Nucleo (L152RE na przykład) – wygodna w obsłudze płytka prototypowa z mikrokontrolerem ARM.

Nowy rok to nowe zabawki, chciałoby się powiedzieć. W każdym razie zainspirowany dyskusją, którą prowadziliśmy w Google+ w związku ze zmianą właściciela marki Atmel i przyszłością rodziny AVR, sięgnąłem po niedrogą płytkę prototypową firmy STMicroelectronics, zawierającą mikrokontroler tegoż producenta, z rdzeniem w architekturze ARM. Wybór – całkowicie przypadkowy, bo chodziło o najtańszą ofertę w serwisie aukcyjnym – padł na Nucleo L152RE. Dane dotyczące platformy i tego konkretnego modelu znajdziecie na stronie producenta, więc nie będę ich tutaj powielał (dbajmy o ten nasz biedny internet). Tam też znajdziecie serię instruktaży wideo, pokazujących, jak zacząć pracę z płytkami Nucleo i jak ją z powodzeniem kontynuować. Tutaj zatem będzie krótko, na zachętę.

Zacznę od końca. Jestem pod ogromnym wrażeniem tej platformy. Bo tak: 

• żeby pisać programy i ładować je do układu nie jest potrzebne żadne oprogramowanie instalowane na naszym komputerze – wystarczy w miarę świeża przeglądarka WWW i połączenie z internetem;
• żeby podłączyć płytkę Nucleo do komputera, potrzebujemy port USB; w systemie Windows potrzebne są jeszcze sterowniki – znajdziemy je na stronie producenta, zalinkowanej wcześniej;
• co do programowania, powinniśmy znać język C/C++ i – rzecz jasna – topologię wyprowadzeń płytki, nazwy jej elementów zaimplementowane w bibliotece dla C/C++ itp.

Bierzemy zatem naszą płytkę Nucleo, podłączamy do komputera, instalujemy sterowniki (jeśli to konieczne, aktualizujemy firmware – patrz: linki na stronie producenta) i oczom naszym ukazuje się napęd USB o nazwie "NUCLEO". 

Wchodzimy teraz – za pomocą przeglądarki ;-) – na stronę mbed.org (lub od razu developer.mbed.org), czytamy sobie zawarte tam informacje (niecierpliwi mogą ten krok pominąć, aczkolwiek...), zakładamy konto, łączymy je sobie z twitterem, githubem i z czym tam jeszcze chcemy (możemy też nie łączyć) i zaglądamy na nasz dysk USB "NUCLEO". Znajdziemy tam plik "mbed.htm". Przeciągamy go "na przeglądarkę" – zostaniemy przekierowani na stronę, która pozwoli nam dodać posiadaną i podłączoną do komputera płytkę prototypową do naszego konta (czyli powiązać płytkę z kontem). Pozwalamy na to i od tego momentu możemy spokojnie używać online'owego IDE z kompilatorem, produkującym kod wynikowy specjalnie dla naszego mikrokontrolera i naszej płytki :-) W serwisie mbed.org znajdziemy również bardzo przydatną, praktycznie niezbędną w dalszej pracy charakterystykę wspieranych platform (strona poświęcona mojej płytce).

Program, po skompilowaniu, wysyłany jest na nasz komputer w postaci binarnego wsadu. Kopiujemy (lub przenosimy) ten wsad do naszego dysku "NUCLEO" i... gotowe! Mikrokontroler zaprogramowany! Dociekliwi zauważą, że po odświeżeniu dysk "NUCLEO" zawiera tylko plik "mbed.htm", wsad zniknął :-)

Prawda, że cudownie proste?

Dla zabawy i porównania z Arduino pozwoliłem sobie przeportować na Nucleo przykładowy program, wyświetlający tablicę kodów ASCII w oknie terminala portu szeregowego PC. Ale to nie było żadne wyzwanie (działa jak w Arduino), zatem komputer PC zastąpiłem moim modułem sterownika LCD z komunikacją przez port szeregowy. Owszem, Nucleo ma wadę – jak praktycznie każdy ARM, pracuje w logice 3,3V, więc w celu wymiany danych z urządzeniami pracującymi w logice 5V (TTL) musimy użyć konwertera poziomów (lub konwersji poziomów logicznych w ogólności).

Kod źródłowy programu zaprezentowany został poniżej.

• Kod: 

	/*
	ASCII table
	- przykład bazujący na programie dla Arduino, tutaj jednak dane wyswietlane są za pomoca modułu Serial LCD
	(http://wileczeknet.blogspot.com/2013/01/programowanie-avr-cz-7-mikroprocesorowy.html oraz
	http://wileczeknet.blogspot.com/2013/06/programowanie-avr-cz-10-modyfikacja.html)
	- wyświetlanie tablicy kodów ASCII po naciśnięciu niebieskiego przycisku.
	*/
	#include "mbed.h"
	#define byte unsigned char
	// Stałe komend sterownika wyświetlacza
	const byte Clean = 255;
	const byte Cleft = 254;
	const byte Cright = 253;
	const byte Con = 252;
	const byte Coff = 251;
	const byte Cblink = 250;
	const byte Cnoblink = 249;
	const byte Cupline = 248;
	const byte Cdownline = 247;
	Serial lcd(D8, D2); // Serial1
	DigitalOut myled(LED1);
	// Przycisk musi być podłączony do wejścia podciągniętego do "1"
	DigitalIn mybutton(USER_BUTTON, PullUp);
	// Locate w sposób przyjazny
	// -- x przyjmuje wartości od 1 do 16
	// -- y przyjmuje wartości od 1 do 2
	void locate_xy(byte x = 1, byte y = 1) {
	if ((x <= 16) && (y <= 2)) {
	byte pos = 192 + (x - 1) * 2 + (y - 1);
	lcd.printf("%c", pos);
	}
	else {
	lcd.printf("%c", 192);
	}
	}
	int main() {
	// Czyszczenie wyświetlacza, wyłączenie kursora i wyświetlenie nagłówka
	lcd.printf("%c", Clean);
	lcd.printf("%c", Coff);
	wait(0.1f);
	locate_xy(1,1);
	lcd.printf("ASCII Table");
	locate_xy(1,2);
	lcd.printf("Press blue key.");
	wait(2.0f);
	while(1) {
	if (mybutton == 0) { // nie trzeba odszumiać
	int i = 33;
	while(i < 127) {
	lcd.printf("%c", Clean);
	locate_xy(1,1);
	lcd.printf("%c", i);
	lcd.printf(" dec: %.4d", i);
	locate_xy(1,2);
	lcd.printf(" hex: 0x%.2X", i);
	wait(0.5f);
	myled = !myled;
	i++;
	}
	lcd.printf("%c", Clean);
	lcd.printf("End.");
	locate_xy(1,2);
	lcd.printf("Press blue key.");
	}
	}
	}

view raw main.cpp hosted with ❤ by GitHub

Myślę, że płytki z serii Nucleo mogą być całkiem niezłą alternatywą dla Arduino, również Arduino Due (tam też jest ARM). Mam nadzieję, że przyszłość przyniesie wiele ciekawych inspiracji i projektów zrealizowanych z wykorzystaniem tej platformy (chodzi tu głównie o mnie ;-))