ARM Embedded Tutorial - Entry FPC and STM32/de

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Einstieg STM32 und FPC

Dieses Tutorial wurde anhand von Linux Mint 64Bit getestet.

Treiber für ST-LINK V2

Linux

Über die Paketverwaltung:

sudo apt install stlink-tools

Über die original Sourcen:

Dies hat den Vorteil, das meistens das Paket aktueller ist.

Das Paket als Zip mit clone or download downloaden:

Anleitung befolgen:

Folgende Pakete müssen installiert werden

  • CMake (minimal v2.8.7)
  • C compiler (gcc, clang, mingw)
  • Libusb 1.0 (minimal v1.0.9)
sudo apt-get install cmake
sudo apt-get install gcc
sudo apt-get install libusb-1.0-0-dev
// sudo apt-get install libusb-dev    // ???

stlink compiliern und installieren: 

$ make release
$ make debug

$ mkdir build # evt. schon vorhanden.
$ cd build
$ cmake -DCMAKE_BUILD_TYPE=Debug ..
$ make

Im Home Verzeichniss: 

$ cd build/Release
$ make install DESTDIR=$HOME

Im System global: 

$ cd build/Release
$ sudo make install

Reboot oder: 

$ sudo udevadm control --reload-rules
$ sudo udevadm trigger

Anschliessend muss eine Gerätedatei /dev/stlinkv2_3 oder ähnlich vorhanden sein.

Als Test mal folgendes aufrufen:

st-util

Dann sollten mehrer Info-Zeilen kommen, unter anderem steht dort wie viel SRAM der Controller hat. Abbrechen kann man es anschliessend mit Ctrl+C.

Wen st-util mit folgendem Fehler abbricht:

  • st-util: error while loading shared libraries: libstlink.so.1: cannot open shared object file: No such file or directory
    Ist vermutlich dies das Problem:

Windows/ macOS

Hardware verbinden

ST-LINK V2 folgendmassen mit dem STM32F103C verbinden:

ST LINK V2 --> STM32F103C
SWDIO --> SWO
GND --> GND
SWCLK --> SWCLK
3.3V --> 3.3V

Arduino-IDE einrichten (optimal)

Dies ist nicht zwingend notwendig, hat aber den Vorteil, das man nachgucken kann, wie dort Probleme gelöst worden sind. ZB. einen I²C-Zugriff.

Folgende Seite beachten ( Funktioniert nicht mit Sloeber ( Eclipse für Arduino ) )

JSON-Link:

Folgende JSON geht auch mit Sloeber.
Dieser JSON-Link in der Arduino-IDE unter Datei/Voreinstellungen einfügen:

Am besten auch die ausführliche Ausgabe für Kompilierung und Hochladen aktivieren. Dann sieht man, wen es einen Fehler beim Hochladen gibt. Achtung: Es wird im grünen Balken Hochladen abgeschlossen. angezeigt, auch wen im detailierten Bericht ein Fehler auftrat.

In der Boardverwaltung folgendes installieren:

  • stm32duino/STM32F1xx...

Unter Werkzeuge das Board konfigurieren:

  • Board - Generic STM32F103 series
  • Serial Interface - No Serial
  • Upload method - STLINK

Erster Start

Den Arduino-Blink Sketch hochladen, dann sollte die LED PC13 blinken. Evtl. Ports auf PC13 setzen.

Lazarus-IDE für FPC einrichten

Trunk bauen:

  • Aktuelles FPCUpdeluxe einrichten. fpcupdeluxe/de
  • ListBoxen links-oben FPC version und Lazarus version auf embedded stellen.
  • Mit Embedded die Lazarus Basis-Trunk-Version bauen. ( Button befindet sich unten, mit dem IC-Symbol. )
  • Hinweis: Bei neueren FPCUPdeluxe Versionen, sin die Buttons anders beschriftet !

Wenn alles ohne Fehler durchläuft bekommt man die aktuelle Trunk von FPC/Lazarus, normale Desktopanwendungen kann man mit dieser schon erstellen. Und es sollte auf dem Dekstop ein ein Icon Lazarus_fpcupdeluxe entstanden sein.

Light bulb  Hinweis: Es könnte sein, dass die SVNs Schwierigkeiten machen. Dann nicht verzagen und es zu einem späterem Zeitpunkt nochmals probieren. ;-)
Was auch schon geholfen hat, FPCUPdeluxe zweimal hintereinander ausführen
Einen nicht aktuellen FPCUPdeluxe kann auch Schwierigkeiten machen.
Wen etwas nicht klappt, kann man hier im englischenm Forum nachfragen, der Autor ist sehr hilfsbereit.

ARM-Crosscompiler bauen:

  • Button Setup+ drücken, um einen Dialog mit weiteren Optionen zu öffnen. Dort folgendes einstellen:
    • "Use jobs for GNU make": Hacken entfernen.
    • CPU: arm
    • OS: embedded
    • Cross SubArch Overide: armv7m
  • Dialog mit Ok beenden.
  • Im Reiter Cross noch folgende CheckBoxen anwählen:
    • CPU: arm
    • OS: embedded
  • Button Install compiler drücken, somit wird der Cross-Compiler gebaut.

Wenn alles fehlerfrei gelaufen ist, FPCUPdeluxe beenden.

Lazarus vorbereiten

Lazarus auf deutsch

  • Lazarus mit dem neuen Desktop-Icon (Lazarus_fpcupdeluxe) starten.
  • "Tools --> Options --> General --> Language" Lazarus auf deutsch stellen, mit Ok bestätigen und Lazarus neu starten.

Lazarus sollte jetzt deutsch sein.

Start mit F9

Wenn man mit F9 starten will, kommt immer eine Fehlermeldung. Diese kann man unterbinden. Bei Lazarus folgendes ändern:

  • "Werkzeuge --> Einstellungen... --> Tastaturbelegung --> Befehle aus dem Menu 'Start' --> Programm starten", auf Unbekannt stellen.
  • "Werkzeuge --> Einstellungen... --> Tastaturbelegung --> Befehle aus dem Menu 'Start' --> Start ohne Debugger", die Haken bei Shift und Ctrl entfernen.

Somit kann man ganz normal mit F9 hochladen und starten. Man muss dabei aber bedenken, dass dann der Debugger auch unterbunden ist, wenn man dann mit Lazarus ein normales PC-Programm schreibt!

Codetools

Es kann sein, das die Codetools, die Unit stm32f103xb nicht findet. Dann ist folgender Schritt nötig:

  • "Werkzeuge --> FPC-Quelltextverzeichniss neu einlesen"

Leserlicher ASM-Code Erstellung

Wen man die Source als Assembler-Code sehen will, ist folgender Schritt notwendig:

  • "Projekt --> Projekteinstellungen... --> Benutzerdefinierten Einstellungen --> Benutzerdefinierten Einstellungen" noch -al eintragen, dies erzeugt eine *.s-Datei, welche das Programm als ASM-Code enthält.

Fehlerhafte Optimierung

Ich habe schon erlebt, das das Programm nicht richtig funktionierte, weil der Compiler den Code fehlerhaft optimierte.

  • Mit {$O-} am Programmanfang die Codeoptimierung ausschalten.

Erstes Projekt

Neues Projekt erzeugen

  • "Datei --> neu... --> Einfaches Programm" - ein neues Project erstellen.
  • "Projekt --> Projekteinstellungen... --> Konfiguration und Ziele" - folgendes einstellen:
    • Ziel-Betriebsystem (-T): Embedded
    • Ziel-CPU-Familie (-P): arm
    • Zielprozessor (-Cp): ARMV7M
  • "Projekt --> Projekteinstellungen... --> Debuggen": Den Haken "Debugger-Information für GDB erzeugen" entfernen.
  • "Projekt --> Projekteinstellungen... --> Benutzerdefinierten Einstellungen --> Benutzerdefinierten Einstellungen noch -WpSTM32F103X8 eintragen.
  • "Projekt --> Projekteinstellungen... --> Compiler-Kommandos --> Nachher ausführen"
    • Haken Kompilieren und Neu kompilieren entfernen.
    • Folgendes bei Befehl: eintragen:
      st-flash write stm32Blink.bin 0x8000000
Light bulb  Hinweis: Die Pfade müssen noch an die eigenen Installationen angepasst werden.

Als Empfehlung, würde ich dieses Projekt als Vorlage nehmen, und alle neuen Projekte auf dieser Aufbauen. Jedesmal das ganze bei einem neuen Projekt einzustellen, ist etwas mühsam.

Projekt starten

Dann sollte für ein erstes Blink-Programm (Source im nächsten Kapitel) nichts mehr im Wege stehen. Mit F9 Programm kompilieren und hochladen. Wenn alles funktioniert hat, sollte die LED an Pin13 ca. alle 1 Sekunden blinken.


Beispiel Code

program stm32Blink;

{$O-} // Keine Optimierung

procedure Delay;
var
  i: uint32;
begin
  for i := 0 to 500000 do begin
    asm nop end; // Leerbefehl
  end;
end;

begin
  // PortC einschalten
  RCC.APB2ENR := RCC.APB2ENR or (%1 shl 4);

  // Pin P13 von PortC aud Output.
  PortC.CRH := $00300000;

  // Hinweis: Die LED leuchtet bei LOW.
  while true do begin

    // Pin13 -- High
    PortC.BSRR := 1 shl 13;
    Delay;

    // Pin13 -- Low
    PortC.BRR := 1 shl 13;
    Delay;
  end;
end.

Manuell mit Make

Nicht getestet. 

make clean all OS_TARGET=embedded CPU_TARGET=arm SUBARCH=armv7m

MSEide und MSEgui

Als Alternative zu Lazarus kann man auch die MSEide und MSEgui verwenden.

Folgende Tools sind notwendig:

Diese Archive in einen Ordner entpacken, zB. /home/tux/STM32-FPC

MSEide unter /home/tux/STM32-FPC/msegui/bin starten.

  • Settings --> Configure MSEide - folgende Pfad anpassen:
    • $ {MSEDIR} - /home/tux/STM32-FPC/msegui/
  • Project --> open - Das Demo-Project im entpackten Ordner öffnen. ( /home/tux/STM32-FPC/samples/embedded/arm/stm32l100c/stm32l100c.prj )
  • Project --> Options --> Macros folgende Pfade anpassen:
    • TOOLCHAINDIR - /home/tux/STM32-FPC/gcc-arm-none-eabi-7-2017-q4-major/
    • CROSSFPCDIR - /home/tux/STM32-FPC/crossfpc-x86_64_linux_eabi_embedded_3_1_1/

Wen in der Linken Spalte noch ein roter Break-Point gesetzt ist, dieser mit einem Klick deaktivieren. Mit F9 das Programm starten. Wen alles richtig gelaufen ist, müsste dies ohne Fehler durchlaufen.

Wen man den Code im Editor durch folgenden ersetzt, sollte die LED an PC13 blinken.

Siehe auch

Autor: Mathias

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