3. Sygnały zegarowe i ich konfiguracja, mechanizmy bezpieczeństwa... 47

Transkrypt

1 Spis treści 3 1. Rdzeń Cortex-M Firma ARM i jej wyroby Rodzina rdzeni Cortex Ogólne spojrzenie na architekturę rdzenia Cortex-M Rejestry podstawowe Przestrzeń adresowa Bit-band, czyli obszary o dostępie atomowym Sterownik przerwań NVIC Lista rozkazów Thumb Narzędzia i oprogramowanie Zestaw ewaluacyjny ZL27ARM Zasilanie zestawu ewaluacyjnego Rodzina mikrokontrolerów STM Oprogramowanie narzędziowe Biblioteka API STM32F10x Standard Peripherals Library v CMSIS: Cortex Microcontroller Software Interface Standard Struktura biblioteki STM32F10x Standard Peripherals Library Migracja ze starszej wersji biblioteki STM32F10x firmware library Biblioteka API STMicroelectronics Firmware Library Konfiguracja urządzeń peryferyjnych za pomocą Standard Peripherals Library Programowanie pamięci Flash mikrokontrolera Debugowanie Rdzeń Cortex-M3 i debugowanie Praca ciągła, krokowa, zatrzymywanie mikrokontrolera Pułapki (breakpoints) Sygnały zegarowe i ich konfiguracja, mechanizmy bezpieczeństwa Sygnały zegarowe Zewnętrzny generator szybkich przebiegów HSE Wewnętrzny generator szybkich przebiegów HSI Zewnętrzny generator wolnych przebiegów LSE Wewnętrzny generator wolnych przebiegów LSI Wyprowadzenie sygnału zegarowego na zewnątrz Konfigurowanie mikrokontrolera do pracy Zerowanie mikrokontrolera...54

2 4 Spis treści 3.4. Mechanizmy zabezpieczeń System nadzoru sygnału taktującego Clock Security System Rejestry chronione przed utratą danych po zaniku napięcia zasilającego Backup Domain Zegar czasu rzeczywistego RTC Watchdog niezależny IWDG Watchdog okienkowy WWDG Obliczenie parametrów okna WWDG Przerwanie EW Obsługa portów I/O Budowa i obsługa portów wejścia/wyjścia Inne funkcje zmiany stanu wyprowadzeń Funkcje odczytu stanu wyprowadzeń Wstawki asemblerowe Blokowanie portów wejścia/wyjścia Funkcje alternatywne i remapping Dodatkowe uwagi dotyczące portów wejścia/wyjścia Sterowanie alfanumerycznego wyświetlacza LCD Zapis bajtu do sterownika wyświetlacza Odczyt bajtu ze sterownika wyświetlacza Budowa prostego menu Przerwania i kontroler NVIC Przerwania i zdarzenia System priorytetów Pozycja tablicy wektorów przerwań w przestrzeni adresowej Przerwanie zewnętrzne Konfiguracja przerwań zewnętrznych Kontroler przerwań NVIC Sprawdzanie wywłaszczeń przerwań Blokowanie przerwań Kolejkowanie przerwań tail-chaining Obsługa późniejszego przerwania late arrival Przerywanie operacji zdejmowania ze stosu (POP) Programowe wymuszenie przerwania

3 Spis treści Programowe zerowanie Informacje o rdzeniu Timer SysTick Timery i DMA Budowa i działanie timera TIM Tryby zliczania Licznik powtarzania repetition counter Przykładowa konfiguracja TIM1 generacja czterech przebiegów o różnych częstotliwościach Generowanie sygnału PWM timer TIM Pomiar okresu sygnału wejściowego timer TIM Zliczanie impulsów wejściowych Pomiar parametrów wejściowego sygnału PWM Synchronizacja i kaskadowe łączenie timerów Obsługa przycisków Kontroler DMA Priorytety obsługi kanałów DMA Konfiguracja kontrolera DMA Współpraca timerów z kontrolerem DMA Przetworniki A/C Budowa przetwornika analogowo-cyfrowego Taktowanie przetwornika A/C Praca pojedynczego kanału w trybie ciągłym Kalibracja przetworników Pojedynczy kanał w trybie pojedynczego pomiaru Kilka kanałów w trybie ciągłym z wykorzystaniem DMA programowany czas próbkowania Konfiguracja DMA do pracy z przetwornikiem A/C Obsługa przerwań od przetwornika A/C Wyzwalanie przetwornika A/C Wyzwalanie za pomocą timera TIM Wyzwalanie za pomocą przerwania zewnętrznego EXTI_ Nieciągły tryb pracy przetwornika A/C Jednoczesna praca A/C1 i A/C2 (dual A/C mode)

4 6 Spis treści 7.6. Eliminacja błędów i niedokładnościprzetwarzania A/C Programowe minimalizowanie błędów Jakość napięcia zasilania Dopasowanie napięcia do zakresu pomiarowego Cyfrowe przetwarzanie sygnałów Interfejsy komunikacyjne Obsługa interfejsu I 2 C Adresowanie 10-bitowe Obsługa uniwersalnego portu szeregowego USART Komunikacja z odbiornikiem GPS Komunikacja z terminalem Odbiór danych Wysyłanie danych Współpraca interfejsu USART z DMA Wyznaczanie prędkości pracy USART bez wykorzystania funkcji API Obsługa interfejsu SPI Komunikacja z czujnikiem temperatury TC Obsługa kart SD Karty SD Komendy kart SD System plików FAT Biblioteka FatFs Implementacja FatFs w mikrokontrolerach STM32 warstwa fizyczna Podstawowe operacje na plikach i katalogach Przeglądanie zawartości karty pamięci, informacje o plikach i katalogach Tryby obniżonego poboru mocy Tryb uśpienia rdzeniamikrokontrolera sleep mode Tryb zatrzymania stop mode Tryb czuwania standby mode Programowany detektor poziomu napięcia Implementacja systemu operacyjnego FreeRTOS Tryby pracy rdzenia Cortex-M Stos

5 Spis treści Dwa stosy: MSP i PSP Tryb użytkownika i PSP Wyjątki systemowe Wyjątek SVC (System service Call) Wyjątek PendSV PendSV i SysTick System operacyjny Wielozadaniowy system operacyjny czasu rzeczywistego Systemy RTOS z wywłaszczeniem zadań Algorytm szeregowania System operacyjny FreeRTOS Struktura plików systemu FreeRTOS Zasada działania systemu FreeRTOS. Zadania (tasks) i współprogramy (co-routines) Konstrukcja i uruchomienie zadania w systemie FreeRTOS Podstawowe sposoby sterowanie zadaniami Komunikacja między uruchomionymi zadaniami, kolejki i semafory, synchronizacja procesów Konfiguracja systemu FreeRTOS. Plik konfiguracyjny FreeRTOSConfig.h Aplikacja wykorzystująca system FreeRTOS do obsługi wielu zadań Wykorzystanie semaforów do obsługi przerwań Obsługa interfejsu USB Podstawy interfejsu USB Enumeracja. Rodzaje transferów Endpointy Klasy urządzeń. Urządzenia interfejsu użytkownika klasa HID. Raporty Deskryptory Deskryptor urządzenia i konfiguracyjny Deskryptor raportów Wykorzystanie klasy HID do komunikacji z mikrokontrolerem Aplikacja po stronie komputera Oprogramowanie mikrokontrolera Dodatki Dodatek A. Schemat elektryczny ZL27ARM Dodatek B. Polecenia NMEA 0183 wersja B.1. Budowa zdań NMEA

6 8 Spis treści B.2. Zdania wyjściowe B.2.1. GGA Global Positioning System Fixed Data B.2.2. GLL Geographic Position Latitude/Longitude B.2.3. GSA GNSS DOP and Active Satellites B.2.4. GSV GNSS Satellites in View B.2.5. RMC Recommended Minimum Specific GNSS Data B.2.6. VTG Course Over Ground and Ground Speed B.3. Zdania wejściowe Dodatek C. Tabela kodów ASCII Dodatek D. Biblioteka FatFs D.1. Funkcje dostępne w bibliotece FatFs R0.07a Dodatek E. Tabela kodów znakowych sterownika LCD HD