STM32

1 - Cover [Seite 1]
2 - Titel [Seite 5]
3 - Impressum [Seite 6]
4 - Inhaltsverzeichnis [Seite 7]
5 - Einleitung [Seite 13]
5.1 - Worum es geht [Seite 14]
5.2 - Warum STM32F4? [Seite 15]
5.3 - Zielgruppe dieses Buches [Seite 16]
5.4 - Voraussetzungen [Seite 17]
5.5 - Aufbau des Buches [Seite 18]
5.6 - Einsatz von Bibliotheken? [Seite 23]
5.7 - Entwicklungsumgebungen [Seite 26]
5.8 - Hinweis zu den Prozessorregistern [Seite 26]
5.9 - Support [Seite 27]
5.10 - Anmerkungen des Autors [Seite 27]
6 - Teil I: Grundlagen [Seite 29]
6.1 - Kapitel 1: STM32F4xx-Mikrocontroller [Seite 31]
6.1.1 - 1.1 Überblick über die STM32F4xx-Familie [Seite 31]
6.1.2 - 1.2 Der STM32F446 [Seite 33]
6.1.2.1 - 1.2.1 Varianten des STM32F446 [Seite 33]
6.1.2.2 - 1.2.2 Speicherbelegung/Memory-Mapping [Seite 35]
6.1.2.3 - 1.2.3 Interner Aufbau des STM32F446 [Seite 39]
6.1.2.4 - 1.2.4 Bussysteme des STM32F446 [Seite 43]
6.2 - Kapitel 2: CMSIS und MCAL erstellen, der Bootprozess, Anwendung der CMSIS [Seite 45]
6.2.1 - 2.1 Warum sollte eine CMSIS-Bibliothek erstellt werden? [Seite 45]
6.2.2 - 2.2 Die CMSIS-Bibliothek [Seite 47]
6.2.2.1 - 2.2.1 Beschaffung der CMSIS-Dateien [Seite 47]
6.2.2.2 - 2.2.2 Aufräumarbeiten [Seite 48]
6.2.2.3 - 2.2.3 Erstellen der Bibliothek [Seite 50]
6.2.2.4 - 2.2.4 Fertigstellen der CMSIS-Bibliothek [Seite 53]
6.2.2.5 - 2.2.5 Einstellen von Suchpfaden [Seite 53]
6.2.2.6 - 2.2.6 Abschlussarbeiten an der CMSIS-Bibliothek [Seite 55]
6.2.2.7 - 2.2.7 Verwenden von CMSIS in eigenen Projekten [Seite 56]
6.2.3 - 2.3 Der Bootvorgang [Seite 62]
6.2.3.1 - 2.3.1 Der Reset-Handler [Seite 63]
6.2.3.2 - 2.3.2 SystemInit [Seite 66]
6.2.3.3 - 2.3.3 Grundlagen der Takterzeugung [Seite 66]
6.2.3.4 - 2.3.4 Linkerscripts [Seite 67]
6.2.4 - 2.4 MCAL / MCAL-STM [Seite 75]
6.3 - Kapitel 3: Embedded C vs. Standard C [Seite 79]
6.3.1 - 3.1 Kommentare [Seite 80]
6.3.2 - 3.2 Benennung von Funktionen, Variablen und Konstanten [Seite 80]
6.3.3 - 3.3 Verwendung geschweifter Klammern [Seite 81]
6.3.4 - 3.4 if()-Vergleiche mit Konstanten [Seite 82]
6.3.5 - 3.5 Verwendung von Konstanten [Seite 83]
6.3.6 - 3.6 Verwendung globaler Variablen [Seite 83]
6.3.7 - 3.7 Datentypen [Seite 84]
6.3.8 - 3.8 Datentypen in der STM-Dokumentation [Seite 86]
6.4 - Kapitel 4: RCC, SYSCFG und SCB [Seite 87]
6.4.1 - 4.1 Reset and Clock Control (RCC) [Seite 87]
6.4.1.1 - 4.1.1 Reset: Verschiedene Reset-Arten [Seite 88]
6.4.2 - 4.2 System Configuration Controller (SYSCFG) [Seite 92]
6.4.3 - 4.3 System Control Block (SCB) [Seite 93]
6.5 - Kapitel 5: Einstellung von Taktfrequenzen [Seite 97]
6.5.1 - 5.1 Einflüsse der Taktfrequenz [Seite 97]
6.5.2 - 5.2 Taktsystem [Seite 104]
6.5.2.1 - 5.2.1 Orientierung im »Clock tree« [Seite 104]
7 - Teil II: Kernkomponenten der STM32F4xx-Mikrocontroller [Seite 119]
7.1 - Kapitel 6: GPIO: General Purpose Input/Output [Seite 121]
7.1.1 - 6.1 Features und Grenzdaten [Seite 122]
7.1.2 - 6.2 GPIO-Register [Seite 123]
7.1.3 - 6.3 Zwei einfache Beispiele [Seite 132]
7.1.3.1 - 6.3.1 Rechtecksignal mit dem ODR-Register [Seite 133]
7.1.3.2 - 6.3.2 MCAL: Neue Funktion(en) [Seite 135]
7.1.3.3 - 6.3.3 Rechtecksignal mit BSRR [Seite 135]
7.2 - Kapitel 7: Polling, Interrupts und Exceptions [Seite 139]
7.2.1 - 7.1 Allgemeines zu Polling und Interrupts [Seite 140]
7.2.1.1 - 7.1.1 Polling [Seite 140]
7.2.1.2 - 7.1.2 Interrupts [Seite 141]
7.2.1.3 - 7.1.3 Interrupts beherrschen [Seite 142]
7.2.1.4 - 7.1.4 Maskierbare und nicht-maskierbare Interrupts [Seite 143]
7.2.1.5 - 7.1.5 Globale Interrupts [Seite 144]
7.2.1.6 - 7.1.6 Der Nested Vector Interrupt Controller NVIC [Seite 145]
7.2.2 - 7.2 Externe Interrupts [Seite 150]
7.2.2.1 - 7.2.1 External Interrupt/Event Controller (EXTI) [Seite 151]
7.2.2.2 - 7.2.2 Beispiel zu externen Interrupts [Seite 156]
7.2.2.3 - 7.2.3 Erkennung mehrerer externer Interrupts [Seite 162]
7.2.3 - 7.3 Exceptions [Seite 169]
7.3 - Kapitel 8: Alternative GPIO-Funktionen [Seite 171]
7.3.1 - 8.1 Wiederholung [Seite 171]
7.3.2 - 8.2 Aktivieren alternativer Funktionen [Seite 173]
7.3.3 - 8.3 Auswahl alternativer Funktionen [Seite 173]
7.4 - Kapitel 9: System Tick Timer (SysTick) [Seite 177]
7.4.1 - 9.1 Verwendung des SysTick-Timers [Seite 179]
7.4.2 - 9.2 Steuerung mehrerer Funktionen [Seite 184]
7.4.3 - 9.3 Steuerung mehrerer Funktionen: Ein verbesserter Ansatz [Seite 190]
7.4.4 - 9.4 Register des SysTick-Timers [Seite 202]
7.5 - Kapitel 10: Timer-Grundlagen und Basic Timer [Seite 205]
7.5.1 - 10.1 Allgemeines zu Timern und Countern [Seite 208]
7.5.2 - 10.2 Basic Timer TIM6 und TIM7 [Seite 210]
7.5.2.1 - 10.2.1 Beispiel mit Basic Timer TIM6 [Seite 214]
7.5.3 - 10.3 Prescaler (Vorteiler) der Busse [Seite 219]
7.6 - Kapitel 11: General-Purpose Timer (GP-Timer) [Seite 223]
7.6.1 - 11.1 GP-Timer, Teil 1: TIM9 bis TIM14 [Seite 224]
