Хорошие инструменты для отладки встраиваемого ПО микроконтроллеров давно стали делом привычным. Возможности таких инструментов определяются как архитектурой ядра, так и выбором отладчика. Рассмотрим три понятия: DAP (Debug access port), ITM (Instrumentation Trace Macrocell) и RTT (Real-Time Transfer). Всё это «механизмы» позволяющие выводить отладочную информацию в том или ином виде. DAP – это аппаратный блок, который дает доступ к шинам и ядру микроконтроллера. ITM – это специальный блок внутри Cortex-M (начиная с M3 и выше), предназначенный для сообщений с минимальными потерями времени. RTT – технология компании SEGGER, построенная на использовании кольцевого буфера внутри RAM. Именно о ней и пойдет речь в публикации.

Начиная с версии Bluetooth 4.0, т.е. момента, когда вышла первая спецификация, включающая BLE (Bluetooth Low Energy), данная технология обосновалась в нашей жизни надолго. Число всевозможных BLE устройств стремительно растёт, повышая спрос на специалистов, обладающих знаниями в этой сфере. Однако, спецификация протокола Bluetooth сродни бойцу тяжеловесу, способна отправить в нокаут любого начинающего embedded программиста.

В публикации предпринята попытка познакомить читателя с полезной и перспективной технологией BLE без глубокого погружения в тему. Для этого мы возьмем готовое решение - модуль HM-10 и запустим BLE канал связи между смартфоном, модулем и ПК.

Близится Новый год, а гирлянда на ёлку не готова. В комоде уложена старая, её использовали уже пять раз и хочется чего-то нового. Предлагаю сделать свою, на популярной плате STM32 BluePIll в связке с адресными светодиодами. Это история с открытым концом. Если читателю идея покажется интересной, будет прошивка на git с реализацией интересных задумок; в противном случае, придётся купить готовую на маркетплейсе. Но мы же этого не допустим?

Цифровых настольных деревянных часов как-то мало в продаже, в основном имитация пластика под дерево. Нет, не нужен WiFi и Bluetooth, радио и радужный дисплей, будильник и метеостанция. Просто часы, точно показывающие время. Так началась история разработки миниатюрных цифровых часов в деревянном корпусе. Нацелившись на результат, но больше ради процесса, был спроектирован описанный далее прибор для точного измерения времени.

Пути разработчика и маркетолога постоянно пересекаются, но эти люди редко бывают друзьями. Задача первого что-нибудь сотворить, найти лучший способ решения технического задания в ходе раздумий, расчётов и анализов; задача второго – сие творение продать. Не успеешь и глазом моргнуть, как маркетологи припишут лишний нолик к точности измерений, добавят децибел к выходной громкости или увеличат время автономной работы микропотребляющего устройства на несколько лет.

Время жизни элемента питания – один из краеугольных вопросов, который необходимо разрешить при разработке микропотребляющих, в частности радиоканальных устройств. Они, как правило, расходуют микроамперы, а время работы в активном режиме составляет мили или даже микросекунды. Но и длительность жизни от батареи должна составлять годы. Когда такое устройство просыпается, с элемента питания забирается некоторый заряд, расходуемый на измерения полезного параметра, передачу данных через радиоканал, индикацию состояния и т. п. А далее, снова наступает глубокий сон. Возникает законный вопрос, как определить потребление электронного устройства, которое спит большую часть своей жизни.

Озеленение балкона для улучшения эстетического вида хозяйственного помещения – цель благородная, но не единственная. Приступая к задаче, воображение рисовало некую живую изгородь, вьющиеся растения с широкими листьями, помимо прочего, защищающие комнату от палящего солнца. В качестве возможных кандидатов на посадку рассматривались виноград, хмель и несколько видов вьющихся садовых цветов. Шишковидные цветы хмеля имеют сильный специфический запах, виноград способны выращивать только люди с большим жизненным опытом, а вот цветные фотографии вьющихся быстрорастущих однолетников и заверения о их неприхотливости на пакетах с семенами быстро разрешили вопрос в пользу последних.

Чего только не заваляется в закромах старого гаража: грампластинки и восковые свечи, велосипедные колеса, хозяйственное мыло, боксерская груша, двигатель от ИЖ Планета-4. При очередной генеральной уборке была обнаружена алюминиевая фляга на 25 литров, когда-то востребованная в хозяйстве вещь. Выбрасывать жалко, сдавать на металлолом дешево, а место на стеллаже занимает. Вот и возникла идея сделать из фляги вакуумную камеру, необходимую для дегазации силикона, пластика или при заливке эпоксидной смолы.

В статье предпринята попытка разобраться в содержимое startup файла микроконтроллера STM32F4, построенного на базе ядра Arm Cortex M4. Для запуска ядра используется ассемблерный код, который и предстоит изучить. Для лучшего понимания материала необходимо иметь представление об архитектуре ядра Cortex M4. Сразу отмечу, что замечания и уточнения приветствуются, т. к. они позволят дополнить представленную информацию.

Теперь можно взять весь этот бардак: застывшие остатки пластика, силиконовые формы, трубки и подложки, клей, спрей, старые газеты, наждачную бумагу… и выбросить в мусорку. На все было потрачено несколько выходных и около двух тысяч рублей в пересчете на истраченный объем. Получилась она застывшая воронка, деталь с пузырями, вздутая подложка и пара дефектных силиконовых форм. Из расходников можно вспомнить два кислых чупа-чупса под литники, которые оказались без жвачки. Да, теперь все стало понятно, можно искать исполнителя.

- Сможете изготовить такую деталь?
- Да, но скругления нужно заменить на фаски.

Хочу поделиться с читателем печальной, но в тоже время забавной историей, которая произошла накануне Нового Года. Эта история печальна, так как её пришлось пережить, а насколько она забавна, судить вам. Так или иначе, будет затронута тема газового котла на даче и вопрос стабильности его работы. Конечно же, не обошлось без DIY самоделок и разработки специализированного программного обеспечения.

Как известно, ABS пластик хорошо поддается механической и химической постобработке. С первой все более менее понятно, размер зерна обратно пропорционален затрачиваемым усилиям и числу новообразованных мозолей. Чтобы довести поверхность нулевой наждачкой до гладкого состояния нужно изрядно попотеть. При обработке простых квадратно-подобных моделей, можно воспользоваться шлифовальной машинкой. Важно правильно выбрать скорость, потому что при нагреве ABS пластик подплавляется. Так или иначе, сочетание напечатанной детали, терпения и наждачки медленно превращается в изделие достойного вида. А какие преимущества можно получить от химического способа обработки?

Из рекламы молока всем известно, как хорошо иметь домик в деревне. Вариаций мемов на эту тему огромное количество, но суть одна — необходимо много работать. Например, в промышленных масштабах выращивать помидоры, крутить компот из яблок и окучивать малину. Мне, молодому поколению, такая постановка задачи непонятна. Зачем выращивать, когда продается готовое? Из аргументации можно услышать: «А зачем переплачивать?». Так что трагикомических воспоминаний о сенокосе или очистке полей картошки от майского жука и организации её орошения предостаточно. Поэтому мой домик в деревне, сокращенно дача, является образцом рационального пользования, поведения, неприемлемого в былые времена.

Неотъемлемой частью дачи является система отопления. Конечно, существуют дачи, которые на зиму «консервируются», но в моем случае газовый котел и все коммуникации есть. Современные котлы оборудованы электронной управляющей платой. Изучив документацию на котел Lemax Primve обнаруживаем, что к плате подключаются несколько термисторов, датчик протока, реле давления воды, электрод ионизации, электрод розжига, в общем все, что нужно для его правильного функционирования. Старые чугунные котлы имели в своем распоряжении только горелку и биметаллическую пластину с газовым клапаном. Если пламя тухло по тем или иным причинам, нужно было свернуть старую газету, зажечь её кончик и внести в область горелки. С современными котлами такую процедуру проделывать категорически не рекомендуется. Лучше посмотреть код ошибки на экране или вызвать мастера.

При разработке и последующем производстве электроники неизбежно встаёт вопрос проверки собранных изделий. Если компания небольшая, а производство мелкосерийное, то в жертву рутине можно принести какого-нибудь начинающего специалиста, либо самого разработчика. Как правило, требуется проверить несколько напряжении, пару цифровых интерфейсов, световую, звуковую индикацию и т. п. Но предварительно в контроллер необходимо записать программу. В мелкой серии длительность тестирования особой роли не играет. Трудности начинаются, когда каждый месяц производится десяток тысяч изделий.

Вопрос в том, что прошивка устройства внешним программатором – это отдельная технологическая операция, требующая времени и оплаты. Столкнувшись с такой постановкой задачи, пришлось некоторое время повозиться, чтобы реализовать автономный SWD программатор в составе технологической оснастки. Все операции по проверке собранных печатных плат, включая программирование, объединяются в тестовую последовательность, а полное время проверок сводится к возможному минимуму. Надеюсь, что представленная информация облегчит дело тем самураям, которые решат пройти по схожему пути.

Когда речь идет об измерении температуры несколькими датчиками, простое большинство определяет истину. Семь датчиков показывают температуру 25…26 °С, один – около 23…24 °С. Вывод напрашивается сам собой – истинная температура примерно 25,5 °С, а восьмой датчик даёт ложные значения.

Как обмануть родителей и не идти в школу? Есть простой рецепт. Берем градусник, нагреваем его при помощи фена или обогревателя до требуемой температуры 38 °C, имитируем хриплый голос и сопли, демонстрируем все обозначенное взрослым. Но получится ли провернуть такую операцию, если градусник цифровой? К счастью, да, проверено на медицинском термометре WT-03 BASE фирмы B.Well. Проверено теоретически, конечно, я же уже взрослый.

Ртутный градусник имеет интересное свойство запоминать максимальную температуру. В электронном термометре эту функцию заменяет программа. Есть некоторый начальный порог, что-то около 30 °C и если затем положить прибор в холодильник, то он покажет последнее максимальное значение. Нет необходимости удерживать требуемую для обмана температуру продолжительное время. Отлично.

Проверите свою наблюдательность? Скажите, сколько датчиков температуры находится в вашем доме? Посчитаю, на примере квартиры. В холодильнике два, основная камера и морозилка; электрический чайник, умеет греть от 60 °C до 100 °C; мультиварка, имеет защиту от перегрева; газовая плита, прекращает подачу газа при отсутствии пламени и поддерживает температуру в духовке; в комнате метеостанция; в шкафу медицинский градусник; на балконе устройство для полива фиалки; в ванной водонагреватель и стиральная машина; в рабочей комнате ноутбук, а на столе паяльная станция. Наверняка датчики температуры есть и в смартфоне, но уже из перечисленного набралось больше дюжины. В ноутбуке вовсе не один датчик, AIDA64 насчитала семь. Итого: 19.

Мы часто ведем себя противоречиво и нелогично. Возвращаюсь вечером с дачи и уже за 300…400 метров узнаю, что спереди экипаж ДПС, есть время пристегнуть ремень или свернуть в какую-нибудь прилежащую тёмную улочку. Но у меня все в порядке, права и страховка действуют, а ремень пристёгнут. Блюстители правопорядка не обращают внимания на мою потрепанную Кию и я качусь дальше. В знак солидарности предупреждаю встречный Хёндай о надвигающейся опасности. Если бы все соблюдали правила, то на дорогах было бы спокойнее, а культура вождения выше. Крайне нелогично предупреждать потенциальных нарушителей о том, что их ждет засада.

Или еще пример, предположим, к вам в гости приезжают родственники. В этом случае квартира будет потрескивать от чистоты, вещи разложены по своим полкам, посуда и плита вымыта, пылинка затаится разве что за шкафом. А потом мы удивляемся, почему перед приездом какой-нибудь шишки город преображается до неузнаваемости. И улицы заметно освежаются, и газон появляется и даже дыр на дорогах становится ощутимо меньше. Ведь надо же наоборот показывать, что есть проблемы, денег не хватает, плохо, мол, живем. Но видно в природе человека заложено желание казаться лучше, чем есть на самом деле.

Вот и в разработке постоянно случаются казусы, выбранный курс оказывается тупиковым или бесполезным, а то и вообще абсурдным. Незавершенные проекты висят в памяти тяжким грузом, иногда пробуждают ностальгию, иногда занимают место в подсобке, иногда остаются «до лучших времен». Но как бы там ни было, они бывают полезными.

Между разработчиком радиоканального устройства и котом Базилио есть что-то общее. Оба героя работают с полями и оба помогают закапывать материальные ценности. Но если кот только прикидывается слепым, чтобы заработать денег, то разработчик таковым является. Не по своей воле мы получаем заработную плату за скопированные из мануалов готовые и совершенно непроверенные решения. Следовал четким указаниям производителя, трассировку бережно заимствовал с отладочного кита, дорожки и антенну рассчитал по широко известной методике или в известной программе.

Правильный выбор антенны является критически важным пунктом при проектировании радиоканальных устройств. Антенну необходимо подобрать под частоту рабочего диапазона и согласовать с выходным каскадом. При хорошем согласовании мощность передатчика излучается в окружающее пространство, при плохом – возвращается обратно. Немалое значение играет цена антенны, её повторяемость. Часто приходится сталкиваться с конструктивными ограничениями, малой площадью печатной платы или её сложной геометрией. Проверить параметры антенны можно при помощи векторного анализатора. Долгое время данные приборы были недосягаемы для радиолюбительских целей, да и компании зачастую жмотятся на покупку дорогостоящего оборудования. К счастью, времена меняются.

Те самые механические часы, домик с кукушкой, длинная цепь, маятник и гирьки. Они немного отставали, а в свои десять лет я не догадывался, что гайка маятника регулирует период. Да оно было и не важно, самое главное – выпрыгивающая фигурка. Затем появились настенные кварцевые, в виде чайника. Эти немного шли вперед. Вперед шло время, а технологии бежали. Около года назад приобрел микроволновку. Вы не поверите, часы торопятся на несколько минут в месяц. А в автомобиле идут очень точно, ни разу не приходилось подстраивать, хотя условия в салоне далеки от идеальных.

Одним людям нравится, когда часы показывают точное время, другие специально ставят небольшое опережение, чтобы не опаздывать. Но вряд ли найдутся те, кому нужны часы, идущие с другой скоростью.

Покупая одновременно микрозелень и коньяк можно поймать оценивающий взгляд. Не объяснять же каждому, что набор для выращивания приобретается в научных целях. За 98 рублей мы получаем пластиковый контейнер, минеральную вату, пакет семян и инструкцию. «Выдержать в темноте 2 дня… снять крышку… поставить на солнце… периодически поливать». Такие нехитрые действия помогут вырастить небольшое количество полезных растений.

Приблизительно два года назад я приобрел такой набор и успешно вырастил небольшое количество редиса. В это же время ко мне попала книга Уильяма Тексье «Гидропоника для всех». Помимо информации, относящейся к растениям, книга содержит много упрощенных картинок гидропонных установок. Именно Тексье повинен в идее превратить пластиковую коробочку  с минеральной ватой в нечто большее.