Nowy rdzeń (Cortex-M0+), pierwsze ekspandery dla STM32Nucleo, framework Javy – najważniejsze nowości ze “świata” STM32

W artykule przedstawiamy kilka wybranych, zdaniem redakcji najbardziej spektakularnych nowości, które powinny zainteresować konstruktorów i programistów pracujących z mikrokontrolerami STM32.

Firma STMicroelctronics konsekwentnie „rozpycha” ofertę mikrokontrolerów STM32 we wszystkie strony: pojawiają się układy przeznaczone do aplikacji wymagających dużych mocy obliczeniowych, specjalne konstrukcje energooszczędne, modele wyposażone w peryferia zoptymalizowane do stosowania w systemach sterowania silnikami elektrycznymi, zasilaczach DC/DC, aplikacjach multimedialnych… Jednym z efektów tak szerokiej ekspansji oferty są m.in. mikrokontrolery STM32L0, które wyposażono w rdzeń Cortex-M0+ oraz nowe modele mikrokontrolerów z rdzeniem Cortex-M4F.

Z myślą o nowych mikrokontrolerach producent przygotował dwa nowe zestawy ewaluacyjne z serii tanich narzędzi sprzętowych – Discovery:

  • niezwykle efektowny zestaw STM32L0538-DISCO (fotografia 1), który jest demonstratorem aplikacji o niewielkim poborze mocy, w czym mikrokontrolerowi z rodziny STM32L0 (Cortex-M0+) pomaga monochromatyczny wyświetlacz e-paper.

 

Fot. 1. Wygląd zestawu STM32L0538-DISCO z monochromatycznym wyświetlaczem e-paper

 

 

  • zestaw STM32F3348-DISCO (fotografia 2), który został pomyślany przez producenta jako demonstrator możliwości mikrokontrolerów STM32F3 (Cortex-M4F) w inteligentnych sterownikach oświetlenia, przede wszystkim bazujących na LED-owych źródłach światła. Zestaw wyposażono w przetwornice do zasilania LED oraz diodę LED dużej mocy, która jest sterowana z wykorzystaniem generatora PWM wbudowanego w mikrokontroler.

 

Fot. 2. Wygląd zestawu STM32F3348-DISCO z diodą LED mocy zasilaną za pomocą przetwornic DC/DC

 

Obydwa zestawy wyposażono także w LED do wykorzystania przez użytkownika oraz przyciski. Standardowym wyposażeniem zestawów są także debuggery-programatory ST-Link/V2-1, których firmware umożliwia także emulację także interfejsu vCOM.

Mikrokontrolery STM32F053 i STM32F334 producent zastosował także w zestawach z serii STM32Nucleo: NUCLEO-L053R8 oraz identycznie wyglądającym NUCLEO-F334R8. Obydwa zestawy są mechanicznie i elektrycznie kompatybilne z systemem Arduino R3, „równolegle” wyposażono je także w złącza systemu Morpho, na które wyprowadzono wszystkie sygnały GPIO mikrokontrolerów zastosowanych w zestawach. Złącza te zapewniają większą elastyczność niż standardowe złącza Arduino, ale dotychczas nie są dostępne ekspandery zgodne z tym standardem.

Wyposażenie tych zestawów jest identyczne ze starszymi modelami Nucleo: są one praktycznie pozbawione zewnętrznych elementów peryferyjnych, ale wyposażono je w programator-debugger ST-Link/V2-1 o funkcjonalności identycznej z interfejsami stosowanymi w nowych modelach Discovery.

Ważną nowością są także pierwsze opracowane przez STMicroelectronics ekspandery zgodne z Arduino, które jest mechanicznie dostosowane do współpracy z zestawami STM32Nucleo.

