W dzisiejszym wpisie przejdziemy konfiguracj\u0119 GPIO Output oraz nauczymy si\u0119 kontrolowa\u0107 wyj\u015bcie<\/strong> pojedynczego pinu GPIO. Do \u0107wicze\u0144 pos\u0142u\u017cy nam wbudowana dioda LD4 znajduj\u0105ca si\u0119 na NUCLEO-C031C6<\/a>.<\/p>\n\n\n Wpisy te powstaj\u0105 r\u00f3wnolegle do serii na moim YouTube<\/strong> o tej samej tematyce. Je\u015bli wolisz wersj\u0119 video to zapraszam Ci\u0119 w\u0142a\u015bnie tam. Artyku\u0142y te s\u0105 skr\u00f3tem z tego, co pokazuj\u0119 na YouTube.<\/p>\n\n\n\n Link do Playlisty Youtube<\/strong><\/a><\/p>\n\n\n\n Prace rozpoczynam od pustego projektu, kt\u00f3ry utworzy\u0142em w poprzednim artykule. Najpierw musimy si\u0119 dowiedzie\u0107, na kt\u00f3rym pinie<\/strong> mikrokontrolera znajduje si\u0119 dioda LED na p\u0142ytce NUCLEO-C031C6<\/a>. Naj\u0142atwiej b\u0119dzie tutaj skorzysta\u0107 ze schematu. Schemat znajdziesz na stronie Nucleo w zak\u0142adce CAD Resources<\/em>. Link do naszego schematu<\/a>.<\/p>\n\n\n\n To, co nas interesuje jest na stronie numer 4 i wygl\u0105da nast\u0119puj\u0105co:<\/p>\n\n\n Dioda LD4 pod\u0142\u0105czona jest przez MOSFET-N do pinu PA5 na porcie GPIOA.<\/strong> Oznacza to, \u017ce zapalenie diody wymusi podanie wysokiego stanu na bramk\u0119 tranzystora, zgaszenie – stanu niskiego.<\/p>\n\n\n\n STM32 s\u0105 zbudowane w taki spos\u00f3b, \u017ce do ka\u017cdego z peryferi\u00f3w trzeba oddzielnie doprowadzi\u0107 zegar taktuj\u0105cy. Ka\u017cdy port GPIO z kolei ma oddzielne taktowanie.<\/p>\n\n\n\n Do kontroli zegar\u00f3w s\u0142u\u017cy blok RCC<\/strong> (Reset and Clock Control) i to w nim musimy w\u0142\u0105czy\u0107 taktowanie<\/strong>. W naszym wypadku dla GPIOA. Szczeg\u00f3\u0142owy spos\u00f3b pracy z dokumentacj\u0105 pokazuj\u0119 na YouTube. Tutaj w artykule b\u0119d\u0119 wkleja\u0142 gotowy kod, kt\u00f3ry nale\u017cy wpisa\u0107, aby uzyska\u0107 efekt.<\/p>\n\n\n\n Aby w\u0142\u0105czy\u0107 zegar<\/strong> dla GPIOA w STM32C031C6T6 nale\u017cy napisa\u0107<\/p>\n\n\n\n UWAGA!<\/strong> Inne STM32 mog\u0105 mie\u0107 bity w\u0142\u0105czaj\u0105ce zegary GPIO w innych rejestrach RCC. Musisz za ka\u017cdym razem si\u0119 upewnia\u0107 w Reference Manualu!<\/p>\n\n\n\n Gdy ju\u017c mamy taktowanie na GPIOA to mo\u017cemy si\u0119 bra\u0107 za jego konfiguracj\u0119. Wcze\u015bniej peryferium to by\u0142o nieaktywne i nic by\u015bmy nie zrobili. Co musimy ustawi\u0107?<\/p>\n\n\n\n Interesuje nas kilka rejestr\u00f3w:<\/p>\n\n\n\n Nasza dioda jest na PA5. Interesuje wi\u0119c nas zestaw tych rejestr\u00f3w dla GPIOA oraz ustawienia z numerem 5. Czasem b\u0119d\u0105 to pojedyncze bity, czasem kilka. Co musimy ustawi\u0107?<\/p>\n\n\n\n Zwr\u00f3\u0107 uwag\u0119 na jedn\u0105 rzecz, kt\u00f3ra jest w Reference Manualu przy ka\u017cdym rejestrze.<\/p>\n\n\n\n Wszystkie rejestry mikrokontrolera po resecie maj\u0105 ustawion\u0105 konkretn\u0105, z g\u00f3ry za\u0142o\u017con\u0105 warto\u015b\u0107. <\/strong>Oznacza to, \u017ce nie wszystkie rejestry b\u0119dziesz musia\u0142 ustawia\u0107 przy pocz\u0105tkowej konfiguracji zaraz po starcie mikrokontrolera.<\/p>\n\n\n\n P\u00f3ki co b\u0119dziemy ustawia\u0107 wszystko. Tak, aby pokaza\u0107 Ci pe\u0142n\u0105 konfiguracj\u0119 i nie zostawi\u0107 niedom\u00f3wie\u0144.<\/p>\n\n\n\n MODER <\/strong>– tutaj ustawiamy GPIO Output, czyli warto\u015b\u0107 0b01.<\/p>\n\n\n\n OTYPER <\/strong>– Diodami LED, kt\u00f3re katod\u0105 s\u0105 bezpo\u015brednio pod\u0142\u0105czone do pinu GPIO trzeba sterowa\u0107 trybem push-pull. Tutaj mamy MOSFET, kt\u00f3ry w dodatku ma jeszcze jaki\u015b pull-up niweluj\u0105cy stany nieustalone i \u0142aduj\u0105cy bramk\u0119. Zr\u00f3bmy tutaj push-pull. Nie ma to a\u017c tak du\u017cego znaczenia co wybierzemy, bo wbudowany rezystor pull-up i tak by przewa\u017cy\u0142 ten sprz\u0119towy.<\/p>\n\n\n\n Push-pull jest ju\u017c ustawiony po resecie, wi\u0119c jest to ustawienie nadmiarowe.<\/p>\n\n\n\n OSPEEDR <\/strong>– Pr\u0119dko\u015b\u0107 narastania warto trzyma\u0107 jak najni\u017cej. Niekiedy si\u0119 na da, bo na GPIO potrzebujemy napisa\u0107 szybki niestandardowy interfejs. Miganie diod\u0105 LED jest wolne, wi\u0119c mo\u017cemy ustawi\u0107 najni\u017cszy z mo\u017cliwych, czyli Low<\/em>. Jest on domy\u015blnie ustawiony po resecie.<\/p>\n\n\n\n PUPDR <\/strong>– Korzystamy z wyj\u015bcia typu push-pull. Ustawienie wbudowanych pull-up\u00f3w nie ma wi\u0119kszego sensu. Musimy je wy\u0142\u0105czy\u0107, co w zasadzie jest stanem domy\u015blnym po resecie.<\/p>\n\n\n\n Na koniec warto ca\u0142\u0105 konfiguracj\u0119 diody LED zamkn\u0105\u0107 w wygodnej funkcji, kt\u00f3ra nazw\u0105 m\u00f3wi do czego ona s\u0142u\u017cy.<\/p>\n\n\n\n Do kontrolowania tego, co znajduje si\u0119 na wyj\u015bciu GPIO Output mamy dwie (a nawet trzy!) metody.<\/p>\n\n\n\n Pierwsza jest “zwyk\u0142a” przez rejestr ODR<\/strong> (Output Data Register). Na pozycj\u0119 naszego pinu wpisujemy stan, kt\u00f3ry nas interesuje. Tutaj musimy pami\u0119ta\u0107 o tym, aby nie zmieni\u0107 stanu pozosta\u0142ych wyj\u015b\u0107. Przez to ma to wad\u0119 w postaci z\u0142o\u017cono\u015bci.<\/strong> Musimy wykona\u0107 kilka operacji <\/strong>(odczyt rejestru, zmian\u0119 jednego bitu, zapis powrotny), aby osi\u0105gn\u0105\u0107 zmian\u0119 jednego bitu.