이제 I2C 통신 테스트를 해 보려고 합니다.


먼저 Cube 툴에서 I2C1 을 선택했더니, PB6(I2C1_SDA) , PB7(I2C_SCL) 로 핀아웃이 배정되는군요.



Nucleo 보드의 핀위치는 다음과 같습니다.



현재 제가 갖고 있는 I2C 테스트하기 가장 좋은 놈이 하나 있군요. 예전에 PSOC4로 I2C를 테스트하려고 산 EEPROM 모듈(AT24C04)가 있어서 Nucleo 보드와 위의 핀에 연결해 봤습니다.



I2C 테스트 코드를 IRQ 용으로 작성을 했는데, 아직은 IRQ 처럼 사용하지는 않았습니다.
그저 Write 테스트를 해 보려했습니다.

I2C Write 방식은 
'시작 + 7비트 DEVICE ADDRESS + R/W + ACK(EEPROM 에서 응답) + 끝' 이 기본이고,

여기서 추가로 데이터를 몇개 더 보낼 때는,
'시작 + 7비트 DEVICE ADDRESS + R/W + ACK(EEPROM 에서 응답) + 8비트 데이터#1 + ACK(EEPROM 에서 응답)
 + 8비트 데이터#2 + ACK(EEPROM 에서 응답) + ....+ 8비트 데이터#n + ACK(EEPROM 에서 응답) + 끝' 과 같이 하면 됩니다.

I2C 디바이스는 각각 고유의 DEVICE ADDRESS가 있는데, 위의 AT24C04 모듈의 DEV ADDR 은 0x50 입니다.
따라서 main.c 에 어드레스를 다음과 같이 정의했습니다.
#define I2C_ADDRESS        0x50

그리고 main() 함수에 다음을 추가해서 오실로 스코프로 찍어볼 준비를 했구요.
(I2C 설정은 Cube 툴에서 해주니 설정에 관한 설명은 생략합니다)

   i2c_tx_buf[0] = 0x01;
   i2c_tx_buf[1] = 0x02;
   i2c_tx_buf[2] = 0x03;
    if(HAL_I2C_Master_Transmit_IT(&hi2c1, (uint16_t)I2C_ADDRESS, i2c_tx_buf, 3)!= HAL_OK)
    {
      /* Error_Handler() function is called in case of error. */
      Error_Handler();
    }

그런데 스코프로 찍어 보니, 7비트 어드레스만 우측으로 1비트 밀려서 나가고 더이상 데이터가 나오지 않아서
자세히 보니, 어드레스를 좌측으로 1비트 밀어야 ACK가 응답으로 오면서 후속 데이터가 제대로 나가겠구나 .. 라는 생각이 드네요.

그래서 DEVICE Address 를 다음과 같이 수정했고,
#define I2C_ADDRESS        (0x50 << 1)

오실로 스코프의 파형도 정상으로 나왔습니다.



소스 파일 첨부합니다.

I2C_test.zip


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이번에는, 이전 소스 코드에, UART2 인터럽트 처리 함수를 추가해 봤습니다.


STM32F4xx 의 UART 데이터 처림 방식에는 3가지가 있습니다.
1. Polling mode
 보내고 받는 동작에서 다른 일을 못하고 상태를 지켜 보고 있어야 해서 효율이 떨어진다.
2. Interrupt mode
 보내고 받는 동작이 완료되면, 인터럽트 함수로 점프해서 특정 동작을 처리하고 돌아온다.
보낼 경우는 몇개의 데이터를 보내는지 알아서 딜레이를 주던가, 주기적으로 상태를 체크하면서 동작 시키면 되는데,
받을 경우에는 가변 길이의 프로토콜일 경우 1개의 데이터가 받아질 때마다 인터럽트 처리를 해야 하는데 
데이터 전송률이 높을 수록, 또 수신 데이터가 많아질 수록 함수를 자주 호출하므로 다른일을 못하게 되어 효율이 떨어진다.
3. DMA mode
가장 효율이 좋은 방식으로, 인터럽트 처리 함수를 호출할 필요가 없이 메모리에 직접 데이터가 받아지므로,
주기적으로 받은 데이터를 링버퍼에 쌓아서 처리하면 된다.
외국에서 DMA방식을 써서 많은 잇점이 있다고 하는 글을 첨부해 봅니다.

DMA allows the UART to store data in memory WITHOUT interrupting the processor until the buffer is full saving lots of overhead.

In my case, I told PDC to store UART data into an buffer (byte array) and specified the length. When UART via PDC(Peripheral DMA controller) filled the buffer the PDC issued an interrupt.

In PDC ISR:

  1. Give PDC new empty buffer
  2. Restart UART PDC (so can collect data while we do other stuff in isr)
  3. memcpy full buffer into RINGBUFFER
  4. Exit ISR

As swineone recommended above, implement DMA and you'll love life.


저는 DMA는 링버퍼 구현 때문에 시간이 좀 걸릴 것 같아서, 
우선은 다른 구현해야할 동작을 먼저 하고 일단은 RX 인터럽트만 동작을 시켜봤습니다.

이전에 Cube툴에서 UART2 인터럽트를 설정해 놓고 코드를 생성했기 때문에,
이전 글에서 첨부한 소스코드에 Rx 인터럽트 처리함수만 추가해서 1바이트 받으면 바로 TX로 뿌려주는 동작만 구현했습니다.

타이머 인터럽트 처리함수처럼 UART인터럽트도 사용자 콜백함수가 있었습니다.
이 함수 역시도 __weak 키워드가 붙어 있고 이것을 사용하려면 사용할 사용자 파일에 복사해서 붙여넣기를 해서
__weak 키워드를 지워주고 함수 안의 내용을 입맛에 맞게 고쳐주면 됩니다.

처음에 할 일은, 설정은 이미 자동으로 코드가 생성되어 완료가 됐고 
1. "내가 uart2 포트(huart2)로 인터럽트 방식을 사용해서 특정 변수에(uart2_rx_ch) 1바이트를 받겠다" 라는 명령을 실행시킵니다.
 HAL_UART_Receive_IT(&huart2,&uart2_rx_ch,1);

2. 위의 코드가 실행되면 uart2로 1바이트의 데이터가 수신될 때마다 인터럽트가 걸리는데,
이 때마다 위의 설명에서 말씀드린 사용자 콜백함수로 점프해서 해당 코드를 실행하고 복귀합니다.
아까 말씀 드린 stm324xx_hal.c 파일에 있던 __weak 키워드가 붙어있는 사용자함수를 main.c 파일에 붙여 넣고 함수 내부 코드를 수정한 함수는 다음과 같습니다.



코드의 내용은 "받은 데이터를 폴링방식으로 TX로 출력하고, 다시 인터럽트로 1바이트 받겠다" 입니다.
일종의 echo 동작이죠.
DMA 까지 필요없는 분들은 이 함수를 수정해서 링버퍼에 쌓아서 쓰시던가 그냥 입맛에 맞게 적당히 고쳐서 쓰시면 되겠습니다.

테스트 결과는 다음과 같습니다.



소스코드 첨부 합니다.

timer3_test2.zip




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이번에는 GPIO 출력 방법에 대해서 알아 보겠습니다.


GPIO 출력을 위해서는 먼저 GPIO 를 초기화 해야하는데, 
STM 계열의 문법은, 먼저 다음과 같은 구조체로 GPIO 변수를 선언하는 군요.

main.c 파일에서 global 구조체 함수로 다음과 같이 정의를 합니다.
static GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStruct;

GPIO_InitTypeDef 라는 구조체 형식은 다음과 같습니다.
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/** 
  * @brief GPIO Init structure definition  
  */ 
typedef struct
{
  uint32_t Pin;       /*!< Specifies the GPIO pins to be configured.
                           This parameter can be any value of @ref GPIO_pins_define */
 
  uint32_t Mode;      /*!< Specifies the operating mode for the selected pins.
                           This parameter can be a value of @ref GPIO_mode_define */
 
  uint32_t Pull;      /*!< Specifies the Pull-up or Pull-Down activation for the selected pins.
                           This parameter can be a value of @ref GPIO_pull_define */
 
  uint32_t Speed;     /*!< Specifies the speed for the selected pins.
                           This parameter can be a value of @ref GPIO_speed_define */
 
  uint32_t Alternate;  /*!< Peripheral to be connected to the selected pins. 
                            This parameter can be a value of @ref GPIO_Alternate_function_selection */
}GPIO_InitTypeDef;
cs

제가 갖고 있는 Nucleo 보드에서 LED가 PA5 에 연결되어 있어서 핀을 출력으로 설정해 봤습니다.
main.c 파일 내에, uart 테스트에 사용했던 프로젝트에서 사용된 초기화 함수에 PA5 설정에 대한 코드를 추가했습니다.
다음의 빨간 색으로 된 부분이 추가된 코드입니다. 

__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE() 함수는 원래 부터 uart 테스트 프로젝트에 있던건데 아마도 Uart 포트가 PA2,3 이라 포트를 사용하기 위해서 Clock Enable이 필요한 듯 합니다.
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/** Pinout Configuration
*/
static void MX_GPIO_Init(void)
{
 
  /* GPIO Ports Clock Enable */
  __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
 
  /* -2- Configure PA05 IO in output push-pull mode to
         drive external LED */
  GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_5;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FAST;
  HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct); 
}
 
cs

다음으로 main()함수에 출력으로 설정된 LED GPIO 를 Toggle 하고 딜레이 함수로 100ms 기다리고를 반복하는 코드를 추가했습니다.
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int main(void)
{
 
  /* USER CODE BEGIN 1 */
 
  /* USER CODE END 1 */
 
  /* MCU Configuration----------------------------------------------------------*/
 
  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();
 
  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();
 
  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_USART2_UART_Init();
 
  /* USER CODE BEGIN 2 */
 
    HAL_UART_Transmit(&huart2,"UART2 Test~!!! \n\r",17,0xFFFF);
//HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Transmit(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout)
    
  /* USER CODE END 2 */
 
  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
  /* USER CODE END WHILE */
 
  /* USER CODE BEGIN 3 */
    HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA, GPIO_PIN_5);
    
    /* Insert delay 100 ms */
    HAL_Delay(100);
 
  }
  /* USER CODE END 3 */
 
}
cs

자동으로 리셋이 되지 않아서, 프로그램이 잘 안됐나 했는데...
리셋 버튼을 눌러주니 동작하기 시작하네요.

uart2 테스트와 gpio 테스트 파일을 첨부(공유)함니다.


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안녕하세요,


이번에는 STM32 ARM 시리즈를 사용해야할 상황이 되었습니다.
STM32F411 이 패키지가 3x3 mm 크기인 WLCSP 타입이면서, SDCARD I/F 인 SDIO 포트가 구비되어 있어서
이 MCU를 사용하게 되었습니다.

PSOC 처럼 쉽지는 않아서 익숙해지기 까지는 좀 시간이 걸릴 것 같습니다.


Nucleo 개발 키트를 구매했는데, UART를 테스트 해 보려고 회로도를 보니
디버거와 USB-UART 가 붙어 있어서 USB-UART에 해당하는 UART 포트를 Cube(STM에서 제공하는 툴)로
설정하고 코드를 자동 생성하도록 했습니다.

STM의 Cube라는 툴은 컴파일러가 포함되어 있는 툴이 아니고, 
여러 Peripheral 기능을 선택해서 설정만 해 주면, 해당 기능의 소스 코드를 여러가지 컴파일러(IAR,KEIL,GCC..etc)에
맞게 자동 생성해 주는 기능을 가지고 있습니다.

그런데, 사용 예제는 생성해 주지 않고 초기화까지만 해줘서 어떻게 써야 하는 건지 좀 해깔렸는데,
다행이 STM 홈페이지에서 첨부된 예제를 보고 감을 잡을 수 있었습니다.

먼저 Cube 사용법을 알아 봅시다.
1. Cube 를 실행 시켜서 File->New Project 를 클릭.
2. 팝업 창이 하나 뜨는데, 사용할 STM MCU를 선택합니다.


3. 사용할 Peripheral 기능을 선택합니다. 저는 UART 테스트를 위해 일단 UART만 선택했습니다.
Nucleo 보드에서 USB-to-UART 에 연결된 STM32F411 의 포트는 PA2,PA3 이었습니다.
그래서 따로 USB-to-UART 컨버터를 준비하지 않고 테스트하려고, Cube 에서 PA2,PA3에 해당하는 UART를
찾아 보니 UART2 였습니다.


4. 현재 갖고 있는 컴파일러에 맞는 코드를 생성합니다.


5. 팝업창이 뜨는데, 다음의 그림과 같이 프로젝트 이름,위치,컴파일러 종류를 선택하고 OK를 누르면 해당 위치에 소스코드가 만들어 집니다. 저는 KEIL 컴파일러를 사용해서 MDK-ARM V5로 선택했습니다.


6. 다음의 과정으로 팝업창이 뜨는데, OK를 누르면 자동으로 컴파일러와 연계되어 KEIL 컴파일러가 실행됩니다.


KEIL 의 main()함수에 UART 출력 함수를 써서 테스트를 했습니다.
STM ARM 칩은 처음이라, 함수 사용법이 좀 생소하네요. 일단 UART 출력 코드는 다음과 같이 1줄 추가했습니다.

7. teraterm 에서 확인한 내용입니다.







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