Blinking LED

สวัสดีครับ สำหรับงานที่ได้รับมอบหมายในสัปดาห์นี้คือ ให้ทำไฟกระพริบตามบอร์ดที่จับฉลากได้ โดยกลุ่มของผมได้บอร์ดทดลอง stm32f4 ซึ่งเป็นของบริษัท ST สำหรับคุณสมบัติต่างๆบนบอร์ดสามารถสรุปได้เป็นข้อๆ ได้ดังนี้

• Core:
  - ใช้ ARM Cortex M4 32 bits ที่มี FPU (Floating Point Unit)
  - มีการปรับใช้ตัวเร่งของเวลาจริงโดยที่สามารถอนุญาตให้ไม่ต้องคอยจากแฟลชเมมโมรี (ART Accelerator)
  - มีความถี่ได้ถึง 168 MHz
  - มีการป้องกันหน่วยความจำ (Memory Protection Unit)
  - ทีทั้งแบบ 210 DMIPS และ 1.25 DMIPS/MHz (Dhrystone 2.1)
  - มีชุดคำสั่งเกี่ยวกับ DSP
• Memories: - มีหน่วยความจำประเภทแฟลชได้มากสุด 1MB
  - มีหน่วยความจำประเภท SRAM ได้ถึง  192+4 KB ซึ่งรวมไปถึง CCM (core coupled memory) ข้อมูลของแรม 64KB
  - มีความยืดหยุ่นในการใช้หน่วยความจำซึ่งรองรับหน่วยความจำดังต่อไปนี้ Compact Flash, SRAM, PSRAM, NOR และ NAND
• มีส่วนแสดงผลของหน้าจอเป็น LCD แบบพาราเรล ซึ่งรองรับอยู่ 2 โหมดด้วยกันคือ Intel 8080 และ motorola 6800 
• การจัดการเกี่ยวกับ Clock, reset และ supply
  - application และ I/Os รองรับการทำงานที่ 1.8 V to 3.6 V
  - มี POR (Power-On Reset), PDR, PVD (Programmable Voltage Detector) และ BOR (Brown-Out Reset)
  - มีออสซิเลเตอร์คริสตัลได้ตั้งแต่ 4 ถึง 26 MHz
  - มี factory-trimmed RC (ความแม่นยำ 1%) ภายใน 16 MHz
  - มีออสซิเลเตอร์สำหรับ RTC พร้อมกับ calibration 32 kHz
  - มี RC พร้อมกับ calibration ภายใน 32 kHz
• การใช้พลังงานในระดับต่ำ- มีโหมดต่างๆดังต่อไปนี้ Sleep, Stop และ Standby
  - มี VBAT ซึ่งรองรับสำหรับ RTC, มีรีจิสเตอร์สำหรับการกู้ข้อมูลขนาด 20×32 บิต และมี SRAM (ซึ่งจะมีหรือไม่มีก็ได้) ขนาด 4 KB   
• 3×12 บิต, ตัวแปลงจากอนาล็อกเป็นดิจิตอล 2.4 MSPSซึ่งมีมากได้ถึง 24 ช่อง และ 7.2 MSPS ในโหมดของ triple interleaved
• ตัวแปลจากดิจิตอลเป็นอนาล็อกขนาด 2×12 บิต
• มี General-purpose DMA: 16-stream DMA controller พร้อมกับ FIFOs และการรองรับการ burst
• มีจำนวนของ timers ถึง 17 timers:
  - มี timers ขนาด 16 บิต อยู่ 12 timers และมีอยู่ 2 timers ที่มีขนาด 32 บิต ซึ่งมีความถี่ได้ถึง 168MHz
  - แต่ละ timers มีจำนวนของ IC/OC/PWM หรือ pulse counter ได้ถึง 4  และมีอินพุตในการเข้ารหัสได้ถึง 4
• โหมดของการดีบัก
  - Serial wire debug (SWD) และ JTAG interfaces
  - Cortex-M4 Embedded Trace Macrocell™
• มีพอร์ต I/O มากถึง 140 พอร์ตซึ่งสามารถที่จะทำการอินเตอร์รัพได้
  - มีพอร์ตมากถึง 136  พอร์ตซึ่งเป็น fast I/Os โดยสามารถมีความถี่ได้สูงถึง 84 MHz
  - มีพอร์ตมากถึง 138  พอร์ตซึ่งเป็น I/Os ที่สามารถรองรับการทำงานได้ที่ 5V
• มีพอร์ต 15 พอร์ตที่ใช้เป็นส่วนติดต่อในการสื่อสาร (communication interface)
  - มีพอร์ต I2C (SMBus/PMBus) 3 พอร์ต
  - มีพอร์ต USARTs 4 พอร์ต พอร์ต UARTs 2 พอร์ต (10.5 Mbit/s, ISO 7816 interface, LIN, IrDA, modem control)
  - มีพอร์ต SPI (37.5 Mbits/s) 3 พอร์ต SPIs , มี 2 port ซึ่งเป็น muxed full-duplex I2S to achieve audio class accuracy via internal audio PLL or external clock
  - มี CAN interfaces (2.0B Active) 2 พอร์ต
  - มีส่วนเชื่อมต่อกับ SDIO
• การเชื่อมต่อในขั้นสูง
  - มี USB 2.0 full-speed device/host/OTG controller with on-chip PHY
  - มี USB 2.0 high-speed/full-speed device/host/OTG controller with dedicated DMA, on-chip full-speed PHY and ULPI
  - มี 10/100 Ethernet MAC with dedicated DMA: supports IEEE 1588v2 hardware, MII/RMII
• มีส่วนเชื่อมต่อสำหรับกล้องแบบพาราเรล 8 ถึง 14 บิตได้สูงถึง 54 Mbytes/s
• มีตัวสร้างสำหรับการสุ่มเลขที่เป็นเลขจำนวนจริง (True random number generator)
• มีตัวที่ใช้ในการคำนวณ CRC
• มี ID ที่เป็นเอกลักษณ์ 96 บิต
• มี RTC: subsecond accuracy, hardware calendar 

อุปกรณ์ที่ใช้

ฮาร์ดแวร์ 

• บอร์ดทดลอง STM32F4
•  สาย USB

ซอฟต์แวร์

• STMCubeMX
• keil toolchain

ผลการทดลอง 

โค้ดที่ใช้ในการทดลอง

สำหรับคำสั่งต่างๆนั้นสามารถอธิบายได้ดังต่อไปนี้

• #include "stm32f4xx_hal.h" เป็นการประกาศเรียกใช้ฟังก์ชัน HAL
• static void MX_GPIO_Init(void); เป็นการประกาศฟังก์ชันโปรโตไทป์
• HAL_Init(); เป็นฟังก์ชันสำหรับการตั้งค่า Flash prefetch, ตั้งค่าแหล่งที่มาของฐานเวลา (time base source), NIVC และ ฮาร์ดแวร์ในระดับล่าง
• HAL_GPIO_WritePin(); เป็นฟังก์ชันสำหรับการกำหนดค่าหรือการเคลียร์ค่าบิตของข้อมูล โดยที่ GPIO_PIN_SET เป็นพารามิเตอร์สำหรับการตั้งค่าบิตของข้อมูล ส่วน GPIO_PIN_RESET เป็นพารามิเตอร์สำหรับการเคลียร์ค่าบิตของข้อมูล
• HAL_Delay(); เป็นฟังก์ชันสำหรับการหน่วงเวลาโดยมีหน่วยเป็นมิลลิวินาที
• GPIO_InitTypeDef เป็นการกำหนดค่าต่างๆให้กับพิน GPIO โดยมีพารามิเตอร์ต่างๆดังนี้
  - GPIO_Instruct.Pin เป็นการกำหนดพิน  GPIO โดยเฉพาะ
  - GPIO_Instruct.Mode เป็นการกำหนดโหมดการทำงานให้กับพิน เช่น กำหนดให้เป็นอินพุต เอาต์พุต ในทีนี้เป็น GPIO_MODE_OUTPUT_PP ซึ่งคือโหมด output push pull
  - GPIO_Instruct.Pull เป็นการกำหนดให้พินนั้นเป็นแบบ pull-up , pull-down หรือ NOPULL โดยในที่นี้กำหนดให้เป็นแบบ NOPULL ซึ่งมีความหมายว่าไม่ได้กำหนดให้เป็น pull-up หรือ pull-down
  - GPIO_Instruct.Speed เป็นการกำหนดค่าของความเร็วของพินนั้นๆ ซึ่งในที่นี้กำหนดให้เป็น GPIO_SPEED_LOW ซึ่งคือความเร็วต่ำ
• HAL_GPIO_Init(); เป็นการกำหนดค่าเริ่มต้นของอุปกรณ์การเชื่อมต่อ GPIOx ที่ได้ระบุพารามิเตอร์ไว้ใน GPIO_Init

  

รูปประกอบการทดลอง

ภาพรวมของวงจร

ขณะที่ไฟ led ติด

ขณะไฟ led ดับ

 

วิดิโอประกอบการทดลอง