STMicroelectronics UM3469 X-CUBE-ISO1 программалык камсыздоону кеңейтүү

Introduction

STM1Cube үчүн X-CUBE-ISO32 кеңейтүү программалык пакети STM32де иштейт жана X-NUCLEO-ISO1A1 үчүн микропрограмманы камтыйт. Программа X-NUCLEO тарабынан берилген негизги PLC түзүлүшүн өнүктүрүү үчүн колдонууга оңой чечимди камсыз кылат. Кеңейтүү STM32Cube программалык технологиясына негизделген, ар кандай STM32 микроконтроллерлери аркылуу көчүрүүнү жеңилдетет.

Программа NUCLEO-G1RB иштеп чыгуу тактасына (же NUCLEO-G1B071RE же NUCLEO-G0RB) туташтырылган X-NUCLEO-ISO1A070 кеңейтүү тактасында иштеген ишке ашыруу менен келет. Мындан ары документте жөнөкөйлүк үчүн NUCLEO-G071RB гана айтылат.
X-NUCLEO-ISO1A1 тактасы киргизүү жана чыгаруу мүмкүнчүлүктөрүн кеңейтүү үчүн тиешелүү секирүү орнотуулары менен эки тактанын тизилишин колдоо үчүн иштелип чыккан.

Акронимдер жана аббревиатуралар

Таблица 1. Акронимдердин тизмеси

Акроним	Description
PLC	Программалануучу логикалык контроллер
API	Колдонмо программалоо интерфейси
PWM	Импульстун кеңдигинин модуляциясы
GPIO	Жалпы максаттагы киргизүү/чыгарма.
ХАЛ	Аппараттык абстракция катмары
PC	Персоналдык компьютер
FW	Микропрограмма

STM32Cube деген эмне?

STM32Cube™ иштеп чыгуучу күч-аракетти, убакытты жана чыгымдарды азайтуу аркылуу иштеп чыгуучулардын жашоосун жеңилдетүү үчүн STMicroelectronics демилгесин билдирет. STM32Cube STM32 портфелин камтыйт.
STM32Cube версия 1.x камтыйт:

• STM32CubeMX, графикалык усталарды колдонуу менен C инициализациялоо кодун генерациялоого мүмкүндүк берген графикалык программа конфигурациялоо куралы.
• Ар бир серияга мүнөздүү комплекстүү камтылган программалык платформа (мисалы, STM32G0 сериясы үчүн STM32CubeG0), ал төмөнкүлөрдү камтыйт:
  • STM32Cube HAL камтылган абстракция катмарынын программасы, STM32 портфолиосу боюнча максималдуу көчүрүүнү камсыз кылуу
  • RTOS, USB, TCP/IP жана графика сыяктуу ортоңку программанын компоненттеринин ырааттуу топтому
  • экс толук топтому менен бардык камтылган программалык камсыздооamples.

STM32Cube архитектурасы
STM32Cube микропрограммалык чечими төмөндөгү диаграммада сүрөттөлгөндөй, бири-бири менен оңой өз ара аракеттене ала турган үч көз карандысыз деңгээлде курулган.

STM1Cube үчүн X-CUBE-ISO32 программалык камсыздоону кеңейтүү

Бүттүview
STM1 чөйрөлөрүнүн жана китепканаларынын айланасында иштелип чыккан X-NUCLEO-ISO1A32, өнөр жайлык изоляцияланган киргизүү/чыгарууну кеңейтүү тактасынын микропрограммасы санариптик киргизүүлөрдү, интегралдык диагностика менен чыгууларды башкаруу үчүн STM32 Nucleo такталарынын жогорку өндүрүмдүүлүгүн колдонот. Бул тактайдын комплекстүү конфигурациясын жана башкарууну, анын ичинде демейки жана альтернативдик шарттар үчүн алкактарды, алдын ала масштабдуу маанилерди орнотуу үчүн макросторду жана GPIO порттору менен пиндер үчүн аныктамаларды камтыйт.

Бул ар кандай с колдойтample колдонмону колдонуу учурлары, мисалы, чыгарууну чагылдырууга санариптик киргизүү, Nucleo тактасы аркылуу UART байланышы, каталарды аныктоо, сыноо учурлары жана PWM генерациясы, аларды түздөн-түз колдонууга жана оңой ыңгайлаштырууга жана кеңейтүүгө болот.

API санариптик киргизүү/чыгарууну башкаруу, каталарды аныктоо жана тактанын статусун жаңыртуу үчүн бир эле учурда эки тактаны ар кандай режимдерде иштетүү үчүн конфигурация орнотуулары менен камсыз кылат. Өзгөчө API функциялары санарип чыгуу каналдары үчүн PWM сигналдарын инициализациялоо, баштоо, токтотуу жана конфигурациялоо үчүн жеткиликтүү.

Башкарманын колдоо пакети IPS1025H-32 менен интерфейстелген GPIO пиндерин көзөмөлдөө жана көзөмөлдөө жана CLT03-2Q3 менен интерфейстелген GPIO пиндеринин абалын санарип изолятор аркылуу окуу функцияларын камтыйт.
Конфигурация жана инициализация STM32CubeMX негизинде, иштеп чыгуу жана мүчүлүштүктөрдү оңдоо STM32CubeIDE, IAR Systems жана Keil® куралдары тарабынан колдоого алынган.

Архитектура
X-NUCLEO-ISO1A1 үчүн микропрограмманы бир нече функционалдык блокторго бөлүүгө болот, алардын ар бири системанын ишинин ар кандай аспектилери үчүн жооптуу:

• Башкарманын конфигурациясы жана башкаруу:
  • board_config.h file тактаны демейки же башка шарттарда же экөө тең иштеши үчүн конфигурациялоо үчүн макросторду камтыйт. Ал ошондой эле алдын ала масштабдагы баалуулуктар жана GPIO порттору жана пиндер үчүн аныктамаларды камтыйт.
  • Бул блок тактанын керектүү иштөө шарттарына туура орнотулушун жана бардык керектүү аппараттык конфигурациялардын ордунда болушун камсыздайт.
• Колдонмолорду колдонуу учурлары:
  • st_iso_app.h жана st_iso_app.c fileлар башкармалыктын ар кандай функцияларын текшерүү үчүн иштелип чыккан тиркемени колдонуу учурларын камтыйт.
  • Бул колдонуу учурлары чыгыш күзгүсүнө санарип киргизүүнү, каталарды аныктоо тесттерин жана PWM сигналын генерациялоону камтыйт.
  • Example конфигурациялары микропрограмманын ар тараптуулугун жана ийкемдүүлүгүн көрсөтүүчү эки тактаны бир эле учурда ар кандай режимдерде иштетүү үчүн каралган.
• API функциялары:
  • iso1a1.h жана iso1a1.c fileар кандай функцияларды колдоо үчүн API'лердин комплекстүү топтомун камсыз кылат.
  • Бул API'лер санариптик киргизүү/чыгарууну башкаруу, каталарды аныктоо жана тактанын абалын жаңыртуу функцияларын камтыйт.
  • API'лер жөнөкөй жана интуитивдик болуп иштелип чыккан, бул колдонуучуларга такта менен иштешүүнү жана керектүү операцияларды жасоону жеңилдетет.
• PWM сигналын башкаруу:
  • pwm_api.h жана pwm_api.c files PWM сигналын генерациялоого байланыштуу белгилүү API функцияларын камтыйт.
  • Бул функциялар санарип чыгуу каналдары үчүн PWM сигналдарын баштоого, конфигурациялоого, баштоого жана токтотууга мүмкүндүк берет.
  • PWM функциясы демейки тандоо эмес. Буларды иштетүү үчүн такта конфигурациясы өзгөртүлдү. Көбүрөөк маалымат үчүн 3.5: API'лер бөлүмүн караңыз.
• Башкарманын колдоо пакети:
  • Башкармалык колдоо пакети камтыйт files IPS1025H-32 менен интерфейстелген GPIO пиндерин көзөмөлдөө жана мониторинг жүргүзүү жана CLT03-2Q3 менен интерфейстелген GPIO пиндеринин абалын окуу үчүн.
  • ips1025h_32.h жана ips1025h_32.c files IPS1025H-32 менен интерфейстелген GPIO пиндериндеги мүчүлүштүктөрдү орнотуу, тазалоо жана аныктоо функцияларын камсыз кылат.
  • clt03_2q3.h жана clt03_2q3.c files CLT03-2Q3 менен интерфейстелген GPIO пиндеринин абалын окуу үчүн функцияларды камсыз кылат.

Демонстрациялык программалык камсыздоо тутумдун мүмкүнчүлүктөрүн көрсөтүү үчүн бир нече жөнөкөй колдонуу учурларын ишке ашырат. Бул колдонуу учурлары жана колдонуучунун API'лери үзгүлтүксүз иштешин жана так натыйжаларды камсыз кылуу үчүн макулдашылган түрдө аткарылат. Архитектура колдонуучуларга жаңы функцияларды кошууга жана керек болгон учурларда колдонууга мүмкүндүк берүүчү оңой кеңейтилүүчү болуп иштелип чыккан. Демейки конфигурация санариптик өнөр жай IO менен бир тактаны иштетүү үчүн берилген. 2-таблицада сүрөттөлгөндөй секирүү жөндөөлөрү демейки режимде болушу керек. Санарип киргизүү Санарип чыгууну чагылдыруу (DIDO) демейки микропрограмма колдонмосун колдонуу учуру.

Папканын структурасы

Программалык пакетке төмөнкү папкалар киргизилген:

• Документацияда компиляцияланган HTML бар file программалык камсыздоонун компоненттерин жана API'лерди деталдаштырып, баштапкы коддон түзүлгөн.
• Айдоочулар төмөнкүлөрдү камтыйт:
  • STM32G32xx_HAL_Driver папкаларында жайгашкан STM0Cube HAL папкасы. Булар fileлар бул жерде сүрөттөлбөйт, анткени алар X-CUBE-ISO1 программасына мүнөздүү эмес, бирок түздөн-түз STM32Cube рамкасынан келген.
  • Cortex® микроконтроллер программалык интерфейс стандартын камтыган CMSIS папкасы files from Arm. Булар files Cortex®-M процессор сериясы үчүн сатуучудан көз карандысыз аппараттык абстракция катмары. Бул папка да STM32Cube алкагында өзгөрүүсүз келет.
  • IPS1025H-32 жана CLT03-2Q3 компоненттеринин коддорун жана X-NUCLEO-ISO1A1 менен байланышкан API'лерди камтыган BSP папкасы.
• Колдонмо негизги.c камтыган колдонуучу папкасын камтыйт file, колдонмону колдонуу учуру file, st_iso_app.c жана board_config.h file, NUCLEO-G071RB платформасы үчүн каралган.

BSP папкасы
X-CUBE-ISO1 программасы эки башка компонентти колдонот files, BSP/Компоненттердин ичинде:

IPS1025
ips1025h_32.h жана ips1025h_32.c files IPS1025H-32 менен интерфейстелген GPIO пиндери үчүн комплекстүү драйверди ишке ашырууну камсыз кылат, анын ичинде бардык пиндерди башкаруу жана каталарды аныктоо үчүн толук функция. Булар fileтүзмөктү инициализациялоо, каналдын абалын орнотуу жана тазалоо, ката шарттарын аныктоо жана PWM функцияларын башкаруу функцияларын ишке ашырат. Драйвер жеке канал же топ катары толук мүмкүнчүлүктөрү менен бир нече түзмөктөрдү жана каналдарды колдойт.

CLT03
clt03_2q3.h жана clt03_2q3.c files CLT03-2Q3 менен интерфейстелген GPIO пиндери үчүн толук өзгөчөлөнгөн драйверди ишке ашырат, бардык пин абалын окуу үчүн толук мүмкүнчүлүктөрү бар. Драйвер аппаратты инициализациялоо, жеке канал статусун окуу жана бир эле учурда бардык каналдар үчүн статус маалыматын алуу функцияларын камсыз кылат. Ал бир нече түзмөк конфигурациясын колдойт жана каналды натыйжалуу башкаруу үчүн ички абалын сактайт.

X-CUBE-ISO1 программалык API'лери эки негизги булакка бөлүнөт files, алар ISO1A1 папкасынын ичинде:

ISO1A1
ISO1A1 files такта конфигурациясына, компоненттердин өз ара аракеттенишине жана каталарды башкарууга арналган API функцияларынын комплекстүү топтомун камтыйт. Бул функциялар окуу жана жазуу операцияларын, каталарды аныктоону жана жаңыртууларды жеңилдетет жана негизги API функцияларын колдоо үчүн ар кандай жардамчы утилиттерди камтыйт. Мындан тышкары, fileс LED башкаруу, GPIO инициализациясы, үзгүлтүктөр менен иштөө жана UART байланышы үчүн функцияларды камсыз кылат.

PWM API
PWM API PWM сигналдарын инициализациялоо, конфигурациялоо, баштоо жана токтотуу функцияларын камсыз кылат. Ал PWM жыштыгын жана белгиленген таймер төөнөгүчтөрү үчүн иштөө циклин орнотууга мүмкүндүк берип, PWM операцияларын так көзөмөлдөөнү камсыз кылат.

Колдонмо папкасы
Колдонмо папкасы негизги камтыйт fileлар микропрограммага, анын ичинде аталыштарды жана булакты талап кылат fileс. Төмөндө деталдуу сүрөттөлүшү болуп саналат fileбул папкадагы s:

• board_config.h: такта үчүн конфигурация макростору.
• main.c: Негизги программа (коду мурункуample ISO1A1 үчүн китепканага негизделген).
• st_iso_app.c: Башкармалык тестирлөө жана конфигурациялоо үчүн колдонмо функциялары.
• stm32g0xx_hal_msp.c: HAL баштоо процедуралары.
• stm32g0xx_it.c: үзгүлтүккө учуроочу.
• syscalls.c: Системалык чалууларды ишке ашыруу.
• sysmem.c: Системанын эс тутумун башкаруу.
• system_stm32g0xx.c: Системаны инициализациялоо.

Программалык камсыздоо талап кылынган ресурстар
Nucleo аппараты GPIO аркылуу X-NUCLEO-ISO1A1 тактасын башкарат жана байланышат. Бул X-NUCLEO-ISO1A1 тактасында камтылган өнөр жай IO түзүлүштөрүн киргизүү, чыгаруу жана каталарды аныктоо үчүн бир нече GPIO колдонууну талап кылат. Көбүрөөк маалымат жана секирүү конфигурациялары үчүн UM3483 аппараттык колдонуучу колдонмосун караңыз.

Тактанын конфигурациясы (board_config.h)
board_config.h file такта конфигурациясына ылайык программаны конфигурациялоо үчүн колдонулган ресурстарды жана конфигурациялык макросторду аныктайт. Ал эки тактайга чейин (мисалы, эки тактайдын тизилиши) иштейт.
Программалык камсыздоонун DEFAULT конфигурациясы X-NUCLEO-ISO1A1 кеңейтүү тактасы менен анын секиргичтери демейки позицияларда түзүлөт. X-NUCLEO-ISO1A1 үчүн программаны демейки жөндөөсүндө конфигурациялоо үчүн, board_config.h дарегиндеги BOARD_ID_DEFAULT макросун комментарийден чыгарыңыз file.

Программанын ALTERNATE конфигурациясы board_config.h дарегиндеги BOARD_ID_ALTERNATE макросун комментарийлөө менен орнотулат. file жана тактадагы секирүүчү позицияларды өзгөртүү.
Эки тактаны бир эле учурда топтоо конфигурациясында колдонуу үчүн, BOARD_ID_DEFAULT жана BOARD_ID_ALTERNATE макросторунун экөөнөн тең комментарий алып, бир тактанын секиргичтери демейки абалда, экинчиси альтернативдик абалда экенин текшериңиз. Эки тактанын тең конфигурациясында болушу (экөө тең демейкиде же экөө тең кезектешип) сунушталбайт жана каалабаган жүрүм-турумга алып келиши мүмкүн экенин эске алыңыз.
Бир гана тактаны иштетип жатканда, программалык камсыздоонун бир конфигурацияга конфигурацияланганын жана башка конфигурацияга туура келген макростун комментарийлерин текшериңиз.

Алдын ала масштабдоочулар
Тийиштүү макросторду орнотуу менен PWM чыгаруу үчүн ар кандай жыштык диапазондорун алуу үчүн board_config.h ичиндеги алдын ала масштабдуу маанилерди конфигурациялай алабыз. Алдын ала скалярдык маанини колдонуу үчүн, тиешелүү макросту чечмелеп, башкаларга комментарий бериңиз. Демейки боюнча, DEFAULT_PRESCALAR колдонулат.

• PRESCALER_1
• PRESCALER_2
• DEFAULT_PRESCALER

Алдын ала шкалалардын маанилери таймерлер колдонулуп жатканда гана колдонулат жана эч кандай негизги киргизүү/чыгаруу операциясы үчүн талап кылынбайт. Скалярга чейинки макростордун маанилери жана алардын тиешелүү жыштык диапазондору коддук документациядан же коддун өзүнөн каралышы мүмкүн.

Жүрөктүн согушу LED
Биз NUCLEO-G7RB тактасына туура туташуу үчүн сыноо катары жашыл колдонуучу LEDди, D071ди жүрөктүн согуусу менен бүлбүлдөп конфигурациялай алабыз. Макро, комментарий жазылбаганда HEARTBEAT_LED, NUCLEO менен туташтырылганда, X-NUCLEO-ISO1A1деги жашыл диодду күйгүзөт. Ал 1 секунд күйгүзүлүп, 2 секунда өчүп турат, убакытты таймерлер көзөмөлдөйт. Ал колдонулбаганда же LEDди камтыган кандайдыр бир функция чакырылганда, макро комментарийсиз калтырылышы керек.

Киргизүү жана чыгаруу GPIO конфигурациясы
Ар бир X-NUCLEO-ISO1A1 тактасы эки киргизүү порту жана эки чыгуу порту менен жабдылган. Тактанын мүмкүнчүлүктөрүн эки X-NUCLEO-ISO1A1 тактасын бири-биринин үстүнө коюу аркылуу кеңейтүүгө болот, ошону менен төрт санарип киргизүү портун жана төрт санарип чыгуу портун колдонууга мүмкүндүк берет. Берилген программа окууну, орнотууну жана портторду тазалоону жеңилдеткен комплекстүү API'лерди камтыйт. Кошумча, API'лер бардык портторду бир эле учурда орнотууга, окууга же тазалоого мүмкүндүк берет. API функциялары жөнүндө толук маалымат код документтеринде, ошондой эле бул документтин API бөлүмүндө бар.

Бул жерде DI префикси санарип киргизүү портун жана DO санарип чыгуу портун көрсөтөт. Кошумча конфигурация үчүн программа _alt суффикси тиркелген ошол эле атоо конвенцияларын колдонот.
Төмөнкү таблицада ар кандай IO портторуна туура келген программалык камсыздоодо аныкталган GPIO макростору берилген:

Таблица 2. Демейки жана альтернативалуу программалык камсыздоо конфигурациялары үчүн бөлүнгөн GPIO

аты	Функция	Демейки конфигурация	Альтернативдүү конфигурация
КИРГИЗҮҮ PIN	Киргизүү пин 1	GPIOC, IA0_IN_1_PIN	GPIOD, IA0_IN_1_PIN
	Киргизүү пин 2	GPIOD, IA1_IN_2_PIN	GPIOC, IA1_IN_1_PIN
OUTPUT PIN	Чыгуу пин 1	GPIOC, QA0_CNTRL_1_PIN	GPIOD, QA0_CNTRL_1_PIN
	Чыгуу пин 2	GPIOC, QA1_CNTRL_2_PIN	GPIOC, QA1_CNTRL_2_PIN
FAULT PIN	Ката пин 1	GPIOC, FLT1_QA0_2_OT_PIN	GPIOD, FLT1_QA0_1_OT_PIN
	Ката пин 2	GPIOC, FLT2_QA0_2_OL_PIN	GPIOD, FLT2_QA0_1_OL_PIN
	Ката пин 3	GPIOC, FLT1_QA1_2_OT_PIN	GPIOC, FLT1_QA1_1_OT_PIN
	Ката пин 4	GPIOC, FLT2_QA1_1_OL_PIN	GPIOD, FLT2_QA1_2_OL_PIN
КОНФИГУРАЦИЯ МАКРО		BOARD_ID_DEFAULT	BOARD_ID_ALTERNATE

Таймерлер жана PWM
Таймерлерди X-CUBE-ISO1 микропрограммасында конкреттүү пиндер үчүн PWM сигналдарын түзүү үчүн колдонсо болот. Демейки боюнча, таймерлер TIM3тен башка инициализацияланбайт. Тиешелүү таймерлер PWM сигналдарын жаратуудан мурун инициализацияланышы керек жана тиешелүү чыгуу порттору PWM режиминде инициализацияланышы керек.
Кадимки GPIO киргизүү/чыгарма операциялары үчүн эч кандай таймерди же чыгаруу портун конфигурациялоонун кереги жок, анткени ал демейки боюнча кам көрүлөт. Бирок, эгерде чыгаруу төөнөгүчтөрү PWM режимине коюлгандан кийин, биз аларды GPIO пиндери катары колдонуу үчүн GPIO режиминде кайра конфигурациялашыбыз керек.

Эскертүү: Чыгуу пиндери PWM генерациясы үчүн колдонулуп жатканда, GPIO чыгышы өчүрүлөт, эки функцияны бир убакта ишке ашыруу мүмкүн эмес. PWM колдонгондон кийин GPIOну кайра иштетүү үчүн, API функциясын ST_ISO_BoardConfigureDefault() же ST_ISO_InitGPIO() чакырып, бардык портторду бир эле учурда GPIO же ST_ISO_Init_GPIO() катары белгилүү GPIO порту жана пин менен конфигурациялоого болот.

Жогоруда айтылгандай, программалык камсыздоо демейки боюнча бир таймерди колдонот, TIM3, ал колдонуучунун LED убактысын, саатын жана UART убакытын ишке ашыруу үчүн колдонулат. Ал демейки боюнча 1 секунддук мөөнөткө конфигурацияланган.
Төмөнкү таблица биздин кодубуздагы ар бир пин үчүн жеткиликтүү болгон таймерлер жөнүндө кеңири маалымат берет:

Таблица 3. Ар бир пин үчүн жеткиликтүү таймерлер

Pin аты	Программалык камсыздоону көрсөтүү	Таймер	Таймер каналы	Альтернативдик функция
QA0_CNTRL_1_PIN	QA_0	TIM2	TIM_CHANNEL_4	GPIO_AF2_TIM2
QA1_CNTRL_2_PIN	QA_1	TIM1	TIM_CHANNEL_3	GPIO_AF2_TIM1
QA0_CNTRL_2_PIN	QA_0_ALT	TIM1	TIM_CHANNEL_4	GPIO_AF2_TIM1
QA1_CNTRL_1_PIN	QA_1_ALT	TIM17	TIM_CHANNEL_1	GPIO_AF2_TIM17

Микропрограмманын кошумча утилиталары
Микропрограмма X-NUCLEO-ISO1A1 баалоо кеңешинин функционалдуулугун жогорулатуу үчүн кошумча программаларды камтыйт. Алардын айрымдары төмөндө баяндалган.

UART
UART байланыш өзгөчөлүгү, мисалы, TeraTerm, PuTTY жана башка ушул сыяктуу колдонмолор аркылуу тактайдын статусун реалдуу убакыт мониторинг жүргүзүү жана мүчүлүштүктөрдү оңдоого мүмкүндүк берет. Программалык камсыздоо NUCLEO-G071RB тактасында жайгашкан UART аркылуу UART маалыматтарды берүүнү камсыз кылат. `ST_ISO_UART` функциясы системанын иштөө убактысын, микропрограмма конфигурациясын жана ката статусун камтыган UART аркылуу такта статусунун толук маалыматын жөнөтөт. Бул маалыматтар болушу мүмкүн viewTeraTerm сыяктуу ар кандай сериялык порт тиркемесин колдонуу менен. `ST_ISO_APP_DIDOandUART` функциясы санариптик киргизүү/чыгарма операцияларын UART байланышы менен айкалыштырат, бардык киргизүү жана чыгаруу каналдарынын абалын белгиленген аралыкта өткөрүп берет. Төмөндө конфигурация орнотуулары жана ошондойampТераТермде маалыматтар кандайча пайда болот. Порттун аталышы колдонулган системага жана сериялык портко жараша өзгөрүшү мүмкүн.

