Управление портами микроконтроллера в режиме ввода-вывода общего назначения (GPIO)

Постановка задачи
Согласно приведённым в данной презентации основным файлам, построить проекты MMVP_LW1_GPIO_OUT, MMVP_LW1_GPIO_IN и MMVP_LW1_GPIO_OUT_REGS управления портами ввода-вывода общего назначения и обеспечить возможность их пошаговой отладки

Постановка задачи
Новый проект рекомендуется создавать на базе одного из предыдущих, ранее отлаженных, например, на основе «MMVP_LW0_PWM» путём его копирования через буфер обмена (см. слайды 4 – 10)

Основы управления
средствами Eclipse
Шаг 1. Копирование текущего проекта в буфер обмена

Основы управления
средствами Eclipse
Шаг 2. Вставка скопированного проекта из буфера обмена

Основы управления
средствами Eclipse
Шаг 3. Коррекция имени нового проекта

Основы управления
средствами Eclipse
Шаг 4. Очистка нового проекта

Основы управления
средствами Eclipse
Шаг 5. Коррекция имени нового проекта в его make-файле

Основы управления
средствами Eclipse
Шаг 6. Проверка безошибочного построения нового проекта

Основы управления
средствами Eclipse
Шаг 6. Проверка безошибочного построения нового проекта

Программа MMVP_LW1_GPIO_OUT управления портами GPIO
Файлы
info.c, startup.c, stm32f4xx_conf.h
и standalone.ld
остаются без изменений по сравнению с проектом «MMVP_LW0_PWM»

Программа MMVP_LW1_GPIO_OUT управления портами GPIO
/*
* main.c
*
* Created on: 15.10.2014 * Author: Oleg
*/
#include "stm32f4xx_conf.h"
volatile int32_t ITM_RxBuffer;
RCC_ClocksTypeDef RCC_Clocks;
Файл main.c

Программа MMVP_LW1_GPIO_OUT управления портами GPIO
const uint16_t arGPIO_Pins[] = {
GPIO_Pin_12,
GPIO_Pin_14,
GPIO_Pin_15,
};
extern const unsigned char gImage_Info[];
unsigned short InfoImage_coor[] = {0, 0, 0, 0};
void ShowImage ( const unsigned char * pImage, unsigned short * pCoordinates );
Файл main.c

Программа MMVP_LW1_GPIO_OUT управления портами GPIO
int main (void) {
uint8_t uiIndex = 0;
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
InfoImage_coor[2] = ((unsigned short)gImage_Info[3] << 8) + gImage_Info[2];
InfoImage_coor[3] = ((unsigned short)gImage_Info[5] << 8) + gImage_Info[4];
/* SysTick end of count event each 1 ms */
RCC_GetClocksFreq ( &RCC_Clocks );
SysTick_Config ( RCC_Clocks.HCLK_Frequency / 1000 );
STM32f4_Discovery_LCD_Init();
ShowImage ( gImage_Info, InfoImage_coor );
Файл main.c

Программа MMVP_LW1_GPIO_OUT управления портами GPIO
RCC_AHB1PeriphClockCmd ( RCC_AHB1Periph_GPIOD, ENABLE );
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;
GPIO_InitStruct.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12 | GPIO_Pin_14 | GPIO_Pin_15;
GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;
GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;
GPIO_Init ( GPIOD, &GPIO_InitStruct );
Файл main.c

Программа MMVP_LW1_GPIO_OUT управления портами GPIO
while (1) {
Delay ( 1000 );
GPIO_ToggleBits ( GPIOD, arGPIO_Pins [ uiIndex++ ] );
uiIndex %= (sizeof(arGPIO_Pins) / sizeof(uint16_t));
}
return 1;
}
Файл main.c

Программа MMVP_LW1_GPIO_OUT управления портами GPIO
///\brief Show small image
void ShowImage ( const unsigned char * pImage, unsigned short * pCoordinates ) {
unsigned long ulIndex_i, ulIndex_j;
unsigned long bmpAddress = (unsigned long) pImage + 8;
for ( ulIndex_i = 0; ulIndex_i < pCoordinates[3]; ulIndex_i++ ) {
LCD_WriteReg ( SSD2119_X_RAM_ADDR_REG, pCoordinates[0] );
LCD_WriteReg ( SSD2119_Y_RAM_ADDR_REG, pCoordinates[1] + ulIndex_i );
LCD_WriteReg ( SSD2119_RAM_DATA_REG, *(__IO uint16_t *) bmpAddress );
for ( ulIndex_j = 0; ulIndex_j < pCoordinates[2]; ulIndex_j++ ) {
LCD_WriteRAM ( *(__IO uint16_t *) bmpAddress );
bmpAddress += 2;
}
}
}
Файл main.c

Программа MMVP_LW1_GPIO_OUT управления портами GPIO
Отличительные строки make-файла
# Target file name (without extension)
TARGET=MMVP_LW1_GPIO_OUT
……………………………………………
SOURCE=main.c \
startup.c \
Info.c \
$(CMSIS_PATH)/ST/STM32F4xx/Source/Templates/system_stm32f4xx.c \
$(STD_PeriphDriver_PATH)/src/stm32f4xx_rcc.c \
$(STD_PeriphDriver_PATH)/src/stm32f4xx_gpio.c \
$(STD_PeriphDriver_PATH)/src/stm32f4xx_fsmc.c \
$(DISCOVERY_PATH)/src/stm32f4_discovery_lcd.c \
$(DISCOVERY_PATH)/src/fonts.c
Файл makefile

Коррекция проекта завершена
Его необходимо построить и загрузить HEX-файл в контроллер, т.е. прошить

Технология отладки в Eclipse

Настройка вызова внешней программы ST-LINK GDB SERVER
Настройка параметров GDB HARDWARE DEBUGGING отладки в Eclipse
Технология отладки в Eclipse

Настройка вызова внешней программы ST-LINK GDB SERVER
Вкладка «Main»
Технология отладки в Eclipse

Настройка вызова внешней программы ST-LINK GDB SERVER
Вкладка «Build»
Технология отладки в Eclipse

Технология отладки в Eclipse
Запуск GDB сервера

Технология отладки в Eclipse
Остановка в Eclipse GDB сервера или иного процесса

Технология отладки в Eclipse
Подготовка к настройке параметров отладки

Технология отладки в Eclipse
Настройка параметров отладки. Вкладка «Main»

Технология отладки в Eclipse
Настройка параметров отладки. Вкладка «Debugger»

Настройка параметров отладки. Завершающая вкладка «Startup»
Технология отладки в Eclipse

Подготовка и настройка средства запуска очереди программ
Технология отладки в Eclipse

Технология отладки в Eclipse
Горячие клавиши:
– шаг с входом внутрь функции,
– шаг без входа в функцию,
– запуск на дальнейшее выполнение до точки прерывания,
или двойной щелчок левой клавиши мыши в крайнем вертикальном поле слева – установка/удаление точки прерывания

Технология отладки в Eclipse
Остановка процесса отладки (вместе с GDB сервером)

Технология отладки в Eclipse
Очистка окна «Debug» от завершённых процессов и переход к привычной перспективе «C/C++»

Программа MMVP_LW1_GPIO_IN управления портами GPIO
/*
* main.c
*
* Created on: 15.10.2014 * Author: Oleg
*/
#include "stm32f4xx_conf.h"
volatile int32_t ITM_RxBuffer;
RCC_ClocksTypeDef RCC_Clocks;
Файл main.c

Программа MMVP_LW1_GPIO_IN управления портами GPIO
const uint16_t arGPIO_Pins[] = {
GPIO_Pin_12,
GPIO_Pin_14,
GPIO_Pin_15,
};
extern const unsigned char gImage_Info[];
unsigned short InfoImage_coor[] = {0, 0, 0, 0};
void ShowImage ( const unsigned char * pImage, unsigned short * pCoordinates );
Файл main.c

Программа MMVP_LW1_GPIO_IN управления портами GPIO
int main (void) {
uint8_t uiIndex = 0;
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
InfoImage_coor[2] = ((unsigned short)gImage_Info[3] << 8) + gImage_Info[2];
InfoImage_coor[3] = ((unsigned short)gImage_Info[5] << 8) + gImage_Info[4];
/* SysTick end of count event each 1 ms */
RCC_GetClocksFreq ( &RCC_Clocks );
SysTick_Config ( RCC_Clocks.HCLK_Frequency / 1000 );
STM32f4_Discovery_LCD_Init();
ShowImage ( gImage_Info, InfoImage_coor );
Файл main.c

Программа MMVP_LW1_GPIO_IN управления портами GPIO
RCC_AHB1PeriphClockCmd ( RCC_AHB1Periph_GPIOD, ENABLE );
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;
GPIO_InitStruct.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12 | GPIO_Pin_14 | GPIO_Pin_15;
GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;
GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;
GPIO_Init ( GPIOD, &GPIO_InitStruct );
Файл main.c

Программа MMVP_LW1_GPIO_IN управления портами GPIO
RCC_AHB1PeriphClockCmd ( RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE );
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;
GPIO_InitStruct.GPIO_OType = GPIO_OType_OD;
GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;
GPIO_Init ( GPIOA, &GPIO_InitStruct );
Файл main.c

Программа MMVP_LW1_GPIO_IN управления портами GPIO
while (1) {
if (GPIO_ReadInputDataBit ( GPIOA, GPIO_Pin_0 ) == Bit_SET) {
GPIO_ToggleBits ( GPIOD, arGPIO_Pins [ uiIndex++ ] );
uiIndex %= (sizeof(arGPIO_Pins) / sizeof(uint16_t));
Delay ( 300 );
}
}
return 1;
}
Файл main.c

Программа MMVP_LW1_GPIO_IN управления портами GPIO
///\brief Show small image
void ShowImage ( const unsigned char * pImage, unsigned short * pCoordinates ) {
unsigned long ulIndex_i, ulIndex_j;
unsigned long bmpAddress = (unsigned long) pImage + 8;
for ( ulIndex_i = 0; ulIndex_i < pCoordinates[3]; ulIndex_i++ ) {
LCD_WriteReg ( SSD2119_X_RAM_ADDR_REG, pCoordinates[0] );
LCD_WriteReg ( SSD2119_Y_RAM_ADDR_REG, pCoordinates[1] + ulIndex_i );
LCD_WriteReg ( SSD2119_RAM_DATA_REG, *(__IO uint16_t *) bmpAddress );
for ( ulIndex_j = 0; ulIndex_j < pCoordinates[2]; ulIndex_j++ ) {
LCD_WriteRAM ( *(__IO uint16_t *) bmpAddress );
bmpAddress += 2;
}
}
}
Файл main.c

Программа MMVP_LW1_GPIO_OUT_REGS управления портами GPIO
#include "stm32f4xx_conf.h"
volatile int32_t ITM_RxBuffer;
RCC_ClocksTypeDef RCC_Clocks;
extern const unsigned char gImage_Info[];
unsigned short InfoImage_coor[] = {0, 0, 0, 0};
void ShowImage ( const unsigned char * pImage, unsigned short * pCoordinates );
Файл main.c

Программа MMVP_LW1_GPIO_OUT_REGS управления портами GPIO
int main (void) {
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
InfoImage_coor[2] = ((unsigned short)gImage_Info[3] << 8) + gImage_Info[2];
InfoImage_coor[3] = ((unsigned short)gImage_Info[5] << 8) + gImage_Info[4];
/* SysTick end of count event each 1 ms */
RCC_GetClocksFreq ( &RCC_Clocks );
SysTick_Config ( RCC_Clocks.HCLK_Frequency / 1000 );
STM32f4_Discovery_LCD_Init();
ShowImage ( gImage_Info, InfoImage_coor );
Файл main.c

Программа MMVP_LW1_GPIO_OUT_REGS управления портами GPIO
// Далее следует программный блок непосредственного регистрового управления GPIO
int * pGeneralPointer;
uint8_t uiIndex = 0;
const uint8_t arGPIO_Pins[] = { 12, 15, 14 };
pGeneralPointer = (int *)0x40023830;
*pGeneralPointer = 7;
pGeneralPointer = (int *)0x40020C00;
*pGeneralPointer &= ~((0b11 << (arGPIO_Pins[0] * 2))
| (0b11 << (arGPIO_Pins[1] * 2))
| (0b11 << (arGPIO_Pins[2] * 2)));
*pGeneralPointer |= ((0x01 << (arGPIO_Pins[0] * 2))
| (0x01 << (arGPIO_Pins[1] * 2))
| (0x01 << (arGPIO_Pins[2] * 2)));
Файл main.c
В программный код внедрена ошибка!!!

Программа MMVP_LW1_GPIO_OUT_REGS управления портами GPIO
while (1) {
Delay ( 1000 );
pGeneralPointer = (int *)0x40020C14;
*pGeneralPointer ^= (1 << arGPIO_Pins [ uiIndex++ ]);
uiIndex %= (sizeof(arGPIO_Pins) / sizeof(uint8_t));
}
return 1;
}
Файл main.c

Программа MMVP_LW1_GPIO_OUT_REGS управления портами GPIO
///\brief Show small image
void ShowImage ( const unsigned char * pImage, unsigned short * pCoordinates ) {
unsigned long ulIndex_i, ulIndex_j;
unsigned long bmpAddress = (unsigned long) pImage + 8;
for ( ulIndex_i = 0; ulIndex_i < pCoordinates[3]; ulIndex_i++ ) {
LCD_WriteReg ( SSD2119_X_RAM_ADDR_REG, pCoordinates[0] );
LCD_WriteReg ( SSD2119_Y_RAM_ADDR_REG, pCoordinates[1] + ulIndex_i );
LCD_WriteReg ( SSD2119_RAM_DATA_REG, *(__IO uint16_t *) bmpAddress );
for ( ulIndex_j = 0; ulIndex_j < pCoordinates[2]; ulIndex_j++ ) {
LCD_WriteRAM ( *(__IO uint16_t *) bmpAddress );
bmpAddress += 2;
}
}
}
Файл main.c