 

Fot. 3. Wygląd ekspandera dla STM32Nucleo z RFID – SHIELD-M24SR-ADV

 

Pierwszy z nich – o nazwie SHIELD-M24SR-ADV (fotografia 3) – wyposażono w nieulotną pamięć EEPROM-NFC z serii M24SR, wyposażoną także w interfejs I2C. Komunikacja z pamięcią jest możliwa przez obydwa interfejsy, radiowy tor NFC (Near Field Communication) można także zastosować do zasilania (energy-harvesting) współpracującego z pamięcią mikrokontrolera. Ekspander wyposażono w antenę RFID wykonaną na PCB, trzy diody LED dla aplikacji użytkownika, a także kompletny system pozyskiwania energii z toru RF.

 

Fot. 4. Wygląd ekspandera Bluetooth 4.0 – X-NUCLEO-IDB04A1

 

Drugi z shieldów oznaczono symbolem X-NUCLEO-IDB04A1 (fotografia 4), jest to moduł interfejsu Bluetooth 4.0, który komunikuje się z otoczeniem za pomocą synchronicznego interfejsu szeregowego SPI. Tor radiowy obsługuje nowoczesny procesor Bluetooth firmy STMicroelectronics o nazwie BlueNRG (rysunek 5). Prezentowany moduł wyposażono także w szybką pamięć EEPROM z SPI – M95640.

 

Rys. 5. „Sercem” ekspandera X-NUCLEO-IDB04A1 jest nowoczesny procesor Bluetooth o nazwie BlueNRG firmy STMicroelectronics

 

Kolejną nowością na naszym rynku jest kompletny pakiet narzędzi umożliwiających pisanie aplikacji na STM32 w języku Java. Producentem pakietu oprogramowania o nazwie STM32Java jest francuska firma IS2T. W ramach tego pakietu programistycznego jest dostarczana wirtualna maszyna przystosowana do implementacji w STM32, biblioteki dla różnych środowisk programistycznych (m.in. IAR Workbench i Keil/ARM mVision) oraz bazujące na Eclipse środowisko dla programisty Java, które jest zorientowaną na mikrokontrolery STM32 wersją pakietu MicroEJ z oferty firmy IS2T. Co interesujące, aplikacje można pisać i testować na symulatorze uruchamianym na PC i następnie łatwo je implementować w mikrokontrolerze (rysunek 6).

 

Rys. 6. Aplikacje tworzone w środowisku STM32Java są pisane na komputerze PC, po zakończeniu testów można je zaimplementować na platformie STM32

 

Podkreślanym przez producenta atutem prezentowanego pakietu jest zorientowanie go na wspomaganie implementacji aplikacji graficznych, co wynika z wyposażenia go w predefiniowane mechanizmy wyświetlania różnego rodzaju grafik (w tym nastawników, mierników różnego typu, wykresów, widgetów, ikon itp.) oraz interakcji z użytkownikiem np. za pomocą touch-panela. Do tworzenia sekwencji przechodzenia menu pakiet wyposażono w narzędzie o nazwie StoryBoard Designer, FrontPanel Designer służy do tworzenia wyglądu interfejsów użytkownika, a Font Designer jest narzędziem umożliwiającym projektowanie skalowalnych fontów.

Według danych udostępnionych przez producenta zasoby mikrokontrolera wymagane do działania wirtualnej maszyny są niewielkie: wystarczy ok. 30 kB pamięci Flash i 1 kB pamięci SRAM. W przypadku kompletu bibliotek graficznych i zmiennoprzecinkowych konieczne jest ok. 400 kB pamięci Flash i ok. 40 kB pamięci SRAM.

Obecnie są dostępne – w sieci dystrybucyjnej STMicroelectronics – dwa zestawy ewaluacyjne z mikrokontrolerami STM32, wyposażone w pakiety STM32Java z 3-miesięcznymi licencjami: STM3220G-JAVA oraz STM3240G-JAVA. Pozwalają one szybko i przy relatywnie niskich kosztach poznać prawdziwe możliwości narzędzia oferowanego przez firmę IS2T.

Autor: