Introducció als microcontroladors STM32
Els microcontroladors STM32 són una sèrie de microcontroladors basats en nuclis ARM Cortex-M de 32-bits desenvolupats i fabricats per STMicroelectronics. S'utilitzen àmpliament en l'automatització industrial, l'electrònica de consum, les comunicacions, l'electrònica de l'automòbil i l'Internet de les coses (IoT).
La família de microcontroladors STM32 inclou múltiples sèries i models per satisfer les diferents necessitats d'aplicació i requisits de rendiment. Les sèries comunes inclouen:
1. Sèrie STM32F: basats en el nucli ARM Cortex-M4 o Cortex-M7, aquests microcontroladors ofereixen potents capacitats de processament i un ric conjunt de recursos perifèrics, el que els fa adequats per a aplicacions d'alt rendiment-.
2. Sèrie STM32L: basats en el nucli ARM Cortex-M0+ o Cortex-M3, aquests microcontroladors presenten un baix consum d'energia i una excel·lent eficiència energètica, el que els fa adequats per a aplicacions amb bateria-i de baixa-energia.
3. Sèrie STM32H: basada en el nucli ARM Cortex-M7, ofereix un rendiment més alt i més recursos perifèrics, la qual cosa la fa apta per a aplicacions que requereixen alta-velocitat i rendiment{-en temps real.
4. Sèrie STM32G: basat en el nucli ARM Cortex-M4, ofereix un baix consum d'energia i una relació de rendiment-alta, el que el fa adequat per a aplicacions com ara la llar intel·ligent i el control industrial.
Els microcontroladors STM32 inclouen un ric conjunt de perifèrics, que inclouen ports d'E/S d'ús general-, temporitzadors, ports sèrie, SPI, I2C, CAN, ADC, DAC, PWM i molt més, per satisfer les necessitats de diverses aplicacions. A més, admeten diversos mètodes de depuració i programació, com ara la depuració d'emulació, la depuració en-circuits i la depuració JTAG.
Per ajudar els desenvolupadors a començar ràpidament i desenvolupar aplicacions de manera eficient, STMicroelectronics ofereix un conjunt complet d'eines de desenvolupament i un ecosistema, que inclou la plataforma de desenvolupament de programari STM32Cube, biblioteques HAL, paquets de suport de la placa i un generador de taules de vectors d'interrupció. Els desenvolupadors poden utilitzar C/C++ i diversos entorns de desenvolupament (com ara Keil i IAR) per desenvolupar i depurar programari per a microcontroladors STM32.
Amb el seu potent rendiment, recursos perifèrics rics, característiques de baixa-potència i ecosistema de desenvolupament complet, els microcontroladors STM32 s'han convertit en una opció clau per al desenvolupament de sistemes integrats.
Quins són els mètodes de depuració habituals per als microcontroladors STM32?
Els microcontroladors STM32 generalment admeten els mètodes de depuració següents:
1. **Depuració d'emulació**: connectar un emulador directament al xip de destinació per dur a terme operacions de depuració-com ara l'execució de programes pas a pas-- i la supervisió de registres i memòria- mitjançant l'emulador i el programari de depuració relacionat.
2. **Depuració en-circuit**: el microcontrolador està connectat a un ordinador o a un altre dispositiu mitjançant un port sèrie, una interfície CAN o USB, i el programari de depuració s'utilitza per realitzar depuració remota, monitorització de dades i depuració-en temps real.
3. **Depuració ISP/ICP**: la descàrrega i la depuració de programes es realitzen mitjançant la interfície de programació en sèrie (ISP) o la interfície de programació paral·lela (ICP).
4. **Depuració JTAG**: la depuració es realitza mitjançant la interfície JTAG, que permet la-vigilància en temps real i la depuració del codi intern del xip, dades, registres i perifèrics-del xip.
5. **Depuració SWD**: Serial Wire Debug (SWD) és una nova interfície de depuració que ofereix alta velocitat i requereix menys pins, permetent la depuració del microcontrolador i l'accés a les dades.
Aquests mètodes de depuració es poden seleccionar en funció de requisits i entorns específics per realitzar operacions de verificació i depuració de microcontroladors.
Mètode de depuració de comunicacions STM32 i TDC SPI
Quan implementava la comunicació entre un microcontrolador STM32 i un xip TDC, encara era nou en la programació de microcontroladors i no tenia competència per escriure codi. A més, el xip utilitzat va ser el MS1022, un xip TDC de producció nacional, que no proporciona indicadors de l'estat d'alimentació o les condicions d'error.
Aquest mètode també es pot aplicar a altres tipus de xips.
Un xip TDC és un convertidor de temps-a-digital. Actualment, l'autor l'utilitza principalment per mesurar el temps-de-vol (ToF) per a imatges 3D mitjançant el mètode TCSPC. També té aplicacions en proves mèdiques i biològiques, així com en el seguiment del consum d'electricitat i aigua.
