[STM32] 如何取到STM32 MCU的Serial ID

unsigned int serial_id[3];

serial_id[0] = *((unsigned int *)0x1FFFF7E8));
serial_id[1] = *((unsigned int *)0x1FFFF7EC));
serial_id[2] = *((unsigned int *)0x1FFFF7F0));

Reference:
[1] http://www.keil.com/forum/58081/read-unique-id/

[STM32] 使用STM32F103CB TIMx 實做 us_delay

圖一

要使用STM32的Timer功能，首要條件，須要先搞清楚目前自己的RCC配置(圖一紅色框框)，筆者的RCC設定為(system_stm32f10x.c)如下:

    /* HCLK = SYSCLK */
    RCC->CFGR |= (uint32_t)RCC_CFGR_HPRE_DIV1;  // APB
    
    /* PCLK2 = HCLK */
    RCC->CFGR |= (uint32_t)RCC_CFGR_PPRE2_DIV1; // ABP1
   
    /* PCLK1 = HCLK */
    RCC->CFGR |= (uint32_t)RCC_CFGR_PPRE1_DIV2; // APB2 

清楚RCC設定後，再來就是TIMx的設定(以下使用TIM4做介紹)，使用TIMx有2個小觀念要先建立，

1. 決定1個Clock從High到Low的時間多久 ( TIMx_CNT)
2. 決定幾個Clock之後要發出interrupt ( TIMx_ARR )
3. TIMx_PSC 計算公式 : Counter Clock Frequency = fCK_PSC / (PSC[15:0] + 1)

搞清楚後，撰寫部分就簡單了，可參考以下us_delay的實做，

// 製作 us_delay :
// 1. 產生 6MHz的Counter Clock Frequency，即表示1Clock = 1/6 us
// 2. 1 us = 6 clock一個interrupt
// 3. Counter Clock Frequency = fCK_PSC / (PSC + 1)
//     6M = 72M / ( PSC + 1 ) => PSC = 72M/6M -1
//     因為 APB1不為1(RCC設定得知)，所以fCK_PSC = 36M * 2= 72M

static __IO uint32_t TimingDelay;

static void RCC_Configuration()
{
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4, ENABLE);
}

static void NVIC_Configuration(void)
{
  NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

  /* Enable the TIM2 global Interrupt */
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM4_IRQn;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;

  NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}

// 處理 interrupt
void Delay_IRQHandler(void)
{
  if (TIM_GetITStatus(TIM4, TIM_IT_Update) != RESET)
  {
            TIM_ClearITPendingBit(TIM4 , TIM_FLAG_Update);
            if (TimingDelay != 0x00)
            {
                TimingDelay--;
            }
  }
}

void delay_us(__IO uint32_t nTime)
{
  TimingDelay = nTime;

  while(TimingDelay != 0);
}

void DelayInit()
{
  u16 PrescalerValue = 0;
  u32 CounterClock = 6000000; // 6M
  TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
  
  RCC_Configuration();
  NVIC_Configuration();
   
  PrescalerValue = (uint16_t) (SystemCoreClock / CounterClock) - 1;
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 6; // TIMx_ARR
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = PrescalerValue; //TIMx_PSC
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
   
  TIM_TimeBaseInit(TIM4, &TIM_TimeBaseStructure);
  TIM_Cmd(TIM4, ENABLE);
  TIM_ITConfig(TIM4, TIM_IT_Update, ENABLE);
}

Reference:
[1] STM32通用定时器（TIM2-5）基本用法
[2] STM32F1

[FreeRTOS] FreeRTOS 移植到 STM32F407Discovery

Porting FreeRTOS最快的方法，就是利用FreeRTOS官網提供DemoCode來改，不過因為DemoCode所使用的STM32 Driver都是比較舊的，而且程式碼又較複雜，所以還是整理一份比較乾淨的版本，掌握度會比較高。

• FreeRTOS (使用STM32F407)

  

  圖一

  圖一是FreeRTOS Source目錄架構，這個資料夾是FreeRTOS的核心。而要使用FreeRTOS有幾個重點要注意，
• Complier
  路徑:Source\portable\{ComplierVersion}\{CPU}\port.c
• Complier : RVDS(Keil) or GCC
• CPU : (ARM_CA9/ARM_CM3/ARM_CM4F)


