Embedded Systems Bare-Metal Programming Ground Up™ (STM32)

hyunsik-yoon commented 1 year ago

from https://www.udemy.com/course/embedded-systems-bare-metal-programming/learn/lecture/26702490?start=45#overview

hyunsik-yoon commented 1 year ago

project 1

Nucleo 보드의 LED를 깜빡이게하기
steps
- LED를 제어하려면 어떻게 해야하는지 Nucleo 보드 메뉴얼을 본다 ("User LED"는 PA5로 제어)
- block diagram 을 찾는다.
- bus는 AHB1
- GPIO Port A 가 PA5 제
- data sheet 에서 RCC를 찾는다. RCC가 bus에 clock을 enable 시킨다.
- "AHB1EN" 으로 검색 (clock enable register)를 찾기 그러면 비트별로 어떻게 해야하는지가 나옴. 이중 GPIO 를 위한 enable 하는 비트들을 찾는다.
- GPIOA 제어 레지스터를 찾는다.
- 보통 2개의 register가 있다.
  - direction register: input 으로 쓸래? output 으로 쓸래?
  - data register?: data itself
- "moder" 로 검색 -> GPIO port mode register 를 찾는다. 그럼 어떤 비트를 어떻게 셋팅하면 output (또는 input)으로 동작하는지 나옴
- GPIO output data register를 찾는다.
코드는
- rcc 에 맞는 비트 셋팅해서 GPIOA 에 clock enable 시킴
- PA5 output mode 비트 셋팅
- PA5 output data 비트 셋팅/긴루프/언세팅 ==> 토글 효과

hyunsik-yoon commented 1 year ago

bitwise tip

x &= ~(1U<<10) : x의 10th bit 를 0으로 만든다.
x ^= (1U << 10) : x의 10th bit 를 toggle 한다.

hyunsik-yoon commented 1 year ago

struct 를 이용하는 팁.

typedef struct {
    volatile uint32_t dummy[12]; // 앞의 12개의 uint32_t는 무시
    volatile uint32_t moder; // base address + (sizeof(uint32_t )*12 바이트) 위치가 됨.
} Gpioa_def;

Gpioa_def *gpio = (Gpioa_def *)(0x40000020); // 0x40000020 는 GPIOA의 register 주소
gpio->moder |= (1U << 10);  // 10번째 비트를 1로 셋팅

hyunsik-yoon commented 1 year ago

GPIO (general purpose input output)

note: special purpose input output pin 도 있음
Registers
- direction register (input? output?). (회사마다 이름이 다름. STM 은 "Mode")
- data register (write date or read data)
Bus
- AHB (= Advanced High Performance Bus)
- newer bus, fast
- 1 clock cycle to access peripherals
- APB (= Advanced Peripheral Bus)
- minimum 2 clock cycle to access peripherals
- 어떤 bus에 어떤 peripheral 이 붙어 있는지를 document에서 파악해야 함
Clock source
- On-Chip RC Oscillator
- least precise
- Externally Connected Crystal
- most precise
- PLL (Phase Locked Loop)
- programmable

hyunsik-yoon commented 1 year ago

GPIO BSRR (bit set/reset register)

reference manual 에서 검색
BS[0..15]: bit set register ( = on)
- BS5 를 1 로 하면 5번쨰 핀이 set 된다. ( = PA5)
BR[0..15]: bit reset register ( = off)
예전에 GPIO data 를 ^ 로 토글했었는데,

이제는


GPIOA->BSRR = IU << 5;  // 5번째 BSRR 만 셋팅
GPIOA->BSRR = IU << 21;  // 5번째 BSRR 만 셋팅 (21 = 16 + 5 의 위치. BR5 를 뜻함)
``

hyunsik-yoon commented 1 year ago

GPIO Input Driver

blue push button 을 누르는 것을 개발해보기
- bus enable -> moder -> set/reset
board user manual을 찾아봄 ("button" 으로 검색)
- user button 은 PC13 (pin2) 라고 나와 있음.
PC13 을 enable 하려면 bus 를 enable해야 하고 data sheet에서 "block diagram" 을 다시 찾아봄
- AH1 버스임을 확인
ref manual에서 "AHB1ENR" 을 검색해보면 GPIOC 는 2nd bit 를 1로 해야함이 나와 있음.
이 보드의 button은 active low button
- default는 high, 눌리면 low
- 정보가 바뀌면 input data register가 바뀐다. (GPIO_IDR 13 IDR = input data register)
- press 되면 IDR 13이 0 이 됨.