<\/p>\n\n\n\n Drugim sposobem jest dost\u0119p atomowy<\/strong>, czyli wykonuj\u0105cy si\u0119 w jednej operacji (sam zapis). Metoda ta bazuje na specjalnym rejestrze BSRR<\/strong>. Reaguje on tylko na wpisanie jedynki, wi\u0119c bity kt\u00f3re maj\u0105 zero pozostaj\u0105 bez reakcji.<\/strong><\/p>\n\n\n\n BSRR jest 32-bitowy i dzieli si\u0119 na p\u00f3\u0142. G\u00f3rna po\u0142\u00f3wka odpowiada za reset odpowiedniego pinu, dolna za set. Czyli g\u00f3rnymi 16-bitami ustawiamy 0 na wskazanym ponie, dolnymi ustawiamy 1. Akcje te maj\u0105 odzwierciedlenie w rejestrze ODR.<\/p>\n\n\n\n Skorzystamy z dost\u0119pu atomowego. Jest to o wiele wydajniejsze i skuteczniejsze. Aby ustawi\u0107 stan wysoki<\/strong> na pinie PA5 <\/strong>musimy do rejestru BSRR <\/strong>wpisa\u0107 jedynk\u0119 na bit oznaczony jako BS5 <\/strong>(Bit Set).<\/p>\n\n\n\n UWAGA.<\/strong> Na YouTube zrobi\u0142em b\u0142\u0105d… musimy wpisa\u0107 jedynie jedynk\u0119 na interesuj\u0105cy nas pin. Inne nas nie interesuj\u0105, a wpisanie zera nie zmienia stanu wyj\u015bciowego. Dlatego robimy przypisanie wprost, bez \u017cadnej operacji logicznej. To nam gwarantuje dost\u0119p atomowy \ud83d\udc4d<\/p>\n\n\n\n Chc\u0105c uzyska\u0107 stan niski <\/strong>na PA5 wpisujemy do BSRR jedynk\u0119 na pozycji bity BR5<\/strong> (Bit Reset), czyli bit 21 tego rejestru.<\/p>\n\n\n\n Tak oto mo\u017cemy kontrolowa\u0107 \u015bwiecenie diody. Fajnie by\u0142oby jeszcze wyprowadzi\u0107 wygodne makra, kt\u00f3re od razu powiedz\u0105 nam co robi\u0105.<\/p>\n\n\n\n Miganie diod\u0105 polega na cyklicznym zapalaniu i gaszeniu diody. Mikrokontroler to bardzo szybka bestia. Aby\u015bmy w og\u00f3le zobaczyli to miganie, musimy op\u00f3\u017ani\u0107<\/strong> te dwie cykliczne operacje.<\/p>\n\n\n\n Prawdziwym op\u00f3\u017anianiem zajmiemy si\u0119 w kolejnych lekcjach, natomiast dzisiaj skorzystamy z g\u0142upawego op\u00f3\u017anienia na p\u0119tlach for.<\/p>\n\n\n\n Ma on wiele wad jak np. to, \u017ce nie kontrolujemy czasu op\u00f3\u017anienia w prosty spos\u00f3b, oraz to, \u017ce p\u0119tla ta mo\u017ce zosta\u0107 zoptymalizowana po w\u0142\u0105czeniu optymalizacji w kompilatorze. Na dzisiaj jednak nam wystarczy \ud83d\ude0e<\/p>\n\n\n\n W mainie teraz musimy po pierwsze wywo\u0142a\u0107 funkcj\u0119 konfiguruj\u0105c\u0105 pin diody LD4, a w p\u0119tli niesko\u0144czonej w\u0142o\u017cy\u0107 zapalanie i gaszenie diody rozdzielone naszym g\u0142upawym op\u00f3\u017anieniem. B\u0119dzie to wygl\u0105da\u0142o tak:<\/p>\n\n\n\n Po skompilowaniu i wgraniu o naszego Nucleo<\/a> zobaczysz migaj\u0105c\u0105 diod\u0119!<\/strong><\/p>\n\n\n\n Ca\u0142y kod dla wygodnego przejrzenia:<\/p>\n\n\n\n Konfiguracja i korzystanie z GPIO nie s\u0105 takie trudne jak mog\u0142oby si\u0119 pocz\u0105tkowo wydawa\u0107. Sprawia problemy je\u015bli nie wiemy, co robi\u0107. Dlatego powstaje ta seria \ud83d\ude42 Teraz bez problemu poradzisz sobie z innymi pinami GPIO i to r\u00f3wnie\u017c na innych portach.<\/p>\n\n\n\n W kolejnym wpisie zajmiemy si\u0119 tym brzydkim op\u00f3\u017anieniem. Zamienimy go na takie kontrolowane z u\u017cyciem SysTick Timera. To jeszcze nie b\u0119dzie najpi\u0119kniejsze op\u00f3\u017anienie, ale b\u0119dzie chocia\u017c kontrolowalne.<\/p>\n\n\n\n Daj zna\u0107 w komentarzu czy Ci si\u0119 podoba\u0142 ten wpis! Mo\u017ce masz jak\u0105\u015b propozycj\u0119 co pokaza\u0107 w ramach cyklu STM32 na Rejestrach? Podziel si\u0119 tym artyku\u0142em ze znajomymi.<\/p>\n\n\n\n Zapraszam Ci\u0119 r\u00f3wnie\u017c do mojego sklepu, gdzie kupisz ciekaw\u0105 elektronik\u0119 do programowania jak np. NUCLEO-C031C6<\/a>, z kt\u00f3rego korzystamy w tej serii: https:\/\/sklep.msalamon.pl<\/a><\/p>\n\n\n\n Projekt z tego artyku\u0142u znajdziesz na: https:\/\/github.com\/lamik\/stm32narejestrach_2<\/a><\/p>\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/msalamon.pl\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/stm32C031C6_BANER-1024x341.jpg\")
<\/a><\/figure><\/div>\n\n\nSeria STM32 na Rejestrach na YouTube<\/h2>\n\n\n\n
Konfiguracja GPIO Output w STM32<\/h2>\n\n\n\n
![\"\"](\"https:\/\/msalamon.pl\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/NUCLEO-C031-LD4-1024x630.jpg\")
<\/figure><\/div>\n\n\nZegary taktuj\u0105ce peryferium<\/h3>\n\n\n\n
\/\/ Enable Clock for PORTA\nRCC->IOPENR |= RCC_IOPENR_GPIOAEN;<\/pre>\n\n\n\n
Konfiguracja pinu<\/h3>\n\n\n\n
\n
![\"\"](\"https:\/\/msalamon.pl\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/NUCLEO-C031-reset-value.jpg\")
<\/figure>\n\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/msalamon.pl\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/NUCLEO-C031-MODER.jpg\")
<\/figure>\n\n\n\n\/\/ Configure GPIO Mode - Output\nGPIOA->MODER |= GPIO_MODER_MODE5_0;\nGPIOA->MODER &= ~(GPIO_MODER_MODE5_1);<\/pre>\n\n\n\n
![\"\"](\"https:\/\/msalamon.pl\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/NUCLEO-C031-OTYPER.jpg\")
<\/figure>\n\n\n\n\/\/ Configure Output Mode - Push-pull\nGPIOA->OTYPER &= ~(GPIO_OTYPER_OT5);<\/pre>\n\n\n\n
![\"\"](\"https:\/\/msalamon.pl\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/NUCLEO-C031-OSPEEDR.jpg\")
<\/figure>\n\n\n\n\/\/ Configure GPIO Speed - Low\nGPIOA->OSPEEDR &= ~(GPIO_OSPEEDR_OSPEED5);<\/pre>\n\n\n\n
![\"\"](\"https:\/\/msalamon.pl\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/NUCLEO-C031-PUPDR.jpg\")
