🚴🏾 👩🏽‍🤝‍👨🏼 🚵🏽 بداية سريعة مع ARM Mbed: التطوير على وحدات التحكم الدقيقة الحديثة للمبتدئين 👨🏽‍⚖️ 🧑🏻 👆🏿

مرحباً هابر.

تم استدعاء الميزة الفريدة التقليدية لمنصة Arduino (والآن يطلق عليها أحيانًا ، على الرغم من أن هذا خطأ بالفعل - وسنتحدث عن السبب) تخفيض عتبة دخول تطوير وحدة التحكم الدقيقة إلى مستوى المعرفة الأساسية لـ C / C ++ والإلكترونيات في مقياس "توصيل LED في القطبية الصحيحة".

اسأل عن أي من مؤيدي Arduino النشطين - وسيشرحون لك بسرعة ما يمكنك بالطبع ، الكتابة تحت STM32 أو nRF52 ، ولكن لا توجد فائدة حقيقية ، لكن الليالي الخالية من النوم تنتظرك على مئات الصفحات من أوراق البيانات وأوراق لا نهائية من الوظائف ذات الأسماء الغامضة الطويلة.

من الصعب حقًا المبالغة في تقدير مزايا Arduino في خفض عتبة الدخول - ولدت هذه المنصة في منتصف سنوات الصفر ، وبعد عام 2010 اكتسبت شعبية كبيرة بين الهواة. لم تكن هناك بدائل خاصة في ذلك الوقت - ظهرت المعالجات القائمة على نوى Cortex-M للتو ، مقارنة بـ AVR كانت معقدة للغاية حتى بالنسبة للمطورين المحترفين ، وتكلف لوحات التصحيح لمعظم البائعين مئات الدولارات أو أكثر (وبشكل عام ، فإن السعر في الصناعة لتصحيح الأخطاء على وحدة تحكم 5 دولارات بسعر 500 دولار ، لم أكن متفاجئًا من أي شخص).

ومع ذلك ، فإن المشكلة الكبرى مع Arduino هي أن تطورها على مدى السنوات العشر الماضية أو ما شابه يشبه إلى حد كبير بعض نماذج AvtoVAZ:

نظرًا لأنني أخطط لمقدمة طويلة ، الآن ، حتى يمكنك تخيل ما سيكون الجزء العملي ، فسأعطي النص الكامل للبرنامج ، بما في ذلك تهيئة معالج STM32 وامض LED. البرنامج مكتوب لنظام التشغيل ARM Mbed:

#include "mbed.h"
DigitalOut myled(LED1);

int main() {
    while(1) {
        myled = 1; // LED is ON
        wait(0.2); // 200 ms
        myled = 0; // LED is OFF
        wait(1.0); // 1 sec
    }
}

? ? ? ? , .

, 2010 … . AVR, 8- , — 2017 12 % ( Aspencore), : AVR, PIC STM8. , — , ..

ATMega 12 % — 32- Cortex-M / (STM32F030 16-64 4-8 30-50 ). , - .

64- — , , Cortex-A

. , , Cortex-M ? ( , — ), . AVR , STM32F1 STM32L1 , - Infineon NXP…

, — , STMicro : SPL, HAL LL. , , , .

.

, . , — , , , . , (, , , loop(), , - — , - , - ).

— , « », :

HAL — . . , -, (, , - STM32L072, STM32L151 STM32L451 — , ), -, ( , , , STM32, , ). — , RIOT API SAUL, ; , - .
— , , - . , , .
— , . , . , , , . , .
IPC — . , , , , , , , , , - - (, , : , , , , ).
— API , , . , , , , , , , API .
— « » .

, — API POSIX.

, . , :

FreeRTOS — , , . — . ( , )
Contiki OS — , , , 6LoWPAN. , (, ). Contiki NG — , .
RIOT OS — , Contiki. ( ATMega) . . C. , , . , , .
ARM Mbed — ( , Apache 2.0) ARM Holdings. 2.0, 5.x. C++ API. , . , Mbed.
TI-RTOS — Texas Instruments, , TI - , , . , API .

- , arm-none-eabi-gcc. , RIOT Makefile', Visual Studio, . ARM Mbed (mbed-cli), PlatformIO, mbed-cli Keil uVision Makefiles.

— , Arduino. , gdb JTAG/SWD-.

, ? , ?

. . , .

, RIOT OS « » :

MinGW, arm-none-eabi-gcc GNU make ( Windows 10 , Ubuntu)
RIOT
cd RIOT/examples/hello-world
make BOARD=nucleo-l152re
HEX- Nucleo ( ST-Link )

, main.c, :

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    puts("Hello World!");

    printf("You are running RIOT on a(n) %s board.\n", RIOT_BOARD);
    printf("This board features a(n) %s MCU.\n", RIOT_MCU);

    return 0;
}

? , ? SPL? , ?

.

, . — ARM Mbed .

( , , b2b-, Nucleo-L152RE BME280 OPT3001)

1) mbed.com.

2) «Compiler» - . , . , «Add board» Nucleo, ( L152RE, , Nucleo, ). , Nucleo .

3) New → New Program. Mbed - , Nucleo-L152 . , , 5.9.5, — «Empty program».

— -, mbed, -, - main.cpp. #include, mbed-os.

:

«Import», «Click here to import from URL», ( , Mbed, )
«Library»
«Import»

→ «New file» → main.cpp. :

#include "mbed.h"

DigitalOut led(LED1);

int main()
{
    printf("Hello World !\n");

    while(1) {
        wait(1); // 1 second
        led = !led; // Toggle LED
    }
}

(LED1 — Nucleo )

4) Ctrl-D ( «Compile»), -, . Nucleo USB- ( : Nucleo mini-USB, ), 540 «Node_L152RE». MBED.HTM, , .

, , BIN- HEX- , Mbed , .

. Nucleo , — LED1.

5) BME280, ? , «Import Library» (, , , — ). , Library, («Target path»).

, , .

6) , :

#include "mbed.h"
#include "BME280.h"

DigitalOut led(LED1);
BME280 sensor_bme(D14, D15);

int main()
{
    while(1) {
        wait(1); // 1 second
        led = !led; // Toggle LED
        printf("%2.2f degC, %04.2f hPa, %2.2f %%\r\n", sensor_bme.getTemperature(), sensor_bme.getPressure(), sensor_bme.getHumidity());
    }
}

, , , Nucleo I2C-. , .. SDA SCL ( STM32L1 I2C, ), , , I2C_SDA I2C_SCL . .

7) . — +3,3 , , SDA, SCL. STM32, 3,3-, .

8) «Compile», BIN- Nucleo.

8) ??????

( — Termite, , Nucleo; COM-. 9600 /)

9) PROFIT!!!

. , , « , », , .

— , . -, , while(1) 1- — , 1 , 1 , .

-, 9600 / — - , 2018 , 115200.

: Serial, , .

Serial pc(SERIAL_TX, SERIAL_RX);
pc.baud(115200);

while(1) , , . Mbed , (EventQueue), ( call) ( call_every), .

:

#include "mbed.h"
#include "BME280.h"

DigitalOut led(LED1);
BME280 sensor_bme(D14, D15);
EventQueue eventQueue(/* event count */ 50 * EVENTS_EVENT_SIZE);

void printTemperature(void)
{
    printf("%2.2f degC, %04.2f hPa, %2.2f %%\r\n", sensor_bme.getTemperature(), sensor_bme.getPressure(), sensor_bme.getHumidity());
    led = !led; // Toggle LED
}

int main()
{
    eventQueue.call_every(1000, printTemperature); // run every 1000 ms
    eventQueue.dispatch_forever();
    
    return 0;
}

, . , ( ), — , - . eventQueue ( — , 50 ), , , , .

?

, while(1) , .

, OPT3001. , …

OPT3001 — ( , ), TSL2561 , Mbed . , ( ), — https://github.com/ashok-rao/mbed-OPT3001.