hyunsik-yoon commented 1 year ago

serial vs parallel communication

parallel : multiple bits at a time
serial : 1 bit at a time
- synchronous: clock is transmitted with data
- asynchronous: No clock is transmitted with data. (송신, 수신이 clock speed(baud rate)에 agree함)

UART

Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)
serial communication
참고) STM32는 USART (Universal Synchronous Asynchronous Receiver/Transmitter) 를 지원함
Transmission mode
- duplex: 데이터를 보내고 받기가 됨
- simplex: one direction (보내기만 되거나, 받기만 되거나)
- half-duplex : 어떤 순간에는 보내기나 받기 중 하나만 됨
- Full duplex: 어떤 순간에 양쪽으로 둘다 되는 거
- Asynchronous transmission
전송의 시작이 start bits, stop bits 사이에 이루어짐
- start bit: 1 bit 0
- stop bit: 1 or 2 bit 1 or 11
  - 1bit인지 2bit인지 선택해야 함
- Baudrate
bit per second
- parity
error checking
- mode
RX? TX?
- word length
number of data length (8 bit or 9 bit)
- H/W flow control
enable? or disable? 을 결정

hyunsik-yoon commented 1 year ago

UART TX driver 개발

- USART2 를 이용하자. 이거가 PC에 연결된 USB 랑도 연결되어 있다고.
- bus는 APB1
- tx, rx 라고 되어 있는건 GPIO pin
bus enable
- ref manual: "APB1ENR"
- GPIO pin 찾기
- data sheet 에서 "alternate function" 을 찾는다
  - AF07 컬럼이 중요하다고. ------ (여기요)

프로그램 실행 순서

configure UART GPIO pin
- enable clock access to GPIOA
  - AHB1ENR
- set PA2 to alternate function mode (GPIOA_MODER 의 PA2 용 2비)
  - 10: alternate function mode
- set PA2 to alternate function type to UART_TX
  - GPIOA_AFRL (GPIO alternate function low register)
  - 참고: low 는 pin 0 ~ 7, high 는 pin 8 ~ 15 을 configure
  - AF07 으로 셋팅 (0111) - 위의 (여기요) 참조
configure UART module
- enable clock access to UART2
  - APB1ENR
- configure baudrate
  - 왠지는 모르지만 (peripheral_clock + baudrate / 2U) / baudrate
  - reference manual 에 이렇게 되어 있다네.
  - STM32는 16MHz 라서 peripheral_clock = 16000000
  - ((USART_TypeDef *)usartTx)->BRR = (peripheral_clock + baudrate / 2U) / baudrate;
- configure transfer direction
  - ref manual에서 "USART_CR1" (control register)를 검색. 3rd bit 이 TE bit: transfer enable
  - USART_CR1 의 M 비트를 8bit data 용으로 셋팅
  - USART_CR1 의 parity 비트를 짝수 비트로 셋팅
- enable UART module
  - USART_CR1 의 UE (UART enable) 비트를 셋팅
데이터 전송
- USART2->DR = ((int)data) & 0XFF; -> int의 8 bit 만 전송
- data 가 전송되었는지는 어떻게 아나?
  - while (USART2->USART_SR & TXE) ; 체크.
  - TXE (transmit data register empty) 는 (1<<8) (즉, 8번째 비트)
PC에 realterm 같은 터미널 설치하고, 프로그램 빌드/실행
- PC에서 baudrate 맞추고, 강사는 port (serial port) 는 16 으로 놓고 함
  - 윈도우는 device manager에서 COM16 뭐 이렇게 나오면 16번 포트
  - Linux는 dmesg | grep tty

hyunsik-yoon commented 1 year ago

printf 구현

__io_putchar(int ch) function을 UART write 하는 것으로 재구현하면 됨. (stm32 만 그런 듯)

hyunsik-yoon commented 1 year ago

UART Receive (RX)