<\/figure>\n\n\n\n\/\/ Configure Pull-up\/Pull-down - no PU\/PD\nGPIOA->PUPDR &= ~(GPIO_PUPDR_PUPD5);<\/pre>\n\n\n\n
void ConfigureLD4(void)\n{\n\t\/\/ Enable Clock for PORTA\n\tRCC->IOPENR |= RCC_IOPENR_GPIOAEN;\n\n\t\/\/ Configure GPIO Mode - Output\n\tGPIOA->MODER |= GPIO_MODER_MODE5_0; \/\/ It's default reset state. Not necessary.\n\tGPIOA->MODER &= ~(GPIO_MODER_MODE5_1);\n\n\t\/\/ Configure Output Mode - Push-pull\n\tGPIOA->OTYPER &= ~(GPIO_OTYPER_OT5); \/\/ It's default reset state. Not necessary.\n\n\t\/\/ Configure GPIO Speed - Low\n\tGPIOA->OSPEEDR &= ~(GPIO_OSPEEDR_OSPEED5); \/\/ Two bits together. It's default reset state. Not necessary.\n\n\t\/\/ Configure Pull-up\/Pull-down - no PU\/PD\n\tGPIOA->PUPDR &= ~(GPIO_PUPDR_PUPD5); \/\/ It's default reset state. Not necessary.\n}<\/pre>\n\n\n\nKontrola wyj\u015bcia GPIO<\/h2>\n\n\n\n
![\"\"](\"https:\/\/msalamon.pl\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/NUCLEO-C031-BSRR.jpg\")
<\/figure>\n\n\n\nGPIOA->BSRR = GPIO_BSRR_BS5<\/pre>\n\n\n\n
GPIOA->BSRR = GPIO_BSRR_BR5<\/pre>\n\n\n\n
#define LD4_ON GPIOA->BSRR = GPIO_BSRR_BS5\n#define LD4_OFF GPIOA->BSRR = GPIO_BSRR_BR5<\/pre>\n\n\n\n
Miganie diod\u0105 – op\u00f3\u017anienie<\/h2>\n\n\n\n
void Delay(void)\n{\n\tuint32_t i;\n\n\tfor(i = 0; i < 99999; i++)\n\t{\n\n\t}\n}<\/pre>\n\n\n\nint main(void)\n{\n\n\tConfigureLD4();\n\n \/* Loop forever *\/\n\twhile(1)\n\t{\n\t\t\/\/ Set LED on PA5\n\t\tLD4_ON;\n\t\tDelay();\n\n\t\t\/\/ Reset LED on PA5\n\t\tLD4_OFF;\n\t\tDelay();\n\t}\n}<\/pre>\n\n\n\n#include \"main.h\"\n\n#define LD4_ON GPIOA->BSRR = GPIO_BSRR_BS5\n#define LD4_OFF GPIOA->BSRR = GPIO_BSRR_BR5\n\n\/\/ PA5 - LD4\n\nvoid ConfigureLD4(void);\nvoid Delay(void);\n\nint main(void)\n{\n\n\tConfigureLD4();\n\n \/* Loop forever *\/\n\twhile(1)\n\t{\n\t\t\/\/ Set LED on PA5\n\t\tLD4_ON;\n\t\tDelay();\n\n\t\t\/\/ Reset LED on PA5\n\t\tLD4_OFF;\n\t\tDelay();\n\t}\n}\n\nvoid ConfigureLD4(void)\n{\n\t\/\/ Enable Clock for PORTD\n\tRCC->IOPENR |= RCC_IOPENR_GPIOAEN;\n\n\t\/\/ Configure GPIO Mode - Output\n\tGPIOA->MODER |= GPIO_MODER_MODE5_0; \/\/ It's default reset state. Not necessary.\n\tGPIOA->MODER &= ~(GPIO_MODER_MODE5_1);\n\n\t\/\/ Configure Output Mode - Push-pull\n\tGPIOA->OTYPER &= ~(GPIO_OTYPER_OT5); \/\/ It's default reset state. Not necessary.\n\n\t\/\/ Configure GPIO Speed - Low\n\tGPIOA->OSPEEDR &= ~(GPIO_OSPEEDR_OSPEED5); \/\/ Two bits together. It's default reset state. Not necessary.\n\n\t\/\/ Configure Pull-up\/Pull-down - no PU\/PD\n\tGPIOA->PUPDR &= ~(GPIO_PUPDR_PUPD5); \/\/ It's default reset state. Not necessary.\n}\n\nvoid Delay(void)\n{\n\tuint32_t i;\n\n\tfor(i = 0; i < 99999; i++)\n\t{\n\n\t}\n}<\/pre>\n\n\n\nPodsumowanie<\/h2>\n\n\n\n