• MemoryManagement
  路徑:Source\MemMang\heap_X.c
• X:heap有四個版本
• FreeRTOSConfig.h
  路徑: Demo\{MCU}\FreeRTOSConfig.h
• MCU: 這個檔案是根據MCU來設定，通常直接拿DemoCode的來用，不過還是要根據MCU的硬體來設定，所以我選用Demo\CORTEX_M4F_STM32F407ZG-S\FreeRTOSConfig.h

• STM32 Driver
• STM32F4xx_StdPeriph_Driver
  此資料夾是STM32的周邊Driver，通常會使用最新版，而我習慣使用GPIO來改。
• Peripheral_Examples此資料夾是STM32的Demo程式，我習慣使用GPIO來做修改。

• Porting



圖二

圖二為程式的目錄架構和要Import的檔案，而接下來就是如何讓FreeRTOS跟STM32綁在一下，有三個重要function需要介接

• vPortSVCHandler();
• xPortPendSVHandler();
• xPortSysTickHandler(); 

介接這三個Function，以下提供兩個方法

• 1. 修改 startup_stm32f4xx.s
  將紅色框框的部分加入到startup_stm32f4xx.s



圖三

• 2. 修改FreeRTOSConfig.h將紅色框框的部分加入到FreeRTOSConfig.h (如果Complier時，發生multiply defined，記得把它助解，通常會是stm32f4xx_it.c檔案裡)



圖四

完成以上步驟，大致上就已經完成Porting部分，接下就是用他啦摟，

#include "stm32f10x.h"
#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"

void vTask( void *pvParameters )
{  
    portTickType xLastWakeTime = xTaskGetTickCount();
   
    while(1)
    {
        // do something
        vTaskDelayUntil( &xLastWakeTime, ( 500 / portTICK_RATE_MS ) );
    }
}

int main ()
{
    xTaskCreate( vTask, ( signed portCHAR * ) "Task1", configMINIMAL_STACK_SIZE, NULL, tskIDLE_PRIORITY, NULL );
    vTaskStartScheduler();

    while(1);
}

• Note
  Reference [4] 是已經Porting FreeRTOS for STM32F407-Discovery
  

Reference:
[1] FreeRTOS 
[2] STM32F4 入門教學：FreeRTOS 移植
[3] STM32 Driver 
[4] DemoCode - STM32F407VG-FreeRTOS

[STM32] 如何使用Keil內建函數，printf & scanf

printf & scanf 在嵌入式系統來說，都是一個非常好用但奢侈的功能，但為了加速開發時程，往往不會希望花太多時間重寫一個這樣的功能，所以最容易的方式就是直接用。當然要使用這兩個函數必須指定要輸出/輸入到哪個地方，而最常被拿來使用的，就是USART了。在Keil上只要設定以下幾個部分: (以下使用Polling方式)

• Use MicroLIB
  [Project] -> Options for Target ... -> [Target] -> [Use MicroLIB] 

圖一

• Implement PUTCHAR_PROTOTYPE & GETCHAR_PROTOTYPE
#include <stdio.h>
#define USART_TYPE        USART1

#ifdef __GNUC__
  #define PUTCHAR_PROTOTYPE int __io_putchar(int ch)
  #define GETCHAR_PROTOTYPE int __io_getchar(void)
#else
  #define PUTCHAR_PROTOTYPE int fputc(int ch, FILE *f)
  #define GETCHAR_PROTOTYPE int fgetc(FILE *f)
#endif /* __GNUC__ */

// Implement
PUTCHAR_PROTOTYPE
{
  /* Write a character to the USART */
  USART_SendData(USART_TYPE, (u8) ch);

  /* Loop until the end of transmission */
  while(USART_GetFlagStatus(USART_TYPE, USART_FLAG_TXE) == RESET);
  return ch;
}

GETCHAR_PROTOTYPE
{
   /* Loop until the end of receive */
   while(USART_GetFlagStatus(USART_TYPE, USART_FLAG_RXNE) == RESET);
 
   /* Read a character to the USART */
   return (USART_ReceiveData(USART_TYPE));
}


• 主程式 initial usart & 直接使用printf & scanf
#include<stdio.h>

int main()
{
        uint8_t data;
        USART_Init(); // 注意，記得要啟動要導向裝置
        while(1) {
               scanf("%c\n",&data);
               printf("Data = %c",data);
        }
}