TX 와의 차이점
- PA3 를 AF (alternate function mode) 로 사용
- read function
- while read data register is not empty { }
- return UART2->DR;

hyunsik-yoon commented 1 year ago

ADC (Analog-to-digital converter)

resolution when Vref is 5V
- 8 bit (256) --> step size = 5V/256 step = 19.53mV
- 16 bit (65536) --> step size = 5V/65536 step = 0.076mV

hyunsik-yoon commented 1 year ago

ADC Independent Modes

note: dual mode 라는 것도 있음
STM32F4 는 1개의 ADC module 을 가지고 있음
- single module이 16개의 channel 에 연결 (16개의 센서와 연결 가능)
ADC Independent Modes
- Single channel, single conversion mode
- simplest mode
- start -> 한번 convert -> stop
- Multichannel, single conversion mode
- 16 channel with different sampling times can be converted on STM32F4
- sampling time을 channel 마다 다르게 정할 수 있다. (1번 채널은 10 cycle에 한번 convert, 2번은 512 cycle에 한번 convert 등등)
- start -> [CHx .. CH n] --> stop
- Single channel, continuous conversion mode
- 1개 채널을 계속 변환함, CPU intervention 없이 계속 진행 가능
- Multichannel, continuous conversion mode
- 최대 16개까지의 여러 채널을 계속 변환함
- Injected conversion mode
- external event에 의하여 conversion이 발생
- high priority를 가지는 conversion
- 특정 시간에 발생하는 conversion 등의 경우 사용

hyunsik-yoon commented 1 year ago

ADC Driver 개발

- ADC 1개
- analog channel 은 16개
RCC의 APB2ENR : bit number 8
Data sheel -> search "analog-" 로 찾고 그 아래 pin 배치를 본다.
GPIOA의 mode를 analog (moder)
Channel
- channel sequence 셋팅
- multiple channel 을 쓸 때 어떤 순서대로 정보를 받을 것인가를 정하는 것. 예를 들어, 온도센서가 1번 채널, 습도센서가 2번 채널이면 이 순서대로 sample 되게 된다.
- ref manual, "SQR3" 로 검색
- 만일 우리가 2개의 채널을 쓰고, 1st channel = CH5, 2nd channel = CH3 를 쓰면
- 위의 ADC_SQR3 의 1st channel 영역 (SQ1) 에 5 를, 2nd channel 영역 (SQ2) 에 3 을 write 한다.
- channel sequence length 셋팅
- 몇개의 channel 이 single conversion sequence 에 변환되는가? 온도센서, 습도센서 2개라면 2를 적어야 함.
step
- Configure ADC GPIO pin
- PA1 클럭 access (GPIOA)
  - RCC->AHB1ENR setting
- set mode of PA1 to analog
- Configure ADC module
- ADC 클럭 access
  - RCC->APB2ENR
- conversion sequence setting
  - ADC1->SQR3 = ADC_CH1
- conversion sequence length
  - ADC1->SQR3 = 0; // 0 means length 1
- enable ADC module
  - ADON bit in ADC_CR2 (control register)
  - 1 means enable ADC
- start conversion
- SWSTART bit in ADC_CR2 = 1 means start
- read converted data
- wait for conversion to be completed
  - EOC (end of conversion) bit in ADC_SR (status register) == 1 means conversion is completed
- read converted result
  - return ADC1->DR; // data register
- start -> read 를 while loop 안에서 돌린다.

Note) STM32F4 ADC is 12 bit conversion

hyunsik-yoon commented 1 year ago

Continuous conversion

ADC control register 를 continuous mode 로 셋팅한다.
- start conversion 은 프로그램에서 한번만 한다. (위에서 while loop에서 매번 하던것과는 다르게)
- 나머지는 위와 동일

hyunsik-yoon commented 1 year ago

SYSTICK timer

systick 은 ARM Contex-M에서 정하둔 peripheral이라, 모든 ARM 기반 CPU 가 다 가지고 있음
- 상세정보 "Cortex M4 user guide" 에서 찾아봐야 함.
24 bit down counter
- max: 0xFFFFFF = 16,777,216 에서 줄어들어서 0으로 감
register
- systick current value register (STCVR)
- systick control & status register (STCSR)
- systick reload value register (STRVR)
- initial count value
count value computation
- ex1) 16Mhz 기기에서 STRVR 에 10 을 저장할 떄 (실제는 9를 저장하게 됨)
- 16,000,000 cycle : 1 second = 10 cycle: 625 ns
- 625ns 마다 timeout
- delay = N / sysclk
- ex2) 0.001 sec delay = N / 16,000,000, N = 16,000

hyunsik-yoon commented 1 year ago

timer implementation

systick control and status register
- clock source: processor clock
- count flag:
순서
- Configure systick
- SysTick->LOAD = 16000; // 1ms
- Clear systick current value register
- SysTick->VAL = 0;
- Enable systick and select internal clock source
- SysTick->CTRL = CTRL_ENABLED | CTRL_CLKSRC;
- create delay
- while(SysTick->CTRL & 1U<<16) == 0); // 16th bit is count flag bit.

hyunsik-yoon commented 1 year ago

Timer

timer vs counter
- timer: internal clock source
- counter: external clock source
usage
- input capture mode: 외부 event의 frequency를 측정
- output compare mode:
- one pulse mode:
register
- TIMx_CNT: timer count register
- current counter value. 32 bit (advanced timer) or 16 bit
- TIMx_ARR: timer auto-reload register
- 여기 저장된 값까지 가면 restart
- down 또는 up 가능
- TIMx_PSC: timer prescalar register
- slow down counting speed of timer
prescaling
- 각각의 단계에서 slow down 가능
terms
- update event : when/how long timeout이 발생하나
- period: TIM_ARR 에 load되는 값
- up counter: from 0 to this value
- down counter: 이 값에서 0 까지
computing update event

hyunsik-yoon commented 1 year ago

Register

prescaler (PSC)
auto-reload register (ARR)
control register 1 (CR1)
- enable/disble timer
status register (SR)
Capture/Compare register (CCR1, CCR2, CCR3, CCR4)
- 각 채널(?)의 captured value (timestamp)
Capture/Compare Mode Register(CCMR1, CCMR2)
- CCMR1: CH1, CH2
- CCMR2: CH3, CH4
Capture/Compare Enable Register (CCER)
- enable timer channels as input capture or output compare

hyunsik-yoon commented 1 year ago

Timer driver 개발

block diagram 보면 timer가 8개 있음
이중 tim2를 사용해보자.
- APB1 bus 에 연결되어 있음.
init step
- enable TIM2
- RCC->APB1ENR 의 tim2 비트 셋팅
- set prescaler value
- TIM2->PSC = 1600 - 1; // 16,000,000/1,600 = 10,000
- set auto-reload value
- TIM2->ARR = 10,000 = 1; // 10,000/10,000 = 1Hz
- clear counter
- TIM2->CNT = 0;
- enable timer
- TIM2->CR1의 CEN (counter enable) bit를 셋
timer 사용 step
- 위처럼 init 하고
- while(! (TIM2->SR & UIF_bit)) ; // wait for UIF bit to be set
- 다음을 위해 TIM2->SR &= ~UIF_bit; 로 clear 시킨다.

hyunsik-yoon commented 1 year ago

Timer output compare register driver

특정 시간이 지나면 GPIO 를 toggle 시켜준다.
- LED (PA5) 를 timer에 연결시켜주면 된다고.
data sheet 에서 "alternate function mapping" table을 찾는다.
- TIM2_CH1 이 elapse 되면 PA5 가 toggle 됨
이전 개발 step과의 차이 (TIM2를 enable 전에 아래를 추가)
- init 에 output compare toggle mode 를 추가
- GPIOA 의 clock을 활성하고 alternate function mode 로 바꾸고, AF01 을 셋팅 (alternate function register)
이렇게 짜면 while loop을 돌면서 flag 를 체크하지 않아도 된다.

hyunsik-yoon commented 1 year ago

Timer input capture register driver

TIM3 input capture를 만든다.
Timer의 alternative function을 보면 GPIO pin 과 타이머를 연결해서 'input capture'를 만드는게 나온다.
GPIO 핀으로 신호가 들어오면 (rising edge 가 default, falling edge 인 경우는 추가 설정을 더 한다) 그 때의 timer 값을 알아낼 수 있다.
PWM의 width 측정이나 event간의 시간간격등을 출정할 때 유용

