การเขียนโปรแกรม stm32f103c8 โดยใช้ keil uvision & stm32cubemx

STM32 Microcontrollers ซึ่งใช้สถาปัตยกรรม ARM Cortex Mกำลังเป็นที่นิยมและถูกนำไปใช้ในหลาย ๆ แอพพลิเคชั่นเนื่องจากคุณสมบัติต้นทุนและประสิทธิภาพ เราได้ตั้งโปรแกรม STM32F103C8 โดยใช้ Arduino IDE ในบทช่วยสอนก่อนหน้านี้ การเขียนโปรแกรม STM32 ด้วย Arduino IDE นั้นง่ายมากเนื่องจากมีไลบรารีมากมายสำหรับเซ็นเซอร์ต่างๆในการทำงานใด ๆ เราเพียงแค่ต้องเพิ่มไลบรารีเหล่านั้นในโปรแกรม นี่เป็นขั้นตอนที่ง่ายและคุณอาจไม่ได้เรียนรู้เชิงลึกเกี่ยวกับโปรเซสเซอร์ ARM ตอนนี้เรากำลังเข้าสู่ระดับถัดไปของการเขียนโปรแกรมที่เรียกว่าการเขียนโปรแกรม ARM ด้วยวิธีนี้เราสามารถทำได้ไม่เพียง แต่ปรับปรุงโครงสร้างของโค้ด แต่ยังสามารถประหยัดพื้นที่หน่วยความจำโดยไม่ใช้ไลบรารีที่ไม่จำเป็น

STMicroelectronics เปิดตัวเครื่องมือที่เรียกว่า STM32Cube MXซึ่งสร้างรหัสพื้นฐานตามอุปกรณ์ต่อพ่วงและบอร์ด STM32 ที่เลือก ดังนั้นเราจึงไม่จำเป็นต้องกังวลเกี่ยวกับการเข้ารหัสสำหรับไดรเวอร์พื้นฐานและอุปกรณ์ต่อพ่วง นอกจากนี้โค้ดที่สร้างขึ้นนี้สามารถใช้ใน Keil uVision เพื่อแก้ไขตามความต้องการ และในที่สุดโค้ดก็ถูกเบิร์นลงใน STM32 โดยใช้โปรแกรมเมอร์ ST-Link จาก STMicroelectronics

ในการกวดวิชานี้เราจะได้เรียนรู้วิธีการใช้โปรแกรม STM32F103C8 Keil uVision & STM32CubeMXด้วยการทำโครงการที่เรียบง่ายของการเชื่อมต่อปุ่มกดและไฟ LED กับคณะกรรมการยา เราจะสร้างรหัสโดยใช้ STM32Cube MX จากนั้นแก้ไขและอัปโหลดรหัสไปยัง STM32F103C8 โดยใช้ Keil uVision ก่อนที่จะลงรายละเอียดเราจะเรียนรู้เกี่ยวกับโปรแกรมเมอร์ ST-LINK และเครื่องมือซอฟต์แวร์ STM32CubeMX ก่อน

ST-LINK V2

ST-LINK / V2 เป็นบั๊กในวงจรและการเขียนโปรแกรมสำหรับ STM8 และ STM32 ครอบครัวไมโครคอนโทรลเลอร์ เราสามารถอัปโหลดรหัสไปยัง STM32F103C8 และไมโครคอนโทรลเลอร์ STM8 & STM32 อื่น ๆ โดยใช้ ST-LINK นี้ อินเทอร์เฟซโมดูลอินเทอร์เฟซแบบสายเดี่ยว (SWIM) และ JTAG / serial wire debugging (SWD) ใช้เพื่อสื่อสารกับไมโครคอนโทรลเลอร์ STM8 หรือ STM32 ที่อยู่บนบอร์ดแอปพลิเคชัน เนื่องจากแอปพลิเคชัน STM32 ใช้อินเทอร์เฟซ USB ความเร็วสูงเพื่อสื่อสารกับสภาพแวดล้อมการพัฒนาแบบบูรณาการ Atollic, IAR, Keil หรือ TASKING ดังนั้นเราจึงสามารถใช้ฮาร์ดแวร์นี้เพื่อตั้งโปรแกรมไมโครคอนโทรลเลอร์ STM 8 และ STM32 ได้

