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Elektronik Lagerverwaltung

2019-01-02T14:18:29Z

Mmvisual: /* EleLa - Allgemeine Infos */

== EleLa - Allgemeine Infos ==

EleLa die Elektronik Lagerverwaltung und Projektverwaltung für Hobby bis hin zu kleinen Unternehmen. Größere Firmen nutzen EleLa gerne in den Laboren um den Anforderungen der Projektentwicklung und Teilemanagement gerecht zu werden. Seit 2010 wird Elela stetig weiter entwickelt und gepflegt. Die
Software arbeitet sehr schnell und ist leicht bedienbar. Selbst ungeübte
PC-User finden sich damit schnell zurecht und EleLa ist dennoch ein
mächtiges Tool das viele andere in den Schatten stellt.

* Bauteile, mit Gehäuse/Varianten, Lagerplätze
* Je Bauteil können eine unbegrenzte Anzahl spezifischer technische Daten eingetragen werden.
* Typunterscheidung / Kategorien
* Definition Bauteil als "Bauteil", "Arbeitszeit" oder "Kleinmaterial" mit jeweils unterschiedlicher Behandlung für Projektplanung und Mengen Berechnung
* Handbuch-Funktion um Datenblätter schneller zu finden
* Gehäuse, mit Import/Export Funktion für externe Gehäusebibliotheken
* Lagerplätze, Kisten, Boxen usw.
* mehrere Lieferanten je Bauteil, mit VPE und Staffelpreise, Bestellnummern, Rabatt
* Öffnen der Lieferantenseite anhand der Bestellnummer
* Adressen mit Hersteller, Lieferanten, Kontakte (viele Eingabefelder)
* Bestellungen / Warenkorbfunktion der Lieferanten / Teillieferungen / Auftragsnummer / Bestellnummer Export / Bestellarchivierung
* Projektverwaltung / Reparaturverwaltung / Positionen / Ansicht Bauteilposition in Bild
* Geräteverwaltung mit Seriennummer und Historie
* Historie, auch von Projekten und Reparaturen, Logbuch, ToDo Liste
* Kostenvoranschlage/Angebotkalkulation von Projekten / Geräten
* Wissens-Datenbank
* mehrere Bilder zu nahezu allen Funktionen hinterlegbar
* Suche, auch anhand der technischen Daten der Bauteile
* Drucken, auch Etikette für Lagerfächer mit Barcode-Funktion
* Schneller Etikettendruck um mit einem Etikettendrucker schnell einen Aufkleber zu generieren
* Drucken von Bestellungen, Projekten und Reparaturberichte anhand Vorlagen
* Export- / Importfunktionen
* nahezu komplett über die Tastatur bedienbar
* Extras: Timer/Stoppuhr, Datumsanzeige, Taschenrechner, Widerstandsteiler, LM317/LM350, SMD Zahlencode, Statistik
* Übersetzbar in andere Sprachen, derzeit Englisch verfügbar.
* F1 Hilfe über alle Funktionen
* USB-Stick tauglich und portabel
* Windows / Linux (32/64 Bit) kombinierbar
* Mehrbenutzertauglich dank Datenbanken, Wechsel der Datenbank innerhalb weniger Minuten machbar.
* Einfach zu administrieren da die Konfiguration in einer INI Datei abgelegt ist und EleLa nur ein Verzeichnis mit wenigen Dateien benötigt.
* Tauglich für ISO9001 zertifizierte Firmen, mit speziellem Parameter aktivierbar
* Datensicherung der SQL-Server Datenbank ist in EleLa integriert.
* Bei Updates wird EleLa selbstständig die Datenbank aktualisieren, kein Handeingriff nötig.
* Optionale Datenabfrage über Web-Browser mit EleLaPHP (MySQL/MariaDB)
* Freeware ohne Limit

== Download ==

[http://www.mmvisual.de/download/Setup_EleLa.exe Version 3.0.18B15], als Setup Paket (ca. 10,9MB) (die aktuellste gibt es immer auf der Homepage vom Autor)

Alternativ kann die Software auch von der [http://www.mmvisual.de/elela/ Homepage des Autors] geladen werden. Auf dieser Seite kann auch eine native Linux- oder RaspberryPi-Version geladen werden.

Eine ausführliche Beschreibung mit Bildern findet sich auch auf der [http://www.mmvisual.de Homepage von Markus].

Installation Setup-Paket:
* Neuinstallation / Update (wird automatisch erkannt)
* Anhand dem Betriebssystem wird automatisch die 32 oder 64 Bit EXE installiert
* Sprache Deutsch, Englisch, Deutsch für Warenlager
* Einrichtung Datenbank, bei MariaDB/MySQL/PostgreSQL/MsSQL mit Zugangsdaten
* Start-Datenbank (Elektronik oder Warenlager) wird nur bei Neuinstallation automatisch installiert
* Einrichtung Handbuch-Verzeichnis
* Bei Uninstall kann entschieden werden ob die Datenbank intakt gelassen werden soll
* Für die erste Benutzung empfehle ich das Setup-Paket mit der Datenbank-Option SQLite. Weitere Informationen können Sie nach der Installation in der Hilfe unter "Installation" nachlesen. Dazu EleLa starten und die F1 Taste drücken.

Wichtig:
Sollten Sie bereits EleLa V2.x.xxxxx nutzen, so muss VOR der Installation ein Backup der Datenbank vollzogen werden.

Wenn man eine Datenbank, z.B. PostgreSQL mit 32 Bit installiert hat, so muss die EXE auch mit 32Bit genommen werden. Ansonsten kann die EXE die DLL nicht laden. Sollte das Setup die 64 Bit Version installiert haben, so kann jederzeit die 32 Bit Version von der Homepage des Autors oder mittels Versionsabfrage geladen werden.

Hier ein Auszug daraus:

== Betriebssystem ==

EleLa wurde mit Lazarus für Windows programmiert und wurde auch mit Lazarus für Linux sowie für den RaspberryPi kompilliert. In diesem Artikel kann nur die Windows-Version geladen werden, die Linux-Version gibt es nur von der [http://www.mmvisual.de/elela/ Homepage des Autors].

== Bauteile verwalten ==

In der Bauteilverwaltung werden alle Bauteile angelegt, Lager und Gehäusevarianten verwaltet und Lieferanten eingetragen.

In der Bauteil-Übersicht wird von einer Bauteilvariante nur der Haupt-Typ eingetragen, z.B. 7400. Die Untertypen wie z.B. 74HC00, 74LVX00 unter "Lager / Gehäuse". Oder unter Bauteil wird nur der Widerstandswert "R 4,7 KOhm" eingetragen, alle Leistungsklassen und Gehäuseformen kommen nach "Lager / Gehäuse".
Der Vorteil liegt auf der Hand, die Bauteileliste enthält dadurch viel weniger Einträge und ist somit übersichtlicher. Gleichzeitig sieht man unter "Lager / Gehäuse" alle Typen mit der gleichen Funktion.

[[Datei: Bauteile.png]]

Über die Filtermöglichkeit anhand dem Typ oder einem Bezeichnungstext kann sehr schnell ein Bauteil mit ähnlichen Eigenschaften gefunden werden.

=== Lager / Gehäuse ===

Hier werden die Bauteilvarianten, Lagermengen und Gehäuseformen gespeichert.

[[Datei: Bauteile_LG.png]]

Als Kennzeichnung vom Bauteil können Barcode, Artikel-Nr sowie eine zweite Artikel-Nr eingetragen werden.

=== Lieferanten ===

Hier wird dem Lager/Gehäuse ein Lieferant zugeordnet und der Einkaufspreis ab Menge (Preisstaffel), VPE und Stückelung eingetragen. Ist dem Lieferant eine Internet-Adresse hinterlegt, so kann direkt der Hersteller mit dem Artikel geöffnet werden.
Über die Funktion "Webabfrage" können mit einem Klick die Preise von Farnell oder Mouser geladen/aktualisiert werden.

=== Bestellungen ===

Übersicht aller Bestellungen zu diesem Bauteil, auch archivierte (ältere).

=== Projekte ===

Übersicht aller Projekte in denen das Bauteil verwendet wird.

== Projektverwaltung ==

Hier können Stücklisten, Softwareprojekte und auch Geräte verwaltet werden.

[[Datei: Projekt.png]]

Links im Baum werden alle Projekte angezeigt und man kann Projekte zusammen fassen was für einen besseren Überblick sorgt.

Zusätzlich gibt es Funktionen um den Lagerbestand vor einer Produktion zu prüfen und nach der Produktion ab zu buchen. Das fertige Projekt kann wiederum als Bauteil geführt werden, deren Bestand nach der Produktion automatisch erhöht wird. Die bestückte Platine ist somit wiederum ein Bauteil mit Lagerverwaltung, das in ein Fertiggerät (Projekt mit Produktion Fertiggerät) hinzugefügt werden kann.

Unter Positionen können Bauteile eingetragen werden, auch Bauteile die nicht unter "Bauteile - F2" deklariert sind. Unterstützung der Produktion indem der Bearbeitungsstatus hinterlegt werden kann. Jede Position kann als Bestückungsvariante gekennzeichnet werden somit kann eine Stückliste für unterschiedliche Ausführungen verwendet werden.
Jede Position erhält ein Status, mit dem man für jedes Bauteil den Bearbeitungsstatus setzen kann. Somit wird auch bei komplexen Platinen in der Handbestückung / Einrichtung Bestückungsautomat nichts vergessen.
Importfunktion von Stücklisten direkt vom CAD Programm mit Kennzeichnung von Bauteilen die nicht mehr in der Import-Stückliste enthalten sind. Direkte Zuordnung anhand der ArtikelNr oder dem Barcode möglich.

Unter Historie können Änderungen (auch Software) dokumentiert werden. Wenn ein Termin in der Zukunft eingegeben wird, so zeigt EleLa ein Hinweis bei fälligem Termin.
Alternativ kann die Historie auch als Reparaturliste von Geräten verwendet werden, daher gibt es relativ viele Eingabemöglichkeiten und eine Druckfunktion für Einzelpositionen. Jedem Reparatur- (Historien-) Eintrag können Bilder hinterlegt werden um zu dokumentieren.

Da hier überall eine Seriennummer eingetragen werden kann eignet sich dies bestens als Gerätedatenbank.

== Bestellung ==

Hier wird vorgemerkt welche Artikel zu bestellen sind, welche bestellt wurden und welche geliefert und bereits eingelagert sind.

[[Datei: Bestellung.png]]

Die Bestell-Vorschlagliste kann entweder von "Hand" gefüllt werden, indem die "Neu" Taste gedrückt wird oder aus "Bauteile" heraus mit der "Warenkorb-Taste". Wichtig ist, dass auch Bauteile aufgeschrieben werden können die gar nicht als "Bauteil" angelegt sind.

Als Status kann "offen" / "bestellt" / "Teillieferung" / "geliefert" / "eingelagert" und "später" gesetzt werden.

Je Bauteil kann man sich zwei Lieferanten vormerken, bei denen man bestellen möchte. (Unter Bauteil kann man dennoch eine unbegrenzte Anzahl von Lieferanten hinterlegen.)

Mit Exportieren kann direkt ein Reichelt-Warenkorb exportiert und importiert werden.

Mit Archivieren werden abgeschlossene Bestellvorgänge versteckt, die jederzeit wieder aktiviert oder erneut bestellt werden können.

== Gehäuse verwalten ==

Hier werden alle Gehäuse Typen der Bauteile angelegt. Zu jedem Gehäuse können auch mehrere Bilder hinterlegt werden.

[[Datei: Gehause.png]]

In der Tabelle rechts sind alle Bauteile ersichtlich, die mit dem Gehäuse verfügbar sind.

