CountZero: выборка по тегу: STM32

STM32F103C8 без HAL и SPL: Вывод текста на дисплей ST7735

разделы: STM32, дата: 10 мая 2023г.

В данной статье рассматриваются способы вывода текста на дисплей ST7735 с помощью микроконтроллера STM32F103C8. В качестве шрифтов используются два шрифта с кириллицей 8х8 и 8х16, а также шрифт Cybercafe 8х16 без кириллицы.

Статья является продолжением предыдущей "Работа с SPI дисплеями Nokia_5110 и ST7735", где я рассматривал подключение дисплея к микроконтроллеру, его инициализацию, и затрагивал вопрос о максимально быстрой работе с дисплеем по SPI интерфейсу. В этот раз рассматривается вывод текста на дисплей ST7735, сжатие шрифтов, а так же отрисовка простых графических примитивов.

Содержание:

Шрифт Terminus (добавлено 22 мая 2023г.)

Конвертация векторных шрифтов

Преобразование векторных шрифтов в растровые

Дизайнерские шрифты (добавлено 16 июня 2023г.)

Все примеры и готовые прошивки можно скачать с портала GitLab

STM32F103C8 без HAL и SPL: Работа с монохромными дисплеями STE2007 и SSD1306

разделы: STM32, дата: 13 апреля 2023г.

В продолжение темы работы с дисплеями, в данной статье рассматривается работа с монохромными дисплеями от телефона Nokia 1202 и OLED дисплеем SSD1306. Первый дисплей продавался на али пару лет назад, и сейчас снят с продажи. Тем не менее, на его примере рассмотрим использование USART интерфейса в качестве 9-битного SPI, а так же коснемся вопроса конвертации шрифтов (пока растровых) для использования в своих проектах. В исходниках можно будет найти полные кодовые наборы в 256 символов конвертированных растрового шрифта 8х8 (кириллица) и 8х16 (латиница).

Про OLED дисплей SSD1306 достаточно сложно написать что-либо новое, по нему есть куча материалов в сети. Но мне показалось, что это не повод, что бы не упоминать его вообще.

Все примеры с скомпилированными прошивками можно скачать с портала GitLab по ссылке: https://gitlab.com/flank1er/stm32_bare_metal

Содержание:

I. SPI дисплей HX1230 (Nokia 1202)

II. OLED дисплей SSD1306 на I2C интерфейсе

Дисплей SSD1306

STM32F103C8 без HAL и SPL: Работа с SPI дисплеями Nokia_5110 и ST7735

разделы: PCD8544, STM32, дата: 27 сентября 2022г.

За последнее время у меня скопилось некоторое количество дисплеев, и я хотел бы начать понемногу описывать работу с ними на STM32F1xx. Дисплей это один из основных модулей периферии, и его характеристики зачастую определяют выбор микроконтроллера. В настоящее время, благородя широкому распространению мобильных телефонов, нет проблем с приобретением дисплея с нужными характеристиками, однако производительность микроконтроллера при работе с данным дисплеем становится критичным параметром. Именно вопрос производительности микроконтроллера мне кажется очень важным вопросом, т.к. на производительность влияют не только характеристики самого микроконтроллера, но и качество того кода, который выходит из под рук программиста.

Кроме того, работа с дисплеями довольно обширная тема, которая затрагивает множество смежных вопросов, и это на мой взгляд отличный повод, чтобы эти вопросы разобрать. Поэтому статья не посвящена целиком дисплеям, как можно было бы подумать на первый взгляд, на самом деле она посвящена работе с микроконтроллерами stm32f1хх.

Итак, в этой статье, в качестве целевого микроконтроллера я буду использовать stm32f103c8 в виду его широкой распространенности. Полагаю, что bluepill имеется у всех.

В качестве дисплея я буду использовать т.н. Nokia 5110 дисплей на контроллере PCD8544. И хотя я уже писал очень длинную статью по работе с ним на ATmega8, с тех пор я многое переосмыслил. Главное же конечно то, что дисплей все еще продается на али, он доступный в плане цены, и скорее всего, он уже имеется у всех, кто читает эти строки. Впоследствии, алгоритмы написанные для Nokia 5110 мы будем переносить на другие дисплеи.

И чтобы статья совсем не казалось скучной, в завершении рассмотрим работу c цветным дисплеем на контроллере ST7735 с разрешением 128 на 160 пикселей и диагональю 1.8 дюйма (4.5 сантиметра). Будем пытаться добится от него работы на 90 fps (я серьёзно).

Из дополнительной периферии рассмотрим работу с энкодерам на таймерах STM32. Они часто применяются для управления различными меню на дисплеях, так что уметь с ними работать также важно как и с самими дисплеями.

Ссылки на материалы используемые в статье

Предыдущая статья про дисплей Nokia 5110 "ATmega8 + PCD8544: работа с графическим дисплеем от телефонов Nokia 5110/3310"
Предыдущая статья про работу с STM32F1xx "STM32F103C8T6 без SPL, HAL и без IDE: Система тактирования RCC, таймер SysTick, UART передатчик, планировщик задач, SPI и I2C модули в режиме мастера"
Про энкодеры, статья на easyelectonics.ru "AVR. Учебный Курс. Инкрементальный энкодер." (Кстати, ставить точки в конце названия заголовка статьи не нужно)
Про работу с энкодером через таймеры STM32, краткая статья на easyelectronics.ru "STM32 – Подключаем энкодер"
Про ST7735 "Подключение дисплея на базе ST7735 к микроконтроллеру STM32"
Статья на хабре - "STM32: SPI: LCD — Вы всё делаете не так [восклицательный знак]"
Статья на хабре - "Подключение OLED дисплея ssd1306 к STM32 (SPI+DMA)"

Содержание:

I. Часть первая, вводная

II. Часть вторая, дисплей Nokia 5110

III. Часть третья, дисплей ST7735

Бонус. IPS дисплеи ST7789 320х240 и 240х240 (добавленно позже)

Система тактирования RCC, таймер SysTick, UART передатчик, планировщик задач, SPI и I2C модули в режиме мастера
Работа с SPI дисплеями Nokia_5110 и ST7735

Все примеры с скомпилированными прошивками можно скачать с портала GitLab по ссылке: https://gitlab.com/flank1er/stm32_bare_metal

Сага об отладчиках

разделы: Программаторы, STM32, дата: 07 августа 2022г.

Недавно у меня сгорел мой единственный ST-Link v2 с оригинальным STM32, который верой и правдой прослужил мне семь лет. Выкидывать его у меня не поднялась рука, и я что называется "приобрел практический опыт" восстанавливая его работу. Данная проблема заставила меня провести личное исследование о доступных альтернативах отладчику ST-Link V2, и результаты этого мини исследования легли в основу данной статьи.

Вторым мотивом которым я руководствовался, была ситуация сложившаяся на рынке микроконтроллеров. Полагаю, что все уже понимают, что микроконтроллеры STM32 скорее всего уже не будут доступны никогда, и нужно искать альтернативы. В виду этого теряется ценность брендированных отладчиков таких как ST-LinkV2, которые могут работать только с микроконтроллерами STM, и соответственно вопрос опять упирается в поиск альтернатив.

В своих проблемах и поисках я не был одинок, поэтому ниже привожу список материалов, на которые я опирался.

Ремонт программатора ST-LINK V2
Делаем ST-Link V2.1 из китайского ST-Link V2
Прошивки загрузчика ST-Link V2
Прошивка ST-Link в J-Link
Восстанавливаем убитый китайский JLink в Linux
Клон J-Link v8 шпаргалка для восстановления
Converting ST-LINK On-Board Into a J-Link

Содержание:

Для работы я использовал Slackware Linux и виртуальную машину с Windows. Если вы пользуетесь Windows, то вам соответствено понадобится виртуальная машина с Linux.

Плата STM32F411CE BlackPill + MicroPython. Быстрый старт

разделы: STM32, дата: 24 июля 2020г.

Внимание! Статья была отредактирована в ноябре 2023 года (последнее изменение 28 июля 2024г). Были исправленны битые ссылки, логи и скриншоты STM32CubeProgrammer были приведены к версии 2.15. Кроме этого, был добавлен новый раздел "BlackPill в 2023 году, альтернативные платы WeAct", где рассмотренна современная ситуация с прошивками микропитона для BlackPill. Также был добавлен легкий экскурс по программированию на микропитоне на примере написания драйвера дисплея SSD1306 с I2C интерфейсом. Кроме этого было затронуто асинхронное программирование на микропитоне. Также был добавлен обзор альтернативных плат WeAct в форм-факторе Blackpill на чипах: AT32F403ACGU7, RP2040 и STM32WB55. Старую версию статьи можно найти по следующему адресу: "перейти по ссылке".

Изначально статья была посвящена плате Blackpill на чипе STM32F411, и немного была затронута тема микропитона. Немного, потому-что это казалось скорее игрушкой для студентов и не более того. За последние три года произошли какие-то тектонические сдвиги в микроэлектронике, и ситуация поменялась.

Во-первых, фирма Espressif выбросила на рынок целую коробку новых чипов, с очень привлекательными характеристиками. А для ESP микропитон вполне достойная среда программирования, т.к. писать что-то на SDK - сомнительное удовольствие.
Китайцы выпустили целый вагон своих чипов, и микроконтроллеры с объемом флеш-памяти 1 МБ перестали быть экзотикой.
Появился очень интересный RP2040 с возможностью установки микропитона.

Таким образом, я вижу с одной стороны дрифт в сторону от продукции ST, а с другой - микроконтроллеров в сторону SoC. Микропитон же похоже пытается стать Java для микроконтроллеров. Так или иначе байткод-интерпретатор там уже имеется.

Еще один аспект - микропитон выполняет роль интерактивной операционной системы для микроконтроллеров. Там есть дисковая система, командная строка и возможность запускать скрипты с диска. Т.о. микропитон позволяет работать с периферией и аппаратными интерфесами в диалоговом режиме.

Хочу заметить, что вопрос прошивки модулей ESP8266/ESP32 микропитоном рассматривалась в статье про EPS8266: "Установка прошивки MicroPython".

Полезная документация по теме статьи:

Содержание:

I. Обзор платы BlackPill на чипе STM32F411CE

II. Основы работы c MicroPython

III. BlackPill в 2023 году, альтернативные платы WeAct

IV. Микропитон в 2024 году

Настройка: Eclipse, SW4STM32, STM32CubeIDE и Qt Creator, для отладки проекта на STM32F103C8 (BluePill)

разделы: STM32, среда разработки, дата: 16 ноября 2019г.

Данную статью по содержанию можно разделить на две или три части. С одной стороны я хотел рассказать в ней о конфигурации ряда IDE основанных на кодовой базе Eclipse, т.к. когда я впервые настраивал подключение отладчика к Eclipse и SW4STM32, мне не показался этот процесс простым и "интуитивно понятным".

Вторая часть статьи в каком-то роде продолжает прошлогоднюю статью по STM32, Т.к. в качестве демонстрационного примера берётся проект из той статьи. Однако, одним заимствованием ограничиться не получилось, и для развития идеи, я описал недостатки данного проекта, и предложил более совершенный вариант Makefile'а.

Получившийся Makefile дал возможность перенести проект на систему сборки CMake. Это в свою очередь дало возможность продемонстрировать использование Qt Creator для программирования и отладки микроконтроллеров STM32.

В техническом плане, проект используемый в качестве примера, очень простой. Это обычный Blink, состоящий из Си-кода и ассемблере ARM. Из ресурсов микроконтроллера используется лишь порт ввода-вывода GPIO_C и системный таймер SysTick. В проекте не затрагиваются DMA, USB, FSMC и прочие интерфейсы. Также в стороне осталась библиотека newlib, поддержка языка программирования C++, и работа с проектами STM32CubeMX. Т.е. несмотря на доработку проекта в статье, он все ещё годится лишь для несложных задач, и более соответствует уровню микроконтроллеров с архитектурой Cortex-M0/M0+.

Используемые в статье Hardware и Software. В качестве операционной системы использовалась Slackware GNU/Linux (русские физики рекомендуют), в качестве целевого микроконтроллера - STM32F103C8T6 (Blue Pill). В качестве программатора и отладчика использовался китайский клон: "ST-Link v2", а также JTAG отладчик на чипе FT232H. Из софта, в качестве gdb сервера в статье используется: "OpenOCD", а в качестве флешера: "st-flash". Используемый туллчейн arm-none-eabi-gcc имеет версию - 8.3.1, релиз от 20190703. Версия CMake - 3.15.5. Qt Creator используемый при написании статьи был версий 4.9.2 и 4.10.2.

Должен предупредить, что свой ST-Linkv2 я покупал достаточно давно, и он на чипе STM32. Сейчас на али продаются программаторы ST-Linkv2 на чипе CKS32F103C8T6, и с ними могут быть нюансы.

Полезные материалы по теме статьи:

Моя предыдущая статья по STM32: STM32F103C8T6 без SPL, HAL и без IDE: Система тактирования RCC, таймер SysTick, UART передатчик, планировщик задач, SPI и I2C модули в режиме мастера
Статья с easyelectronics.ru Разработка под stm32 в Linux (GCC + CMake + Eclipse + openocd)
Руководство по использованию плагина Bare Metal в Qt Creator Connecting Bare Metal Devices

Содержание:

I. Отладка в Eclipse, SW4STM32 и STM32CubeIDE:

II. "Допиливание" Makefile и создание на его основе CMake проекта:

III. Использование Qt Creator для программирования и отладки микроконтроллеров STM32:

Qt Creator + CMake + STM32

STM32F103C8T6 без SPL, HAL и без IDE: Система тактирования RCC, таймер SysTick, UART передатчик, планировщик задач, SPI и I2C модули в режиме мастера

разделы: STM32, дата: 19 октября 2018г.

"Blue Pill" - плата с микроконтроллером STM32F103C8T6

Когда пару лет назад я писал вводную статью по STM32, то больше всего мне тогда запомнилось, что прошивки даже с самыми простыми алгоритмами (например Blink) - имеют огромный размер: от одного килобайта и больше. Поэтому целью этой статьи стала попытка написания прошивок для STM32 в стиле 8-битных микроконтроллеров, когда ты полностью контролируешь процесс компиляции, используя лишь: компилятор, флешер и текстовый редактор. Соответственно в статье рассматриваются типовые на мой взгляд вопросы при переходе с 8-битников на 32-разрядную архитектуру: как помигать светодиодом, как настроить тактирование, как завести SPI и поднять I2C.

Данная статья не рассчитана на новичков, я часто буду сравнивать STM32 c STM8, и по ходу повествования буду опускать многие элементарные, на мой взгляд, вещи. Статья предполагает, что вы уже знаете Cи, имеете опыт работы в консоли Linux или CYGWIN Windows. Также будет весьма кстати, если у вас уже есть опыт программирования в "Bare Metal" хотя бы на уровне микроконтроллеров STM8.

Если вам чего-то из этого не хватает, то вы легко сможете подтянуть "матчасть" по статьям на хабре: STM32F4: GNU AS: Программирование на ассемблере в семи частях, по методичке "Народная электроника" выпуск 2. А.В. Немоляев. GCC Cortex-M3. PDF, или по книге "Джозеф Ю. Ядро Cortex - МЗ компании ARM. Полное руководство". Также, в какой-то мере, могут быть полезны материалы данного сайта.

Оборудование. В статье я буду использовать популярную плату "Blue Pill" на микроконтроллере STM32F103C8T6, программатор ST-LINK v2 (китайская реплика), USB-UART преобразователь FT232RL, 4-x разрядный семисегментный индикатор, на SPI интерфейсе и RTC DS3231 на I2C интерфейсе.

Список используемой документации:

Cortex-M3: Руководство программиста (PM0056), для чипов серий: STM32F10xxx/20xxx/21xxx/L1xxxx.
Справочное руководство (Reference Manual: RM0008), для чипов следующих серий: STM32F101xx, STM32F102xx, STM32F103xx, STM32F105xx and STM32F107xx advanced Arm.
Datasheet на чипы: STM32F103x8/STM32F103xB.
STM32F10xxx I2C optimized examples, Application note AN2824
Шпаргалка по набору инструкций 16-битных инструкций Thumb.
Шпаргалка по набору инструкций Thumb2.
ARM. Учебный Курс. SysTick — Системный таймер | Электроника для всех
ARM Учебный курс. USART | Электроника для всех
Статья на хабре: STM32: SPI: LCD — Вы всё делаете не так [восклицательный знак]
SPI (перевод из книги Mastering STM32) – Radiotech
Статья на хабре: Бюджетный отладчик к ESP-32 и его настройка
Статья на хабре: FT232H, MPSSE и SPI-программатор за 15 евр
Статья на хабре: FT232H и почти универсальный USB<->JTAG-адаптер за 15 евро

Содержание:

Система тактирования RCC, таймер SysTick, UART передатчик, планировщик задач, SPI и I2C модули в режиме мастера
Работа с SPI дисплеями Nokia_5110 и ST7735

Посмотреть исходники, сборочные файлы, скачать скомпилированные прошивки, можно с портала GITLAB https://gitlab.com/flank1er/stm32_bare_metal