7.6.1.1 - 11.1.1 Register der GP-Timer TIM9 bis TIM14 [Seite 225]
7.6.1.2 - 11.1.2 Beispiel 1 zum Einsatz von TIM12 [Seite 230]
7.6.1.3 - 11.1.3 Beispiel 2 zum Einsatz von TIM12 [Seite 234]
7.6.2 - 11.2 GP-Timer, Teil 2: TIM2 bis TIM5 [Seite 239]
7.6.2.1 - 11.2.1 Einschub: Pulsweitenmodulation (PWM) [Seite 241]
7.6.2.2 - 11.2.2 Beispiel: Dimmen einer LED mittels PWM [Seite 246]
7.7 - Kapitel 12: Advanced-Control Timer [Seite 253]
7.7.1 - 12.1 Neue Register der Advanced-Control Timer [Seite 254]
7.7.2 - 12.2 Einschub: Schalten induktiver Lasten [Seite 258]
7.7.3 - 12.3 Beispiel zur Totzeitgenerierung mit dem STM32F446 [Seite 260]
7.7.3.1 - 12.3.1 Das Projekt Kap11-ACTIM-01-Center-and-Edge-Align [Seite 260]
7.8 - Kapitel 13: Digital-Analog-Konverter [Seite 267]
7.8.1 - 13.1 Technische Verfahren der D/A-Wandlung [Seite 267]
7.8.1.1 - 13.1.1 Die Parallelwandlung [Seite 268]
7.8.1.2 - 13.1.2 Das Zählverfahren [Seite 269]
7.8.1.3 - 13.1.3 Das R-2R-Verfahren [Seite 269]
7.8.2 - 13.2 DACs in der STM32F4xx-Familie [Seite 270]
7.8.2.1 - 13.2.1 Datenhalteregister [Seite 271]
7.8.2.2 - 13.2.2 Datenformate [Seite 272]
7.8.3 - 13.3 Die Register des DAC [Seite 273]
7.8.4 - 13.4 Ein einfaches Anwendungsbeispiel [Seite 275]
7.8.5 - 13.5 Tipps für eigene Anwendungen [Seite 280]
7.9 - Kapitel 14: Analog-Digital-Wandlung [Seite 281]
7.9.1 - 14.1 ADCs in der STM-Familie [Seite 282]
7.9.2 - 14.2 Register in den STM-ADCs [Seite 286]
7.9.3 - 14.3 Anwendungsbeispiel [Seite 291]
8 - Teil III: Serielle Schnittstellen [Seite 297]
8.1 - Kapitel 15: Serielle Kommunikation [Seite 299]
8.1.1 - 15.1 Grundlegende Begriffe [Seite 300]
8.1.1.1 - 15.1.1 Kommunikationsrichtungen [Seite 300]
8.1.1.2 - 15.1.2 Aufbau der Daten [Seite 301]
8.1.1.3 - 15.1.3 Datenpegel [Seite 303]
8.1.1.4 - 15.1.4 Übertragungsgeschwindigkeit [Seite 304]
8.1.1.5 - 15.1.5 Übertragungsprotokolle [Seite 304]
8.1.1.6 - 15.1.6 Asynchrone vs. synchrone Datenübertragung [Seite 305]
8.1.2 - 15.2 Ausführungsformen einfacher RS-232-Schnittstellen [Seite 306]
8.2 - Kapitel 16: UARTs und USARTs [Seite 307]
8.2.1 - 16.1 Was sind UARTs und USARTs? [Seite 308]
8.2.1.1 - 16.1.1 Die UART/USART-Register [Seite 309]
8.2.1.2 - 16.1.2 Empfangen und Senden von Daten [Seite 314]
8.3 - Kapitel 17: Inter-Integrated Circuit I²C [Seite 323]
8.3.1 - 17.1 Die ursprüngliche Idee hinter I²C [Seite 323]
8.3.2 - 17.2 Prinzipieller Aufbau einer I²C-Schaltung [Seite 324]