Mit der Import-/Exportfunktion können Gehäuse incl. Bilder von Gehäusebibliotheken oder Freunden ausgetauscht werden.

== Typ - Kategorie der Bauteile ==

Hier werden die Kategorien angelegt die ein Bauteil annehmen kann.

[[Datei: Typ.png]]

Wichtig ist hierbei dass es nicht zu viele Untertypen gibt, denn man kann anhand dieser Typeinordnung ein Bauteil filtern. Daher sollte dies relativ "allgemein" gehalten werden.

Der Kategorie können Bilder zugeordnet werden, diese werden unter "Bauteil - F2" beim Bauteil gezeigt, wenn dem Bauteil kein individuelles Bild zugeordnet wurde. Somit braucht man bei einem Kondensator nur ein mal ein Bild zuordnen und das Bild wird bei allen Bauteilen mit Typ Kondensatoren unter "Bauteile" gezeigt.

In der Tabelle werden alle Bauteile gezeigt, die der Typ-Kategorie zugeordnet sind. So lässt es sich gut in den bestehenden Bauteilen stöbern und man findet schneller einen Ersatztyp der bereits auf Lager ist und spart sich so eine extra Bestellung und viel Arbeit.

== Extra-Funktionen ==

Hier sind die Rechner-Funktionen Timer/Stoppuhr, Datumsanzeige, Taschenrechner, Widerstandsteiler, LM317/LM350 Widerstandsrechner, SMD Zahlencode verfügbar.

Hier können die Historien aller Projekte verwaltet und Tipps in die Wissens-Datenbank eingetragen werden. Die Wissens-Einträge können nach Themen gruppiert werden wodurch das Suchen einfacher wird.

Die gesamte Datenbank kann mittels SQL-Befehle als CSV oder XML Dateien exportiert werden, dies garantiert eine einfache Weiterverwendung sämtlicher Daten in anderen Systemen.

Unter Info ist die Statistik in der jederzeit die Artikelanzahl und deren hinterlegte Wert sichtbar ist.

Überall sind Sprünge und Querverweise hinterlegt die direkt angesprungen werden können. Filterfunktionen mit der "Y" Taste um anhand einem Kriterium die Auswahl ein zu grenzen.

Viele Memo-Text Felder um alles eingeben zu können, Erkennung von Links auch aus dem Memo um auf mehr Dokumente verweisen zu können.

Umfangreiche Hilfe Datei in der alle Funktionen detailiert und mit Tipps beschrieben sind. Unbedingt sollte in der Hilfe unter "Allgemeine Infos" gelesen werden, hier stehen allgemein gültige Infos die das Arbeiten mit EleLa deutlich vereinfachen.

== Weblinks, Foren, Communities ==

* [http://www.mikrocontroller.net/topic/318610 Diskussion zum Artikel]
* [http://www.mmvisual.de Homepage Autor]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/267979 Project EleLa RS232 / RS485 Magazin LED Register]
* [[Part-DB RW - Lagerverwaltung]] ein anderes Lagerverwaltungsprogramm, PHP-Basiert

== Publikationen / Weiterempfehlungen ==

* [http://www.jtronics.de/software/elela-elektronik-lagerverwaltung.html http://www.jtronics.de]
* [http://schnittpunkt2012.blogspot.com/2010/11/weitere-tipps-zur-krisenvorsorge.html http://schnittpunkt2012.blogspot.com]

[[Category:Projekte]]
[[Category:Entwicklungstools]]
[[Category:Bauteile]]

Elektronik Lagerverwaltung

2019-01-02T14:16:45Z

Mmvisual: /* EleLa - Allgemeine Infos */

== EleLa - Allgemeine Infos ==

EleLa die Elektronik Lagerverwaltung für Hobby bis hin zu kleinen Unternehmen. Größere Firmen nutzen EleLa gerne in den Laboren um den Anforderungen der Projektentwicklung und Teilemanagement gerecht zu werden. Seit 2010 wird Elela stetig weiter entwickelt und gepflegt. Die
Software arbeitet sehr schnell und ist leicht bedienbar. Selbst ungeübte
PC-User finden sich damit schnell zurecht und EleLa ist dennoch ein
mächtiges Tool das viele andere in den Schatten stellt.

* Bauteile, mit Gehäuse/Varianten, Lagerplätze
* Je Bauteil können eine unbegrenzte Anzahl spezifischer technische Daten eingetragen werden.
* Typunterscheidung / Kategorien
* Definition Bauteil als "Bauteil", "Arbeitszeit" oder "Kleinmaterial" mit jeweils unterschiedlicher Behandlung für Projektplanung und Mengen Berechnung
* Handbuch-Funktion um Datenblätter schneller zu finden
* Gehäuse, mit Import/Export Funktion für externe Gehäusebibliotheken
* Lagerplätze, Kisten, Boxen usw.
* mehrere Lieferanten je Bauteil, mit VPE und Staffelpreise, Bestellnummern, Rabatt
* Öffnen der Lieferantenseite anhand der Bestellnummer
* Adressen mit Hersteller, Lieferanten, Kontakte (viele Eingabefelder)
* Bestellungen / Warenkorbfunktion der Lieferanten / Teillieferungen / Auftragsnummer / Bestellnummer Export / Bestellarchivierung
* Projektverwaltung / Reparaturverwaltung / Positionen / Ansicht Bauteilposition in Bild
* Geräteverwaltung mit Seriennummer und Historie
* Historie, auch von Projekten und Reparaturen, Logbuch, ToDo Liste
* Kostenvoranschlage/Angebotkalkulation von Projekten / Geräten
* Wissens-Datenbank
* mehrere Bilder zu nahezu allen Funktionen hinterlegbar
* Suche, auch anhand der technischen Daten der Bauteile
* Drucken, auch Etikette für Lagerfächer mit Barcode-Funktion
* Schneller Etikettendruck um mit einem Etikettendrucker schnell einen Aufkleber zu generieren
* Drucken von Bestellungen, Projekten und Reparaturberichte anhand Vorlagen
* Export- / Importfunktionen
* nahezu komplett über die Tastatur bedienbar
* Extras: Timer/Stoppuhr, Datumsanzeige, Taschenrechner, Widerstandsteiler, LM317/LM350, SMD Zahlencode, Statistik
* Übersetzbar in andere Sprachen, derzeit Englisch verfügbar.
* F1 Hilfe über alle Funktionen
* USB-Stick tauglich und portabel
* Windows / Linux (32/64 Bit) kombinierbar
* Mehrbenutzertauglich dank Datenbanken, Wechsel der Datenbank innerhalb weniger Minuten machbar.
* Einfach zu administrieren da die Konfiguration in einer INI Datei abgelegt ist und EleLa nur ein Verzeichnis mit wenigen Dateien benötigt.
* Tauglich für ISO9001 zertifizierte Firmen, mit speziellem Parameter aktivierbar
* Datensicherung der SQL-Server Datenbank ist in EleLa integriert.
* Bei Updates wird EleLa selbstständig die Datenbank aktualisieren, kein Handeingriff nötig.
* Optionale Datenabfrage über Web-Browser mit EleLaPHP (MySQL/MariaDB)
* Freeware ohne Limit

== Download ==

[http://www.mmvisual.de/download/Setup_EleLa.exe Version 3.0.18B15], als Setup Paket (ca. 10,9MB) (die aktuellste gibt es immer auf der Homepage vom Autor)

Alternativ kann die Software auch von der [http://www.mmvisual.de/elela/ Homepage des Autors] geladen werden. Auf dieser Seite kann auch eine native Linux- oder RaspberryPi-Version geladen werden.

Eine ausführliche Beschreibung mit Bildern findet sich auch auf der [http://www.mmvisual.de Homepage von Markus].

Installation Setup-Paket:
* Neuinstallation / Update (wird automatisch erkannt)
* Anhand dem Betriebssystem wird automatisch die 32 oder 64 Bit EXE installiert
* Sprache Deutsch, Englisch, Deutsch für Warenlager
* Einrichtung Datenbank, bei MariaDB/MySQL/PostgreSQL/MsSQL mit Zugangsdaten
* Start-Datenbank (Elektronik oder Warenlager) wird nur bei Neuinstallation automatisch installiert
* Einrichtung Handbuch-Verzeichnis
* Bei Uninstall kann entschieden werden ob die Datenbank intakt gelassen werden soll
* Für die erste Benutzung empfehle ich das Setup-Paket mit der Datenbank-Option SQLite. Weitere Informationen können Sie nach der Installation in der Hilfe unter "Installation" nachlesen. Dazu EleLa starten und die F1 Taste drücken.

Wichtig:
Sollten Sie bereits EleLa V2.x.xxxxx nutzen, so muss VOR der Installation ein Backup der Datenbank vollzogen werden.

Wenn man eine Datenbank, z.B. PostgreSQL mit 32 Bit installiert hat, so muss die EXE auch mit 32Bit genommen werden. Ansonsten kann die EXE die DLL nicht laden. Sollte das Setup die 64 Bit Version installiert haben, so kann jederzeit die 32 Bit Version von der Homepage des Autors oder mittels Versionsabfrage geladen werden.

Hier ein Auszug daraus:

== Betriebssystem ==

EleLa wurde mit Lazarus für Windows programmiert und wurde auch mit Lazarus für Linux sowie für den RaspberryPi kompilliert. In diesem Artikel kann nur die Windows-Version geladen werden, die Linux-Version gibt es nur von der [http://www.mmvisual.de/elela/ Homepage des Autors].

== Bauteile verwalten ==

In der Bauteilverwaltung werden alle Bauteile angelegt, Lager und Gehäusevarianten verwaltet und Lieferanten eingetragen.

In der Bauteil-Übersicht wird von einer Bauteilvariante nur der Haupt-Typ eingetragen, z.B. 7400. Die Untertypen wie z.B. 74HC00, 74LVX00 unter "Lager / Gehäuse". Oder unter Bauteil wird nur der Widerstandswert "R 4,7 KOhm" eingetragen, alle Leistungsklassen und Gehäuseformen kommen nach "Lager / Gehäuse".
Der Vorteil liegt auf der Hand, die Bauteileliste enthält dadurch viel weniger Einträge und ist somit übersichtlicher. Gleichzeitig sieht man unter "Lager / Gehäuse" alle Typen mit der gleichen Funktion.

[[Datei: Bauteile.png]]

Über die Filtermöglichkeit anhand dem Typ oder einem Bezeichnungstext kann sehr schnell ein Bauteil mit ähnlichen Eigenschaften gefunden werden.

=== Lager / Gehäuse ===

Hier werden die Bauteilvarianten, Lagermengen und Gehäuseformen gespeichert.

[[Datei: Bauteile_LG.png]]

Als Kennzeichnung vom Bauteil können Barcode, Artikel-Nr sowie eine zweite Artikel-Nr eingetragen werden.

=== Lieferanten ===

Hier wird dem Lager/Gehäuse ein Lieferant zugeordnet und der Einkaufspreis ab Menge (Preisstaffel), VPE und Stückelung eingetragen. Ist dem Lieferant eine Internet-Adresse hinterlegt, so kann direkt der Hersteller mit dem Artikel geöffnet werden.
Über die Funktion "Webabfrage" können mit einem Klick die Preise von Farnell oder Mouser geladen/aktualisiert werden.

=== Bestellungen ===

Übersicht aller Bestellungen zu diesem Bauteil, auch archivierte (ältere).

=== Projekte ===

Übersicht aller Projekte in denen das Bauteil verwendet wird.

== Projektverwaltung ==

Hier können Stücklisten, Softwareprojekte und auch Geräte verwaltet werden.

[[Datei: Projekt.png]]

Links im Baum werden alle Projekte angezeigt und man kann Projekte zusammen fassen was für einen besseren Überblick sorgt.

Zusätzlich gibt es Funktionen um den Lagerbestand vor einer Produktion zu prüfen und nach der Produktion ab zu buchen. Das fertige Projekt kann wiederum als Bauteil geführt werden, deren Bestand nach der Produktion automatisch erhöht wird. Die bestückte Platine ist somit wiederum ein Bauteil mit Lagerverwaltung, das in ein Fertiggerät (Projekt mit Produktion Fertiggerät) hinzugefügt werden kann.

Unter Positionen können Bauteile eingetragen werden, auch Bauteile die nicht unter "Bauteile - F2" deklariert sind. Unterstützung der Produktion indem der Bearbeitungsstatus hinterlegt werden kann. Jede Position kann als Bestückungsvariante gekennzeichnet werden somit kann eine Stückliste für unterschiedliche Ausführungen verwendet werden.
Jede Position erhält ein Status, mit dem man für jedes Bauteil den Bearbeitungsstatus setzen kann. Somit wird auch bei komplexen Platinen in der Handbestückung / Einrichtung Bestückungsautomat nichts vergessen.
Importfunktion von Stücklisten direkt vom CAD Programm mit Kennzeichnung von Bauteilen die nicht mehr in der Import-Stückliste enthalten sind. Direkte Zuordnung anhand der ArtikelNr oder dem Barcode möglich.

Unter Historie können Änderungen (auch Software) dokumentiert werden. Wenn ein Termin in der Zukunft eingegeben wird, so zeigt EleLa ein Hinweis bei fälligem Termin.
Alternativ kann die Historie auch als Reparaturliste von Geräten verwendet werden, daher gibt es relativ viele Eingabemöglichkeiten und eine Druckfunktion für Einzelpositionen. Jedem Reparatur- (Historien-) Eintrag können Bilder hinterlegt werden um zu dokumentieren.

Da hier überall eine Seriennummer eingetragen werden kann eignet sich dies bestens als Gerätedatenbank.

== Bestellung ==

Hier wird vorgemerkt welche Artikel zu bestellen sind, welche bestellt wurden und welche geliefert und bereits eingelagert sind.

[[Datei: Bestellung.png]]

Die Bestell-Vorschlagliste kann entweder von "Hand" gefüllt werden, indem die "Neu" Taste gedrückt wird oder aus "Bauteile" heraus mit der "Warenkorb-Taste". Wichtig ist, dass auch Bauteile aufgeschrieben werden können die gar nicht als "Bauteil" angelegt sind.

Als Status kann "offen" / "bestellt" / "Teillieferung" / "geliefert" / "eingelagert" und "später" gesetzt werden.

Je Bauteil kann man sich zwei Lieferanten vormerken, bei denen man bestellen möchte. (Unter Bauteil kann man dennoch eine unbegrenzte Anzahl von Lieferanten hinterlegen.)

Mit Exportieren kann direkt ein Reichelt-Warenkorb exportiert und importiert werden.

Mit Archivieren werden abgeschlossene Bestellvorgänge versteckt, die jederzeit wieder aktiviert oder erneut bestellt werden können.

== Gehäuse verwalten ==

Hier werden alle Gehäuse Typen der Bauteile angelegt. Zu jedem Gehäuse können auch mehrere Bilder hinterlegt werden.

[[Datei: Gehause.png]]

In der Tabelle rechts sind alle Bauteile ersichtlich, die mit dem Gehäuse verfügbar sind.

Mit der Import-/Exportfunktion können Gehäuse incl. Bilder von Gehäusebibliotheken oder Freunden ausgetauscht werden.

== Typ - Kategorie der Bauteile ==

Hier werden die Kategorien angelegt die ein Bauteil annehmen kann.

[[Datei: Typ.png]]

Wichtig ist hierbei dass es nicht zu viele Untertypen gibt, denn man kann anhand dieser Typeinordnung ein Bauteil filtern. Daher sollte dies relativ "allgemein" gehalten werden.

Der Kategorie können Bilder zugeordnet werden, diese werden unter "Bauteil - F2" beim Bauteil gezeigt, wenn dem Bauteil kein individuelles Bild zugeordnet wurde. Somit braucht man bei einem Kondensator nur ein mal ein Bild zuordnen und das Bild wird bei allen Bauteilen mit Typ Kondensatoren unter "Bauteile" gezeigt.

In der Tabelle werden alle Bauteile gezeigt, die der Typ-Kategorie zugeordnet sind. So lässt es sich gut in den bestehenden Bauteilen stöbern und man findet schneller einen Ersatztyp der bereits auf Lager ist und spart sich so eine extra Bestellung und viel Arbeit.

== Extra-Funktionen ==

Hier sind die Rechner-Funktionen Timer/Stoppuhr, Datumsanzeige, Taschenrechner, Widerstandsteiler, LM317/LM350 Widerstandsrechner, SMD Zahlencode verfügbar.

Hier können die Historien aller Projekte verwaltet und Tipps in die Wissens-Datenbank eingetragen werden. Die Wissens-Einträge können nach Themen gruppiert werden wodurch das Suchen einfacher wird.

Die gesamte Datenbank kann mittels SQL-Befehle als CSV oder XML Dateien exportiert werden, dies garantiert eine einfache Weiterverwendung sämtlicher Daten in anderen Systemen.

Unter Info ist die Statistik in der jederzeit die Artikelanzahl und deren hinterlegte Wert sichtbar ist.

Überall sind Sprünge und Querverweise hinterlegt die direkt angesprungen werden können. Filterfunktionen mit der "Y" Taste um anhand einem Kriterium die Auswahl ein zu grenzen.

Viele Memo-Text Felder um alles eingeben zu können, Erkennung von Links auch aus dem Memo um auf mehr Dokumente verweisen zu können.

Umfangreiche Hilfe Datei in der alle Funktionen detailiert und mit Tipps beschrieben sind. Unbedingt sollte in der Hilfe unter "Allgemeine Infos" gelesen werden, hier stehen allgemein gültige Infos die das Arbeiten mit EleLa deutlich vereinfachen.

== Weblinks, Foren, Communities ==

* [http://www.mikrocontroller.net/topic/318610 Diskussion zum Artikel]
* [http://www.mmvisual.de Homepage Autor]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/267979 Project EleLa RS232 / RS485 Magazin LED Register]
* [[Part-DB RW - Lagerverwaltung]] ein anderes Lagerverwaltungsprogramm, PHP-Basiert

== Publikationen / Weiterempfehlungen ==

* [http://www.jtronics.de/software/elela-elektronik-lagerverwaltung.html http://www.jtronics.de]
* [http://schnittpunkt2012.blogspot.com/2010/11/weitere-tipps-zur-krisenvorsorge.html http://schnittpunkt2012.blogspot.com]

[[Category:Projekte]]
[[Category:Entwicklungstools]]
[[Category:Bauteile]]

Elektronik Lagerverwaltung

2019-01-02T14:13:02Z

Mmvisual: /* Weblinks, Foren, Communities */

== EleLa - Allgemeine Infos ==

EleLa die Elektronik Lagerverwaltung für Hobby bis hin zu kleinen Unternehmen. Die
Software arbeitet sehr schnell und ist leicht bedienbar. Selbst ungeübte
PC-User finden sich damit schnell zurecht und EleLa ist dennoch ein
mächtiges Tool das viele andere in den Schatten stellt.

* Bauteile, mit Gehäuse/Varianten, Lagerplätze
* Je Bauteil können eine unbegrenzte Anzahl spezifischer technische Daten eingetragen werden.
* Typunterscheidung / Kategorien
* Definition Bauteil als "Bauteil", "Arbeitszeit" oder "Kleinmaterial" mit jeweils unterschiedlicher Behandlung für Projektplanung und Mengen Berechnung
* Handbuch-Funktion um Datenblätter schneller zu finden
* Gehäuse, mit Import/Export Funktion für externe Gehäusebibliotheken
* Lagerplätze, Kisten, Boxen usw.
* mehrere Lieferanten je Bauteil, mit VPE und Staffelpreise, Bestellnummern, Rabatt
* Öffnen der Lieferantenseite anhand der Bestellnummer
* Adressen mit Hersteller, Lieferanten, Kontakte (viele Eingabefelder)
* Bestellungen / Warenkorbfunktion der Lieferanten / Teillieferungen / Auftragsnummer / Bestellnummer Export / Bestellarchivierung
* Projektverwaltung / Reparaturverwaltung / Positionen / Ansicht Bauteilposition in Bild
* Geräteverwaltung mit Seriennummer und Historie
* Historie, auch von Projekten und Reparaturen, Logbuch, ToDo Liste
* Kostenvoranschlage/Angebotkalkulation von Projekten / Geräten
* Wissens-Datenbank
* mehrere Bilder zu nahezu allen Funktionen hinterlegbar
* Suche, auch anhand der technischen Daten der Bauteile
* Drucken, auch Etikette für Lagerfächer mit Barcode-Funktion
* Schneller Etikettendruck um mit einem Etikettendrucker schnell einen Aufkleber zu generieren
* Drucken von Bestellungen, Projekten und Reparaturberichte anhand Vorlagen
* Export- / Importfunktionen
* nahezu komplett über die Tastatur bedienbar
* Extras: Timer/Stoppuhr, Datumsanzeige, Taschenrechner, Widerstandsteiler, LM317/LM350, SMD Zahlencode, Statistik
* Übersetzbar in andere Sprachen, derzeit Englisch verfügbar.
* F1 Hilfe über alle Funktionen
* USB-Stick tauglich und portabel
* Windows / Linux (32/64 Bit) kombinierbar
* Mehrbenutzertauglich dank Datenbanken, Wechsel der Datenbank innerhalb weniger Minuten machbar.
* Einfach zu administrieren da die Konfiguration in einer INI Datei abgelegt ist und EleLa nur ein Verzeichnis mit wenigen Dateien benötigt.
* Tauglich für ISO9001 zertifizierte Firmen, mit speziellem Parameter aktivierbar
* Datensicherung der SQL-Server Datenbank ist in EleLa integriert.
* Bei Updates wird EleLa selbstständig die Datenbank aktualisieren, kein Handeingriff nötig.
* Optionale Datenabfrage über Web-Browser mit EleLaPHP (MySQL/MariaDB)
* Freeware ohne Limit

== Download ==

[http://www.mmvisual.de/download/Setup_EleLa.exe Version 3.0.18B15], als Setup Paket (ca. 10,9MB) (die aktuellste gibt es immer auf der Homepage vom Autor)

Alternativ kann die Software auch von der [http://www.mmvisual.de/elela/ Homepage des Autors] geladen werden. Auf dieser Seite kann auch eine native Linux- oder RaspberryPi-Version geladen werden.

Eine ausführliche Beschreibung mit Bildern findet sich auch auf der [http://www.mmvisual.de Homepage von Markus].

Installation Setup-Paket:
* Neuinstallation / Update (wird automatisch erkannt)
* Anhand dem Betriebssystem wird automatisch die 32 oder 64 Bit EXE installiert
* Sprache Deutsch, Englisch, Deutsch für Warenlager
* Einrichtung Datenbank, bei MariaDB/MySQL/PostgreSQL/MsSQL mit Zugangsdaten
* Start-Datenbank (Elektronik oder Warenlager) wird nur bei Neuinstallation automatisch installiert
* Einrichtung Handbuch-Verzeichnis
* Bei Uninstall kann entschieden werden ob die Datenbank intakt gelassen werden soll
* Für die erste Benutzung empfehle ich das Setup-Paket mit der Datenbank-Option SQLite. Weitere Informationen können Sie nach der Installation in der Hilfe unter "Installation" nachlesen. Dazu EleLa starten und die F1 Taste drücken.

