Эта статья даст возможность при желании спаять свой контроллер и полезную обвеску к нему. Будет приведено достаточное число картинок для самостоятельного повторения всех действий.
Как уже было сказано в одной статье, этот контроллер достаточно дешёвый (130 рублей на январь 2017 года), есть компилятор под него на языке **Oberon-07**, который работает как подсистема в среде BlackBox Component Builder. Контроллер весьма развит, так что это вполне разумный выбор.
Два контроллера были заказаны на одном из интернет-сайтов, оказалось, что исполнитель проживает в городе Уфа. Получены на местном отделении Почты России. Конверт был слегка надорван (видимо ФСБ не спит, либо кто-то не очень чистоплотный), но содержимое оказалось в порядке. Вместе с пересылкой стоимость заказа оказалась около 400 рублей. Оба контроллера были упакованы в индивидуальные антистатические пакеты, всё вместе было в одном пакете с амортизирующими шариками.
Как видно, комплектность платы:
Для этого нам потребуются:
Также не помешают какие-нибудь газеты на рабочую поверхность, особенно, если это любимый полированный столик мамы/сестры/жены. Не забываем, что паяльник горячий – нужна подставка, которая легко делается из куска медного провода толщиной 2,5…4 мм.
Обратите внимание, что длина контактной гребёнки в разы больше длины платы. Её необходимо монтажным ножом разрезать пополам, если у вас есть какие-либо платки для расширения, либо разъёмы, либо вы можете напаять гибкие проводники сечением 0,22…0,5 мм кв прямо на плату. С монтажным проводом туго, автор статьи обошёлся слаботочным проводом из кабеля `SAS 8 x 0,22`. Но необходимо помнить: перегрев платы чреват выходом из строя контроллера. Кто уже работал с паяльником, также должны помнить о статическом напряжении. Для избежания пробоя необходимо заземлять жало паяльника и тело. Например, на батарею (Если такая батарея не покрашена и надёжно заземлена. В противном случае, может быть даже ухудшение ситуации по сохранности контроллера).
Самый оптимальный вариант подключения платы к ПК – через переходник `USB-UART`. Выглядит он так:
Цена его смехотворна: можно найти за 70 рублей (на январь 2017 года)
Автор статьи со скрипом его нашёл в не самом маленьком городе. Причём, продавец по телефону сказала, что такого чуда у них нет. Не верьте продавцам!!!
Существуют и другие варианты с UART, если стандартного нет в наличии 1)
Из-за дешевизны контроллера, его начинка упрощена до невозможности. Так, например, контроллер `Arduino` более прост в этом плане. Но и более дорогой (примерно в 4 раза, при гораздо более скромных возможностях).
На конвертере `UART` нам потребуются все сигнальные контакты: Rx (чтение), Tx (передача). Дело также не пойдёт без питания 3.3 Вольта (`3V3`), и «земли» (`GND`). На контроллере часто есть дополнительный контакт 5 Вольт. Не вздумайте его подключить к 3.3 Вольта!!!! Ваш контроллер сразу отправится на небесную лужайку для электроники, которая умерла мученической смертью. По описанию, контроллер `STM32F103C8T6` в качестве питания принимает напряжение от 2.2 до 3.3 Вольта. В ходе многочисленных экспериментов над этим контроллером, автор статьи по невнимательности подал питание через `UART`, и через блок питания от мобильного телефона на разъём `MicroUSB Type A` (на самом микроконтроллере). Результаты такой запарки были катастрофическими: вышли из строя микроконтроллер, `UART`, блок питания мобильного телефона, и есть подозрения, что в ноутбуке тоже не всё в порядке (по крайней мере, пришлось переустанавливать операционную систему).
Подключение со стороны контроллера выглядит несколько сложнее. К моменту подключения все ножки гребёнки уже должны быть распаяны, так как контакты `Tx` и `Rx` у контроллера сидят ножках. Они все подписаны, так что при нормальном зрении – они читаемы легко.
Небольшая табличка, как будет выглядеть подключение:
UART | Контроллер | ||
Tx | PA10 | ||
Rx | PA9 | ||
3V3 | 3V3 | ||
GND | GND |
На контроллере, по крайней мере, две точки подключения `3V3` и `GND`. Никакой разницы нет между контактами с одинаковой маркировкой. Тут проблем не будет.
Разумеется, потребуется BlackBox Component Builder. На этой Вики, в разделе ссылки можно скачать этот пакет. В данном случае был использован пакет для Linux (x64). Он свободно скачивается с сайта http://oberoncore.ru/, раздел «Проекты». Пакет подготовлен Иваном Денисовым 2), потому, как всегда всё работает)). Выбор такого пакета обусловлен тем, что у автора статьи на личном ноуте стоит Linux Mint (x64). Обратите внимание: чтобы под Linux запустился BlackBox – необходимо установить все пакеты, от которых зависит BlackBox. На странице загрузки Иван Денисов представил исчерпывающую информацию, как это сделать. На http://youtube.com/ можно посмотреть дополнительно видео.
Кроме BlackBox потребуется компилятор от Александра Ширяева 3). В этой подсистеме для BlackBox будет несколько папок:
А теперь, тот код, который у автора статьи работает:
MODULE MicroSlowLed; (* Программа имитирует плавное зажигание и плавное затухание. Для этого постоянно меняется доля свечения и доля затухания. Кадр зажигания должен быть 1/50 сек -- примерно 16000 тиков. Кадров в секунду -- примерно 50 ^Q O7ARMv7MP.Compile @/s ^Q O7ARMv7MLinker.Link STM32F103C8 MicroSlowLed *) IMPORT SYSTEM, MCU := MicroSTM32F10xxD, PinCfg := MicroSTM32F10xPinCfg; CONST sleepTime = 800000; (* примерно 1 сек @ Thumb-16 *) timeTick = sleepTime DIV 50 ; (* длительность тика при 50 тиков в секунду *) ziklPerSec = (sleepTime DIV timeTick - 15)*2; (* количество тиков за секунду -- примерно 50 *) dtPower = timeTick DIV ziklPerSec; (* прибавка времени светимости в одном тике *) VAR PowerOn, iter:INTEGER; ModeOn:BOOLEAN; PROCEDURE PowerUp; BEGIN PowerOn:=PowerOn+dtPower; IF PowerOn > timeTick THEN PowerOn:=timeTick END END PowerUp; PROCEDURE PowerDown; BEGIN PowerOn:=PowerOn-dtPower; IF PowerOn<0 THEN PowerOn:=0 END END PowerDown; PROCEDURE Sleep (x: INTEGER); BEGIN REPEAT DEC(x) UNTIL x = 0 END Sleep; PROCEDURE SleepOn; VAR sleep:INTEGER; BEGIN sleep:=PowerOn; REPEAT DEC(sleep) UNTIL sleep = 0 END SleepOn; PROCEDURE SleepOff; VAR sleep:INTEGER; BEGIN sleep:=timeTick - PowerOn; REPEAT DEC(sleep) UNTIL sleep = 0 END SleepOff; PROCEDURE BlinkTick; BEGIN IF PowerOn > dtPower THEN SYSTEM.PUT(MCU.GPIOCBSRR, {13}); (* On PC13 *) END; SleepOn; IF PowerOn < (timeTick - dtPower) THEN SYSTEM.PUT(MCU.GPIOCBSRR, {13 + 16}) (* Off PC13 *); END; SleepOff END BlinkTick; PROCEDURE Blink3; VAR iter:INTEGER; BEGIN FOR iter:=1 TO 3 DO SYSTEM.PUT(MCU.GPIOCBSRR, {13}); (* !PC13 *); Sleep(sleepTime DIV 4); SYSTEM.PUT(MCU.GPIOCBSRR, {13 + 16}) (* !~PC13 *); Sleep(sleepTime DIV 4) END; END Blink3; PROCEDURE LedUp; VAR iter:INTEGER; BEGIN FOR iter:=1 TO ziklPerSec DO PowerUp; BlinkTick END; PowerOn:=timeTick; Sleep(sleepTime); END LedUp; PROCEDURE LedDown; BEGIN FOR iter:=1 TO ziklPerSec DO PowerDown; BlinkTick END; PowerOn:=0; SYSTEM.PUT(MCU.GPIOCBSRR, {13 + 16}) (* !~PC13 *); Sleep(sleepTime); END LedDown; BEGIN PowerOn:=0; ModeOn:=TRUE; PinCfg.Configure(PinCfg.C, 13, PinCfg.outputPushPull2MHz); REPEAT Blink3; LedUp; LedDown UNTIL FALSE END MicroSlowLed. ^Q O7ARMv7MP.Compile @/s ^Q O7ARMv7MLinker.Link STM32F103C8 MicroSlowLed
Немного комментариев:
По сути, код показывает, как можно плавно (ШИМ) и дискретно управлять встроенным светодиодом. Вся программа состоит из мелких процедур, разобрать самостоятельно их совсем не сложно.
Файл модуля должен быть сохранён в папке `Mod` подсистемы `Micro`. Если попытаться стандартным способом скомпилировать эту программу – ничего не выйдет. Это правильно. Так как, это не Компонентный Паскаль!! Это Oberon-O7!!! Хотя, спутать их не составит никакой сложности. Разница между этими двумя языками – в деталях 5).
Если подсистема `O7` установлена верно, то должно появиться соответствующее меню – `O7`. Именно в нём и надо выбрать команду на компиляцию. В нашем случае – это архитектура ARMv7. Либо воспользоваться `коммандером` в комментариях, либо за концом модуля.
И, конечно, полученный бинарник надо скомпоновать с загрузчиком. После этого, бинарный код готов к прошивке на контроллер.
Для успешной прошивки контроллера необходимо установить программу stm32flash. На контроллере, для успешной прошивки необходимо перемычку boot0 поставить в положение ON6). Это разрешит прошивку контроллера в его системную память. И в завершении всего, необходимо нажать кнопку RESET. Это заставит контроллер войти в режим прошивки и ожидать информацию с порта UART1 (те самые две ножки на боковой гребёнке контроллера).
После этого, из каталога, где лежит готовый файл-прошивка с именем нашего модуля, но расширением *.hex, необходимо выполнить команду:
stm32flash -w ./SlowLed.hex -v -g 0x0 /dev/ttyUSB0
Обратите внимание, что имя файла указано без названия подсистемы. Утилита stm32flash не понимает таких выкрутасов. Кроме того, устройство `/dev/ttyUSB0` – у читателя может называться по-другому. Чтобы узнать название устройства, необходимо запустить stm32flash без параметров 7).
Если прошивка прошла успешно, утилитка stm32flash выведет сообщение, что прошивка залита на 100%. У автора статьи за примерно 20 попыток прошить – не было ни одного сбоя. Признаком передачи информации будет моргание светодиода на контроллере `UART` (Если, конечно, такой есть. А он обычно есть).
После окончания прошивки контроллер сразу перейдёт к исполнению программы. Смотрим ссылку на видео: вот так оно работает, и, как говорится, не забываем ставить лайки
Для того, чтобы контроллер работал сразу после подачи питания в автономном режиме, необходимо перемычку `boot0` вернуть в положение `OFF`. В качестве источника питания подойдёт любая зарядка от сотового телефона с выходным током от 250 мА. Если будет необходимость питать дополнительную периферию – не следует стесняться взять блок питания под 1000 мА.
Большая часть операций выполняется один раз, привыкание к языку Oberon-O7 происходит быстро. На долю без повторений выпадает, по сути, только написание кода и полезной обвязке 8) Необходимо обратить внимание читателей: использование силовой электроники (от 50 Вольт переменки и выше) опасно для жизни. Поэтому, обязательно – почитайте про правильную работу с высокими напряжениями при завязке на низковольтные контроллеры.
И удачи всем в освоении Oberon-O7!