном цикле напишем вот такую мигалку

 

 

Соберём код, прошьём контроллер и увидим, что светодиоды наши начнут попеременно мигать

 

 

Теперь давайте задействуем нашу кнопку, чтобы светодиоды мигали только при условии, когда она будет нажата.

Для этого весь наш код в бесконечном цикле обернём вот в такое условие

 

 

Соберём код, прошьём контроллер. Теперь светодиоды мигают только при нажатой кнопке

 

 

Итак, на данном уроке мы начали изучение программирования контроллеров линейки STM32F4 с использованием библиотеки LL. С помощью данной библиотеки нам удалось управлять состоянием ножек порта, а также следить за данным состоянием.

Всем спасибо за внимание!

 

Предыдущий урок Программирование МК STM32 Следующий урок

Исходный код

 

 

Отладочную плату можно приобрести здесь STM32F429I-DISCO

 

 

Смотреть ВИДЕОУРОК (нажмите на картинку)

 

STM LL. STM32F4. Светодиоды и кнопка

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*