8.3.3 - 17.3 Betriebsarten/Protokoll von I²C [Seite 327]
8.3.3.1 - 17.3.1 Vier Betriebsarten [Seite 327]
8.3.3.2 - 17.3.2 Das I²C-Protokoll [Seite 329]
8.3.4 - 17.4 I²C in der STM32F4xx-Familie [Seite 331]
8.3.5 - 17.5 Ein Beispiel mit dem PCF8574 [Seite 338]
8.3.5.1 - 17.5.1 Der PCF8574 [Seite 340]
8.3.5.2 - 17.5.2 Das Programmlisting [Seite 341]
8.3.6 - 17.6 Daten lesen von I²C-Komponenten [Seite 350]
8.3.7 - 17.7 Anmerkungen zu den Beispielprojekten [Seite 354]
8.4 - Kapitel 18: Serial Peripheral Interface SPI [Seite 359]
8.4.1 - 18.1 Datentransfer in SPI-Interfaces [Seite 362]
8.4.1.1 - 18.1.1 CPHA = 1 [Seite 362]
8.4.1.2 - 18.1.2 CPHA = 0 [Seite 363]
8.4.1.3 - 18.1.3 Anwendung von SPI [Seite 364]
8.4.2 - 18.2 SPI-Register der STM32F4xx-Familie [Seite 364]
8.4.3 - 18.3 Ein einfaches Beispiel mit dem MAX7219 [Seite 370]
8.4.3.1 - 18.3.1 Kurzbeschreibung des MAX7219 [Seite 380]
8.4.4 - 18.4 Eine kleine Übung [Seite 381]
9 - Teil IV: Weitere Komponenten [Seite 383]
9.1 - Kapitel 19: Direct Memory Access (DMA) [Seite 385]
9.1.1 - 19.1 Funktionsweise [Seite 386]
9.1.2 - 19.2 DMAC(s) in der STM32F4xx-Familie [Seite 387]
9.1.3 - 19.3 Beispiel: Memory ? USART2 ? PC mit DMA [Seite 394]
9.1.3.1 - 19.3.1 Erläuterung der Funktionsweise [Seite 399]
9.1.3.2 - 19.3.2 »Probleme« von DMA [Seite 401]
9.2 - Kapitel 20: Watchdog [Seite 403]
9.2.1 - 20.1 Independent Watchdog (IWDG) [Seite 403]
9.2.2 - 20.2 Window Watchdog (WWDG) [Seite 405]
9.2.2.1 - 20.2.1 Funktionsweise [Seite 406]
9.2.3 - 20.3 Debuggen und Watchdogs [Seite 408]
10 - Anhang A: Internetadressen und Literaturnachweise [Seite 409]
10.1 - A.1 Literaturnachweise [Seite 409]
10.2 - A.2 Infos zur STM32F4xx-Familie [Seite 410]
10.3 - A.3 Programmierung in C [Seite 410]
10.4 - A.4 Tastaturkürzel von STM32CubeIDE [Seite 410]
10.5 - A.5 Internettutorials [Seite 410]
10.6 - A.6 Support [Seite 411]
11 - Anhang B: Dokumentation der MCAL [Seite 413]
11.1 - B.1 Grundlegender Aufbau der Dokumentation [Seite 413]
11.2 - B.2 Erläuterung einzelner Funktionen [Seite 414]
12 - Anhang C: Einführung in das Debuggen [Seite 417]
12.1 - C.1 Debugger einrichten [Seite 418]
12.2 - C.2 Variablen »beobachten« [Seite 422]
12.3 - C.3 Anzeige von Prozessorregistern [Seite 424]
12.4 - C.4 Anzeige von SRAM-Inhalten [Seite 425]
12.5 - C.5 Vorsicht bei Watchdogs! [Seite 425]
12.6 - C.6 Ein weiteres tolles Feature [Seite 427]
13 - Stichwortverzeichnis [Seite 429]