IO пин режиминин конфигурациясы
IO пин режиминин конфигурациясынын утилитасы колдонуучуларга ST_ISO_BoardConfigure() функциясын колдонуу менен тактанын киргизүү жана чыгаруу портторун коюуга мүмкүндүк берет. Бул функция эки чыгуу портун (QA0, QA1) жана эки киргизүү портун (IA0, IA1) Киргизүү/Чыгуу режимине, PWM чыгаруу режимине же Үзгүлтүктүү киргизүү режимине конфигурациялоону колдойт. Параметрлерди тууралоо жана бул функцияны чакыруу менен колдонуучулар тактанын IO конфигурациясын конкреттүү муктаждыктарга жооп берүү үчүн оңой ыңгайлаштыра алышат.

Киргизүү/Чыгуу режиминде утилита жалпы максаттагы санариптик операциялар үчүн GPIO пиндерин инициализациялайт. PWM чыгаруу режиминде ал PWM сигналын так башкаруу үчүн таймерлерди орнотот. Үзгүлтүккө киргизүү режиминде болгондо, утилита үзгүлтүктөр менен иштөө үчүн пиндерди конфигурациялайт, бул окуяга жооп берүүчү программалоого мүмкүндүк берет.

Ишти үзгүлтүккө учуратуу
FAULT сигналдарын иштетүү үчүн программалык камсыздоо тиешелүү үзгүлтүккө учураган линияларды иштетип, жооп берүүчү окуяга негизделген программалоого мүмкүндүк берет. Ыңгайлаштырылган иштеткичти бул үзгүлтүктөр менен байланыштырса болот
HAL_GPIO_EXTI_Rising_Callback функциясы APIде аныкталган. Программа ST_ISO_BoardConfigure функциясы аркылуу үзгүлтүккө учуратуу режиминде GPIO пиндерин инициализациялоо жана EXTI IRQ иштеткичтеринде конкреттүү аракеттерди конфигурациялоо үчүн функцияларды камтыйт. Бул колдонуучуларга башкармалыктын тышкы окуяларга кандай жооп кайтарарын ыңгайлаштырууга мүмкүндүк берет, ал ар кандай ката шарттарын жана триггерлерди эффективдүү башкара алат.

API'лер
X-CUBE-ISO1 программалык камсыздоо API'си X-NUCLEO-ISO1A1 тактасын, анын ичинде PWM сигналын генерациялоо жана GPIO операцияларын көзөмөлдөө жана көзөмөлдөө үчүн функциялардын комплекстүү топтомун камсыз кылат. API колдонууга оңой жана ар кандай тиркемелерге интеграциялануу үчүн иштелип чыккан, бул ийкемдүүлүктү жана тактанын функцияларын көзөмөлдөөнү камсыз кылат.

X-CUBE-ISO1 программалык API BSP/ISO1A1 папкасында аныкталган. Анын функциялары ST_ISO префикси менен коюлган. API iso1a1.c жана pwm_api.c аркылуу колдонмолорго көрүнүп турат files - константалардын, маалымат структураларынын жана функциялардын жыйындысы.
Sampмикропрограмма колдонмолору бул функциялардын кээ бир мүмкүн болгон колдонулуштарын көрсөтүү үчүн бул API'лерди колдонот.

X-CUBE-ISO1 программалык пакети API'лердин эки топтомун камсыз кылат:

• ISO1A1 API
• PWM API

ISO1A1 API
ISO1A1 API iso1a1.h жана iso1a1.c менен аныкталган fileс. Ал ISO1A1 тактасын конфигурациялоо жана башкаруу функцияларын камсыз кылат, анын ичинде GPIO киргизүү/чыгарма операциялары жана каталарды аныктоо.

Негизги функциялар

• ST_ISO_BoardConfigureDefault: Демейки GPIO конфигурациясы менен тактанын IO портторун конфигурациялайт.
• ST_ISO_BoardConfigure: такта үчүн киргизүү жана чыгаруу портторунун режимин конфигурациялайт.
• ST_ISO_BoardInit: Тактанын жабдыгын инициализациялайт.
• ST_ISO_BoardMapInit: Канал туткаларынын конфигурациясынын негизинде тактанын функцияларын инициализациялайт.
• ST_ISO_GetFWVersion: Учурдагы микропрограмманын версиясын кайтарат.
• ST_ISO_GetChannelHandle: Белгиленген канал аталышы үчүн канал туткасын чыгарат.
• ST_ISO_InitGPIO: Берилген модулдун идентификатору менен көрсөтүлгөн GPIO пинди инициализациялайт.
• ST_ISO_InitInterrupt: Белгиленген GPIO пинди берилген модулдун идентификатору менен үзгүлтүккө учуратуу катары инициализациялайт.
• ST_ISO_EnableFaultInterrupt: үзгүлтүккө учуратуу режиминде ката GPIO пиндерин инициализациялайт.
• ST_ISO_SetChannelStatus: Белгиленген каналдын абалын орнотот.
• ST_ISO_SetOne_DO: Бир санарип чыгуу каналын орнотот.
• ST_ISO_ClearOne_DO: Бир санарип чыгуу каналын тазалайт.
• ST_ISO_WriteAllChannels: Бардык санарип чыгуу каналдарына маалыматтарды жазат.
• ST_ISO_GetOne_DI: Бир санарип киргизүү каналынын статусун алат.
• ST_ISO_ReadAllChannel: Бардык киргизүү каналдарынын абалын окуйт.
• ST_ISO_ReadAllOutputChannel: Бардык чыгуу каналдарынын абалын окуйт.
• ST_ISO_ReadFaultStatus: Бардык каталарды аныктоо портторунан ката статусун окуйт.
• ST_ISO_ReadFaultStatusPolling: Добуш берүү режиминде такталардын катасын аныктоону сынайт.
• ST_ISO_DisableOutputChannel: Ошол канал үчүн чыгууну өчүрөт.
• ST_ISO_UpdateBoardStatusInfo: тактанын статусу тууралуу маалыматты жаңылайт.
• ST_ISO_UpdateFaultStatus: Белгилүү бир канал үчүн ката статусун жаңылайт.
• ST_ISO_BlinkLed: Белгиленген LEDди берилген кечигүү жана кайталоо саны менен күйгүзөт.
• ST_ISO_UART: UART аркылуу тактанын статусу тууралуу маалыматты жөнөтөт.
• ST_ISO_SwitchInit: Которуу компоненттерин инициализациялайт.
• ST_ISO_SwitchDeInit: Которуу инстанциясын де-инициализациялайт.
• ST_ISO_DigitalInputInit: Санарип киргизүү компоненттерин инициализациялайт.
• ST_ISO_DigitalInputDeInit: Санарип киргизүү инстанциясын де-инициализациялайт.

PWM API
PWM API pwm_api.h жана pwm_api.c менен аныкталган fileс. Ал конкреттүү пиндер үчүн PWM сигналдарын инициализациялоо жана көзөмөлдөө үчүн төмөнкү функцияларды камсыз кылат.

• ST_ISO_Init_PWM_Signal: PWM сигналы үчүн таймерлерди жана атайын пинди инициализациялайт.
• ST_ISO_Set_PWM_Frequency: Белгилүү пин үчүн PWM жыштыгын орнотот.
• ST_ISO_Set_PWM_Duty_Cycle: Белгилүү пин үчүн PWM милдет циклин орнотот.
• ST_ISO_Start_PWM_Signal: Белгилүү пиндеги PWM сигналын баштайт.
• ST_ISO_Stop_PWM_Signal: Белгилүү пиндеги PWM сигналын токтотот.

Тиешелүү каналда PWM сигналын баштоо үчүн, адегенде ST_ISO_Init_PWM_Signal функциясын чакырыңыз, андан кийин ST_ISO_Set_PWM_Frequency жана
ST_ISO_Set_PWM_Duty_Cycle тиешелүүлүгүнө жараша иштейт, андан кийин ST_ISO_Start_PWM_Signal функциясын чакырып, PWM сигналын баштап, ST_ISO_Stop_PWM_Signal чакырып токтотсоңуз болот.

Функцияны тиешелүү пин аты жана жеткиликтүү таймерлер менен чакыруу керек, алардын чоо-жайы 3-таблицада келтирилген. Ар кандай чыгуу каналдары ар кандай жыштыктарда жана иштөө циклдеринде орнотулушу мүмкүн; жыштыгын же милдет циклин өзгөртүү экинчисине таасир этпейт, ал ошол эле бойдон калат.
Колдонуучуга жеткиликтүү болгон API'лер жөнүндө толук техникалык маалыматты түзүлгөн HTMLден тапса болот file программалык пакеттин "Документация" папкасынын ичинде жайгашкан, анда бардык функциялар жана параметрлер толугу менен сүрөттөлөт.

Колдонмо сүрөттөмөсү
Көрсөтмө колдонмо бир нече жөнөкөй колдонуу учурларын ишке ашырат. st_iso_app жана board_config fileлар тактаны жана анын колдонуу функцияларын орнотууда жана колдонууда чечүүчү ролду ойнойт. Бул функцияларды колдонуудан мурун такта менен программалык камсыздоонун конфигурациясынын бири-бири менен синхрондогондугун текшериңиз.

Колдонмо функциялары (st_iso_app.h жана st_iso_app.c)
Колдонмо функциялары ST_ISO_APP тарабынан префикстелген; алар колдонуучуга көрүнгөн жогорку деңгээлдеги функциялар, аларды ишке ашыруу үчүн API функцияларын чакырат. Колдонмо функцияларын main.c file алардын иштеши үчүн.

• Use Case Selection: Колдонуучу st_iso_app.c ичинде каалаган колдонуу учурунун макросун чечмелей алат file. main.c ичинде чакырылган ST_ISO_APP_SelectUseCaseMacro() функциясы ошол колдонуу учурун инициализациялайт жана ST_ISO_APP_SelectedFunction() функциясы аны main.c ичинде ишке ашырат. Бул ыкма макро аныктамаларды жөн гана өзгөртүү менен операциялык режимди оңой конфигурациялоого мүмкүндүк берет, бул тандалган колдонуу учурунун негизинде тиешелүү функциянын аткарылышын камсыз кылат. Демейки боюнча, DIDO колдонуу учуру тандалган жана колдонуучу аны ишке ашыруу үчүн кодго эч кандай өзгөртүүлөрдү киргизүүгө милдеттүү эмес.
• Digital Input to Digital Output Mirroring (ST_ISO_APP_UsecaseDIDO): Бул функция бардык кириш каналдарынын абалын окуйт жана бардык чыгуу каналдарына бирдей статусту жазат. Бул санариптик киргизүүлөрдү санарип чыгууларга чагылдыруу үчүн пайдалуу.
• Санариптик киргизүүнү санариптик чыгарууну UART менен чагылдыруу (ST_ISO_APP_DIDO жана UART): Бул функция ST_ISO_APP_UsecaseDIDO функциясына окшош санариптик чыгууларга санарип киргизүүлөрдү чагылдырат. Кошумчалай кетсек, ал тактанын статусун Nucleo түзмөгүндөгү UART интерфейси аркылуу өткөрүп, статустун болушуна мүмкүндүк берет. viewTera Term сыяктуу тиркемелерди колдонуу менен сериялык портто ed.
• Test Case Function (ST_ISO_APP_TestCase): Бул функция такта конфигурациясынын негизинде бир катар сыноолорду жана аракеттерди аткарат. Ал ката абалын текшерет, эки санарип киргизүү каналынын абалын окуйт жана алардын баалуулуктарынын негизинде иш-аракеттерди жасайт. Бул функция тактанын иштешин жана иштешин тез баалоого жана ар кандай LED үлгүлөрү аркылуу визуалдык пикир алууга жардам берет. board_config.h ичиндеги HEARTBEAT_LED макросун камсыз кылыңыз file туура LED үлгүлөрүн байкоо үчүн түшүндүрүлөт.
• PWM Generation (ST_ISO_APP_PWM _OFFSET): Бул функция 1 Гц жыштыгы жана 50% иштөө цикли менен эки чыгуу каналында тең PWM сигналын баштайт. Ал PWM сигналын инициализациялайт, жыштыгын жана иштөө циклин орнотот жана көрсөтүлгөн такта ID үчүн PWM сигналын баштайт. PWM сигналы эки каналдын ортосундагы офсет менен түзүлөт, ошондуктан алар фазада эмес.
• Мүчүлүштүктөрдү аныктоо тести (ST_ISO_APP_FaultTest): Бул функция IPS1025 акылдуу чыгаруу модулунун орнотулган диагностикалык пиндерин кыймылдатуу аркылуу катаны аныктоону баалайт. добуш берүү же үзгүлтүккө учуратуу режиминде. Ал каталарды аныктоо режимин конфигурациялайт, катаны аныктоону инициализациялайт жана тандалган режимдин негизинде ката статусунун структурасын жаңылайт. Бул функция каталарды натыйжалуу аныктоо жана башкаруу аркылуу тактанын ишенимдүүлүгүн жана коопсуздугун камсыз кылуу үчүн абдан маанилүү. Добуш берүү режиминде болгондо, ката абалы таймердин жардамы менен секунд сайын жаңырып турат жана defaultBoardFaultStatus же alternateBoardFaultStatus түзүмүндө чагылдырылат. Ал үзгүлтүккө учуратуу режиминде болгондо, ката абалы ката пайда болгондо гана жаңыртылып, программалык камсыздоону тиешелүү чыгуу портун тазалоого түрткү берет.
• PWM Variation Test (ST_ISO_APP_PwmVariationTest): Бул функция тактайдын конфигурациясынын негизинде ар кандай чыгуу каналдарындагы PWM (Импульстун кеңдиги модуляциясы) сигналдарынын вариациясын текшерүү үчүн иштелип чыккан. Ал PWM сигналдарын демейки жана альтернативдик такта конфигурациялары үчүн инициализациялайт, алардын жыштыгын 100 Гц жана баштапкы иштөө циклин 0% түзөт. Андан кийин функция милдет циклин 0%дан 100%ке чейин 5%дык өсүш менен өзгөртүп, 100%дан 0%ке чейин 5%дык кыскартуу менен, ар бир кадамдын ортосунда 2 секунддук кечигүү менен өзгөртөт. Бул башкарылуучу вариация демейки такта үчүн QA_0 жана QA_1 каналдарында, ал эми кошумча такта үчүн QA_0_ALT жана QA_1_ALT каналдарында PWM сигналынын жүрүм-турумун байкоого жана баалоого мүмкүндүк берет.

Бул конфигурацияларды аткаруу жана берилген тиркеме функцияларын колдонуу менен, сиз X-NUCLEO-ISO1A1 тактасын ар кандай демонстрациялык колдонуу учурлары үчүн эффективдүү орнотуп, колдоно аласыз.

Системаны орнотуу боюнча колдонмо

Аппараттык сүрөттөмө

STM32 Nucleo платформасы
STM32 Nucleo өнүктүрүү такталары колдонуучулар үчүн чечимдерди сынап көрүү жана каалаган STM32 микроконтроллер линиясы менен прототиптерди куруу үчүн жеткиликтүү жана ийкемдүү жолду камсыз кылат.
Arduino® туташуу колдоосу жана ST морфо туташтыргычтары STM32 Nucleo ачык өнүктүрүү платформасынын функционалдуулугун кеңейтүүнү жеңилдетет, алардын арасынан тандоо үчүн адистештирилген кеңейтүү такталарынын кеңири спектри бар.

STM32 Nucleo тактасы өзүнчө зонддорду талап кылбайт, анткени ал ST-LINK/V2-1 мүчүлүштүктөрдү оңдоочу/программистти бириктирет.
STM32 Nucleo тактасы ар кандай пакеттелген программалык камсыздоо менен бирге комплекстүү STM32 программалык HAL китепканасы менен келет.amples.

STM32 Nucleo тактасына байланыштуу маалымат бул жерден жеткиликтүү www.st.com/stm32nucleo

X-NUCLEO-ISO1A1 кеңейтүү тактасы
X-NUCLEO-ISO1A1 - бул STM32 Nucleo тактасын кеңейтүү жана микро-PLC функциясын камсыз кылуу үчүн иштелип чыккан обочолонгон өнөр жай киргизүү/чыгармалары бар баалоо тактасы. X-NUCLEO-ISO1A1 такталарынын экөөсү GPIO интерфейстеринде чыр-чатактарды болтурбоо үчүн кеңейтүү тактасында секирүүчүлөрдү ылайыктуу тандоо менен STM32 Nucleo тактасынын үстүнө тизилиши мүмкүн. UL1577 тастыкталган STISO620 жана STISO621 санарип изоляторлору логика менен процесс тараптын компоненттеринин ортосунда изоляцияны камсыз кылат. Процесс тараптан эки учурдагы чектелген жогорку тараптуу киргизүү CLT03-2Q3 аркылуу ишке ашырылат. CLT03-2Q3 IEC61000-4-2, IEC61000-4-4 жана IEC61000-4-5 сыяктуу стандарттарга жооп берүү үчүн иштелип чыккан өнөр жай шарттары үчүн коргоону, изоляцияны жана энергиясыз абалдын көрсөткүчүн камсыз кылат. IPS1025H-32/HQ-32 жогорку капталдагы өчүргүчтөрдүн ар бири диагностика жана акылдуу айдоо өзгөчөлүктөрү менен 5.6 А чейин корголгон чыгарууну камсыз кылат. Булар сыйымдуулук, резистивдүү же индуктивдүү жүктөрдү айдай алат. X-NUCLEO-ISO1A1 X-CUBE-ISO1 программалык пакетин колдонуу менен борттогу ICтерди тез баалоого мүмкүндүк берет.

Аппараттык камсыздоону орнотуу
Төмөнкү аппараттык компоненттер керек:

1. Бир STM32 Nucleo иштеп чыгуу платформасы (сунушталган заказ коду: NUCLEO-GO71RB)
2. Бир өнөр жай санарип чыгаруу кеңейтүү тактасы (заказ коду: X-NUCLEO-ISO1A1)
3. STM32 Nucleoну компьютерге туташтыруу үчүн бир USB түрү Адан Micro USB кабелине
4. X-NUCLEO-ISO24A1 кеңейтүү тактасын камсыз кылуу үчүн тышкы электр энергиясы (1 V) жана ага байланыштуу зымдар.

Программалык камсыздоону орнотуу
X-NUCLEO-ISO32A1 кеңейтүү тактасы менен жабдылган STM1 Nucleo үчүн тиркемелерди түзүү үчүн ылайыктуу иштеп чыгуу чөйрөсүн түзүү үчүн төмөнкү программалык компоненттер талап кылынат:

• X-CUBE-ISO1: STM32Cube үчүн X-NUCLEO-ISO1A1 тактасын колдонууну талап кылган тиркемени иштеп чыгууга арналган кеңейтүү. X-CUBE-ISO1 микропрограммасы жана ага тиешелүү документтер жеткиликтүү www.st.com
• Иштеп чыгуу куралдарынын тизмеги жана компилятору: STM32Cube кеңейтүү программасы төмөнкү үч чөйрөнү колдойт:
  • ARM® (IAR-EWARM) шайман тизмеги үчүн IAR Embedded Workbench
  • РеалView Микроконтроллерди өнүктүрүү комплекти (MDK-ARM-STM32) инструменттердин тизмеги
  • STM32CubeIDE.

Тактаны орнотуу
Башкарма Аппараттык камсыздоонун колдонуучу нускамасында (UM3483) көрсөтүлгөндөй, тиешелүү секирүү орнотуулары менен конфигурацияланышы керек. Бул көрсөтмөлөрдү кылдаттык менен аткаруу туура иштешин камсыз кылуу жана мүмкүн болуучу маселелерди болтурбоо үчүн маанилүү.

Системаны орнотуу боюнча колдонмо
Бул бөлүмдө X-NUCLEO-ISO32A071 кеңейтүү тактасы менен STM1 Nucleo , NUCLEO-G1RB тактасында тиркемени иштеп чыгуудан жана аткаруудан мурун ар кандай аппараттык бөлүктөрдү кантип орнотуу керектиги сүрөттөлөт.

X-CUBE-ISO1 кеңейтүү пакети үчүн орнотуу
X-NUCLEO-ISO1A1 тактаны иштетип жаткан конфигурациянын негизинде атайын секирүү позициялары менен конфигурацияланышы керек. Анын чоо-жайын биз аппараттык колдонмодо дагы карасак болот.

• 1-кадам. X-NUCLEO-ISO1A1 кеңейтүү тактасын STM32 Nucleo үстүнө морфоконнекторлор аркылуу сайыңыз.
  Эгерде сиз эки тактаны бири-биринин үстүнө коюп жатсаңыз, аларды 11-сүрөттөгүдөй тизиңиз.
• 2-кадам. STM32 Nucleo тактасын компьютерге USB кабели менен CN1 USB туташтыргычы аркылуу туташтырыңыз.
• 3-кадам. J1ди 1V DC кубат булагына туташтыруу аркылуу X-NUCLEO-ISO1A24 кеңейтүү тактасын(ларын) күйгүзүңүз. Эгер үйүлгөн такталарды колдонсоңуз, эки тактайдын тең кубаты бар экенин текшериңиз.
• 4-кадам. Каалаган куралдар чынжырыңызды ачыңыз (Keilден MDK-ARM, IARдан EWARM же STM32CubeIDE).
• 5-кадам. Программалык камсыздоо долбоорун ачып, board_config.h файлына керектүү өзгөртүүлөрдү киргизиңиз file колдонулуп жаткан тактанын(лардын) конфигурациясына ылайык.
• 6-кадам. st_iso_app.c ичинде ылайыктуу колдонуу макросун орнотуңуз file же main.c ичиндеги ST_ISO_APP_SelectUseCase функциясын колдонуп, талап кылынган колдонуу учурун чакырыңыз file каалаган башка функция менен бирге.
• 7-кадам. Баарын чогултуу үчүн долбоорду түзүңүз fileс жана түзүлгөн кодду STM32 Nucleo тактасынын эс тутумуна жүктөңүз.
• 8-кадам. STM32 Nucleo тактасында кодду иштетиңиз жана күтүлгөн жүрүм-турумду текшериңиз.

Ревизия тарыхы
Таблица 4. Документти кайра карап чыгуу тарыхы

Дата	Ревизия	Өзгөрүүлөр
14-2025-май	1	Алгачкы чыгаруу.

МААНИЛҮҮ ЭСКЕРТҮҮ – КЫЛАТ КЫЛЫП ОКУҢУЗ

STMicroelectronics NV жана анын туунду компаниялары («СТ») ST өнүмдөрүнө жана/же бул документке каалаган убакта эскертүүсүз өзгөртүү, оңдоо, жакшыртуу, өзгөртүү жана жакшыртуу укугун өзүнө калтырат. Сатып алуучулар буйрутмаларды берүүдөн мурун ST продуктулары боюнча акыркы тиешелүү маалыматты алышы керек. ST продуктылары СТтин сатуунун шарттарына ылайык, буйрутманы ырастоо учурундагы жерде сатылат.

Сатып алуучулар ST өнүмдөрүн тандоо, тандоо жана колдонуу үчүн жалгыз жооп берет жана ST колдонууга жардам берүү же сатып алуучулардын продуктуларынын дизайны үчүн эч кандай жоопкерчилик тартпайт.
Бул жерде ST тарабынан эч кандай интеллектуалдык менчик укугуна ачык же кыйыр түрдө эч кандай лицензия берилбейт.
Бул жерде баяндалган маалыматтан башкача жоболор менен СТ продукциясын кайра сатуу СТ тарабынан мындай продукт үчүн берилген кепилдикти жокко чыгарат.

ST жана ST логотиби ST соода белгилери болуп саналат. ST соода белгилери жөнүндө кошумча маалымат алуу үчүн, www.st.com/trademarks караңыз. Бардык башка өнүм же кызмат аттары тиешелүү ээлеринин менчиги болуп саналат.
Бул документтеги маалымат бул документтин бардык мурунку версияларында мурда берилген маалыматтын ордун басат жана алмаштырат.
© 2025 STMicroelectronics – Бардык укуктар корголгон

Документтер / Ресурстар

STMicroelectronics UM3469 X-CUBE-ISO1 программалык камсыздоону кеңейтүү [pdf] Колдонуучунун колдонмосу X-NUCLEO-ISO1A1, NUCLEO-G071RB, UM3469 X-CUBE-ISO1 программалык камсыздоону кеңейтүү, UM3469, X-CUBE-ISO1 программалык камсыздоону кеңейтүү, программалык камсыздоону кеңейтүү

Шилтемелер

• User Manual