Giáo trình Hệ thống nhúng: Phần 2 - CĐ Kỹ Thuật Cao Thắng

(NB) Tiếp nội dung phần 1 Giáo trình Hệ thống nhúng: Phần 2 cung cấp những kiến thức còn lại được trình bày như sau: Giới thiệu ARM STM32, giới thiệu KIT, tạo dự án với KEIL ARM, các bước nạp chương trình, lập trình nhúng trên ARM. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Hệ thống nhúng: Phần 2 - CĐ Kỹ Thuật Cao ThắngChương 4. Lập trình nhúng trên ARMCHƯƠNG 4. LẬP TRÌNH NHÚNG TRÊN ARM4.1. GIỚI THIỆU ARM STM32 Lập trình nhúng hiện nay không xa lại gì với chúng ta, STM32 là chip củaST, dựa trên nền lõi ARM Cortex-M. Dòng ARM Cortex™-M là thế hệ mới, thiếtlập các tiêu chuẩn mới về hiệu suất, chi phí, ứng dụng cho các thiết bị cần tiêu thụnăng lượng thấp, và đáp ứng yêu cầu thời gian thực khắc khe. Hình 4.1 Hiệu năng ARM Cortex™-M Một số tính năng có sử dụng STM32 như: từ điện tử dân dụng (tivi, đầu máy,máy giặt…), xe hơi đời mới, game, mobile, laptop … chỗ nào ARM cũng có mặt. TÍNH NĂNG NỔI BẬT:  Hiệu suất cao Hình 4.2 Performance DMIP S/MHz  Tiêu thụ năng lượng thấp 34Chương 4. Lập trình nhúng trên ARM Hình 4.3 So sánh tiêu thụ năng lượng giữa ARM và VĐK 16 bit hoặc 8 bit  Code cũng tương đối dễ vì được support gần như hết: ngoại vi (GPIO, I2C,SPI, ADC, USB, Ethernet, CAN….), ST cung cấp cho chúng ta các thư viện trựctiếp cho mỗi dòng ARM (gọi là CMSIS – CortexMicrocontroller Software Interface Standard ), nhiệm vụ của chúng ta không thểdễ dàng hơn: khai báo và sử dụng mà thôi …  Giá rẻ: STM32F1x khoảng 29000 đồng. STM32F1x chạy với tốc đọ24Mhz.  Flash 16..128K  37/51/80 chân I/O  2 bộ USART  12 Timers  16 kênh ADC -12bit  2 bộ I2C  2 bộ SPI  2 bộ Watchdog  16 bộ ngắt lập trình được  RTC (đồng hồ thời gian thực tích hợp) … Hình 4.4 so sánh 1 cách trực quan nhất giữa các dòng VXL 8 bit - 16 bit vàCortex™-M qua hàm nhân 2 số 16 bit (Cortex™-M có thể nhân 2 số 32 bit chỉbằng 1 lệnh): Hình 4.4 Comparing 16-bit multiply operations across processor architectures 35Chương 4. Lập trình nhúng trên ARM4.2. GIỚI THIỆU KIT Vi xử lý ARM Cortex-M3 là thế hệ mới nhất của dòng vi xử lý ARM cho hệthống nhúng. Nó được phát triển để cung cấp cho các hệ thống giá thành thấp vànó gần giống với MCU, với việc cắt giàm chân và năng lượng thấp, trong khi vẫnđảm bảo khả năng tính toán và đáp ứng ngắt được năng cao hơn. ARM Cotext M3dự trên kiến trúc vi xử lý RISC nhưng tối ưu hiệu quả mã lệnh, nhưng năng lựcđược đảm bảo từ nhân ARM trong kích thước bộ nhớ thường kết hợp với 8 hoặc16 bit . Dòng STM32F103 có nhân ARM vì vậy tương thích với tất cả công cụ vàphần mền dành cho ARM. Nó là sự kết hợp hiệu năng cao từ ARM Cortex-M3CPU với nhiều thiết bị ngoại vi cũng như nâng cao tính năng I/O. STM32-103 Dev1.0 cho phép bạn khám phá hoàn toàn nhưng tính năng mới của vi điều khiển ARMCortex M3 STM32F103RDT6 được phát triển từ ST Microelectronics Inc. Một vàiứng dụng như: USB Mass Storage device, Audio class device, HID mouse device,CDC Virtual com port device … Hình 4.5 Kit STM32F103RDT64.2.1. Đặc tính của kit 1. MCU: STM32F103RDT6 ARM 32 bit CORTEX M3™ with 384K 2. Program Flash, 64K Bytes RAM, USB, CAN, x2 I2C, x16 ADC, x2DAC 3. x5 UART, x2 SPI, x12 TIMERS, up to 72Mhz operation 4. JTAG connector tiêu chuan v_i ARM 2x10 pin dành cho viec lập trìnhvà gỡ rối 5. USB connector 6. SD-MMC card, Audio, Microphone 7. user buttions x3 8. user leds x3 9. RS-232 connector 36Chương 4. Lập trình nhúng trên ARM 10. RESET button 11. status LED 12. 8 Mhz crystal oscillator 13. 32768 Hz crystal and RTC backup battery 14. extension headers for all uC ports 15. Kích thước: 90.67 x 73.54mm (3.56 x 2.89) Yêu cầu từ board phát triển :  Cáp USB 1.8m để nới với PC ( dành cho việc cấp nguồn hoặc giao tiếp  USB trong trường hợp dùng đến tính năng USB )  Phần cứng : ARM-JTAG, ARM-USB-OCD, ARM-USB-TINY or other ARM JTAG compatible tool.  Phần mềm : + free open source platform: GNU C compiler + OpenOCD and Eclipse (support all low cost Olimex JTAG debuggers) + commercial solution EW-ARM from IAR Systems AB, require expensive J-LINK debugger + CrossWorks from Rowley (supports all Olimex low cost JTAG debuggers).4.2.2 Đặc tính STM32F103RDT6 - CPU clock up to 72Mhz - FLASH 384KB - RAM 64KB - DMA x12 channels - RTC - WDT - Timers x11+1 - SPI x2 - I2C x2 - USART x5 - USB x1 - CAN x1 (multiplexed with USB so both cant be used in sametime) - ...