ด้านบนเป็นภาพของดองเกิล ST-LINK V2 จาก STMicroelectronics ที่รองรับอินเทอร์เฟซการดีบัก STM32 SWD แบบเต็มรูปแบบอินเทอร์เฟซ 4 สายที่เรียบง่าย (รวมถึงพลังงาน) รวดเร็วและเสถียร มีให้เลือกหลายสี ตัวเครื่องผลิตจากอลูมิเนียมอัลลอยด์ มีไฟ LED สีน้ำเงินซึ่งใช้สังเกตสถานะการทำงานของ ST-LINK ชื่อพินจะถูกทำเครื่องหมายไว้อย่างชัดเจนบนเปลือกดังที่เราเห็นในภาพด้านบน สามารถเชื่อมต่อกับซอฟต์แวร์ Keilซึ่งโปรแกรมสามารถแฟลชไปยังไมโครคอนโทรลเลอร์ STM32 ลองดูบทช่วยสอนนี้ว่าโปรแกรมเมอร์ ST-LINK นี้สามารถใช้เพื่อตั้งโปรแกรมไมโครคอนโทรลเลอร์ STM32ได้อย่างไร ภาพด้านล่างแสดงหมุดของโมดูล ST-LINK V2

หมายเหตุ: เมื่อเชื่อมต่อ ST-Link กับคอมพิวเตอร์เป็นครั้งแรกเราจำเป็นต้องติดตั้งไดรเวอร์อุปกรณ์ ไดรเวอร์อุปกรณ์สามารถพบได้ในลิงค์นี้ตามระบบปฏิบัติการของคุณ

STM32CubeMX

เครื่องมือ STM32CubeMX เป็นส่วนหนึ่งของ STMicroelectronics STMCube เครื่องมือซอฟต์แวร์นี้ช่วยให้การพัฒนาเป็นเรื่องง่ายโดยลดความพยายามในการพัฒนาเวลาและค่าใช้จ่าย STM32Cube ประกอบด้วย STM32CubeMX ซึ่งเป็นเครื่องมือกำหนดค่าซอฟต์แวร์กราฟิกที่อนุญาตให้สร้างรหัสเริ่มต้น C โดยใช้ตัวช่วยสร้างกราฟิก โค้ดนั้นสามารถใช้ในสภาพแวดล้อมการพัฒนาต่างๆเช่น keil uVision, GCC, IAR เป็นต้นคุณสามารถดาวน์โหลดเครื่องมือนี้ได้จากลิงค์ต่อไปนี้

STM32CubeMX มีคุณสมบัติดังต่อไปนี้

ตรึงตัวแก้ความขัดแย้ง
ตัวช่วยในการตั้งค่านาฬิกาต้นไม้
เครื่องคำนวณการใช้พลังงาน
ยูทิลิตี้ที่ดำเนินการกำหนดค่าอุปกรณ์ต่อพ่วง MCU เช่นหมุด GPIO, USART เป็นต้น
ยูทิลิตี้ที่ทำการกำหนดค่าอุปกรณ์ต่อพ่วง MCU สำหรับสแต็กมิดเดิลแวร์เช่น USB, TCP / IP เป็นต้น

วัสดุที่จำเป็น

ฮาร์ดแวร์

STM32F103C8 Blue Pill board
ST-LINK V2
ปุ่มกด
LED
เขียงหั่นขนม
สายจัมเปอร์

ซอฟต์แวร์

เครื่องมือสร้างรหัส STM32CubeMX (ลิงค์)
Keil uVision 5 (ลิงค์)
ไดรเวอร์สำหรับ ST-Link V2 (ลิงค์)

แผนภาพวงจรและการเชื่อมต่อ

ด้านล่างนี้เป็นแผนภาพวงจรเพื่อเชื่อมต่อLED กับบอร์ด STM32โดยใช้ปุ่มกด

การเชื่อมต่อระหว่าง ST-LINK V2 และ STM32F103C8

ที่นี่บอร์ด STM32 Blue Pill ใช้พลังงานจาก ST-LINK ซึ่งเชื่อมต่อกับพอร์ต USB ของคอมพิวเตอร์ ดังนั้นเราจึงไม่จำเป็นต้องจ่ายไฟให้กับ STM32 แยกกัน ตารางด้านล่างแสดงการเชื่อมต่อระหว่าง ST-Link และ Blue pill board

STM32F103C8	ST-Link V2.0
GND	GND
SWCLK	SWCLK
SWDIO	SWDIO
3V3	3.3V

LED และปุ่มกด

LEDใช้เพื่อระบุเอาต์พุตจากบอร์ด Blue Pill เมื่อกดปุ่ม ขั้วบวกของ LED เชื่อมต่อกับพิน PC13 ของ Blue Pill board และขั้วลบต่อสายดิน

กดปุ่มเชื่อมต่อกับให้ข้อมูลกับ PA1 ขาของคณะกรรมการยาสีน้ำเงิน เราต้องใช้ตัวต้านทานแบบดึงขึ้นที่มีค่า 10k เนื่องจากพินอาจลอยโดยไม่มีอินพุตใด ๆ เมื่อปล่อยปุ่ม ปลายด้านหนึ่งของปุ่มกดเชื่อมต่อกับกราวด์และปลายอีกด้านหนึ่งเพื่อพิน PA1 และตัวต้านทานแบบดึงขึ้น 10k ยังเชื่อมต่อกับบอร์ด Blue Pill 3.3V

การสร้างและเบิร์นโปรแกรมลงใน STM32 โดยใช้ Keil uVision และ ST-Link

ขั้นตอนที่ 1: -ก่อนอื่นให้ติดตั้งไดรเวอร์อุปกรณ์ทั้งหมดสำหรับ ST-LINK V2, เครื่องมือซอฟต์แวร์ STM32Cube MX & Keil uVision และติดตั้งแพ็คเกจที่จำเป็นสำหรับ STM32F103C8

ขั้นตอนที่ 2: -ขั้นตอนที่สองคือเปิด >> STM32Cube MX

ขั้นตอนที่ 3: -จากนั้นคลิกที่ โครงการใหม่

ขั้นตอนที่ 4: -หลังจากนั้นค้นหาและเลือกไมโครคอนโทรลเลอร์STM32F103C8ของเรา

ขั้นตอนที่ 5: -ตอนนี้ร่างขาออกของ STM32F103C8ปรากฏขึ้นที่นี่เราสามารถตั้งค่าการกำหนดค่าพินได้ นอกจากนี้เรายังสามารถเลือกพินของเราในส่วนอุปกรณ์ต่อพ่วงตามโครงการของเรา

ขั้นตอนที่ 6: -คุณสามารถคลิกที่พินได้โดยตรงและรายการจะปรากฏขึ้นตอนนี้เลือกการกำหนดค่าพินที่ต้องการ

ขั้นตอนที่ 7: -สำหรับโครงการของเราเราได้เลือกPA1 เป็น GPIO INPUT, PC13 เป็น GPIO OUTPUT & SYS debug เป็น SERIAL WIREที่นี่มีเพียงเราเชื่อมต่อพิน ST-LINK SWCLK & SWDIO เท่านั้น ได้รับการแต่งตั้งและกำหนดค่าหมุดปรากฏในสีเขียวคุณสามารถสังเกตได้ในภาพด้านล่าง

ขั้นตอนที่ 8: -ถัดไปใต้แท็บการ กำหนดค่า เลือก GPIO เพื่อตั้งค่าการกำหนดค่าพิน GPIO สำหรับพินที่เราเลือก

ขั้นตอนที่ 9: -ถัดไปในกล่องการกำหนดค่าพินนี้เราสามารถกำหนดค่า User Label สำหรับพินที่เราใช้นั่นคือชื่อพินที่ผู้ใช้กำหนด

ขั้นตอนที่ 10: -หลังจากคลิกที่ โครงการ >> สร้างรหัส

ขั้นตอนที่ 11: -ตอนนี้กล่องโต้ตอบการตั้งค่าโครงการจะปรากฏขึ้น ในกล่องนี้ให้เลือกชื่อโครงการและที่ตั้งของคุณและเลือกสภาพแวดล้อมการพัฒนาเรากำลังใช้ Keil ดังนั้นเลือกMDK-ARMv5 เป็น IDE

ขั้นตอนที่ 12: -ถัดไปภายใต้ รหัส Generator แท็บ, เลือก คัดลอกเฉพาะไฟล์ไลบรารีที่จำเป็น แล้วคลิกตกลง

ขั้นตอนที่ 13: -ตอนนี้กล่องโต้ตอบการสร้างรหัสจะปรากฏขึ้น เลือก เปิดโครงการ เพื่อเปิดโครงการโดยอัตโนมัติรหัสที่สร้างขึ้นใน Keil uvsion

ขั้นตอนที่ 14: -ตอนนี้เครื่องมือ Keil uVision จะเปิดขึ้นพร้อมกับรหัสที่เราสร้างขึ้นใน STM32CubeMx ด้วยชื่อโปรเจ็กต์เดียวกันกับไลบรารีและรหัสที่จำเป็นซึ่งกำหนดค่าสำหรับพินที่เราเลือก

ขั้นตอนที่ 15: -ตอนนี้เราต้องรวมลอจิกเพื่อดำเนินการบางอย่างที่ LED เอาต์พุต (พิน PC13) เมื่อกดปุ่มและปล่อยที่อินพุต GPIO (พิน PA1) ดังนั้นเลือกโปรแกรม main.c เราที่จะรวมรหัสบางอย่าง

ขั้นตอนที่ 16: -ตอนนี้เพิ่มรหัสใน while (1) loop ดูภาพด้านล่างที่ฉันเน้นส่วนนั้นเพื่อเรียกใช้รหัสอย่างต่อเนื่อง

ในขณะที่ (1) {ถ้า (HAL_GPIO_ReadPin (BUTN_GPIO_Port, BUTN_Pin) == 0) // => กดปุ่ม DETECTS {HAL_GPIO_WritePin (LEDOUT_GPIO_Port, LEDOUT_Pin, 1); // เพื่อให้เอาต์พุตสูงเมื่อกดปุ่ม d} else {HAL_GPIO_WritePin (LEDOUT_GPIO_Port, LEDOUT_Pin, 0); // เพื่อให้เอาต์พุตต่ำเมื่อกดปุ่ม}}

ขั้นตอนที่ 17: -หลังจากแก้ไขโค้ดเสร็จแล้วให้คลิกไอคอน ตัวเลือกสำหรับเป้าหมาย ใต้แท็บดีบักเลือก ST-LINK Debugger

นอกจากนี้คลิกที่ปุ่ม การตั้งค่า จากนั้นภายใต้แท็บ ดาวน์โหลดแฟลชให้เลือก ช่องทำเครื่องหมาย รีเซ็ตและเรียกใช้ แล้วคลิก 'ตกลง'

ขั้นตอนที่ 18: -คลิกที่ไอคอนสร้างใหม่เพื่อสร้างไฟล์เป้าหมายทั้งหมดใหม่

ขั้นตอนที่ 19: -ตอนนี้คุณสามารถเสียบ ST-LINK เข้ากับคอมพิวเตอร์พร้อมกับการเชื่อมต่อวงจรและคลิกที่ไอคอนดาวน์โหลดหรือกด F8 เพื่อแฟลช STM32F103C8ด้วยรหัสที่คุณสร้างและแก้ไข

ขั้นตอนที่ 20: -คุณสามารถสังเกตเห็นไฟกะพริบที่ด้านล่างของหน้าต่าง keil uVision

เอาต์พุตของ Keil Programmed STM32 Board

ตอนนี้เมื่อเรากดปุ่มกด LED จะเปิดและเมื่อเราปล่อย LED จะดับลง

โปรแกรม

ส่วนหลักที่เราได้เพิ่มไว้ในโปรแกรมที่สร้างขึ้นแสดงอยู่ด้านล่าง โค้ดด้านล่างนี้จะต้องรวมอยู่ในโปรแกรม while (1 ) ของ main.c ที่ สร้างโดย STM32CubeMX คุณสามารถกลับไปที่ขั้นตอนที่ 15 ถึงขั้นตอนที่ 17 เพื่อเรียนรู้ว่าควรเพิ่มในโปรแกรม main.c อย่างไร

กระบวนการที่สมบูรณ์ของการสร้างและโครงการการอัปโหลดลงในกระดาน STM32 ยังมีการอธิบายในวิดีโอที่ได้รับในตอนท้าย นอกจากนี้รหัสที่สมบูรณ์ของไฟล์ main.cจะได้รับด้านล่างรวมถึงรหัสที่กำหนดด้านบน

นอกจากนี้คุณสามารถค้นหาโครงการ STM32 ทั้งหมดของเราได้ที่นี่