Плата STM32F411CE BlackPill + MicroPython. Быстрый старт

разделы: STM32, дата: 24 июля 2020г.

Данная статья появилась случайно. Изначально я собирался написать что-то на тему программирования ARM Cortex®-M4 на связке ассемблера и Си. У меня уже давно валялись парочка плат с микроконтроллерами STM32F411CE и STMF407ZET6 и я уже было предвкушал, как вскоре запущу отладчик, но когда начал изучать и по ходу дела тут же описывать плату WeACT STM32F411CE, то сначала я наткнулся на DFU загрузчик, потом я изучал программу STM32CubeProgrammer, ну и в довершении, я обнаружил, что для платы существует прошивка MicroPython. Я не отбросил прошивку сразу в сторону, прежде всего мне хотелось составить свое мнение о микропитоне, и в конечном итоге я решил посвятить статью полностью этой теме.

Статья не претендует на всеобъемлющее руководство, это скорее краткий мануал для беглого ознакомления с системой MicroPython и навыками работы с платой WeACT STM32F411CE. Я не берусь сказать, будет ли у статьи продолжение. Микропитон мне понравился, но я считаю, что для того чтобы работать с ним серьезно, нужно освоить процесс добавления своих нативных модулей в прошивку. Т.е. драйвер дисплея лучше писать все-таки не на микропитоне, а на Си или ассемблере. В то время как основную логику программы можно писать и на MicroPython.

Полезная документация по теме статьи:

  1. STM32F411xC/E Reference Manual (RM0383)
  2. User Manual "STM32CubeProgrammer software description" (UM2237)
  3. Аккаунт компании WeACT на github'e с документацией на плату MiniF4-STM32F4x1
  4. Документация по MicroPython

Содержание:

I. Обзор платы STM32F411CE (Black Pill V2.0)

  1. Плата WeACT с чипом STM32F411CEU6 ака "Black Pill V2.0"
  2. Использование флешера STM32CubeProgrammer
  3. Прошивка MicroPython
  4. Загрузка программы Blink.py для микропитона, и основы работы с REPL
  5. Установка SPI флешки на плату WeACT STM32F411CEU6
  6. Сборка микропитона из исходников

II. Основы работы c MicroPython

  1. Работа с MicroPython в интерактивной системе REPL
  2. Использование редакторов VS Code и Atom в качестве IDE для MicroPython

Читать дальше

STM8 + ASSEMBLER: Драйвер FM-приемника RDA5807m для микроконтроллера STM8S103F3 (обновлено 14 августа)

разделы: STM8, RDA5807M, дата: 29 декабря 2019г.

В статье пошагово описывается процесс написания драйвера для FM-приемника RDA5807m, где в качестве микроконтроллера используется STM8S103F3, а в качестве языка программирования - ассемблер со средой программирования STVP.

Структурно статью можно разделить три части. С одной стороны это статья об ассемблере STM8, в частности здесь имеются замечания об использовании косвенной адресации и использования указателя стека в качестве индексного регистра. Собственно, вся статья построена на ассемблерном коде STM8. С другой стороны, рассматривается периферия STM8, в частности в статье описывается создание UART приёмо-передатчика для микроконтроллера STM8. Это может быть использовано для управления коммуникационными модулями с UART интерфейсом, навроде: esp8266, esp32, rda5981 и пр. С третьей стороны, в статье главной темой является RDA5807m. Здесь ему, правда, уделяется всего одна глава, т.к. сам по себе чип несложный.

Совершенно другое дело - система передачи данных RDS (Radio Data System). Я смог добиться лишь декодирования RDS - текста. Это восемь символов латиницей, через которые передается название станции. К сожалению, я не смог найти станцию которая бы передавала текущее время, но я все-равно планирую рассказать об этой возможности во второй статье (устарело, сейчас чтение RDS уже реализовано).

Данная статья является первой частью, в ней рассматривается лишь минимальный драйвер RDA5807m, который годится лишь для проверки модуля. Полноценный драйвер я планирую описать во второй статье, кроме того, там должно быть много материала по RDS. Это будут выдержки из стандарта: "EN50067. Specification of the radio data system (RDS) for VHF/FM sound broadcasting in the frequency range from 87,5 to 108,0 MHz. April 1998. с описанием формата, а также логи принятых данных.

