النواة Stm32f

بالنسبة لمعظم الأشخاص هناك ، فإن أول لوحة تطوير مضمنة كان من الممكن أن يكونوا قد عملوا عليها ستكون على الأرجح لوحة Arduino. ولكن ، كما يتفق الجميع ، يمكن أن يأخذك Arduino حتى الآن فقط ، وفي يوم من الأيام عليك الانتقال إلى منصة تحكم دقيقة أصلية. يمكن جعل هذه العملية أسهل كثيرًا باستخدام لوحة تطوير STM32 هذه حيث يمكنها دعم جميع دروع Arduino لمساعدتك على جانب الأجهزة ولديها أيضًا العديد من المكتبات والوظائف المدمجة لمساعدتك في جانب البرنامج. سيساعدك التعرف على وحدات التحكم الدقيقة STM32 أيضًا على استكشاف وحدات التطوير الأخرى بسهولة من ST مثل SensorTile.Box الذي قمنا بمراجعته مسبقًا. لذلك في هذه المقالة ، دعنا نلقي نظرة كاملة على لوحات تطوير STM32 Nucleo-64 ونتعلم كيفية استخدامها.

الآن هناك العديد من إصدارات لوحات STM32 المتاحة ، وهذا بالتحديد في يدي يسمى STM32F401 Nucleo-64. يمثل الاسم STM32 أن لدينا متحكمًا دقيقًا 32 بت على لوحة التطوير الخاصة بنا ، ويمثل الاسم Nucleo-64 أن المتحكم الدقيق يحتوي على 64 دبوسًا. وبالمثل ، هناك العديد من الإصدارات الأخرى من لوحات Nucleo 64 مثل STM32F103 ، و STM32F303 ، وما إلى ذلك ، ولكن بمجرد التعرف على لوحة واحدة ، تتشابه جميع اللوحات الأخرى تمامًا.

شرح الأجهزة STM32 Nucleo 64 Development Board

لنبدأ بإخراج مجلس التطوير الخاص بنا من العلبة. كما ترى فإن الحزمة الكاملة تتكون فقط من لوحة التطوير وبطاقة التعليمات. تذكر بطاقة التعليمات مواصفات وحدة التحكم ، و pinouts الخاص بها ، وعلى الجانب الخلفي ، لدينا بعض المعلومات حول كيفية البدء وخيارات سلسلة الأدوات المتاحة.

بإلقاء نظرة فاحصة على اللوحة ، يمكننا أن نجد أن اللوحة مقسمة إلى منطقتين. القسم العلوي هو ST-Link / V2 مصحح ومبرمج ST-Link / V2 بينما القسم السفلي هو لوحة التطوير الفعلية الخاصة بك. بهذه الطريقة يمكنك بسهولة برمجة وتصحيح اللوحة الخاصة بك خارج الصندوق فقط باستخدام كبل USB إضافي يمكن توصيله بمنفذ USB الصغير على اللوحة.

من النظرة الأولى ، قد يبدو أن اللوحة تحتوي على الكثير من وصلات العبور والمكونات ، لكنها جميعًا موجودة لتسهيل الأمور علينا. إن القافزين اللذين تجدهما على جانبي اللوحة CN11 و CN12 هما في الواقع عبور وهمي ، ويمكن استخدام هذين القافزين لأغراض أخرى إذا لزم الأمر في المستقبل. يتم استخدام اثنين من وصلات العبور على CN2 لتوصيل قسم المبرمج والمصحح بلوحة التطوير الخاصة بنا. في المستقبل ، يمكنك إزالة وصلات العبور هذه لاستخدام المبرمج لوحدات التحكم الدقيقة ST الأخرى من خلال هذه المسامير. ويمكن إغلاق دبوس الموصل JP1 هذا للحد من تيار USB إلى 100 مللي أمبير ، إذا ترك مفتوحًا ، فسيكون الحد الأقصى للتيار 300 مللي أمبير. هنا لدينا مؤشر LED ثلاثي الألوان (LD1) يتم تشغيله باللون الأحمر عند تشغيل اللوحة ويتحول إلى اللون الأخضر عندما تتم برمجة اللوحة بنجاح ويتحول إلى اللون البرتقالي عند حدوث فشل في الاتصال.

بالانتقال إلى قسم التطوير ، لدينا أهم مكون لدينا هنا ، متحكم STM32F401RET6. هذا هو متحكم 64-Pin 32-bit مع معالج ARM Cortex M4 يعمل بسرعة 84 ميجاهرتز. كما أن لديها 512 كيلو بايت فلاش و 96 كيلو بايت SRAM. يحتوي متحكم دقيق على 10 مؤقتات من 16 بت و 32 بت و ADC واحد 12 بت. كما أن لديها ثلاثة USART ، وثلاثة I2C ، وأربعة SPI وواحد USB 2.0 للاتصالات الخارجية. يمكنك التحقق من ورقة بيانات STM32F401 للحصول على مزيد من المعلومات الفنية.

الآن هنا يأتي الجزء المثير للاهتمام ، كما أخبرتك سابقًا ، تدعم اللوحة جميع دروع Arduino. تحتوي اللوحة على مجموعتين من الموصلات ، المسامير الأنثوية مخصصة لدروع Arduino التي تناسب تمامًا ESP8266 Wi-Fi Shield و Semtech Arduino LoRa Shield كما ترون في الصورة أدناه.

يُطلق على الذكور الآخرين دبابيس ST Morpho والتي يمكن استخدامها للاستفادة من دبابيس التوسيع في المتحكم الدقيق ذي 64 سنًا. ثم لدينا زر إعادة تعيين هنا وزر قابل للتكوين بواسطة المستخدم متصل بـ pin PC13 وأيضًا مصباح LED هنا متصل بالدبوس D13 تمامًا مثل Arduino. لتشغيل اللوحة ، يمكننا إما استخدام منفذ USB أو توفير 5V منظم بشكل مباشر إلى E5V أو دبوس 5V هنا. تذكر تغيير هذا الطائر للإشارة إلى كيفية قيامك بتشغيل اللوحة ؛ يشير U5V إلى أن اللوحة تعمل بواسطة USB. لدينا أيضًا دبوس ربط آخر مثير للاهتمام يسمى IDD والذي يمكن استخدامه لقياس مقدار التيار الذي يستهلكه المتحكم الدقيق عن طريق توصيل مقياس التيار بهذه المسامير.

برمجة لوحات تطوير STM32 Nucleo 64

عند القدوم إلى قسم البرامج ، تحتوي اللوحة على مكتبة ضخمة ودعم برمجة ويمكن برمجتها باستخدام Keil و IAR workbench والعديد من IDEs الأخرى. لكن الشيء المثير للاهتمام هو أنه يدعم بيئة تطوير ARM Mbed و STM32Cube. من أجل هذه المقالة ، قررت استخدام منصة ARM Mbed لأنها أداة عبر الإنترنت ووجدتها ممتعة للغاية لأنه لا يمكنك فقط استخدام لوحات ST الخاصة بك ولكن العديد من لوحات التطوير الأخرى التي تستخدم متحكم ARM.

بالنسبة لأولئك الجدد ، فإن ARM MBED عبارة عن منصة تطوير عبر الإنترنت توفرها ARM نفسها وتمنحك نظام تشغيل مضمّنًا وخدمات سحابية وميزات أمان لإنشاء حلول مضمنة تستند إلى إنترنت الأشياء بسهولة. إنه مجتمع ضخم مفتوح المصدر والحصول على تفاصيل عنه سيتطلب مقالة منفصلة.

الشروع في العمل مع STM32F401

ولكن ، للبدء ، استخدم كبل USB صغيرًا لتوصيل لوحة تطوير STM32 بجهاز الكمبيوتر الخاص بك. بمجرد تشغيله ، يجب أن تلاحظ إضاءة LD1 و LD3 LED باللون الأحمر ، وسيومض مؤشر LED LD2 القابل للبرمجة باللون الأخضر مثل هذا.

ستلاحظ أيضًا وجود محرك أقراص فلاش جديد على جهاز الكمبيوتر يسمى "NODE_F401RE". افتحها وستجد ملفين هما details.txt و mbed.htm كما هو موضح أدناه.

يمكنك تشغيل ملف Mbed.htm لبدء برمجة لوحتك مباشرة عبر الإنترنت باستخدام arm Mbed. ولكن ، قبل الوصول إلى هناك ، قمنا بتثبيت برامج التشغيل المطلوبة والاشتراك في Mbed. ابحث عن برنامج التشغيل STSW-link009 وقم بتنزيله مباشرة من موقع ST على الويب ، وقم بتثبيت برنامج التشغيل وتأكد من اكتشاف الجهاز بشكل صحيح في مدير جهازك كما هو موضح هنا.

ارجع إلى منصة mbed الخاصة بك للتسجيل على MBED.com باستخدام بيانات الاعتماد الخاصة بك. ثم انقر فوق ملف MBED.HTM وسيتم استقبالك بالصفحة التالية.

قم بالتمرير لأسفل وانقر على " Open Mbed compiler ". كما ترى ، فقد تعرّف المترجم بالفعل على منصتنا باسم Nucleo-F401RE ويقدم لنا الكثير من الأمثلة الأساسية للبرامج. في الوقت الحالي ، اسمح لي بتحديد " رمز LED Blinky " وتعديله بحيث يتم إيقاف تشغيل مؤشر LED عند الضغط على زر الضغط.

بمجرد أن يصبح الرمز جاهزًا كما هو موضح أدناه ، يمكنك النقر فوق زر الترجمة ، والذي سيوفر لك ملف bin ، ما عليك سوى نسخ ملف bin ولصقه في محرك الأقراص المحمول الخاص بك لبرمجة لوحتك. ستلاحظ أن مؤشر LD1 LED يتحول إلى اللون الأخضر بمجرد اكتمال البرمجة. اضغط الآن على الزر الأزرق وستلاحظ إيقاف تشغيل مؤشر LED الأخضر. هكذا يمكنك تجربة أي من أمثلة البرامج لتتعلم وظائف مختلفة للوحة. يمكنك أيضًا الرجوع إلى الصفحة الرئيسية للحصول على مستندات فنية أخرى ودعم المجتمع.

يمكنك أيضًا مشاهدة الفيديو المرتبط أسفل هذه الصفحة ، لعرض المراجعة الكاملة على هذه اللوحة.

استنتاج

بشكل عام ، أعتقد أن هذه اللوحات هي خيارات ممتازة إذا كنت تحاول رفع مستوى مهاراتك وتطوير تطبيقات متقدمة. من خلال دعم الأجهزة العملي والمجتمع عبر الإنترنت ، يكون منحنى التعلم لهذه اللوحات أيضًا بسيطًا جدًا ، لذلك قد ترغب في تجربته. أتمنى أن تكون قد استمتعت بالمقال وتعلمت شيئًا مفيدًا منه. إذا كانت لديك أي أسئلة ، فاتركها في قسم التعليقات أدناه أو استخدم منتدياتنا للأسئلة الفنية الأخرى.

فيديو