Reference:
[1] 在MDK使用printf&scanf

[STM32] 使用STM32F103CB USART功能之注意事項

在STM32撰寫 USART的程式碼，有幾個部份需要注意的

1. 確認程式碼與要使用的腳位是否一致
2. 確認Pin Mapping是否正確
3. 確認雙方溝通的Baudrate是否一致
4. 確認是使用Interrupt模式還是Polling模式
5. 確認外部震盪器的值設定是否正確

基本上，1~4點，網路上都已經有清楚與完整的程式碼說明，但如果都已經確認程式碼沒問題了，但是還是無法正常傳送(Ex:有時候值是對的，有時候錯的)，那使用示波器之前，你也可以先檢查你的 External oscillator (HSE/HSI)到底是幾Hz的，由於STM32的Sample Code的 External oscillator(HSE)是8MHz，不過從圖一可知道外接震盪器可接4~16Hz，故須注意此部分。 需要修改檔案 stm32f10x.h 的 HSE(High Speed External Clock Signal)和system_stm3210x.c的RCC部分。

• stm32f10x.h 搜尋HSI和HSE修改成正確數值(圖二)。

圖二

• system_stm3210x.c
  
當把HSE修改成16000000Hz，必須做相對應的調整，首先找到SetSysClockTo72()

圖三

• ADCCLK必須小於14MHZ，修正如下



圖四

• 開啟PLLXTPRE除二功能
/*  PLL configuration: PLLCLK = HSE * 9 = 72 MHz */
RCC->CFGR &= (uint32_t)((uint32_t)~(RCC_CFGR_PLLSRC | RCC_CFGR_PLLXTPRE |  RCC_CFGR_PLLMULL));

RCC->CFGR |= (uint32_t)(RCC_CFGR_PLLSRC_HSE | RCC_CFGR_PLLMULL9 | RCC_CFGR_PLLXTPRE);

 

Reference: 
[1] STM32F1 入門教學：USART / UART 字元(Char)發送 
[2] 第四步：STM32固件库以及编程起步（GPIO,UART） 
[3] [STM32] 关于USART接收中断的BUG和注意事项  

[STM32] 驗證STM32103CB的USART Baudrate Value

圖一

BRR(Baud Rate Register)是用來設定USART Baudrate的Register，一開始設定baudrate=9600，從Debug發現BRR得到一個0x1D4C(圖一)的值，在好奇心的驅使下，我開始翻手冊，查知BRR的算法如下圖二

圖二

 所以說...，帶入baudrate =9600 、 F = 72000000Hz，可得USARTDIV=468.75，接下來是把這個值，存入BRR，方法為圖三，其中

• DIV_Mantissa為整數部分

• DIV_Fraction為小數部分

圖三

則 468 = 111010100b、0.75 = 1100b，故可得知468.75 = 1110101001100b = 0x1D4C。

Note:
選擇baudrate，須注意不同的baudrate的有不同錯誤率，可參考圖四

圖四

 Reference :
 [1]  STM32F4 Series (RM0090 - Reference Manual)
 [2]  STM32F4 Series 

[STM32] MPU6050 陀螺儀/加速器換算方式

圖一(圖片來至google)

最近在研究Quadcopter，需要使用加速度計和陀螺儀來做為平衡的依據，而選用的晶片是MPU6050(如圖一)，首先先簡易了解一下晶片的一些特性

1. 三軸陀螺儀(Gyroscope)

•  數位輸出X,Y,Z的角速度(°C)
•  Range : ±250, ±500, ±1000, and ±2000°/sec 

2.三軸加速度計(Accelerometer)

•  數位輸出X,Y,Z的重力(g)
•  Range : ±2g, ±4g, ±8g, and ±16g 
  

3.其他特性

• 使用I2C與MCU溝通
• 可以外加地磁計(Magnetometer)，組成九軸偵測

4. Block Diagram

• X/Y/Z  Accel、X/Y/Z-Gyro 經過ADC轉換，儲存Sensor Registers，最後再透過I2C介面提供data給MCU。

看完基本特性之後，開始研究程式碼，雖然官方有提供8051跟arduino的Source Code 不過我採用是由Harinadha Reddy Chintalapalli所提供的MP6050lib for STM32，

#include "mpu6050.h"
int main()
{
     s16 Buffer[6]={0x00};
     MPU6050_Initialize();

    while ( 1 ) {
        // index:0~2 acceleration
        // 3~5 Angular rate
        MPU6050_GetRawAccelGyro(Buffer);  
    }
}

從Debug Mode，確定已經可以取到加速度和腳速度的值(圖二)。

圖二

但問題又來了，這些值，到底代表甚麼含義呢??還有要如何測試呢??
首先從MPU6050 Doucment得到以下幾個資訊(圖三)

圖三

• 使用二的補數來表示正負號 
• 正號 : 0x0000~0x7FFF ( 0 ~ 32767)
• 負號 : 0x8000~0xFFFF ( 32768 ~ 65535 )

• Gyroscope (AFS_SEL =  0)
• 測量角速度
• 131 LSB/°:表示一度使用131表示
• 正號 : 0x0001~0x7FEE (  1 ~ 32750 )
• 負號 : 0xFFFF~0x80C7 ( -1~-32750 )
•  測試方式
• 理論上，在靜止時，角速度的值應該都要為0，但從圖二可得知，實際上並不為0，會有一個誤差值，不過我測試的結果，大概誤差在正負1~2度左右，還在可接受範圍內。
• 針對X/Y/Z軸，做順時針與逆時針旋轉，可得知值變化狀態
  
  
• Accelerometer (AFS_SEL =  0)
• 測量加速度
• 16384 LSB/mg :表示1g使用16384表示
• 正號: 0x0001~0x7FFF ( 0~ 32767 )
• 負號: 0xFFFF~0x8000 (-1~-32768 )
  
• 測試方式
• 如果因為某些因素讓你無法得知，你的晶片方向，那你可以使加速度計來得知，因為只要是水平的放，那三軸中必有一軸須承受地心引力(1g)，以圖三index[2](Z軸)的值為16700，而約等於16384，差不多為1G，而在90度的翻轉向X或Y軸(圖四)，在觀察16384的值會落在哪個index上，就可以得知X,Y,Z三軸的位置。

  

  圖四

•  Reference
  [1] 以陀螺儀 (HiTechnic Gyro)推算物體的旋轉角度的實作測試
  [2] MPU6050lib for STM32 
  [3] Product mpu6050 for invensense 
  [4] 陀螺儀和方向感應器

[STM32] Discovery USART1 (PA9\PA10不可用)

最近測試了Discovery USART，由於在Reference Manual上寫說，USART1 Mapping to PA9/PA10 or PB6/PB7，但是測試了半天，PA9/PA10這兩根PIN腳，總是無法正常work，最後這篇部落格(stm32f4-discovery USART1 (PA9\PA10不可用) )得知，結果是因為Discovery本身的硬體有點衝突，PA9/PA10跟一顆4.7uF的電容並聯(圖一)，所以會造成無法產生正常的USART波形。

圖一

Reference:
[1] stm32f4-discovery USART1 (PA9\PA10不可用)
[2] Using USART1 on the STM32F4Discovery

[STM32] STM32 Bus

圖1. STM32F40x Block Diagram (By STM32 Reference Manual)

Bus是元件之間，交換資料的一個通道，我們從STM32 Discovery Block Diagram(由圖1)的顏色，得知Bus可分成高速(紅色)和低速兩種:

• Advanced High Performance Bus
•  AHB1
• Max up to 168MHz
• Connect to USB OTG HS、DMA2D、ETHERNET MAC、DMA2、DMA1、BKPSRAM、Flash interface、RCC、CRC、GPIO_X(X=A…K)


•  AHB2
• Max up to 168MHz
• Connect to RNG、HASH、CRYP、DCMI、USB OTG FS


•  AHB3
• Connect to FSMC(External memory controller)


• Advanced Peripheral Bus
• APB1
•  Max up to 42MHz
• Connect to UART8、UART7、DAC、PWR、CAN2、CAN1、I2C_X(X=1…3)、UART5、UART4、USART3、USART2、I2S3ext、SPI3/I2S3、SPI2/I2S2、I2S2ext、ÍWDG、WWDG、RTC&BKP、TIM_X(X=14…12)、TIM_X(X=7…2)


• APB2
• Max up to 84MHz
• Connect to LCD-TFT、SAI1、SPI5、SPI6、TIM_X(X=9…11)、EXTI、SYSCFG、SPI4、SPI1、SDIO、ADC_X(X=1…3)、USART6、USART1、TIM8、TIM1

Reference :
[1] STM32 Clock Configuration
[2] STM32F4 SeriesSTM32F4 Series (RM0090 - Reference Manual)