Import, «Click here to import from URL», URL , «Library» — «Import».

. .

, . , « OPT3001.cpp, », ( , OPT3001).

: Import → Click here to import from URL → github.com/olegart/mbed_opt3001 → Library → Target Path = → Import.

:

#include "mbed.h"
#include "BME280.h"
#include "OPT3001.h"

DigitalOut led(LED1);
BME280 sensor_bme(D14, D15);
OPT3001 sensor_opt(D14, D15);
EventQueue eventQueue(/* event count */ 50 * EVENTS_EVENT_SIZE);
Serial pc(SERIAL_TX, SERIAL_RX);

void printTemperature(void)
{
    pc.printf("%2.2f degC, %04.2f hPa, %2.2f %%\r\n", sensor_bme.getTemperature(), sensor_bme.getPressure(), sensor_bme.getHumidity());
    
    pc.printf("%ld lux\r\n", sensor_opt.readSensor());
    
    led = !led; // Toggle LED
}

int main()
{
    pc.baud(115200);
    
    eventQueue.call_every(1000, printTemperature); // run every 1000 ms
    eventQueue.dispatch_forever();
    
    return 0;
}

Compile, , Nucleo, 115200…

PROFIT!!!

:

, , , — , .

, , , . , , .

Nucleo «IDD», , , ( , — , ).

L152 10 , - LED1, ( 2-3 ). - , , ?..

, . , , , — , , eventQueue.call_every , . STM32L151 , — , RTC ( L151CB-A , RTC_SSR), — .

, dispatch_forever(), — , , , , .

, ? , , — ?

LowPowerTicker, RTC, — . LowPowerTicker, sleep() — ( , , , — , , - , , ).

: , - — , ( OPT3001, , 100 ). printf — , . , , .

, while(1), — . , while(1) ?

, EventQueue, .

#include "mbed.h"
#include "BME280.h"
#include "OPT3001.h"

DigitalOut led(LED1);
BME280 sensor_bme(D14, D15);
OPT3001 sensor_opt(D14, D15);
EventQueue eventQueue(/* event count */ 50 * EVENTS_EVENT_SIZE);
Serial pc(SERIAL_TX, SERIAL_RX);
LowPowerTicker lpTicker;

void printTemperature(void)
{
    pc.printf("%2.2f degC, %04.2f hPa, %2.2f %%\r\n", sensor_bme.getTemperature(), sensor_bme.getPressure(), sensor_bme.getHumidity());
    pc.printf("%ld lux\r\n", sensor_opt.readSensor());        
    led = !led; // Toggle LED
}

void tickerIRQ (void)
{
    eventQueue.call(printTemperature);
}

int main()
{
    pc.baud(115200);
    
    lpTicker.attach(tickerIRQ, 1); // every second
    
    while(1)
    {
        eventQueue.dispatch(0);
        sleep();
    }
}

? : Low Power Ticker, . , eventQueue.call, ( , .. , — call ). .call , while(1), — dispatch , , sleep(), .

.

→ → → call → → dispatch → → sleep() .

PROFIT???

PROFIT!!!

( , 0,57 — , . Mbed, , STM32L1: Digital In , Analog In , - - . , Nucleo JTAG -)

- . , « RTOS» , , .

— 55,1 9,2 ( , «Build details» ), — , 2- STM32F103CB 128 20 . , , STM32F030F4P6 16 4 — RIOT OS .

, , float printf . — , . malloc , malloc .

P.S. — Mbed.

P.P.S. : Nucleo-L152RE ( Nucleo / Discovery , , — , , ), BME280 (: , , , BMP280, ). OPT3001 — , TI .

, RTOS , — Mbed , , - , RIOT 2018.07 ( ), .

, Arduino « », — , , , - ( , , ).

, , . , , , — , . , « », — , , , , 2018 , , , , - .

, — , . , , . .

, , . - , AVR.

…

?!

, 2018 ! ?

بداية سريعة مع ARM Mbed: التطوير على وحدات التحكم الدقيقة الحديثة للمبتدئين

:

More articles: