Если, вдруг, ресурсов контроллера Arduino и 8-битных МК Atmel AVR перестаёт хватать — всегда есть вариант перейти на ARM Cortex-M. Например, на популярные микроконтроллеры STM32.

Переход можно осуществить довольно плавно — при помощи контроллеров:

• Leaflabs Maple (STM32F103RB, 72 MHz),
• STM32 MCU Nucleo.

А лучше сразу взять какую-нибудь Discovery. Например, STM32F4Discovery (STM32F407VG, 168 MHz).

Начав ковыряться с STM32, вы быстро обнаружите, что они с SPL (Standard Peripheral Library) перешли на HAL (High Access Level) с удобным графическим конфигуратором — STM32CubeMX , что даёт просто турбореактивный старт использования МК STM32.

Для вводного представления, можно посмотреть вебинар «Изучение STM32CubeMX на примере отладочной платы STM32F746G-DISCO»:

http://www.youtube.com/watch?v=iCcJmn5N3R8

HAL работает поверх CMSIS (Cortex Microcontroller Software Interface Standard), который представляет собой единый стандарт описаний ресурсов (стандартную библиотеку).

Например, реализация аналога digitalWrite() — HAL_GPIO_WritePin():

/**

* @brief Sets or clears the selected data port bit.

*

* @note This function uses GPIOx_BSRR register to allow atomic read/modify

* accesses. In this way, there is no risk of an IRQ occurring between

* the read and the modify access.

*

* @param GPIOx: where x can be (A..K) to select the GPIO peripheral for STM32F429X device or

* x can be (A..I) to select the GPIO peripheral for STM32F40XX and STM32F427X devices.

* @param GPIO_Pin: specifies the port bit to be written.

* This parameter can be one of GPIO_PIN_x where x can be (0..15).

* @param PinState: specifies the value to be written to the selected bit.

* This parameter can be one of the GPIO_PinState enum values:

* @arg GPIO_PIN_RESET: to clear the port pin

* @arg GPIO_PIN_SET: to set the port pin

* @retval None

*/

void HAL_GPIO_WritePin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, GPIO_PinState PinState)

{

/* Check the parameters */

assert_param(IS_GPIO_PIN(GPIO_Pin));

assert_param(IS_GPIO_PIN_ACTION(PinState));

if(PinState != GPIO_PIN_RESET)

{

GPIOx->BSRR = GPIO_Pin;

}

else

{

GPIOx->BSRR = (uint32_t)GPIO_Pin << 16;

}

}

- сводится к установке соответствующего бита в регистре BSRR, для соответствующего порта.

Blink зелёным светодиодом для STM32F4DISCOVERY внутри while (1):

/* USER CODE BEGIN WHILE */

while (1)

{

HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_12, 1); // LED_GREEN_Pin

HAL_Delay(1000);

HAL_GPIO_WritePin(GPIOD, GPIO_PIN_12, 0);

HAL_Delay(1000);

/* USER CODE END WHILE */

/* USER CODE BEGIN 3 */

}

/* USER CODE END 3 */

где

#define GPIOD ((GPIO_TypeDef *) GPIOD_BASE)

- указатель на структуру:

/**

* @brief General Purpose I/O

*/

typedef struct

{

__IO uint32_t MODER; /*!< GPIO port mode register, Address offset: 0x00 */

__IO uint32_t OTYPER; /*!< GPIO port output type register, Address offset: 0x04 */

__IO uint32_t OSPEEDR; /*!< GPIO port output speed register, Address offset: 0x08 */

__IO uint32_t PUPDR; /*!< GPIO port pull-up/pull-down register, Address offset: 0x0C */

__IO uint32_t IDR; /*!< GPIO port input data register, Address offset: 0x10 */

__IO uint32_t ODR; /*!< GPIO port output data register, Address offset: 0x14 */

__IO uint32_t BSRR; /*!< GPIO port bit set/reset register, Address offset: 0x18 */

__IO uint32_t LCKR; /*!< GPIO port configuration lock register, Address offset: 0x1C */

__IO uint32_t AFR[2]; /*!< GPIO alternate function registers, Address offset: 0x20-0x24 */

} GPIO_TypeDef;

Из адреса:

...

#define PERIPH_BASE ((uint32_t)0x40000000) /*!< Peripheral base address in the alias region */

...

#define AHB1PERIPH_BASE (PERIPH_BASE + 0x00020000)

...

#define GPIOD_BASE (AHB1PERIPH_BASE + 0x0C00)

...

Что в сумме и даёт адрес 0x40020C00, где собственно и располагается GPIO register map для GPIOD (согласно референсу RM0090 для STM32F407/417).

IDE

System Workbench for STM32 - бесплатна - на базе Eclipse - поддерживается ST, для скачивания нужно зарегистрироваться.

Keil uVision - бесплатен до 32 кБ, плюс для L0, F0.

А можно опять-таки использовать сборную солянку из тулчейна , OpenOCD и любой удобной среды.

Например, при помощи QtCreator:

Программируем микроконтроллеры stm32 при помощи QtCreator

Разработка для STM32F4Discovery с помощью mbed в QtCreator

Ручной запуск отладчика:

openocd.exe -f ..\scripts\board\stm32f4discovery.cfg

Чтобы QtCreator не зависал:

Qt Creator -> Инструменты -> Параметры -> Отладчик -> GDB, расширенные -> Использовать асинхронный режим для работы с программой.

Для прошивки при помощи ST-LINK:

arm-none-eabi-objcopy.exe -Oihex c:\workspace\testqt\.build\qtc_STM32-debug\testqt.elf c:\workspace\testqt\.build\qtc_STM32-debug\testqt.hex

Пример qbs-проекта для простого Blink-проекта (мигает светодиодом)

testqt.qbs

import qbs

Product {

type: "application"

consoleApplication: true

cpp.executableSuffix: ".elf"

Depends {name: "cpp" }

property string name: "testqt"

property string vendor: "STM"

property string model: "STM32F4DISCOVERY"

property string toolchain: "ARM_GCC"

property string cortex: "M4"

cpp.positionIndependentCode: false

cpp.debugInformation: true

cpp.commonCompilerFlags: [

"-mcpu=cortex-m4", "-mthumb",

"-mfloat-abi=hard","-mfpu=fpv4-sp-d16",

"-Os","-g3","-Wall","-fmessage-length=0", "-ffunction-sections","-c","-fmessage-length=0",

]

cpp.defines: [

'USE_HAL_DRIVER',

'STM32F407xx'

]

cpp.linkerFlags:[

"-mcpu=cortex-m4", "-mthumb",

"-mfloat-abi=hard", "-mfpu=fpv4-sp-d16",

"--specs=nosys.specs", "--specs=nano.specs",

"-Wl,-Map=output.map", "-Wl,--gc-sections","-lm",

"-T"+path+"/SW4STM32/"+name+" Configuration/STM32F407VGTx_FLASH.ld"

]

cpp.includePaths: [

"Inc",

"Drivers/STM32F4xx_HAL_Driver/Inc",

"Drivers/STM32F4xx_HAL_Driver/Inc/Legacy",

"Drivers/CMSIS/Include",

"Drivers/CMSIS/Device/ST/STM32F4xx/Include"

]

files: [

"Src/*.c",

"Inc/*.h",

"Drivers/CMSIS/Device/ST/STM32F4xx/Include/*.h",

"Drivers/CMSIS/Include/*.h",

"Drivers/STM32F4xx_HAL_Driver/Inc/*.h",

"Drivers/STM32F4xx_HAL_Driver/Inc/Legacy/*.h",

"Drivers/STM32F4xx_HAL_Driver/Src/*.c",

"Drivers/CMSIS/Device/ST/STM32F4xx/Source/Templates/gcc/*.s",

"Drivers/CMSIS/Device/ST/STM32F4xx/Source/Templates/*.c",

"Src/main.c"

]

Properties {

condition: qbs.buildVariant === "debug"

cpp.defines: outer.concat(["DEBUG=1"])

}

Group {

qbs.install: true

fileTagsFilter: "application"

}

}

Если зачем-то захочется - можно даже Arduino IDE использовать (Arduino STM32 - работает только на версии IDE 1.6.5).