Wichtig:
Sollten Sie bereits EleLa V2.x.xxxxx nutzen, so muss VOR der Installation ein Backup der Datenbank vollzogen werden.

Wenn man eine Datenbank, z.B. PostgreSQL mit 32 Bit installiert hat, so muss die EXE auch mit 32Bit genommen werden. Ansonsten kann die EXE die DLL nicht laden. Sollte das Setup die 64 Bit Version installiert haben, so kann jederzeit die 32 Bit Version von der Homepage des Autors oder mittels Versionsabfrage geladen werden.

Hier ein Auszug daraus:

== Betriebssystem ==

EleLa wurde mit Lazarus für Windows programmiert und wurde auch mit Lazarus für Linux sowie für den RaspberryPi kompilliert. In diesem Artikel kann nur die Windows-Version geladen werden, die Linux-Version gibt es nur von der [http://www.mmvisual.de/elela/ Homepage des Autors].

== Bauteile verwalten ==

In der Bauteilverwaltung werden alle Bauteile angelegt, Lager und Gehäusevarianten verwaltet und Lieferanten eingetragen.

In der Bauteil-Übersicht wird von einer Bauteilvariante nur der Haupt-Typ eingetragen, z.B. 7400. Die Untertypen wie z.B. 74HC00, 74LVX00 unter "Lager / Gehäuse". Oder unter Bauteil wird nur der Widerstandswert "R 4,7 KOhm" eingetragen, alle Leistungsklassen und Gehäuseformen kommen nach "Lager / Gehäuse".
Der Vorteil liegt auf der Hand, die Bauteileliste enthält dadurch viel weniger Einträge und ist somit übersichtlicher. Gleichzeitig sieht man unter "Lager / Gehäuse" alle Typen mit der gleichen Funktion.

[[Datei: Bauteile.png]]

Über die Filtermöglichkeit anhand dem Typ oder einem Bezeichnungstext kann sehr schnell ein Bauteil mit ähnlichen Eigenschaften gefunden werden.

=== Lager / Gehäuse ===

Hier werden die Bauteilvarianten, Lagermengen und Gehäuseformen gespeichert.

[[Datei: Bauteile_LG.png]]

Als Kennzeichnung vom Bauteil können Barcode, Artikel-Nr sowie eine zweite Artikel-Nr eingetragen werden.

=== Lieferanten ===

Hier wird dem Lager/Gehäuse ein Lieferant zugeordnet und der Einkaufspreis ab Menge (Preisstaffel), VPE und Stückelung eingetragen. Ist dem Lieferant eine Internet-Adresse hinterlegt, so kann direkt der Hersteller mit dem Artikel geöffnet werden.
Über die Funktion "Webabfrage" können mit einem Klick die Preise von Farnell oder Mouser geladen/aktualisiert werden.

=== Bestellungen ===

Übersicht aller Bestellungen zu diesem Bauteil, auch archivierte (ältere).

=== Projekte ===

Übersicht aller Projekte in denen das Bauteil verwendet wird.

== Projektverwaltung ==

Hier können Stücklisten, Softwareprojekte und auch Geräte verwaltet werden.

[[Datei: Projekt.png]]

Links im Baum werden alle Projekte angezeigt und man kann Projekte zusammen fassen was für einen besseren Überblick sorgt.

Zusätzlich gibt es Funktionen um den Lagerbestand vor einer Produktion zu prüfen und nach der Produktion ab zu buchen. Das fertige Projekt kann wiederum als Bauteil geführt werden, deren Bestand nach der Produktion automatisch erhöht wird. Die bestückte Platine ist somit wiederum ein Bauteil mit Lagerverwaltung, das in ein Fertiggerät (Projekt mit Produktion Fertiggerät) hinzugefügt werden kann.

Unter Positionen können Bauteile eingetragen werden, auch Bauteile die nicht unter "Bauteile - F2" deklariert sind. Unterstützung der Produktion indem der Bearbeitungsstatus hinterlegt werden kann. Jede Position kann als Bestückungsvariante gekennzeichnet werden somit kann eine Stückliste für unterschiedliche Ausführungen verwendet werden.
Jede Position erhält ein Status, mit dem man für jedes Bauteil den Bearbeitungsstatus setzen kann. Somit wird auch bei komplexen Platinen in der Handbestückung / Einrichtung Bestückungsautomat nichts vergessen.
Importfunktion von Stücklisten direkt vom CAD Programm mit Kennzeichnung von Bauteilen die nicht mehr in der Import-Stückliste enthalten sind. Direkte Zuordnung anhand der ArtikelNr oder dem Barcode möglich.

Unter Historie können Änderungen (auch Software) dokumentiert werden. Wenn ein Termin in der Zukunft eingegeben wird, so zeigt EleLa ein Hinweis bei fälligem Termin.
Alternativ kann die Historie auch als Reparaturliste von Geräten verwendet werden, daher gibt es relativ viele Eingabemöglichkeiten und eine Druckfunktion für Einzelpositionen. Jedem Reparatur- (Historien-) Eintrag können Bilder hinterlegt werden um zu dokumentieren.

Da hier überall eine Seriennummer eingetragen werden kann eignet sich dies bestens als Gerätedatenbank.

== Bestellung ==

Hier wird vorgemerkt welche Artikel zu bestellen sind, welche bestellt wurden und welche geliefert und bereits eingelagert sind.

[[Datei: Bestellung.png]]

Die Bestell-Vorschlagliste kann entweder von "Hand" gefüllt werden, indem die "Neu" Taste gedrückt wird oder aus "Bauteile" heraus mit der "Warenkorb-Taste". Wichtig ist, dass auch Bauteile aufgeschrieben werden können die gar nicht als "Bauteil" angelegt sind.

Als Status kann "offen" / "bestellt" / "Teillieferung" / "geliefert" / "eingelagert" und "später" gesetzt werden.

Je Bauteil kann man sich zwei Lieferanten vormerken, bei denen man bestellen möchte. (Unter Bauteil kann man dennoch eine unbegrenzte Anzahl von Lieferanten hinterlegen.)

Mit Exportieren kann direkt ein Reichelt-Warenkorb exportiert und importiert werden.

Mit Archivieren werden abgeschlossene Bestellvorgänge versteckt, die jederzeit wieder aktiviert oder erneut bestellt werden können.

== Gehäuse verwalten ==

Hier werden alle Gehäuse Typen der Bauteile angelegt. Zu jedem Gehäuse können auch mehrere Bilder hinterlegt werden.

[[Datei: Gehause.png]]

In der Tabelle rechts sind alle Bauteile ersichtlich, die mit dem Gehäuse verfügbar sind.

Mit der Import-/Exportfunktion können Gehäuse incl. Bilder von Gehäusebibliotheken oder Freunden ausgetauscht werden.

== Typ - Kategorie der Bauteile ==

Hier werden die Kategorien angelegt die ein Bauteil annehmen kann.

[[Datei: Typ.png]]

Wichtig ist hierbei dass es nicht zu viele Untertypen gibt, denn man kann anhand dieser Typeinordnung ein Bauteil filtern. Daher sollte dies relativ "allgemein" gehalten werden.

Der Kategorie können Bilder zugeordnet werden, diese werden unter "Bauteil - F2" beim Bauteil gezeigt, wenn dem Bauteil kein individuelles Bild zugeordnet wurde. Somit braucht man bei einem Kondensator nur ein mal ein Bild zuordnen und das Bild wird bei allen Bauteilen mit Typ Kondensatoren unter "Bauteile" gezeigt.

In der Tabelle werden alle Bauteile gezeigt, die der Typ-Kategorie zugeordnet sind. So lässt es sich gut in den bestehenden Bauteilen stöbern und man findet schneller einen Ersatztyp der bereits auf Lager ist und spart sich so eine extra Bestellung und viel Arbeit.

== Extra-Funktionen ==

Hier sind die Rechner-Funktionen Timer/Stoppuhr, Datumsanzeige, Taschenrechner, Widerstandsteiler, LM317/LM350 Widerstandsrechner, SMD Zahlencode verfügbar.

Hier können die Historien aller Projekte verwaltet und Tipps in die Wissens-Datenbank eingetragen werden. Die Wissens-Einträge können nach Themen gruppiert werden wodurch das Suchen einfacher wird.

Die gesamte Datenbank kann mittels SQL-Befehle als CSV oder XML Dateien exportiert werden, dies garantiert eine einfache Weiterverwendung sämtlicher Daten in anderen Systemen.

Unter Info ist die Statistik in der jederzeit die Artikelanzahl und deren hinterlegte Wert sichtbar ist.

Überall sind Sprünge und Querverweise hinterlegt die direkt angesprungen werden können. Filterfunktionen mit der "Y" Taste um anhand einem Kriterium die Auswahl ein zu grenzen.

Viele Memo-Text Felder um alles eingeben zu können, Erkennung von Links auch aus dem Memo um auf mehr Dokumente verweisen zu können.

Umfangreiche Hilfe Datei in der alle Funktionen detailiert und mit Tipps beschrieben sind. Unbedingt sollte in der Hilfe unter "Allgemeine Infos" gelesen werden, hier stehen allgemein gültige Infos die das Arbeiten mit EleLa deutlich vereinfachen.

== Weblinks, Foren, Communities ==

* [http://www.mikrocontroller.net/topic/318610 Diskussion zum Artikel]
* [http://www.mmvisual.de Homepage Autor]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/267979 Project EleLa RS232 / RS485 Magazin LED Register]
* [[Part-DB RW - Lagerverwaltung]] ein anderes Lagerverwaltungsprogramm, PHP-Basiert

== Publikationen / Weiterempfehlungen ==

* [http://www.jtronics.de/software/elela-elektronik-lagerverwaltung.html http://www.jtronics.de]
* [http://schnittpunkt2012.blogspot.com/2010/11/weitere-tipps-zur-krisenvorsorge.html http://schnittpunkt2012.blogspot.com]

[[Category:Projekte]]
[[Category:Entwicklungstools]]
[[Category:Bauteile]]

Elektronik Lagerverwaltung

2019-01-02T14:10:07Z

Mmvisual: /* Lieferanten */

== EleLa - Allgemeine Infos ==

EleLa die Elektronik Lagerverwaltung für Hobby bis hin zu kleinen Unternehmen. Die
Software arbeitet sehr schnell und ist leicht bedienbar. Selbst ungeübte
PC-User finden sich damit schnell zurecht und EleLa ist dennoch ein
mächtiges Tool das viele andere in den Schatten stellt.

* Bauteile, mit Gehäuse/Varianten, Lagerplätze
* Je Bauteil können eine unbegrenzte Anzahl spezifischer technische Daten eingetragen werden.
* Typunterscheidung / Kategorien
* Definition Bauteil als "Bauteil", "Arbeitszeit" oder "Kleinmaterial" mit jeweils unterschiedlicher Behandlung für Projektplanung und Mengen Berechnung
* Handbuch-Funktion um Datenblätter schneller zu finden
* Gehäuse, mit Import/Export Funktion für externe Gehäusebibliotheken
* Lagerplätze, Kisten, Boxen usw.
* mehrere Lieferanten je Bauteil, mit VPE und Staffelpreise, Bestellnummern, Rabatt
* Öffnen der Lieferantenseite anhand der Bestellnummer
* Adressen mit Hersteller, Lieferanten, Kontakte (viele Eingabefelder)
* Bestellungen / Warenkorbfunktion der Lieferanten / Teillieferungen / Auftragsnummer / Bestellnummer Export / Bestellarchivierung
* Projektverwaltung / Reparaturverwaltung / Positionen / Ansicht Bauteilposition in Bild
* Geräteverwaltung mit Seriennummer und Historie
* Historie, auch von Projekten und Reparaturen, Logbuch, ToDo Liste
* Kostenvoranschlage/Angebotkalkulation von Projekten / Geräten
* Wissens-Datenbank
* mehrere Bilder zu nahezu allen Funktionen hinterlegbar
* Suche, auch anhand der technischen Daten der Bauteile
* Drucken, auch Etikette für Lagerfächer mit Barcode-Funktion
* Schneller Etikettendruck um mit einem Etikettendrucker schnell einen Aufkleber zu generieren
* Drucken von Bestellungen, Projekten und Reparaturberichte anhand Vorlagen
* Export- / Importfunktionen
* nahezu komplett über die Tastatur bedienbar
* Extras: Timer/Stoppuhr, Datumsanzeige, Taschenrechner, Widerstandsteiler, LM317/LM350, SMD Zahlencode, Statistik
* Übersetzbar in andere Sprachen, derzeit Englisch verfügbar.
* F1 Hilfe über alle Funktionen
* USB-Stick tauglich und portabel
* Windows / Linux (32/64 Bit) kombinierbar
* Mehrbenutzertauglich dank Datenbanken, Wechsel der Datenbank innerhalb weniger Minuten machbar.
* Einfach zu administrieren da die Konfiguration in einer INI Datei abgelegt ist und EleLa nur ein Verzeichnis mit wenigen Dateien benötigt.
* Tauglich für ISO9001 zertifizierte Firmen, mit speziellem Parameter aktivierbar
* Datensicherung der SQL-Server Datenbank ist in EleLa integriert.
* Bei Updates wird EleLa selbstständig die Datenbank aktualisieren, kein Handeingriff nötig.
* Optionale Datenabfrage über Web-Browser mit EleLaPHP (MySQL/MariaDB)
* Freeware ohne Limit

== Download ==

[http://www.mmvisual.de/download/Setup_EleLa.exe Version 3.0.18B15], als Setup Paket (ca. 10,9MB) (die aktuellste gibt es immer auf der Homepage vom Autor)

Alternativ kann die Software auch von der [http://www.mmvisual.de/elela/ Homepage des Autors] geladen werden. Auf dieser Seite kann auch eine native Linux- oder RaspberryPi-Version geladen werden.

Eine ausführliche Beschreibung mit Bildern findet sich auch auf der [http://www.mmvisual.de Homepage von Markus].

Installation Setup-Paket:
* Neuinstallation / Update (wird automatisch erkannt)
* Anhand dem Betriebssystem wird automatisch die 32 oder 64 Bit EXE installiert
* Sprache Deutsch, Englisch, Deutsch für Warenlager
* Einrichtung Datenbank, bei MariaDB/MySQL/PostgreSQL/MsSQL mit Zugangsdaten
* Start-Datenbank (Elektronik oder Warenlager) wird nur bei Neuinstallation automatisch installiert
* Einrichtung Handbuch-Verzeichnis
* Bei Uninstall kann entschieden werden ob die Datenbank intakt gelassen werden soll
* Für die erste Benutzung empfehle ich das Setup-Paket mit der Datenbank-Option SQLite. Weitere Informationen können Sie nach der Installation in der Hilfe unter "Installation" nachlesen. Dazu EleLa starten und die F1 Taste drücken.

Wichtig:
Sollten Sie bereits EleLa V2.x.xxxxx nutzen, so muss VOR der Installation ein Backup der Datenbank vollzogen werden.

Wenn man eine Datenbank, z.B. PostgreSQL mit 32 Bit installiert hat, so muss die EXE auch mit 32Bit genommen werden. Ansonsten kann die EXE die DLL nicht laden. Sollte das Setup die 64 Bit Version installiert haben, so kann jederzeit die 32 Bit Version von der Homepage des Autors oder mittels Versionsabfrage geladen werden.

Hier ein Auszug daraus:

== Betriebssystem ==

EleLa wurde mit Lazarus für Windows programmiert und wurde auch mit Lazarus für Linux sowie für den RaspberryPi kompilliert. In diesem Artikel kann nur die Windows-Version geladen werden, die Linux-Version gibt es nur von der [http://www.mmvisual.de/elela/ Homepage des Autors].

== Bauteile verwalten ==

In der Bauteilverwaltung werden alle Bauteile angelegt, Lager und Gehäusevarianten verwaltet und Lieferanten eingetragen.

In der Bauteil-Übersicht wird von einer Bauteilvariante nur der Haupt-Typ eingetragen, z.B. 7400. Die Untertypen wie z.B. 74HC00, 74LVX00 unter "Lager / Gehäuse". Oder unter Bauteil wird nur der Widerstandswert "R 4,7 KOhm" eingetragen, alle Leistungsklassen und Gehäuseformen kommen nach "Lager / Gehäuse".
Der Vorteil liegt auf der Hand, die Bauteileliste enthält dadurch viel weniger Einträge und ist somit übersichtlicher. Gleichzeitig sieht man unter "Lager / Gehäuse" alle Typen mit der gleichen Funktion.

[[Datei: Bauteile.png]]

Über die Filtermöglichkeit anhand dem Typ oder einem Bezeichnungstext kann sehr schnell ein Bauteil mit ähnlichen Eigenschaften gefunden werden.

=== Lager / Gehäuse ===

Hier werden die Bauteilvarianten, Lagermengen und Gehäuseformen gespeichert.

[[Datei: Bauteile_LG.png]]

Als Kennzeichnung vom Bauteil können Barcode, Artikel-Nr sowie eine zweite Artikel-Nr eingetragen werden.

=== Lieferanten ===

Hier wird dem Lager/Gehäuse ein Lieferant zugeordnet und der Einkaufspreis ab Menge (Preisstaffel), VPE und Stückelung eingetragen. Ist dem Lieferant eine Internet-Adresse hinterlegt, so kann direkt der Hersteller mit dem Artikel geöffnet werden.
Über die Funktion "Webabfrage" können mit einem Klick die Preise von Farnell oder Mouser geladen/aktualisiert werden.

=== Bestellungen ===

Übersicht aller Bestellungen zu diesem Bauteil, auch archivierte (ältere).

=== Projekte ===

Übersicht aller Projekte in denen das Bauteil verwendet wird.

== Projektverwaltung ==

Hier können Stücklisten, Softwareprojekte und auch Geräte verwaltet werden.

[[Datei: Projekt.png]]

Links im Baum werden alle Projekte angezeigt und man kann Projekte zusammen fassen was für einen besseren Überblick sorgt.

Zusätzlich gibt es Funktionen um den Lagerbestand vor einer Produktion zu prüfen und nach der Produktion ab zu buchen. Das fertige Projekt kann wiederum als Bauteil geführt werden, deren Bestand nach der Produktion automatisch erhöht wird. Die bestückte Platine ist somit wiederum ein Bauteil mit Lagerverwaltung, das in ein Fertiggerät (Projekt mit Produktion Fertiggerät) hinzugefügt werden kann.

Unter Positionen können Bauteile eingetragen werden, auch Bauteile die nicht unter "Bauteile - F2" deklariert sind. Unterstützung der Produktion indem der Bearbeitungsstatus hinterlegt werden kann. Jede Position kann als Bestückungsvariante gekennzeichnet werden somit kann eine Stückliste für unterschiedliche Ausführungen verwendet werden.
Jede Position erhält ein Status, mit dem man für jedes Bauteil den Bearbeitungsstatus setzen kann. Somit wird auch bei komplexen Platinen in der Handbestückung / Einrichtung Bestückungsautomat nichts vergessen.
Importfunktion von Stücklisten direkt vom CAD Programm mit Kennzeichnung von Bauteilen die nicht mehr in der Import-Stückliste enthalten sind. Direkte Zuordnung anhand der ArtikelNr oder dem Barcode möglich.

Unter Historie können Änderungen (auch Software) dokumentiert werden. Wenn ein Termin in der Zukunft eingegeben wird, so zeigt EleLa ein Hinweis bei fälligem Termin.
Alternativ kann die Historie auch als Reparaturliste von Geräten verwendet werden, daher gibt es relativ viele Eingabemöglichkeiten und eine Druckfunktion für Einzelpositionen. Jedem Reparatur- (Historien-) Eintrag können Bilder hinterlegt werden um zu dokumentieren.

Da hier überall eine Seriennummer eingetragen werden kann eignet sich dies bestens als Gerätedatenbank.

== Bestellung ==

Hier wird vorgemerkt welche Artikel zu bestellen sind, welche bestellt wurden und welche geliefert und bereits eingelagert sind.

[[Datei: Bestellung.png]]

Die Bestell-Vorschlagliste kann entweder von "Hand" gefüllt werden, indem die "Neu" Taste gedrückt wird oder aus "Bauteile" heraus mit der "Warenkorb-Taste". Wichtig ist, dass auch Bauteile aufgeschrieben werden können die gar nicht als "Bauteil" angelegt sind.

Als Status kann "offen" / "bestellt" / "Teillieferung" / "geliefert" / "eingelagert" und "später" gesetzt werden.

Je Bauteil kann man sich zwei Lieferanten vormerken, bei denen man bestellen möchte. (Unter Bauteil kann man dennoch eine unbegrenzte Anzahl von Lieferanten hinterlegen.)

Mit Exportieren kann direkt ein Reichelt-Warenkorb exportiert und importiert werden.

Mit Archivieren werden abgeschlossene Bestellvorgänge versteckt, die jederzeit wieder aktiviert oder erneut bestellt werden können.

== Gehäuse verwalten ==

Hier werden alle Gehäuse Typen der Bauteile angelegt. Zu jedem Gehäuse können auch mehrere Bilder hinterlegt werden.

[[Datei: Gehause.png]]

In der Tabelle rechts sind alle Bauteile ersichtlich, die mit dem Gehäuse verfügbar sind.

Mit der Import-/Exportfunktion können Gehäuse incl. Bilder von Gehäusebibliotheken oder Freunden ausgetauscht werden.

== Typ - Kategorie der Bauteile ==

Hier werden die Kategorien angelegt die ein Bauteil annehmen kann.

[[Datei: Typ.png]]

Wichtig ist hierbei dass es nicht zu viele Untertypen gibt, denn man kann anhand dieser Typeinordnung ein Bauteil filtern. Daher sollte dies relativ "allgemein" gehalten werden.

Der Kategorie können Bilder zugeordnet werden, diese werden unter "Bauteil - F2" beim Bauteil gezeigt, wenn dem Bauteil kein individuelles Bild zugeordnet wurde. Somit braucht man bei einem Kondensator nur ein mal ein Bild zuordnen und das Bild wird bei allen Bauteilen mit Typ Kondensatoren unter "Bauteile" gezeigt.

In der Tabelle werden alle Bauteile gezeigt, die der Typ-Kategorie zugeordnet sind. So lässt es sich gut in den bestehenden Bauteilen stöbern und man findet schneller einen Ersatztyp der bereits auf Lager ist und spart sich so eine extra Bestellung und viel Arbeit.

== Extra-Funktionen ==

Hier sind die Rechner-Funktionen Timer/Stoppuhr, Datumsanzeige, Taschenrechner, Widerstandsteiler, LM317/LM350 Widerstandsrechner, SMD Zahlencode verfügbar.

Hier können die Historien aller Projekte verwaltet und Tipps in die Wissens-Datenbank eingetragen werden. Die Wissens-Einträge können nach Themen gruppiert werden wodurch das Suchen einfacher wird.

Die gesamte Datenbank kann mittels SQL-Befehle als CSV oder XML Dateien exportiert werden, dies garantiert eine einfache Weiterverwendung sämtlicher Daten in anderen Systemen.

Unter Info ist die Statistik in der jederzeit die Artikelanzahl und deren hinterlegte Wert sichtbar ist.

Überall sind Sprünge und Querverweise hinterlegt die direkt angesprungen werden können. Filterfunktionen mit der "Y" Taste um anhand einem Kriterium die Auswahl ein zu grenzen.

