♈️ 🤞🏽 👩🏿‍🚒 Mulai cepat dengan ARM Mbed: pengembangan mikrokontroler modern untuk pemula 🧑🏼‍🤝‍🧑🏻 💆🏽 👨🏾‍🚒

Hai, Habr.

Keuntungan tradisional yang unik dari platform Arduino disebut (dan sekarang kadang-kadang disebut, meskipun ini sudah salah - dan kita akan bicara mengapa) menurunkan ambang untuk memasuki pengembangan mikrokontroler ke tingkat pengetahuan dasar C / C ++ dan elektronik dalam skala "sambungkan LED di polaritas yang tepat".

Tanyakan hampir semua pendukung Arduino yang aktif, dan mereka akan dengan cepat menjelaskan kepada Anda apa yang Anda bisa, tentu saja, tulis di bawah STM32 atau nRF52, tetapi tidak ada manfaat nyata, tetapi malam tanpa tidur menunggu Anda selama ratusan lembar lembar data dan lembar fungsi tanpa akhir dengan nama yang tidak jelas.

Sangat sulit untuk melebih-lebihkan kelebihan Arduino dalam menurunkan ambang masuk - platform ini lahir di tengah-tengah nol tahun, dan setelah 2010 itu mendapatkan popularitas serius di kalangan amatir. Tidak ada alternatif khusus pada waktu itu - prosesor berdasarkan Cortex-M core baru saja muncul, dibandingkan dengan AVR mereka cukup rumit bahkan untuk pengembang profesional, dan papan debugging untuk sebagian besar vendor berharga ratusan dolar atau lebih (dan secara umum, label harga di industri untuk debugging pada kontroler $ 5 seharga $ 500, saya tidak terlalu terkejut oleh siapa pun).

Namun, masalah besar dengan Arduino adalah pengembangannya selama lebih dari 10 tahun terakhir sangat mirip dengan beberapa model AvtoVAZ:

Karena saya berencana pengenalan panjang lebih jauh, sekarang, sehingga Anda dapat membayangkan apa bagian praktisnya, saya akan memberikan teks lengkap dari program ini, termasuk inisialisasi prosesor STM32 dan kedipan LED. Program ini ditulis untuk ARM Mbed OS:

#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 ! ?

Mulai cepat dengan ARM Mbed: pengembangan mikrokontroler modern untuk pemula

:

More articles: