1.         Rdzeń Cortex-M3 ..    9

 

1.1.      Firma ARM i jej wyroby          10

1.2.      Rodzina rdzeni Cortex  12

1.3.      Ogólne spojrzenie na architekturę rdzenia Cortex-M3  14

1.4.      Rejestry podstawowe  17

 

1.5.      Przestrzeń adresowa    17

1.5.1.     Bit-band, czyli obszary o dostępie atomowym           18

 

1.6.      Sterownik przerwań NVIC      20

1.7.      Lista rozkazów Thumb-2         22

 

2.         Narzędzia i oprogramowanie    23

 

2.1.      Zestaw ewaluacyjny ZL27ARM          24

2.2.      Zasilanie zestawu ewaluacyjnego          26

2.3.      Rodzina mikrokontrolerów STM32     27

2.4.      Oprogramowanie narzędziowe 29

 

2.5.      Biblioteka API - STM32F10x Standard Peripherals Library v3.4.0.    37

2.5.1.   CMSIS: Cortex Microcontroller Software Interface Standard  38

2.5.2.   Struktura biblioteki STM32F10x Standard Peripherals Library            39

2.5.3.   Migracja ze starszej wersji biblioteki STM32F10x firmware library     44

 

2.6.      Konfiguracja urządzeń peryferyjnych za pomocą Standard Peripherals Library            46

2.7.      Programowanie pamięci Flash mikrokontrolera            46

2.8.      Debugowanie   48

 

2.9.      Rdzeń Cortex-M3 i debugowanie        48

2.9.1.   Praca ciągła, krokowa, zatrzymywanie mikrokontrolera           50

2.9.2.   Pułapki (breakpoints)   51

 

3.         Sygnały zegarowe i ich konfiguracja, mechanizmy bezpieczeństwa       53

 

3.1.      Sygnały zegarowe        54

3.1.1.   Zewnętrzny generator szybkich przebiegów HSE         54

3.1.2.   Wewnętrzny generator szybkich przebiegów HSI        55

3.1.3.   Zewnętrzny generator wolnych przebiegów LSE          56

3.1.4.   Wewnętrzny generator wolnych przebiegów LSI         56

3.1.5.   Wyprowadzenie sygnału zegarowego na zewnątrz        56

 

3.2.      Konfigurowanie mikrokontrolera do pracy       57

3.3.      Zerowanie mikrokontrolera      60

 

3.4.     Mechanizmy zabezpieczeń        62

3.4.1.   System nadzoru sygnału taktującego - Clock Security System  62

3.4.2.   Rejestry chronione przed utratą danych po zaniku napięcia zasilającego – Backup Domain      62

3.4.3.   Zegar czasu rzeczywistego RTC          65

3.4.4.   Watchdog niezależny IWDG    68

3.4.5.   Watchdog okienkowy WWDG           71

3.4.6.   Obliczenie parametrów okna WWDG 73

3.4.7.   Przerwanie EW            74

 

4.         Obsługa portów I/O     75

 

4.1.      Budowa i obsługa portów wejścia/wyjścia       76

4.2.      Inne funkcje zmiany stanu wyprowadzeń          81

4.3.      Funkcje odczytu stanu wyprowadzeń   82

4.4.      Wstawki asemblerowe 83

4.5.      Blokowanie portów wejścia/wyjścia    85

4.6.      Funkcje alternatywne i remapping        87

4.7.      Dodatkowe uwagi dotyczące portówwejścia/wyjścia   88

 

4.8.      Sterowanie alfanumerycznego wyświetlacza LCD        88

4.8.1.   Zapis bajtu do sterownika wyświetlacza           89

4.8.2.   Odczyt bajtu ze sterownika wyświetlacza         90

4.8.3.   Budowa prostego menu           91

 

5.         Przerwania i kontroler NVIC   93

 

5.1.      Przerwania i zdarzenia  94

5.2.      System priorytetów      94

5.3.      Pozycja tablicy wektorów przerwań w przestrzeni adresowej  96

 

5.4.      Przerwanie zewnętrzne 96

5.4.1.     Konfiguracja przerwań zewnętrznych 98

 

5.5.      Kontroler przerwań NVIC       101

5.5.1.   Sprawdzanie wywłaszczeń przerwań    101

5.5.2.   Blokowanie przerwań  103

5.5.3.   Kolejkowanie przerwań tail-chaining    104

5.5.4.   Obsługa późniejszego przerwania late arrival    105

5.5.5.   Przerywanie operacji zdejmowania ze stosu (POP)      106

5.5.6.   Programowe wymuszenie przerwania   107

5.5.7.   Programowe zerowanie           108

5.5.8.   Informacje o rdzeniu    108

 

5.6.      Timer SysTick  109

 

6.         Timery i DMA ...         113

 

6.1.      Budowa i działanie timera TIM1          114

6.1.2.   Tryby zliczania 115

6.1.3.   Licznik powtarzania - repetition counter           116

6.1.4.   Przykładowa konfiguracja TIM1 - generacja czterech przebiegów o różnych częstotliwościach           116

 

6.2.      Generowanie sygnału PWM - timer TIM3       120

 

6.3.      Pomiar okresu sygnału wejściowego - timer TIM2       122

6.3.1.     Zliczanie impulsów wejściowych        124

 

6.4.      Pomiar parametrów wejściowego sygnału PWM         126

6.5.      Synchronizacja i kaskadowe łączenie timerów  130

6.6.      Obsługa przycisków     132

 

6.7.      Kontroler DMA           135

6.7.1.   Priorytety obsługi kanałów DMA         137

6.7.2.   Konfiguracja kontrolera DMA 137

 

6.8.      Współpraca timerów z kontrolerem DMA       139

 

7.         Przetworniki A/C         143

 

7.1.      Budowa przetwornika analogowo-cyfrowego  144

7.1.1.   Taktowanie przetwornika A/C 146

7.1.2.   Praca pojedynczego kanału w trybie ciągłym    146

7.1.3.   Kalibracja przetworników        149

7.1.4.   Pojedynczy kanał w trybie pojedynczego pomiaru       149

7.1.5.   Kilka kanałów w trybie ciągłym z wykorzystaniem DMA - programowany czas próbkowania 149

 

7.2.      Konfiguracja DMA do pracy z przetwornikiem A/C    153

7.3.      Obsługa przerwań od przetwornika A/C          154

 

7.4.      Wyzwalanie przetwornika A/C 155

7.4.1.   Wyzwalanie za pomocą timera TIM1   155

7.4.2.   Wyzwalanie za pomocą przerwania zewnętrznego EXTI_11    157

7.4.3.   Nieciągły tryb pracy przetwornika A/C            159

 

7.5.      Jednoczesna praca A/C1 i A/C2 (dual A/C mode)      160

 

7.6.      Eliminacja błędów i niedokładnościprzetwarzania A/C 161

7.6.1.   Programowe minimalizowanie błędów  162

7.6.2.   Jakość napięcia zasilania          163

7.6.3.   Dopasowanie napięcia do zakresu pomiarowego         163

 

7.7.      Cyfrowe przetwarzanie sygnałów         163

 

8.         Interfejsy komunikacyjne         165

 

8.1.      Obsługa interfejsu I C  166

8.1.1.     Adresowanie 10-bitowe        170

 

8.2.      Obsługa uniwersalnego portu szeregowego USART    171

8.2.1.   Komunikacja z odbiornikiem GPS       171

8.2.2.   Komunikacja z terminalem       174

8.2.3.   Odbiór danych 177

8.2.4.   Wysyłanie danych        178

8.2.5.   Współpraca interfejsu USART z DMA            179

8.2.6.   Wyznaczanie prędkości pracy USART bez wykorzystania funkcji API            180

 

8.3.      Obsługa interfejsu SPI  181

8.3.1.     Komunikacja z czujnikiem temperatury TC77            186

 

9.         Obsługa kart SD          189

 

9.1.      Karty SD                     190

9.2.      Komendy kart SD       191

9.3.      System plików FAT     192

9.4.      Biblioteka FatFs          192

9.5.      Implementacja FatFs w mikrokontrolerach STM32 - warstwa fizyczna           193

9.6.      Podstawowe operacje na plikach i katalogach 197

9.7.      Przeglądanie zawartości karty pamięci, informacje o plikach i katalogach         201

 

10.       Tryby obniżonego poboru mocy          203

 

10.1.    Tryb uśpienia rdzeniamikrokontrolera - sleep mode     204

10.2.    Tryb zatrzymania – stop mode 210

10.3.    Tryb czuwania - standby mode            212

10.4.    Programowany detektor poziomu napięcia       214

 

11.       Implementacja systemu operacyjnego FreeRTOS        219

 

11.1.    Tryby pracy rdzenia Cortex-M3          220

11.2.    Stos                 222

11.3.    Dwa stosy: MSP i PSP            223

11.4.    Tryb użytkownika i PSP          224

 

11.5.    Wyjątki systemowe      225

11.5.1. Wyjątek SVC (System serVice Call)   226

11.5.2. Wyjątek PendSV         226

11.5.3. PendSV i SysTick        227

 

11.6.    System operacyjny       228

11.6.1. Wielozadaniowy system operacyjny czasu rzeczywistego         228

11.6.2. Systemy RTOS z wywłaszczeniem zadań         229

11.6.3. Algorytm szeregowania            231

 

11.7.    System operacyjny FreeRTOS            232

11.7.1. Struktura plików systemu FreeRTOS   232

11.7.2. Zasada działania systemu FreeRTOS. Zadania (tasks) i współprogramy (co-routines)  233

11.7.3. Konstrukcja i uruchomienie zadania w systemie FreeRTOS     234

11.7.4. Podstawowe sposoby sterowania zadaniami    235

11.7.5. Komunikacja między uruchomionymi zadaniami, kolejki i semafory, synchronizacja procesów 238

11.7.6. Konfiguracja systemu FreeRTOS. Plik konfiguracyjny FreeRTOSConfig.h      240

11.7.7. Aplikacja wykorzystująca system FreeRTOS do obsługi wielu zadań   241

11.7.8. Wykorzystanie semaforów do obsługi przerwań           244

 

12. Obsługa interfejsu USB      247

 

12.1.    Podstawy interfejsu USB         248

12.2.    Enumeracja. Rodzaje transferów          249

12.3.    Punkty końcowe (endpointy)   250

12.4.    Klasy urządzeń. Urządzenia interfejsu użytkownika - klasa HID. Raporty        250

 

12.5.    Deskryptory     251

12.5.1. Deskryptor urządzenia i konfiguracyjny            251

12.5.2. Deskryptor raportów   253

 

12.6.    Wykorzystanie klasy HID do komunikacji z mikrokontrolerem            253

12.6.1. Aplikacja po stronie komputera           254

12.6.2. Oprogramowanie mikrokontrolera       255

 

Dodatki           259

 

Dodatek A. Schemat elektryczny ZL27ARM  260

 

Dodatek B. Polecenia NMEA 0183 wersja 2.2           262

 

B.1.     Budowa zdań NMEA  262

 

B.2.     Zdania wyjściowe        263

B.2.1.    GGA - Global Positioning System Fixed Data            263

B.2.2.    GLL - Geographic Position - Latitude/Longitude        264

B.2.3.    GSA – GNSS DOP and Active Satellites      264

B.2.4.    GSV – GNSS Satellites in View        265

B.2.5.    RMC – Recommended Minimum Specific GNSS Data          265

B.2.6.    VTG – Course Over Ground and Ground Speed        265

 

B.3.     Zdania wejściowe         266

 

Dodatek C. Tabela kodów ASCII        268

 

Dodatek D. Biblioteka FatFs    270

D.1.    Funkcje dostępne w bibliotece FatFs R0.07a    270

 

Dodatek E. Tabela kodów znakowych sterownika LCD HD44870      277

 

Skorowidz        279