Программирование микроконтроллеров *

Добрый день! Мы в проекте Embox запустили Qt на STM32F7-Discovery и хотели бы об этом рассказать. Ранее, мы уже рассказывали как нам удалось запустить OpenCV.

Qt — это кроссплатформенный фреймворк, который включает в себя не только графические компоненты, но и такие вещи как QtNetwork, набор классов для работы с базами данных, Qt for Automation (в том числе, для реализации IoT) и многое другое. Разработчики команды Qt заранее предусмотрели использование Qt во встроенных системах, поэтому библиотеки довольно хорошо конфигурируются. Однако до недавних пор, мало кто задумывался о портировании Qt на микроконтроллеры, вероятно потому, что такая задача выглядит сложной — Qt большое, MCU маленькие.

VM, написанная неуверенной рукой гуманитария в среде программирования Arduino с использованием быдлокода и велосипедов. А еще есть компилятор для нее из си-подобного языка, написанный на JavaScript теми же методами. Да. Уже можно спешить в комментарии, бросать камни. Ну а тех, кому все же интересно, приглашаю продолжить чтение.

Рассказ о процессе заимствования при разработке электроники на наглядном примере.

Запись лога работы лифта самодельным сниффером

Время от времени в моих проектах приходится применять printf в связке с последовательным портом (UART или абстракция над USB, имитирующая последовательный порт). И, как обычно, времени между его применениями проходит много и я успеваю напрочь забыть все нюансы, которые требуется учитывать, чтобы он нормально работал в крупном проекте.

В данной статье я собрал свой собственный топ нюансов, которые возникают при использовании printf в программах под микроконтроллеры, сортированный по очевидности от самых очевидных к полностью неочевидным.

Сейчас уже никого не удивить микроконтроллерами с энергонезависимой (чаще всего Flash) памятью объемом 512 килобайт и более. Их стоимость постепенно снижается, а доступность напротив, растет. Наличие такого объема энергонезависимой памяти дает возможность писать «тяжелые» по объему занимаемой памяти приложения, облегчая при этом последующее сопровождение кода за счет использования готовых решений из различных стандартных библиотек. Однако это ведет к росту объема файла прошивки целевого устройства, который требуется каждый раз целиком заново загружать в энергонезависимую память микроконтроллера при малейшем изменении в коде.

Цель статьи — рассказать о методе построения проекта на C и/или C++, при котором, в случае изменения участка кода, отладка которого производится чаще всего, большая часть проекта не нуждалась в повторной перезаписи. А так же показать, почему данный метод не всегда является эффективным решением.

Я являюсь большим любителем макетных плат «голубая пилюля». Они очень хороши по соотношению цена/возможности. Собственно, моя любовь к ним заметна из первоапрельской статьи про педальную прошивку для игры на балалайке.



Открыть коробочку с такими платами и быстро взять одну для решения каких-то задач — в порядке вещей. Именно так, недавно я взял очередную плату, прошил уже хорошо отлаженной и проверенной «прошивкой» и… получил неопознанное USB-устройство. Взял другую плату, «прошил» её, там устройство заработало. Тут бы делу и конец, но интересно же, в чём дело. Поэтому, как пришли выходные, я занялся детальным исследованием, почему же она не работает.

Я один из разработчиков операционной системы Embox, и в этой статье я расскажу про то, как у меня получилось запустить OpenCV на плате STM32746G.

Если вбить в поисковик что-то вроде "OpenCV on STM32 board", можно найти довольно много тех, кто интересуется использованием этой библиотеки на платах STM32 или других микроконтроллерах.
Есть несколько видео, которые, судя по названию, должны демонстрировать то, что нужно, но обычно (во всех видео, которые я видел) на плате STM32 производилось только получение картинки с камеры и вывод результата на экран, а сама обработка изображения делалась либо на обычном компьютере, либо на платах помощнее (например, Raspberry Pi).

Хочу рассказать читателям о программистском трюке, с которым я познакомился в какой-то переводной книжке, содержащей подборку таких трюков, в те далёкие времена, когда ещё не изобрели не то что байт, а страшно сказать — стек, а великий Дейкстра ещё не проклял оператор GOTO (sic, in uppercase).

Трюк настолько мне понравился простотой и изяществом, что уже в этом тысячелетии я с удовольствием рассказывал о нём студентам в виде следующей задачи.

Представьте себе, что в процессе возвращения в 2030 году с Луны вы вдруг обнаружили, что ваш бортовой компьютер неправильно выполняет операции целочисленного умножения, и это непременно приведёт к аварии при посадке.

В таком сюжете нет ничего особо фантастического. Вспомним, например, какие проблемы случались когда-то с процессорами Pentium , а к моменту отправки на Луну вы ещё не достигли полного импортозамещения. И вообще надо проверить, а не были ли процессоры просверлены специально.

Но к делу. Вам надо срочно реализовать умножение программно, чтоб работало быстро в реальном времени и укладывалось в доступный ресурс.

Небольшой рассказ о граблях, встреченных на пути познания ARM на примере stm32f103c8t6 и stm32l151rct6.

В первой части я попробовал рассказать хобби-электронщикам, выросшим из штанишек Ардуино, как и зачем им стоит читать даташиты и прочую документацию к микроконтроллерам. Текст получился большой, поэтому я пообещал практические примеры показать в отдельной статье. Ну что же, назвался груздем...

Сегодня я покажу, как с помощью даташитов решить довольно простые, но необходимые для множества проектов задачи на контроллерах STM32 (Blue Pill) и STM8. Все демо-проекты посвящены моим любимым светодиодам, зажигать мы их будем в больших количествах, для чего придется задействовать всякую интересную периферию.

Этот вопрос мне пришлось задать себе лет десять назад или больше. Работа, которую надо было сделать, заключалась в дарении второй жизни диспетчерскому щиту. Это такая штука во всю стену, состоящая из лампочек и выключателей с переключателями. Думаю, не ошибусь, предположив, что щиты стали делать с тех пор, как появились лампочки, поскольку выключатели к тому времени, наверняка, уже были известны. А тяга к прекрасному, вообще, пришла к людям из далекой древности.

Сейчас многие предпочтут щитам дисплейные панели. Но будут ли любители дисплеев в большинстве, зависит от многого, нам неведомого. Но сейчас речь не об этом.

Каждый, кто может в течение пяти минут поддерживать разговор об электропроводке, сразу скажет мне, что щит состоит из плоских панелей, на которых размещены выключатели и лампочки, а также из ящика со множеством проводов. Ведь лампочка без проводов только для того и годится, чтобы ее или тупо разбить или, если подойти творчески и включить воображение, разместить у самого пытливого во рту и довольно быстро узнать, где находится травмпункт.

Best-404-Error интересуется, можно ли получить результат компиляции длиной менее 512 байт, если исходник написан на языке высокого уровня. Можно, если упростить возлагаемую на прошивку задачу.

Программная реализация усилителя класса D позволяет менять его параметры (частоту ШИМ, скважность в режиме покоя) сменой прошивки.

Демки обычно отличаются более сложной графикой, чем игры того же объёма. Ведь не приходится тратить ресурсы на взаимодействие с пользователем и дополнительные расчёты. Предлагаемая программа работает на микроконтроллере ATtiny5 с 512 байтами ПЗУ, 32 байтами ОЗУ и 16 регистрами процессора. Rakettitiede — это по-фински «ракетная наука» (в т.ч. в том же значении, что и в английском фразеологизме), а также название компании, разрабатывающей ПО.

Итак, в первой статье цикла говорилось, что для управления нашим оборудованием, реализованным средствами ПЛИС, для комплекса Redd лучше всего использовать процессорную систему, после чего на протяжении первой и второй статей показывалось, как эту систему сделать. Хорошо, она сделана, мы даже можем выбирать какие-то готовые ядра из списка, чтобы включить их в неё, но конечная цель — именно управлять нашими собственными нестандартными ядрами. Пришла пора рассмотреть, как включить в процессорную систему произвольное ядро.

Устройство на ATtiny13, управляемое программой из 290 16-разрядных слов, написанной на ассемблере, запоминает коды шести кнопок пульта ДУ и включает/выключает три нагрузки.

Несколько лет назад я изготовил на микроконтроллере ATmega8 часы с будильником, где реализовал однотональный (одноголосный) простейший синтезатор мелодий. В Интернете немало статей для начинающих, посвящённых этой теме. Как правило, для генерации частоты (нот) применяют 16-разрядный таймер, который конфигурируется определённым образом, заставляя на аппаратном уровне выдавать сигнал в форме меандра на определённом выводе МК. Второй (8-разрядный) таймер применяется для реализации длительности ноты или паузы. Ноты по известным формулам сопоставляются с частотами, а они, в свою очередь, сопоставляются с определёнными 16-битными числами, обратно пропорциональные частотам, которые задают периоды счёта таймера.

Я обучаю своих студентов работе с микроконтроллером STM32F411RE, на борту которого имеется аж целых 512 кБайт ROM и 128 кБайт ОЗУ
Обычно на этом микроконтроллере в ROM память записывается программа, а в RAM изменяемые данные и очень часто нужно сделать так, чтобы константы лежали в ROM.
В микроконтроллере STM32F411RE, ROM память расположена по адресам с 0x08000000...0x0807FFFF, а RAM с 0x20000000...0x2001FFFF.

И если все настройки линкера правильные, студент рассчитывает, что вот в таком незамысловатом коде его константа лежит в ROM:

class WantToBeInROM
{
private:
  int i;
public:
  WantToBeInROM(int value): i(value) {}
  int Get() const
  {
    return i;
  }
};

const WantToBeInROM myConstInROM(10);

int main()
{  
  std::cout << &myConstInROM << std::endl ;
}

Вы тоже можете пробовать ответить на вопрос: где лежит константа myConstInROM в ROM или в RAM?

Если вы ответили на этот вопрос, что в ROM, поздравляю вас, на самом деле скорее всего вы не правы, константа в общем случае будет лежать в RAM и чтобы разобраться, как правильно и законно расположить ваши константы в ROM — добро пожаловать под кат.

Введение

Внимание, это не очередная «Hello world»статья о том как помигать светодиодом или попасть в свое первое прерывание на STM32. Однако, я постарался дать исчерпывающие объяснения по всем затрагиваемым вопросам, поэтому статья будет полезна не только многим профессиональным и мечтающим стать таковыми разработчикам (как я надеюсь), но и начинающим программистам микроконтроллеров, так как тема эта почему-то обходится стороной на бесчисленных сайтах/блогах «учителей программирования МК».

Затыки неизбежны при разработке любого ПО. В эмбедде свои щедрые пять копеек могут подкинуть еще и аппаратные проблемы, но то отдельная песня. А вот чисто программные засады, когда застреваешь на, вроде бы, пустом месте… Для меня их три вида.

Проще всего, когда не до конца понят мануал, стандарт или, скажем, порядок конфигурирования библиотеки под железо. Здесь ясно: не все ходы исчерпаны, терпение и труд, еще пяток-другой экспериментов и оно оживет. Осциллограф и научный тык в помощь.


Выбор делителя частоты для настройки шины CAN

Хуже, когда проблема — в опечатке или ошибке в логике, которую не видишь в упор, пока по этому месту двадцать раз не пройдешься и глазами, и в пошаговой отладке. Потом осеняет, звонкий удар по лбу, крик «Ну екарный ты ж бабай!», правка. Работает.

И мрачный третий вид: глюк, окопавшийся в чужой библиотеке и вылезающий на стыке с железом. Шекспировские страсти рождает под ровный свет монитора. «Да ведь не может, не мо-жет система так себя вести, потому что не может никогда! Ну правда же! А?!» Не-а. Получите, распишитесь.

В итоге реальность оказывается ширше ширее шире ожидаемого. Пара примеров:

В сегодняшней статье хочу поделится с вами новым проектом. На этот раз это сенсорный выключатель с стеклянной панелью. Устройство компактное, размерами 42х42мм(стандартные стеклянные панель имеет размеры 80х80мм). История этого устройства началась давно, около года назад.