Кого-то может смутить использование ассемблера в наше время. Лично я считаю развитие темы интернета вещей и различных SoC постепенно вытеснит низкоуровневое программирование в принципе, поэтому данная статья - это реверанс в сторону хардкорного программирования.

Полезные материалы по теме статьи:

  1. Статья: "STM8S + SDCC: Программирование БЕЗ SPL. Интерфейсы: UART в режиме передатчика, АЦП в режиме однократного замера, I2C в режиме мастера на примере DS1307/DS3231"
  2. Статья: "STM8 + STVD + ASSEMBLER: Быстрый старт"
  3. Обзорная статья по RDA5807m: "Arduino: FM-радиомодуль на микросхеме RDA5807m"

Содержание:

I. Реализация командного интерфейса посредством UART

  1. Схема подключения
  2. Базовый проект, реализация программы эхо/echo для UART интерфейса
  3. Использование косвенной адресации
  4. Отладка прерывания
  5. Реализация командного интерфейса

II. Драйвер управления RDA5807m

  1. Минимальный драйвер для управления FM-приемником RDA5807m
  2. Чтение частоты станции и переключение тюнера на заданную частоту

III. Драйвер с переключением диапазонов и интервалов частот

  1. Вводная часть
  2. Порядок работы с драйвером
  3. Использование ОЗУ дайвером
  4. Длинные переходы и реализация оператора case на ассемблере STM8
  5. Реализация переключения диапазонов и интервалов
  6. Функции шумоподавления

IV. Прием RDS данных (добавлено 25 июня 2020г.)

  1. Работа над ошибками (борьба с аппаратным багом программными средствами)
  2. Что такое RDS и как его читать с помощью RDA5807m
  3. Преобразование даты из MJD формата в дни, года и месяцы
  4. Математическая библиотека для 32/24 битных операций. Операции сложения, вычитания и умножения
  5. Математическая библиотека для 32/24 битных операций. Операция деления
  6. Подпрограмма преобразования даты
  7. Реализация чтения RDS сообщений

V. Подключение энкодера и дисплея к драйверу

  1. Рефакторинг кода драйвера (добавлено 15 июля 2020г.)
  2. Автопоиск (добавлено 14 августа 2020г.)

Посмотреть исходники, или скачать скомпилированные прошивки можно с портала GitLab по следующей ссылке: https://gitlab.com/flank1er/stm8_rda5807m.

Читать дальше

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:

Содержание:

I. Отладка в Eclipse, SW4STM32 и STM32CubeIDE:

  1. Общая настройка
  2. Создание базового проекта
  3. Настройка параметров отладки (Debug)
  4. Настройка конфигурации Release
  5. Управление проектом в Eclipse
  6. Настройка SW4STM32
  7. Настройка STM32CubeIDE

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

  1. Использование Eclipse совместно со своим Makefile
  2. Ограничения используемого Makefile
  3. Устранение ограничений используемого Makefile
  4. Использование динамической памяти
  5. Eclipse + CMake

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

  1. Qt Creator + CMake + STM32

Читать дальше

ESP-OPEN-SDK: работа с WiFi соединением в режиме клиента (station mode)

разделы: Интернет вещей, дата: 19 мая 2019г.

В данной статье я хочу рассмотреть наиболее простые примеры для работы с сетью средствами SDK. При работе с сетью, SDK использует неблокирующее программирование. В связи с этим, программирование сводиться к написанию коллбек-функций, которые будут вызываться из SDK при наступлении того или иного события. Это затрудняет чтение и разбор алгоритма программы, поэтому в статье я всега стараюсь говорить, что за чем следует.

Статья по структуре будет напоминать предыдущую: "ESP8266: подключение, прошивка и работа с AT-командами", за тем исключением, что в этот раз все будет делаться с помощью программирования через ESP8266-NONOS-SDK.

Конфигурация WiFi сети будет, опять же, состоять из двух компонентов: а) точки доступа на роутере с прошивкой OpenWRT; б) и собственно ESP8266 выступающего в роли клиента. На стороне роутера запущен web-сервер для обслуживания ESP8266. Для передачи и получения данных от роутера, ESP8266 будет использовать GET - запросы.

В качестве "транспорта" для работы с TCP/IP я буду использовать штатный интерфейс espconn, который описан в ESP8266 Non-OS SDK API Reference.

Для захвата и анализа трафика между ESP8266 и точкой доступа на OpenWRT, я буду использовать программы tcpdump и Wireshark. Все примеры статьи используют SDK версии 2.1.0.

    Список используемой документации:
  1. ESP8266EX Resources | Espressif Systems Страница с доступными ресурсами по ESP8266 на сайте производителя.
  2. ESP8266 Non-OS SDK API Reference ESP8266 Non-OS SDK API Reference версия 2.2
  3. ESP8266 Low Power Solutions
  4. Статья Михаила Григорьева на хабре: Работа с ESP8266: Собираем компилятор и пишем первую прошивку
  5. Книга Kolban's Book on ESP8266
  6. Если вы как и я НЕ учились по специальности "компьютерные сети", то вам скорее всего понадобиться какой-нибудь мануал с описанием разных сетевых протоколов. Я лично использую "В. Олифер, Н. Олифер «Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы.", часть IV: Сети TCP/IP. Это недорогой понятный учебник без лишней воды.

Содержание:

  1. Создание базового проекта
  2. Установка WiFi соединения в режиме клиента
  3. Работа с TCP соединением используя espconn
  4. Использование режима энергосбережения "deep sleep"
  5. Реализация команды ping
  6. Получение даты и времени из сети по протоколу SNTP

Посмотреть исходники, сборочные файлы, скачать скомпилированные прошивки, можно с портала GITLAB https://gitlab.com/flank1er/esp8266_sdk_examples

Читать дальше

Введение в ESP-OPEN-SDK

разделы: Интернет вещей, дата: 14 марта 2019г.

Как я уже говорил, ESP8266 можно программировать двумя способами: либо через Arduino IDE, либо через тулчейн esp-open-sdk. Первый вариант я уже рассматривал на примере разработки температурного логера, в этот раз я хочу рассказать о работе с esp-open-sdk.

Тулчейн позволяет программировать на SDK функциях, которые поставляются в закрытых скомпилированных библиотеках называемых SDK. Имеется две версии SDK: RTOS SDK и NONOS SDK. Я буду рассматривать вариант без RTOS, при необходимости, "прикрутить" простенький диспечер задач будет несложно.

Non-OS SDK - это библиотека предоставляющая программный интерфейс приложения(API) для ESP8266 и включающая стек функций для приема и передачи через WiFi-соединение, доступа к аппаратным ресурсам и базовые функции контроля и управления модулем. Данное API позволяет программировать на более высоком уровне не вдаваясь в особенности архитектуры ESP8266.

SDK может быть интересен для опытных embedded - программистов, которых, возможно, тяготит использование Arduino IDE и Wiring, и которые не боятся остаться один на один с Си. Взамен вы получите: избавление от прослойки Arduino/Wiring, возможность использования вашей любимой системы управления проектом, возможность использования стороннего IDE для написания кода, а также возможность отладки через JTAG. Что вы теряете? Возможность использования Arduino библиотек.

Однако, если вы используете фреймворк Arduino, то для вас не доложно быть секретом, что сам он написан на функциях SDK. Т.о. изучение SDK существенно расширит ваши возможности при написании своих библиотек, да и собственно само программирование ESP8266, т.к. функции SDK доступны из Arduino.

Далее речь пойдёт исключительно о тулчейне "esp-open-sdk". В качестве целевой платы я буду использовать плату NodeMCU ESP8266, т.к. там есть автозагрузка прошивки, но в принципе может быть использована любая другая плата на модуле ESP12E/ESP12F.

    Список используемой документации:
  1. ESP8266EX Resources | Espressif Systems Страница с доступными ресурсами по ESP8266 на сайте производителя.
  2. ESP8266 Non-OS SDK API Reference ESP8266 Non-OS SDK API Reference версия 2.2
  3. ESP8266 SDK Getting Started Guide - руководство по работе со официальным SDK
  4. ESP8266 Technical Reference
  5. Xtensa Instruction Set Architecture (ISA)
  6. Статья на хабре: "Reverse Engineering ESP8266 — часть 1"
  7. Статья на хабре: "Reverse Engineering ESP8266 — часть 2"
  8. Статья Михаила Григорьева на хабре: Работа с ESP8266: Собираем компилятор и пишем первую прошивку

Содержание:

  1. Сборка esp-open-sdk
  2. Создание базового проекта
  3. Описание API для работы с GPIO
  4. Краткое описание ассемблера Xtensa
  5. Подключение JTAG отладчика на FT232H чипе
  6. Работа с GPIO16 через NonOS-SDK, подключение библиотеки "Driver_Lib"
  7. Вывод через UART

Посмотреть исходники, сборочные файлы, скачать скомпилированные прошивки, можно с портала GITLAB https://gitlab.com/flank1er/esp8266_sdk_examples

Читать дальше

LinkIt 7688 Smart Duo: одноплатный микрокомпюьтер на OpenWRT содержащий микроконтроллер ATmega32U4

разделы: Интернет вещей, дата: 22 декабря 2018г.

Я уже пару статей подряд вскользь упоминаю OpenWRT, и возможно кого-то заинтересовало, что это за система. OpenWRT - это набор прошивок для самых разных устройств, но в основном для роутеров. Базируется на BusyBox и ядре Linux. Где-то с версии 17.01 прошивки стали именоваться LEDE, т.к. произошло слияние проектов OpenWRT и LEDE.

К сожалению, чтобы в первый раз поставить на какое-либо фирменное устройство прошивку OpenWRT, скорее всего вам придётся изрядно "поплясать с бубном" (сужу по собственному опыту). В худшем случае вы получите "кирпич" вместо вашего роутера. Это не означает, что устройство после этого нельзя оживить, но не у всех хватит квалификации выпаять флешку в корпусе TSOP-48, что бы перепрошить ее и заново запаять. Поэтому, если вам нужна система с OpenWRT, я не советую перепрошивать роутеры, т.к. если вы умеете это делать, то мои советы будут вам ни к чему, а если нет, то они будут только во вред.

Замечу, что согласно предупреждению 4/32 устройства с размером флеш-памяти 4МБ и менее, и размером ОЗУ 32МБ или менее, считаются устройствами с ограниченной поддержкой. Оптимальный размер ОЗУ для OpenWRT/LEDE сейчас равняется 128МБ, а приемлемый размер 64МБ. Т.е. вы хотите использовать роутер для перепрошивки под OpenWRT то он должен быть не какой-нибудь, а довольно приличный.

На самом деле существуют специальные платы для разработки под OpenWRT, где не надо совершать никаких телодвижений с бубном, и об одной из них я хочу рассказать, а именно о LinkIt™ Smart 7688 Duo. В качестве альтернативы вы также можете рассмотреть платы: Arduino Yun и Omega 2 plus.

Платы LinkIt™ Smart 7688 и LinkIt™ Smart 7688 Duo были выпущены три года назад и являются совместным проектом тайваньской компании MediaTek и китайской SeeedStudio. Проект был нацелен на быстрорастущий рынок интернет-вещей и призван упростить жизнь тех людей, что делают свои проекты из разномастных роутеров под управлением OpenWRT. В данный момент проект находится в несколько заброшенном состоянии, но платы все еще продаются в SeeedStudio (летом они были доступны только по предзаказу), а сайте MediaTek все еще доступна документация по работе платами.

Пятого мая 2011 года, компания Mediatek купила(поглотила) Realtek. И многие чипы достались Mediatek "в наследство" от Realtek. Поэтому в логах часто будет встречаться оригинальное наименование. К примеру, ветка с прошивками OpenWRT для MT7688 называется ramips.

Основой платы LinkIt™ Smart 7688 является "роутерный" чип MT7688 с архитектурой MIPS24KEc, частотой 580MHz и объёмом оперативной памяти 128MB. В довесок, LinkIt™ Smart 7688 содержит разъём microUSB 2.0 и разъём для microSD карт. Из серьёзных минусов я бы назвал отсутствие аппаратной поддержки чисел с плавающей запятой (FPU).

Концепция платы LinkIt™ Smart 7688 Duo состоит в том, что она может являться связующей платформой для разработчиков разных направлений: 1) Для разработчиков OpenWRT которые самостоятельно собирают свои сборки OpenWRT и предпочитают программировать на языках C/C++; 2) для веб-разработчиков которые предпочитают писать свои веб-приложения с использованием Python или/и Node.js®; 3) Для Arduino разработчиков которые могут писать программы в комфортной для себя среде, опираясь при этом на мощь 580МНz компьютера.

Фирменная прошивка базируется на OpenWRT 15.05 Сhaos Сalmer. Она дополнена пакетами Python 2.7.9 и NodeJS 0.12.7. Всего прошивка "весит" где-то 20МБ. Технически, вы можете обновить прошивку до последней стоковой LEDE 18.06, но там не будет NodeJS, а Python придётся устанавливать через пакетный менеджер opkg.

Я пока предлагаю не трогать фирменную прошивку, а сосредоточиться на прикладных задачах. В данной статье я постарался рассказать о основах работы с платой Linkit Smart 7688, о сложностях и путях их преодоления.

Содержание:

  1. Характеристики LinkIt™ Smart 7688 Duo
  2. Вопрос цены. Сравнение LinkIt™ Smart 7688 Duo c аналогами
  3. Подключение и обновление прошивки LinkIt™ Smart 7688 Duo. Способ первый, стандартный, но долгий
  4. Подключение к LinkIt™ Smart 7688 Duo через последовательный порт
  5. Консоль восстановления Failsafe
  6. Баг при подключении по последовательному порту
  7. Первоначальная настройка LinkIt™ Smart 7688 Duo. Способ второй, быстрый
  8. Подключение Ethernet порта
  9. Перенос файловой системы на карту MicroSD
  10. Безопасность: создание непривилегированного пользователя и защита паролем входа через последовательный интерфейс

Читать дальше

ESP8266 + Arduino + OpenWRT: проект температурного логера на датчиках DHT11 и DS18B20, пошаговое руководство

разделы: Интернет вещей, Arduino, дата: 19 декабря 2018г.

ESP8266 может работать в двух режимах: в режиме интерпретатора AT-команд или в режиме самостоятельного микроконтроллера с wifi модулем. Работу ESP8266 в режиме интерпретатора AT-команд я рассматривал в предыдущей статье, эта же статья рассматривает работу ESP8266 в качестве самостоятельного микроконтроллера.

Способов программирования ESP8266 опять же два, первый - это программирование с помощью ESP8266 фреймворка для Arduino IDE, второй - это программирование через esp-open-sdk. В первом случае мы можем использовать готовые библиотеки Arduino, во втором случае вы можем положиться только на функционал SDK и свой собственный код.

В этой статье мне хотелось бы рассмотреть программирование ESP8266 с помощью ESP8266 фреймворка для Arduino IDE. Данная тема решает широкий спектр задач обеспечения радиоканалом разного рода датчиков и простых устройств управления нагрузкой.

В качестве примера в статье рассматривается пошаговое написание прошивки для температурного логера на датчиках DHT11 и DS18B20. Первый датчик используется для определения комнатной температуры и влажности, второй используется для определения уличной температуры. Я статье используется плата ModeMCU ESP8266, т.к. там есть автозагузка прошивки, но в принципе может быть использована любая другая плата на модуле ESP12E/ESP12F. Данные модули оснащены флеш-памятью на 4 мегабайта, что позволяет забыть о жёсткой оптимизации размера прошивки, когда борьба идёт за каждый байт.

При работе с ESP8266 есть выбор для использования его совместно с "облаками", собственным внешним сайтом, собственном сервером расположенным в интросети или автономной работой ESP826, когда веб-сервер запускается на самом ESP8266.

В данном проекте используется веб-сервер uhttpd на роутере с прошивкой OpenWRT. ESP8266 передаёт на него показания датчиков, а роутер их сохраняет и виде обычных файлов, и делает их доступными для просмотра через web-интерфейс. Можно дать новую жизнь старому смартфону или планшету настроив их на отображение таких web-страниц. Web-интерфейс универсален и может отображаться на любых браузерах любых устройств.

    Ссылки на полезные ресурсы и документацию:
  1. ESP8266 фреймворк для Arduino IDE
  2. Документация на библиотеку ESP8266WIFI
  3. Документация на Arduino библиотеку WiFi library

Содержание:

I. Начало работы с ESP8266 фреймворком для Arduino IDE

  1. Установка ESP8266 фреймворка для Arduino IDE
  2. Подключение датчика DHT11 к ESP8266
  3. Подключение датчика DS18B20 к ESP8266

II. Работа с библиотекой ESP8266WIFI

  1. Установка WiFi соединения
  2. Использование режима энергосбережения DeepSleep
  3. Класс WiFiClient, получение web-страницы от сервера на OpenWRT и отправка данных через GET запрос
  4. Отправка на web-сервер данных с датчика DHT11 через GET запрос
  5. Добавление датчика DS18B20
  6. Вывод показаний датчиков через веб-интерфейс
III. Добавлено позже

  1. Второй WiFi термометр на датчике AM2320 (добавлено 26.05.19г)

Читать дальше

ESP8266: подключение, прошивка и работа с AT-командами

разделы: Интернет вещей, дата: 21 ноября 2018г.

Появившись четыре года назад, модули на базе чипа ESP8266 наделали много шума, прежде всего своей ценой. Производителем чипов была на тот момент никому неизвестная китайская фирма "Espressif Systems", зарегистрированная в Шанхае. Спустя некоторое время, многие фирмы представили на рынок аналогичные модули собственного изготовления, но по цене они были (и есть) в два - пять раз дороже модулей на ESP8266.

В 2016-ом году, фирма "Espressif Systems" представила на рынок ESP32, который существенно превосходил по своим возможностям ESP8266, и интерес к ESP8266 начал сходить на нет.

ESP32 это двухядерный микроконтроллер, или SOC если угодно, работающий на частоте 240MHz и снабженный радио-интерфейсами: WIFI стандарта 802.11 n (2.4 GHz), с пропускной способностью до 150 Mbps, и Bluetooth Low Energy стандарта 4.2, который был принят четыре года назад. ЦПУ имеет архитектуру Xtensa, есть аппаратная поддержка чисел с плавающей запятой, 7-уровневый конвейер, 520 кБ(!) ОЗУ, и многое другое (см. документацию: ESP32 Datasheet).

Если конкурентов ESP8266 изготавливают все кому не лень, то у ESP32 конкурентов с сопоставимой ценой фактически нет.

Модули на ESP8266 послужили основой для огромного количества "умных розеток" и им подобных устройств. Если говорить о ESP12 модулях, то здесь имеется около 50 Кбайт ОЗУ, 4 Мбайт флеш-памяти, частота ЦПУ 80МГц, встроенный WiFi контроллер. При этом цена за все это добро - около двух долларов. К сожалению, фирма производитель не предоставляет документацию на чип. Модули поставляются как готовые устройства с AT-интерфейсом и с возможностью программирования через Arduino IDE, используя для этого официальный SDK. Поэтому все изыскания относительно устройства аппаратной части ESP8266 являются результатом исследования энтузиастов.

В статье разбирается подключение, прошивка, и работа с AT командами ESP8266. Изначально статья была целиком посвящена только ESP8266, но впоследствии я решил добавить главу о перепрошивке модуля с ESP32. AT команды в ESP32 практически все те же, что и в ESP8266, так что, все сказанное относительно работы с AT-командам ESP8266 можно отнести и к ESP32.

Большая часть материала статьи посвящена режиму работы ESP8266, когда он работает в режиме WIFI модема с AT-интерфейсом. Разбираются типовые вопросы: как настроить, что-то скачать, переслать свои данные на сервер, и т.д. Предполагается, что уровень знаний читателя о сетях нулевой. Поэтому я постарался расписать всё максимально доходчиво. Для наглядности, показана работа с программами tcpdump и Wireshark для анализа трафика ESP8266. В качестве вспомогательного оборудования используется WiFi роутер с прошивкой OpenWRT, но вместо него можно использовать любой компьютер с Linux.

    Список используемой документации:
  1. ESP8266 Overview | Espressif Systems Страница продукта на сайте производителя.
  2. ESP8266EX Resources | Espressif Systems Страница с материалами на сайте производителя.
  3. ESP8266 SDK Getting Started Guide
  4. ESP8266 Technical Reference
  5. ESP-01/07/12 Series Modules User's Manual
  6. ESP8266 AT Instruction Set
  7. ESP8266 AT Command Examples
  8. ESP32 AT Instruction Set and Examples
  9. Netcat Cheat Sheet
  10. Статья: "ESP8266 - подключение и обновление прошивки – esp8266"
  11. Статья на хабре: "Reverse Engineering ESP8266 — часть 1"
  12. Статья на хабре: "Reverse Engineering ESP8266 — часть 2"
  13. Книга Дэвида Тейнсли "Linux и UNIX: программирование в shell. Руководство разработчика", глава 29 "Сценарии cgi".

Содержание:

    I. Описание ESP8266
  1. Распиновка и подключение модулей ESP12
  2. Формат загрузочного лога, режимы работы SPI флеш-памяти
  3. Баг в Linux драйвере USB-UART преобразователя CP2102
    II. Прошивка ESP8266
  1. Использование esptool
  2. Первый способ прошивки
  3. Второй способ прошивки
  4. Третий способ прошивки
  5. Прошивка модуля ESP12E AT-интерпретатором версии 1.7.0 (август 2018г)
    III. Использование связки ESP8266 + OpenWRT
  1. Связка OpenWRT + ESP8266, использование сниффера tcpdump и анализатора траффика Wireshark для иследования трафика ESP8266
  2. Получение даты и времени через сеть, используя NTP
    IV. Связь ESP8266 с Web сервером на OpenWRT
  1. Связь ESP8266 с Web сервером на OpenWrt: настройка OpenWRT
  2. АТ-команды для установки TCP/UDP соединения
  3. Получение web-страницы от сервера на OpenWRT
  4. Получение лога погоды от сервера на OpenWRT
    V. Связь ESP8266 с Web сервером на OpenWRT посредством CGI скриптов
  1. Управление OpenWRT через ESP8266 посредством CGI интерфейса
  2. Отправка данных от ESP8266 на web-сервер OpenWRT через GET запрос
  3. Отправка данных от ESP8266 на web-сервер OpenWRT через POST запрос
    VI. Прозрачный режим соединения (UART-WiFi passthrough)
  1. Управление Linux/OpenWRT используя режим "UART-WiFi passthrough"
    VI. Плата NodeMCU с модулем ESP-WROOM-32
  1. Прошивка ESP32 в интерпретатор AT-команд

Читать дальше

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.

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

Содержание:

    I. Программирование и отладка STM32 в консоли
  1. Работа с GPIO на регистрах, без использования SPL или HAL
  2. Минималистичный Blink размером в 148 байт
  3. Добавляем к проекту таблицу векторов и Makefile
  4. Настройка системы тактирования - RCC (Reset and Clock Control)
  5. Функция задержки на ассемблерных инструкциях
  6. Функция задержки на прерывании таймера SysTick
  7. Настройка UART интерфейса в режиме передатчика
  8. Простой бенчмарк на операции деления
  9. Пишем простой планировщик задач (RTOS)
  10. Драйвер 4-x разрядного семисегментного индикатора (программный SPI)
  11. Настройка аппаратного интерфейса SPI для драйвера 4-х разрядного семисегментного индикатора
  12. Регистры I2C интерфейса, делаем сканер I2C шины
  13. Однобайтный режим чтения по шине I2C
  14. Двухбайтный режим чтения по шине I2C
  15. Запись массива через шину I2C
  16. Чтение массива через шину I2C
  17. Отладка в консоли с использованием OpenOCD
  18. Отладка с помощью JTAG адаптера на чипе FT232H

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

Читать дальше

STM8S105 + COSMIC: Запись в EEPROM и FLASH память микроконтроллера

разделы: STM8, дата: 21 сентября 2018г.

Когда я писал драйвер FM-модуля RDA5807, то у меня возникла необходимость сохранять куда-то найденные станции, чтобы на них можно было переключиться минуя поиск. Но когда я полез в документацию STM8, чтобы поискать, как это можно было бы осуществить, то понял, что EEPROM и FLASH в STM8 - это отдельная подсистема микроконтроллера, и изучать ее надо всю.

Один из режимов записи в EEPROM/FLASH требует выполнения из ОЗУ. Вопрос копирования кода в ОЗУ и выполнения его оттуда я затрагивал в предыдущей статье, однако там вся реализация была на ассемблере. Сейчас же мне захотелось показать как это делается в Си.

В качестве компилятора я выбрал COSMIC, по которому уже как-то писал быстрый старт. Но тогда я писал об использованию COSMIC совместно с SPL библиотекой. На этот раз мне хочется раскрыть тему программирования в COSMIC, используя "чистый" Си в связке с ассемблером. Правда должен оговориться, что несколько отредактированные загловочные файлы из SPL в этой статье я все-таки использовать буду, т.к. нужны будут именновые константы масок периферийных регистров.

В итоге статья получилось составленной из двух взаимосвязанных тем: сначала рассматривается вопрос использования компилятора COSMIC, а затем, как с его помощью сохранять данные в EEPROM/FLASH памяти микроконтроллера.

В качестве Develop Board я буду использовать собственную плату с чипом STM8S105C4T6. Это Medium-Density чип с 16 КБ флеш-памяти, 2 КБ ОЗУ и 1 КБ ЭСППЗУ(EEPROM). Он более интересен чем STM8S103-й чип, т.к. в 105-ом имеется встроенный загрузчик(bootloader), механизм read-while-write (RWW), а размер блока составляет 128 байт вместо 64 байт на 103-м чипе. Вы в свою очередь можете использовать фирменную отладочную плату STM8S-DISCOVERY с чипом STM8S105C6T6. Там флеш-памяти будет побольше - 32 КБ. На худой конец, можно воспользоваться ещё одной китайской платой на 105-м чипе. Также как в STM8S-DISCOVERY в ней установлен кварц на 8 МГц. Сама плата выполнена в форм-факторе удобном для установки в беспаячную макету.

Cosmic у меня работает в связке с STVD, обе программы установлены на виртуалку, которая в свою очередь установлена в Linux. Гостевой ОС в виртуалке служит Windows XP SP3. О превратностях установки Cosmic я уже писал в вышеупомянутой статье два года назад. К сожалению, я тогда я не упомянул, что получить регистрационный ключ можно онлайн. Т.е. не надо ждать несколько дней чтобы ключ скинули на e-mail, как было в моем случае. Если не ошибаюсь, ключ действует один год, и по истечении регистрационного периода, его нужно получать заново. Кроме того, ключ "слетает" при копировании виртуальной машины. В этом случае его также следует получать по новой. В последнем случае я просто удалял Cosmic и затем ставил его заново, получая свежий ключ. Сейчас у меня следующая версия компилятора:

COSMIC Software STM8 C Cross Compiler (Special Edition) V4.4.7

Так же как и в предыдущей статье, для контроля кода прошивки я буду использовать дизассемблер из комплекта утилит stm8-binutils.

    Список используемой документации:
  1. Cosmic CXST7 - User Manual - документация по компилятору COSMIC
  2. Reference Manual STM8S - RM0016, глава 4 "Flash program memory and data EEPROM"
  3. Programming Manual PM0051 - руководство по записи в EEPROM и FLASH память для микроконтроллеров STM8S/STM8A
  4. Application note - AN2659, - глава пятая - "Configuring the Cosmic compiler for RAM code execution".
  5. Работа с EEPROM и Flash / STM8 / Сообщество EasyElectronics.ru хорошая вводная статья по теме на русском языке. Написано по существу, без лишней воды.

Содержание статьи:

    I. Основы работы со связкой COSMIC + STVD
  1. Создание базового проекта в среде разработки STVD+COSMIC
  2. Добавление ассемблерного файла к проекту
  3. Добавление ассемблерных обработчиков прерываний
  4. Маппинг на физические адреса
    II. Основы работы с EEPROM/FLASH подсистемой в микроконтроллерах STM8
  1. Особенности EEPROM/FLASH подсистемы в микроконтроллерах STM8
  2. Регистры подсистемы EEPROM/FLASH
  3. Запись в EEPROM средствами COSMIC
  4. Безопасное снятие защиты MASS, однобайтный режим записи в EEPROM/FLASH
  5. Четырехбайтный режим записи в EEPROM/FLASH
  6. Блоковый режим записи в EEPROM/FLASH. Копирование кода в ОЗУ и выполнение его оттуда средствами COSMIC

Скачать исходники, workspace с проектами и скомпилированными прошивками к статье можно будет по ссылке в конце статьи.

Читать дальше