hyunsik-yoon commented 1 year ago

interrupt

NVIC (Nested vector interrupt controller)
- Cortex-M 내의 interrupt 를 다루는 HW
- CSS (clock security system)
- exception: process core로부터의 interrupt
- H/W exception or Interrupt request (IRQ): outside of process code 로부터의 interrupt
Cortex M4 vector table
- interrupt 와 해당 ISR의 address table
interrupt priority
- 높은 애가 실행중이면 낮은 애가 발생해도 일단 pending 된다.
- 낮은 애가 싱행중일때 높은 애가 발생하면 낮은애가 pending된다.
- Cortex M4 의 기본 priority (ARM 에서 define한)
- 이거 말고 STM32F4 에서 정한 Interrupts 도 있음
- IPR (Interrupt Priority Register) 에서 각각의 priority를 정함
- 1개의 IRP (32bit) 에 8bit 크기의 priority를 저장
- STM32F4 는 상위 4비트만 사용. highest = 0x0, lowest = 0xF
- IPR0 에는 IRQ0, IRQ1, IRQ2, IRQ3 의 priority가 저장되어 있음
- IPR0부터 IPR59 까지 있다 (60개 x 4 priority = 총 240 IRQ들의 priority)

hyunsik-yoon commented 1 year ago

EXTI Interrupt driver

PC13 에 연결된 push button 을 누르면 interrupt 발생
step
- disable global interrupt
- optional 이라고 하는데, 암튼 이거 하는게 good practice라고.
- cortex.h 에 있는 __disable_irq(); 호출
- enable clock access for GPIOC
- enable PC13 as input (00)
- GPIOC->MODER 의 2 비트 셋팅
- enable clock access to SYSCFG (EXTI is a part of SYSCFG)
- RCC->APBENR |= SYSCFG_EM; // SYSCFG_EM = (1U<<14j)
- select PORTC for EXTI13
- "SYSCFG_EXTICR1" 검색. (SYSCFG external interrupt configuration register)
- SYSCFG->EXTICR[3] |= (1U<<5); // EXTI13 을 PC13 으로 연결
- unmask EXTI13 (enable interrupt)
- "EXTI_IMR" 검색 (interrupt mask register)
- EXTI->IMR |= (1U<<13);
- select falling edge trigger (rising edge 도 가능)
- "EXTI_FTSR" 검색 (Falling trigger selection register)
- EXTI->FTSR |= (1U<<13);
- enable EXTI line in NVIC
- cortex.h 에 있는 NVIC_EnableRQ(EXTI15_10_IRQn); 호출
- enable global interrupt
- cortex.h 에 있는 __enable_irq(); 호출
- interrupt handler 작성
- startup_stm32f411retx.s 파일에 보면 g_pfnVectors: label 아래 EXTI5_10_IRQHandler 를 찾도록 define 되어 있다.
- 이 ISR은 10번-15번 line 에 대해 공통적으로 호출됨. 우리는 13번 line을 다루어야 한다.
- ref man에서 "pending register" (PR, Pe 를 찾는다. 13번째 bit가 셋팅되어 있으면 13번 라인에서 인터럽트 났다는 뜻.
  - if (EXTI->PR & (1u << 13) != 0) { .. } 을 ISR안에 작성

참고) startup_stm32f411retx.s

STM32F411RE microcontroller 의 startup code가 들어있는 assembly language source file
startup code 는 무슨 일을 하나?
- initialize stack pointer
- stack 영역의 top으로
- initialize static data
- non-volatile flash memory -> designated locations in RAM
- Zero-initializing the uninitialized data section (BSS)
- Setting up interrupt vector table
- Calling SystemInit() function (이 함수가 없을수도 있고)
- performs additional HW initialization
- Calling main() function
static data 란?
- initialized static data
- uninitialized static data (BSS)
register
- 전부터 알던 register 는 CPU 내에 있던 것인데,
- microcontroller 에서는 register 라는 용어를 peripheral register 적인 느낌으로 쓴다고. (memory의 값을 변경해 peripheral 들을 제어할 때 접근하는 메모리 영역)
- STM32F411RE 는 memory를 포함하는 SoC 라서 peripheral register 들이 SoC 내의 메모리에 존재한다고 함.
- STM32F411RE microcontroller는 별도의 DRAM을 쓰지 안는다고 함.
- 내부에 Flash memory가 있고 RAM도 있음.

hyunsik-yoon commented 1 year ago

UART interrupt driver

이전의 UART 코드에 아래를 추
USART_CR1 (control register) 를 찾아보면, bit 5 RXNEIE, 6 TCIE, 7 TXEIE, 8 PEIE 처럼 IE (interrupt enable) 로 끝나는 비트들이 있다.
- bit 5 RXNEIE (0: no interrupt, 1: interrupt)
- USART2->CR1 |= (1U<<5);
interrupt enable 후에 NVIC enable 을 해야 함
- NVIC_EnableIRQ(USART2_IRQn);
ISR 작성
- NVIC 을 살펴보면 ISR 이름은 USART2_IRQHandler
- 이름으로 핸들러 function을 작성한다.
- Read가 가능한지 본다.. (안 가능할 수도 있나?) 그리고 읽어옴.
- if (USART2->SR & SR_RXNE) { key = USART2->DR; /* key 가 l 이면 LED 토클하는 코드 넣는다 */ }

ADC interrupt driver

ADC_CR1 의 bit 5 AOCIE register 를 1로 셋팅 (End of conversion interrupt enable)
- ADC-CR1 |= (1U << 5);
interrupt enable 후에 NVIC enable 을 해야 함
- NVIC_EnableIRQ(ADC_IRQn);
ISR 작성
- NVIC 을 살펴보면 ISR 이름은 ADC_IRQHandler
- 이름으로 핸들러 function을 작성한다.
- eoc (end of conversion)인지 본다..
```
if (ADC1->SR & SR_EOC) != 0) { 
// clear EOC
ADC1->SR &= ~SR_EOC;
// read 
uint32_t val = ADC1->DR;
// do something....
}
```

SYSTICK interrupt driver

SYST_CSR (SYSTICK control and status register) 의 TICKINT (bit 1)
- SysTick->CTRL |= (1U<<1);
interrupt enable 후에 NVIC enable 을 할 필요는 없다고 함. 왜인지는......??
ISR 작성
- NVIC 을 살펴보면 ISR 이름은 SysTick_IRQHandler
- body에 printf 정도만 있음

Timer interrupt driver (General purpose timer)

TIM2_DIER (DMA/interrupt enable register)의 UIE (update interrupt event, bit 0)
- TIM2->DIER|= (1U<<0);
interrupt enable 후에 NVIC enable 을 해야 함
- NVIC_EnableIRQ(TIM2_IRQn);
ISR 작성
- NVIC 을 살펴보면 ISR 이름은 TIM2_IRQHandler
- clear update interrupt register
- TIM2->SR &= ~ SR_UIF
- then do something, e..g, printf
Thread 처럼 background 에서 돌리고 싶은 것들을 Timer ISR 안에서 돌리는 방식도 있다.

hyunsik-yoon commented 1 year ago

DMA

two general-purpose dual-port DMAs (DMA1 and DMA2) with 8 streams each
DMA 1개의 block diagram
- 1개의 stream이 1개 또는 여러개의 peripheral 에 할 당
- 1개의 stream의 8개의 channel 이 MUX 됨
- 특정 시점에는 1개의 channel 만 active 상태일 수 있음
channel/stream mapping
- 예를 들어, SPI3_RX 를 DMA 처리하려면 channel 0, stream 0를 써야 함 (근데 channel 0, stream2 도 똑같네??)
stream policy
- Arbiter에 의해 priority가 처리
- 4개의 priority level 이 있음
- source addr, destination addr 를 configure 해줘야 함
  - AHB, APB range에 있어야 함
transfer mode
- peripheral -> memory
- memory -> peripheral
- memory -> memory (DMA2 에서만 가능)
transfer size
incrementing address
- 자동으로 src, dest addr가 increment 될 수도 있음
data width
- 8/16/32 bit 사이즈 중에 정할 수 있음
transfer types
- Circular mode
- circular buffer를 쓰는 것
- DMA_SxNDTR register가 자동으로 reload됨
- Normal mode:
- DMA_SxNDTR register가 0이 되면 stream이 disable됨
FIFO 모드라는 것도 있다.

hyunsik-yoon commented 1 year ago

DMA driver for UART

configure 과정
- MDA는 DMA의 오타
- 위에서 "Configure transfer direction" 다음에 "Enable DMA transfer complete interrupt" 단계가 추가됨
- transfer direction: memory to peripheral (USART2)
- source memory pointer는 M0AR에, dest 는 PAR에 쓴다.
main
- 초기화 호출시 arc: char buf[32] = "..."; 로, dest: USART2->DR, size는 char array size 로 (32)
interrupt handler
- HISR: high (register) interrupt status register
- HIFCR: high interrupt flag clear register

hyunsik-yoon commented 1 year ago

I2C

Inter-integrated Circuit
Two wire
- SCL: serial clock
- SDA: serial data
n masters: m slaves
Operation modes
- master transmitter
- master receiver
- slave transmitter
- slave receiver
Protocol
- tranaction은 master에 의해 initiate
- msg 는 address frame + data frame
- SCL goes low then data is sent over SDA
- SCL high 에 따라 sample
- start/stop condition
  - start condition: SCL stays high, SDA high to low
  - stop condition: SCL stays high, SDA low to high
  - start/stop condition을 직접 짜든지 아님 LL library 라는거에서 start/stop 관련 function을 쓰든지 .
  - start/stop condition은 항상 master 가 생성
  - free state: stop 후 일정시간이 지나면 bus는 free로 가정됨
  - busy state: stop 없이 start 가 계속 생성될
- byte format
  - 8 bit 단위로, 전송바이트수는 제약 없엄.
  - 단 각 byte 끝에는 ACK bit 이 있어야 함
  - data는 MSB 형태
- address
  - 7 bit 형태일때
  - MSB 형태
  - 끝에는 R/W bit (read op인가? write op인가?)
- data frame
  - ( data + ACK )+ 의 형태로 여러 바이트 전송
  - SCL은 master가 생성
  - SDA는 master 또는 slave가 생성
  - R/W bit 가 W 이면 master가 SDA 를 사용
  - R/W bit 가 R 이면 slave가 SDA 를 사용
- clock speed
- duty cycle
- SCL라인이 high 로 얼마나 있어야 하나? low 로 얼마나 있어야 하나? 를 정

hyunsik-yoon commented 1 year ago

I2C driver

ADXL345 accelerometer 와 I2C로 통신해보자.
- 요 녀석의 data sheet 을 보면 자체 register 가 있다.
- 예를 들어, 어떤 register들을 read 하면 x, y, z 값을 얻을 수 있나. 따라서 해당 register memory addr를 읽어달라고 I2C 통신을 하면 됨
- 그리고 이 녀석을 처음에 동작시키기 위한 configuration을 해당 메모리에 write 을 하라고 I2C 통신을 하면 됨.
APB1 bus에 I2C[1,3]가 연결
alternate function 을 보면 AF04 로 I2C1 사용
- PB8 : I2C1_SCL
- PB9 : I2C1_SDA
configure
read from slave's memory (여기서부터 강의가 대충 막 진행되서 이해가 잘 안감)

hyunsik-yoon commented 1 year ago

SPI

Serial Peripheral Interface
Synchronous and full-duplex
4 pins
- SDIN, SDO: two pins for data
- SCLK: clock sync, generated by by master
- CE: start & stop data transfer
- MOSI: master out slave in
- MISO: master in slave out
- SS: slave select. 특정 slave를 정하기 위함. SPI 는 address가 없고, SS를 사용
transmission example
- 위 그림에서, rising edge일 때 data를 읽는다. (모드에 따라 다름)
Clock phase, polarity
- communicate 전에 master, slave가 이 값을 agree해야
- CPOL: clock polarity
- CPHA: clock phase
- combinations of CPOL and CPHA 가 SPI bus mode 임
NSS Management
- N stands for Negative i.e. active low, SS stands for Slave Select
- 2 modes
- NSS S/W mode
  - firmware가 SS line 셋팅
- NSS H/W mode
  - GPIO pin이 SS line 을 셋팅
  - 1. NSS output enabled
  - deviec가 master로만 사용될 때 쓴다
  - 1. NSS output disabled
  - deviec가 multi-master capability가 있을 때
TI mode
- NSS H/W mode 일 때 사용할 수 있다
- CPHA, CPOL이 TI 사의 protocol을 사용
- every end of transmitted bytes 에서 NSS signal pulse 발생

hyunsik-yoon commented 1 year ago

SPI driver for ADXL345 accelerometer

block diagram을 보면 SPI가 5개가 있다. 이 예제에서는 SPI1 을 사용 (APB2 bus)
alternate function mapping table을 보면 AF05 일 때 PA4(NSS), PA5 (CLK), PA6 (MISO), PA7 (MOSI) 을 이 있다. 그리고 PA9 를 SS 로 쓰겠단다. PA9가 특별히 SS로 할당된 정보는 없는데, 어쨋든 이걸 ADXL345 모듈에 연결해서 동작시키면 되니 그런 듯.
PA4는 안쓰는 듯
ADXL345에 연결하는 법

hyunsik-yoon commented 1 year ago

.

hyunsik-yoon commented 1 year ago

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hyunsik-yoon / study