Viele Memo-Text Felder um alles eingeben zu können, Erkennung von Links auch aus dem Memo um auf mehr Dokumente verweisen zu können.

Umfangreiche Hilfe Datei in der alle Funktionen detailiert und mit Tipps beschrieben sind. Unbedingt sollte in der Hilfe unter "Allgemeine Infos" gelesen werden, hier stehen allgemein gültige Infos die das Arbeiten mit EleLa deutlich vereinfachen.

== Weblinks, Foren, Communities ==

* [http://www.mikrocontroller.net/topic/265580 Diskussion zum Artikel]
* [http://www.mmvisual.de Homepage Autor]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/267979 Project EleLa RS232 / RS485 Magazin LED Register]
* [[Part-DB RW - Lagerverwaltung]] ein anderes Lagerverwaltungsprogramm, PHP-Basiert

== Publikationen / Weiterempfehlungen ==

* [http://www.jtronics.de/software/elela-elektronik-lagerverwaltung.html http://www.jtronics.de]
* [http://schnittpunkt2012.blogspot.com/2010/11/weitere-tipps-zur-krisenvorsorge.html http://schnittpunkt2012.blogspot.com]

[[Category:Projekte]]
[[Category:Entwicklungstools]]
[[Category:Bauteile]]

Elektronik Lagerverwaltung

2019-01-02T14:07:53Z

Mmvisual: /* EleLa - Allgemeine Infos */

== EleLa - Allgemeine Infos ==

EleLa die Elektronik Lagerverwaltung für Hobby bis hin zu kleinen Unternehmen. Die
Software arbeitet sehr schnell und ist leicht bedienbar. Selbst ungeübte
PC-User finden sich damit schnell zurecht und EleLa ist dennoch ein
mächtiges Tool das viele andere in den Schatten stellt.

* Bauteile, mit Gehäuse/Varianten, Lagerplätze
* Je Bauteil können eine unbegrenzte Anzahl spezifischer technische Daten eingetragen werden.
* Typunterscheidung / Kategorien
* Definition Bauteil als "Bauteil", "Arbeitszeit" oder "Kleinmaterial" mit jeweils unterschiedlicher Behandlung für Projektplanung und Mengen Berechnung
* Handbuch-Funktion um Datenblätter schneller zu finden
* Gehäuse, mit Import/Export Funktion für externe Gehäusebibliotheken
* Lagerplätze, Kisten, Boxen usw.
* mehrere Lieferanten je Bauteil, mit VPE und Staffelpreise, Bestellnummern, Rabatt
* Öffnen der Lieferantenseite anhand der Bestellnummer
* Adressen mit Hersteller, Lieferanten, Kontakte (viele Eingabefelder)
* Bestellungen / Warenkorbfunktion der Lieferanten / Teillieferungen / Auftragsnummer / Bestellnummer Export / Bestellarchivierung
* Projektverwaltung / Reparaturverwaltung / Positionen / Ansicht Bauteilposition in Bild
* Geräteverwaltung mit Seriennummer und Historie
* Historie, auch von Projekten und Reparaturen, Logbuch, ToDo Liste
* Kostenvoranschlage/Angebotkalkulation von Projekten / Geräten
* Wissens-Datenbank
* mehrere Bilder zu nahezu allen Funktionen hinterlegbar
* Suche, auch anhand der technischen Daten der Bauteile
* Drucken, auch Etikette für Lagerfächer mit Barcode-Funktion
* Schneller Etikettendruck um mit einem Etikettendrucker schnell einen Aufkleber zu generieren
* Drucken von Bestellungen, Projekten und Reparaturberichte anhand Vorlagen
* Export- / Importfunktionen
* nahezu komplett über die Tastatur bedienbar
* Extras: Timer/Stoppuhr, Datumsanzeige, Taschenrechner, Widerstandsteiler, LM317/LM350, SMD Zahlencode, Statistik
* Übersetzbar in andere Sprachen, derzeit Englisch verfügbar.
* F1 Hilfe über alle Funktionen
* USB-Stick tauglich und portabel
* Windows / Linux (32/64 Bit) kombinierbar
* Mehrbenutzertauglich dank Datenbanken, Wechsel der Datenbank innerhalb weniger Minuten machbar.
* Einfach zu administrieren da die Konfiguration in einer INI Datei abgelegt ist und EleLa nur ein Verzeichnis mit wenigen Dateien benötigt.
* Tauglich für ISO9001 zertifizierte Firmen, mit speziellem Parameter aktivierbar
* Datensicherung der SQL-Server Datenbank ist in EleLa integriert.
* Bei Updates wird EleLa selbstständig die Datenbank aktualisieren, kein Handeingriff nötig.
* Optionale Datenabfrage über Web-Browser mit EleLaPHP (MySQL/MariaDB)
* Freeware ohne Limit

== Download ==

[http://www.mmvisual.de/download/Setup_EleLa.exe Version 3.0.18B15], als Setup Paket (ca. 10,9MB) (die aktuellste gibt es immer auf der Homepage vom Autor)

Alternativ kann die Software auch von der [http://www.mmvisual.de/elela/ Homepage des Autors] geladen werden. Auf dieser Seite kann auch eine native Linux- oder RaspberryPi-Version geladen werden.

Eine ausführliche Beschreibung mit Bildern findet sich auch auf der [http://www.mmvisual.de Homepage von Markus].

Installation Setup-Paket:
* Neuinstallation / Update (wird automatisch erkannt)
* Anhand dem Betriebssystem wird automatisch die 32 oder 64 Bit EXE installiert
* Sprache Deutsch, Englisch, Deutsch für Warenlager
* Einrichtung Datenbank, bei MariaDB/MySQL/PostgreSQL/MsSQL mit Zugangsdaten
* Start-Datenbank (Elektronik oder Warenlager) wird nur bei Neuinstallation automatisch installiert
* Einrichtung Handbuch-Verzeichnis
* Bei Uninstall kann entschieden werden ob die Datenbank intakt gelassen werden soll
* Für die erste Benutzung empfehle ich das Setup-Paket mit der Datenbank-Option SQLite. Weitere Informationen können Sie nach der Installation in der Hilfe unter "Installation" nachlesen. Dazu EleLa starten und die F1 Taste drücken.

Wichtig:
Sollten Sie bereits EleLa V2.x.xxxxx nutzen, so muss VOR der Installation ein Backup der Datenbank vollzogen werden.

Wenn man eine Datenbank, z.B. PostgreSQL mit 32 Bit installiert hat, so muss die EXE auch mit 32Bit genommen werden. Ansonsten kann die EXE die DLL nicht laden. Sollte das Setup die 64 Bit Version installiert haben, so kann jederzeit die 32 Bit Version von der Homepage des Autors oder mittels Versionsabfrage geladen werden.

Hier ein Auszug daraus:

== Betriebssystem ==

EleLa wurde mit Lazarus für Windows programmiert und wurde auch mit Lazarus für Linux sowie für den RaspberryPi kompilliert. In diesem Artikel kann nur die Windows-Version geladen werden, die Linux-Version gibt es nur von der [http://www.mmvisual.de/elela/ Homepage des Autors].

== Bauteile verwalten ==

In der Bauteilverwaltung werden alle Bauteile angelegt, Lager und Gehäusevarianten verwaltet und Lieferanten eingetragen.

In der Bauteil-Übersicht wird von einer Bauteilvariante nur der Haupt-Typ eingetragen, z.B. 7400. Die Untertypen wie z.B. 74HC00, 74LVX00 unter "Lager / Gehäuse". Oder unter Bauteil wird nur der Widerstandswert "R 4,7 KOhm" eingetragen, alle Leistungsklassen und Gehäuseformen kommen nach "Lager / Gehäuse".
Der Vorteil liegt auf der Hand, die Bauteileliste enthält dadurch viel weniger Einträge und ist somit übersichtlicher. Gleichzeitig sieht man unter "Lager / Gehäuse" alle Typen mit der gleichen Funktion.

[[Datei: Bauteile.png]]

Über die Filtermöglichkeit anhand dem Typ oder einem Bezeichnungstext kann sehr schnell ein Bauteil mit ähnlichen Eigenschaften gefunden werden.

=== Lager / Gehäuse ===

Hier werden die Bauteilvarianten, Lagermengen und Gehäuseformen gespeichert.

[[Datei: Bauteile_LG.png]]

Als Kennzeichnung vom Bauteil können Barcode, Artikel-Nr sowie eine zweite Artikel-Nr eingetragen werden.

=== Lieferanten ===

Hier wird dem Lager/Gehäuse ein Lieferant zugeordnet und der Einkaufspreis ab Menge (Preisstaffel), VPE und Stückelung eingetragen. Ist dem Lieferant eine Internet-Adresse hinterlegt, so kann direkt der Hersteller mit dem Artikel geöffnet werden.

=== Bestellungen ===

Übersicht aller Bestellungen zu diesem Bauteil, auch archivierte (ältere).

=== Projekte ===

Übersicht aller Projekte in denen das Bauteil verwendet wird.

== Projektverwaltung ==

Hier können Stücklisten, Softwareprojekte und auch Geräte verwaltet werden.

[[Datei: Projekt.png]]

Links im Baum werden alle Projekte angezeigt und man kann Projekte zusammen fassen was für einen besseren Überblick sorgt.

Zusätzlich gibt es Funktionen um den Lagerbestand vor einer Produktion zu prüfen und nach der Produktion ab zu buchen. Das fertige Projekt kann wiederum als Bauteil geführt werden, deren Bestand nach der Produktion automatisch erhöht wird. Die bestückte Platine ist somit wiederum ein Bauteil mit Lagerverwaltung, das in ein Fertiggerät (Projekt mit Produktion Fertiggerät) hinzugefügt werden kann.

Unter Positionen können Bauteile eingetragen werden, auch Bauteile die nicht unter "Bauteile - F2" deklariert sind. Unterstützung der Produktion indem der Bearbeitungsstatus hinterlegt werden kann. Jede Position kann als Bestückungsvariante gekennzeichnet werden somit kann eine Stückliste für unterschiedliche Ausführungen verwendet werden.
Jede Position erhält ein Status, mit dem man für jedes Bauteil den Bearbeitungsstatus setzen kann. Somit wird auch bei komplexen Platinen in der Handbestückung / Einrichtung Bestückungsautomat nichts vergessen.
Importfunktion von Stücklisten direkt vom CAD Programm mit Kennzeichnung von Bauteilen die nicht mehr in der Import-Stückliste enthalten sind. Direkte Zuordnung anhand der ArtikelNr oder dem Barcode möglich.

Unter Historie können Änderungen (auch Software) dokumentiert werden. Wenn ein Termin in der Zukunft eingegeben wird, so zeigt EleLa ein Hinweis bei fälligem Termin.
Alternativ kann die Historie auch als Reparaturliste von Geräten verwendet werden, daher gibt es relativ viele Eingabemöglichkeiten und eine Druckfunktion für Einzelpositionen. Jedem Reparatur- (Historien-) Eintrag können Bilder hinterlegt werden um zu dokumentieren.

Da hier überall eine Seriennummer eingetragen werden kann eignet sich dies bestens als Gerätedatenbank.

== Bestellung ==

Hier wird vorgemerkt welche Artikel zu bestellen sind, welche bestellt wurden und welche geliefert und bereits eingelagert sind.

[[Datei: Bestellung.png]]

Die Bestell-Vorschlagliste kann entweder von "Hand" gefüllt werden, indem die "Neu" Taste gedrückt wird oder aus "Bauteile" heraus mit der "Warenkorb-Taste". Wichtig ist, dass auch Bauteile aufgeschrieben werden können die gar nicht als "Bauteil" angelegt sind.

Als Status kann "offen" / "bestellt" / "Teillieferung" / "geliefert" / "eingelagert" und "später" gesetzt werden.

Je Bauteil kann man sich zwei Lieferanten vormerken, bei denen man bestellen möchte. (Unter Bauteil kann man dennoch eine unbegrenzte Anzahl von Lieferanten hinterlegen.)

Mit Exportieren kann direkt ein Reichelt-Warenkorb exportiert und importiert werden.

Mit Archivieren werden abgeschlossene Bestellvorgänge versteckt, die jederzeit wieder aktiviert oder erneut bestellt werden können.

== Gehäuse verwalten ==

Hier werden alle Gehäuse Typen der Bauteile angelegt. Zu jedem Gehäuse können auch mehrere Bilder hinterlegt werden.

[[Datei: Gehause.png]]

In der Tabelle rechts sind alle Bauteile ersichtlich, die mit dem Gehäuse verfügbar sind.

Mit der Import-/Exportfunktion können Gehäuse incl. Bilder von Gehäusebibliotheken oder Freunden ausgetauscht werden.

== Typ - Kategorie der Bauteile ==

Hier werden die Kategorien angelegt die ein Bauteil annehmen kann.

[[Datei: Typ.png]]

Wichtig ist hierbei dass es nicht zu viele Untertypen gibt, denn man kann anhand dieser Typeinordnung ein Bauteil filtern. Daher sollte dies relativ "allgemein" gehalten werden.

Der Kategorie können Bilder zugeordnet werden, diese werden unter "Bauteil - F2" beim Bauteil gezeigt, wenn dem Bauteil kein individuelles Bild zugeordnet wurde. Somit braucht man bei einem Kondensator nur ein mal ein Bild zuordnen und das Bild wird bei allen Bauteilen mit Typ Kondensatoren unter "Bauteile" gezeigt.

In der Tabelle werden alle Bauteile gezeigt, die der Typ-Kategorie zugeordnet sind. So lässt es sich gut in den bestehenden Bauteilen stöbern und man findet schneller einen Ersatztyp der bereits auf Lager ist und spart sich so eine extra Bestellung und viel Arbeit.

== Extra-Funktionen ==

Hier sind die Rechner-Funktionen Timer/Stoppuhr, Datumsanzeige, Taschenrechner, Widerstandsteiler, LM317/LM350 Widerstandsrechner, SMD Zahlencode verfügbar.

Hier können die Historien aller Projekte verwaltet und Tipps in die Wissens-Datenbank eingetragen werden. Die Wissens-Einträge können nach Themen gruppiert werden wodurch das Suchen einfacher wird.

Die gesamte Datenbank kann mittels SQL-Befehle als CSV oder XML Dateien exportiert werden, dies garantiert eine einfache Weiterverwendung sämtlicher Daten in anderen Systemen.

Unter Info ist die Statistik in der jederzeit die Artikelanzahl und deren hinterlegte Wert sichtbar ist.

Überall sind Sprünge und Querverweise hinterlegt die direkt angesprungen werden können. Filterfunktionen mit der "Y" Taste um anhand einem Kriterium die Auswahl ein zu grenzen.

Viele Memo-Text Felder um alles eingeben zu können, Erkennung von Links auch aus dem Memo um auf mehr Dokumente verweisen zu können.

Umfangreiche Hilfe Datei in der alle Funktionen detailiert und mit Tipps beschrieben sind. Unbedingt sollte in der Hilfe unter "Allgemeine Infos" gelesen werden, hier stehen allgemein gültige Infos die das Arbeiten mit EleLa deutlich vereinfachen.

== Weblinks, Foren, Communities ==

* [http://www.mikrocontroller.net/topic/265580 Diskussion zum Artikel]
* [http://www.mmvisual.de Homepage Autor]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/267979 Project EleLa RS232 / RS485 Magazin LED Register]
* [[Part-DB RW - Lagerverwaltung]] ein anderes Lagerverwaltungsprogramm, PHP-Basiert

== Publikationen / Weiterempfehlungen ==

* [http://www.jtronics.de/software/elela-elektronik-lagerverwaltung.html http://www.jtronics.de]
* [http://schnittpunkt2012.blogspot.com/2010/11/weitere-tipps-zur-krisenvorsorge.html http://schnittpunkt2012.blogspot.com]

[[Category:Projekte]]
[[Category:Entwicklungstools]]
[[Category:Bauteile]]

Elektronik Lagerverwaltung

2019-01-02T14:05:46Z

Mmvisual: /* Betriebssystem */

== EleLa - Allgemeine Infos ==

EleLa die Elektronik Lagerverwaltung für Hobby bis hin zu kleinen Unternehmen. Die
Software arbeitet sehr schnell und ist leicht bedienbar. Selbst ungeübte
PC-User finden sich damit schnell zurecht und EleLa ist dennoch ein
mächtiges Tool das viele andere in den Schatten stellt.

* Bauteile, mit Gehäuse/Varianten, Lagerplätze
* Typunterscheidung / Kategorien
* Definition Bauteil als "Bauteil", "Arbeitszeit" oder "Kleinmaterial" mit jeweils unterschiedlicher Behandlung für Projektplanung und Mengen Berechnung
* Handbuch-Funktion um Datenblätter schneller zu finden
* Gehäuse, mit Import/Export Funktion für externe Gehäusebibliotheken
* Lagerplätze, Kisten, Boxen usw.
* mehrere Lieferanten je Bauteil, mit VPE und Staffelpreise, Bestellnummern, Rabatt
* Öffnen der Lieferantenseite anhand der Bestellnummer
* Adressen mit Hersteller, Lieferanten, Kontakte (viele Eingabefelder)
* Bestellungen / Warenkorbfunktion der Lieferanten / Teillieferungen / Auftragsnummer / Bestellnummer Export / Bestellarchivierung
* Projektverwaltung / Reparaturverwaltung / Positionen / Ansicht Bauteilposition in Bild
* Geräteverwaltung mit Seriennummer und Historie
* Historie, auch von Projekten und Reparaturen, Logbuch, ToDo Liste
* Kostenvoranschlage/Angebotkalkulation von Projekten / Geräten
* Wissens-Datenbank
* mehrere Bilder zu nahezu allen Funktionen hinterlegbar
* Suche
* Drucken, auch Etikette für Lagerfächer mit Barcode-Funktion
* Schneller Etikettendruck um mit einem Etikettendrucker schnell einen Aufkleber zu generieren
* Drucken von Bestellungen, Projekten und Reparaturberichte anhand Vorlagen
* Export- / Importfunktionen
* nahezu komplett über die Tastatur bedienbar
* Extras: Timer/Stoppuhr, Datumsanzeige, Taschenrechner, Widerstandsteiler, LM317/LM350, SMD Zahlencode, Statistik
* Übersetzbar in andere Sprachen, derzeit Englisch verfügbar.
* F1 Hilfe über alle Funktionen
* USB-Stick tauglich und portabel
* Windows / Linux (32/64 Bit) kombinierbar
* Mehrbenutzertauglich dank Datenbanken, Wechsel der Datenbank innerhalb weniger Minuten machbar.
* Einfach zu administrieren da die Konfiguration in einer INI Datei abgelegt ist und EleLa nur ein Verzeichnis mit wenigen Dateien benötigt.
* Tauglich für ISO9001 zertifizierte Firmen, mit speziellem Parameter aktivierbar
* Datensicherung der SQL-Server Datenbank ist in EleLa integriert.
* Bei Updates wird EleLa selbstständig die Datenbank aktualisieren, kein Handeingriff nötig.
* Optionale Datenabfrage über Web-Browser mit EleLaPHP (MySQL)
* Freeware ohne Limit

== Download ==

[http://www.mmvisual.de/download/Setup_EleLa.exe Version 3.0.18B15], als Setup Paket (ca. 10,9MB) (die aktuellste gibt es immer auf der Homepage vom Autor)

Alternativ kann die Software auch von der [http://www.mmvisual.de/elela/ Homepage des Autors] geladen werden. Auf dieser Seite kann auch eine native Linux- oder RaspberryPi-Version geladen werden.

Eine ausführliche Beschreibung mit Bildern findet sich auch auf der [http://www.mmvisual.de Homepage von Markus].

Installation Setup-Paket:
* Neuinstallation / Update (wird automatisch erkannt)
* Anhand dem Betriebssystem wird automatisch die 32 oder 64 Bit EXE installiert
* Sprache Deutsch, Englisch, Deutsch für Warenlager
* Einrichtung Datenbank, bei MariaDB/MySQL/PostgreSQL/MsSQL mit Zugangsdaten
* Start-Datenbank (Elektronik oder Warenlager) wird nur bei Neuinstallation automatisch installiert
* Einrichtung Handbuch-Verzeichnis
* Bei Uninstall kann entschieden werden ob die Datenbank intakt gelassen werden soll
* Für die erste Benutzung empfehle ich das Setup-Paket mit der Datenbank-Option SQLite. Weitere Informationen können Sie nach der Installation in der Hilfe unter "Installation" nachlesen. Dazu EleLa starten und die F1 Taste drücken.

Wichtig:
Sollten Sie bereits EleLa V2.x.xxxxx nutzen, so muss VOR der Installation ein Backup der Datenbank vollzogen werden.

Wenn man eine Datenbank, z.B. PostgreSQL mit 32 Bit installiert hat, so muss die EXE auch mit 32Bit genommen werden. Ansonsten kann die EXE die DLL nicht laden. Sollte das Setup die 64 Bit Version installiert haben, so kann jederzeit die 32 Bit Version von der Homepage des Autors oder mittels Versionsabfrage geladen werden.

Hier ein Auszug daraus:

== Betriebssystem ==

EleLa wurde mit Lazarus für Windows programmiert und wurde auch mit Lazarus für Linux sowie für den RaspberryPi kompilliert. In diesem Artikel kann nur die Windows-Version geladen werden, die Linux-Version gibt es nur von der [http://www.mmvisual.de/elela/ Homepage des Autors].

== Bauteile verwalten ==

In der Bauteilverwaltung werden alle Bauteile angelegt, Lager und Gehäusevarianten verwaltet und Lieferanten eingetragen.

In der Bauteil-Übersicht wird von einer Bauteilvariante nur der Haupt-Typ eingetragen, z.B. 7400. Die Untertypen wie z.B. 74HC00, 74LVX00 unter "Lager / Gehäuse". Oder unter Bauteil wird nur der Widerstandswert "R 4,7 KOhm" eingetragen, alle Leistungsklassen und Gehäuseformen kommen nach "Lager / Gehäuse".
Der Vorteil liegt auf der Hand, die Bauteileliste enthält dadurch viel weniger Einträge und ist somit übersichtlicher. Gleichzeitig sieht man unter "Lager / Gehäuse" alle Typen mit der gleichen Funktion.

[[Datei: Bauteile.png]]

Über die Filtermöglichkeit anhand dem Typ oder einem Bezeichnungstext kann sehr schnell ein Bauteil mit ähnlichen Eigenschaften gefunden werden.

=== Lager / Gehäuse ===

Hier werden die Bauteilvarianten, Lagermengen und Gehäuseformen gespeichert.

[[Datei: Bauteile_LG.png]]

Als Kennzeichnung vom Bauteil können Barcode, Artikel-Nr sowie eine zweite Artikel-Nr eingetragen werden.

=== Lieferanten ===

Hier wird dem Lager/Gehäuse ein Lieferant zugeordnet und der Einkaufspreis ab Menge (Preisstaffel), VPE und Stückelung eingetragen. Ist dem Lieferant eine Internet-Adresse hinterlegt, so kann direkt der Hersteller mit dem Artikel geöffnet werden.

=== Bestellungen ===

Übersicht aller Bestellungen zu diesem Bauteil, auch archivierte (ältere).

=== Projekte ===

Übersicht aller Projekte in denen das Bauteil verwendet wird.

== Projektverwaltung ==

Hier können Stücklisten, Softwareprojekte und auch Geräte verwaltet werden.

[[Datei: Projekt.png]]

Links im Baum werden alle Projekte angezeigt und man kann Projekte zusammen fassen was für einen besseren Überblick sorgt.

Zusätzlich gibt es Funktionen um den Lagerbestand vor einer Produktion zu prüfen und nach der Produktion ab zu buchen. Das fertige Projekt kann wiederum als Bauteil geführt werden, deren Bestand nach der Produktion automatisch erhöht wird. Die bestückte Platine ist somit wiederum ein Bauteil mit Lagerverwaltung, das in ein Fertiggerät (Projekt mit Produktion Fertiggerät) hinzugefügt werden kann.

Unter Positionen können Bauteile eingetragen werden, auch Bauteile die nicht unter "Bauteile - F2" deklariert sind. Unterstützung der Produktion indem der Bearbeitungsstatus hinterlegt werden kann. Jede Position kann als Bestückungsvariante gekennzeichnet werden somit kann eine Stückliste für unterschiedliche Ausführungen verwendet werden.
Jede Position erhält ein Status, mit dem man für jedes Bauteil den Bearbeitungsstatus setzen kann. Somit wird auch bei komplexen Platinen in der Handbestückung / Einrichtung Bestückungsautomat nichts vergessen.
Importfunktion von Stücklisten direkt vom CAD Programm mit Kennzeichnung von Bauteilen die nicht mehr in der Import-Stückliste enthalten sind. Direkte Zuordnung anhand der ArtikelNr oder dem Barcode möglich.

Unter Historie können Änderungen (auch Software) dokumentiert werden. Wenn ein Termin in der Zukunft eingegeben wird, so zeigt EleLa ein Hinweis bei fälligem Termin.
Alternativ kann die Historie auch als Reparaturliste von Geräten verwendet werden, daher gibt es relativ viele Eingabemöglichkeiten und eine Druckfunktion für Einzelpositionen. Jedem Reparatur- (Historien-) Eintrag können Bilder hinterlegt werden um zu dokumentieren.

Da hier überall eine Seriennummer eingetragen werden kann eignet sich dies bestens als Gerätedatenbank.

== Bestellung ==

Hier wird vorgemerkt welche Artikel zu bestellen sind, welche bestellt wurden und welche geliefert und bereits eingelagert sind.

[[Datei: Bestellung.png]]

Die Bestell-Vorschlagliste kann entweder von "Hand" gefüllt werden, indem die "Neu" Taste gedrückt wird oder aus "Bauteile" heraus mit der "Warenkorb-Taste". Wichtig ist, dass auch Bauteile aufgeschrieben werden können die gar nicht als "Bauteil" angelegt sind.

Als Status kann "offen" / "bestellt" / "Teillieferung" / "geliefert" / "eingelagert" und "später" gesetzt werden.

Je Bauteil kann man sich zwei Lieferanten vormerken, bei denen man bestellen möchte. (Unter Bauteil kann man dennoch eine unbegrenzte Anzahl von Lieferanten hinterlegen.)

Mit Exportieren kann direkt ein Reichelt-Warenkorb exportiert und importiert werden.

Mit Archivieren werden abgeschlossene Bestellvorgänge versteckt, die jederzeit wieder aktiviert oder erneut bestellt werden können.

== Gehäuse verwalten ==

Hier werden alle Gehäuse Typen der Bauteile angelegt. Zu jedem Gehäuse können auch mehrere Bilder hinterlegt werden.

[[Datei: Gehause.png]]

In der Tabelle rechts sind alle Bauteile ersichtlich, die mit dem Gehäuse verfügbar sind.

Mit der Import-/Exportfunktion können Gehäuse incl. Bilder von Gehäusebibliotheken oder Freunden ausgetauscht werden.

== Typ - Kategorie der Bauteile ==

Hier werden die Kategorien angelegt die ein Bauteil annehmen kann.

[[Datei: Typ.png]]

Wichtig ist hierbei dass es nicht zu viele Untertypen gibt, denn man kann anhand dieser Typeinordnung ein Bauteil filtern. Daher sollte dies relativ "allgemein" gehalten werden.

Der Kategorie können Bilder zugeordnet werden, diese werden unter "Bauteil - F2" beim Bauteil gezeigt, wenn dem Bauteil kein individuelles Bild zugeordnet wurde. Somit braucht man bei einem Kondensator nur ein mal ein Bild zuordnen und das Bild wird bei allen Bauteilen mit Typ Kondensatoren unter "Bauteile" gezeigt.

In der Tabelle werden alle Bauteile gezeigt, die der Typ-Kategorie zugeordnet sind. So lässt es sich gut in den bestehenden Bauteilen stöbern und man findet schneller einen Ersatztyp der bereits auf Lager ist und spart sich so eine extra Bestellung und viel Arbeit.

== Extra-Funktionen ==

Hier sind die Rechner-Funktionen Timer/Stoppuhr, Datumsanzeige, Taschenrechner, Widerstandsteiler, LM317/LM350 Widerstandsrechner, SMD Zahlencode verfügbar.

Hier können die Historien aller Projekte verwaltet und Tipps in die Wissens-Datenbank eingetragen werden. Die Wissens-Einträge können nach Themen gruppiert werden wodurch das Suchen einfacher wird.

Die gesamte Datenbank kann mittels SQL-Befehle als CSV oder XML Dateien exportiert werden, dies garantiert eine einfache Weiterverwendung sämtlicher Daten in anderen Systemen.

Unter Info ist die Statistik in der jederzeit die Artikelanzahl und deren hinterlegte Wert sichtbar ist.

Überall sind Sprünge und Querverweise hinterlegt die direkt angesprungen werden können. Filterfunktionen mit der "Y" Taste um anhand einem Kriterium die Auswahl ein zu grenzen.

Viele Memo-Text Felder um alles eingeben zu können, Erkennung von Links auch aus dem Memo um auf mehr Dokumente verweisen zu können.

Umfangreiche Hilfe Datei in der alle Funktionen detailiert und mit Tipps beschrieben sind. Unbedingt sollte in der Hilfe unter "Allgemeine Infos" gelesen werden, hier stehen allgemein gültige Infos die das Arbeiten mit EleLa deutlich vereinfachen.

== Weblinks, Foren, Communities ==

* [http://www.mikrocontroller.net/topic/265580 Diskussion zum Artikel]
* [http://www.mmvisual.de Homepage Autor]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/267979 Project EleLa RS232 / RS485 Magazin LED Register]
* [[Part-DB RW - Lagerverwaltung]] ein anderes Lagerverwaltungsprogramm, PHP-Basiert

== Publikationen / Weiterempfehlungen ==

* [http://www.jtronics.de/software/elela-elektronik-lagerverwaltung.html http://www.jtronics.de]
* [http://schnittpunkt2012.blogspot.com/2010/11/weitere-tipps-zur-krisenvorsorge.html http://schnittpunkt2012.blogspot.com]

[[Category:Projekte]]
[[Category:Entwicklungstools]]
[[Category:Bauteile]]

Elektronik Lagerverwaltung

2019-01-02T14:04:58Z

Mmvisual: /* Download */

== EleLa - Allgemeine Infos ==

EleLa die Elektronik Lagerverwaltung für Hobby bis hin zu kleinen Unternehmen. Die
Software arbeitet sehr schnell und ist leicht bedienbar. Selbst ungeübte
PC-User finden sich damit schnell zurecht und EleLa ist dennoch ein
mächtiges Tool das viele andere in den Schatten stellt.

* Bauteile, mit Gehäuse/Varianten, Lagerplätze
* Typunterscheidung / Kategorien
* Definition Bauteil als "Bauteil", "Arbeitszeit" oder "Kleinmaterial" mit jeweils unterschiedlicher Behandlung für Projektplanung und Mengen Berechnung
* Handbuch-Funktion um Datenblätter schneller zu finden
* Gehäuse, mit Import/Export Funktion für externe Gehäusebibliotheken
* Lagerplätze, Kisten, Boxen usw.
* mehrere Lieferanten je Bauteil, mit VPE und Staffelpreise, Bestellnummern, Rabatt
* Öffnen der Lieferantenseite anhand der Bestellnummer
* Adressen mit Hersteller, Lieferanten, Kontakte (viele Eingabefelder)
* Bestellungen / Warenkorbfunktion der Lieferanten / Teillieferungen / Auftragsnummer / Bestellnummer Export / Bestellarchivierung
* Projektverwaltung / Reparaturverwaltung / Positionen / Ansicht Bauteilposition in Bild
* Geräteverwaltung mit Seriennummer und Historie
* Historie, auch von Projekten und Reparaturen, Logbuch, ToDo Liste
* Kostenvoranschlage/Angebotkalkulation von Projekten / Geräten
* Wissens-Datenbank
* mehrere Bilder zu nahezu allen Funktionen hinterlegbar
* Suche
* Drucken, auch Etikette für Lagerfächer mit Barcode-Funktion
* Schneller Etikettendruck um mit einem Etikettendrucker schnell einen Aufkleber zu generieren
* Drucken von Bestellungen, Projekten und Reparaturberichte anhand Vorlagen
* Export- / Importfunktionen
* nahezu komplett über die Tastatur bedienbar
* Extras: Timer/Stoppuhr, Datumsanzeige, Taschenrechner, Widerstandsteiler, LM317/LM350, SMD Zahlencode, Statistik
* Übersetzbar in andere Sprachen, derzeit Englisch verfügbar.
* F1 Hilfe über alle Funktionen
* USB-Stick tauglich und portabel
* Windows / Linux (32/64 Bit) kombinierbar
* Mehrbenutzertauglich dank Datenbanken, Wechsel der Datenbank innerhalb weniger Minuten machbar.
* Einfach zu administrieren da die Konfiguration in einer INI Datei abgelegt ist und EleLa nur ein Verzeichnis mit wenigen Dateien benötigt.
* Tauglich für ISO9001 zertifizierte Firmen, mit speziellem Parameter aktivierbar
* Datensicherung der SQL-Server Datenbank ist in EleLa integriert.
* Bei Updates wird EleLa selbstständig die Datenbank aktualisieren, kein Handeingriff nötig.
* Optionale Datenabfrage über Web-Browser mit EleLaPHP (MySQL)
* Freeware ohne Limit

== Download ==

[http://www.mmvisual.de/download/Setup_EleLa.exe Version 3.0.18B15], als Setup Paket (ca. 10,9MB) (die aktuellste gibt es immer auf der Homepage vom Autor)

Alternativ kann die Software auch von der [http://www.mmvisual.de/elela/ Homepage des Autors] geladen werden. Auf dieser Seite kann auch eine native Linux- oder RaspberryPi-Version geladen werden.

Eine ausführliche Beschreibung mit Bildern findet sich auch auf der [http://www.mmvisual.de Homepage von Markus].

Installation Setup-Paket:
* Neuinstallation / Update (wird automatisch erkannt)
* Anhand dem Betriebssystem wird automatisch die 32 oder 64 Bit EXE installiert
* Sprache Deutsch, Englisch, Deutsch für Warenlager
* Einrichtung Datenbank, bei MariaDB/MySQL/PostgreSQL/MsSQL mit Zugangsdaten
* Start-Datenbank (Elektronik oder Warenlager) wird nur bei Neuinstallation automatisch installiert
* Einrichtung Handbuch-Verzeichnis
* Bei Uninstall kann entschieden werden ob die Datenbank intakt gelassen werden soll
* Für die erste Benutzung empfehle ich das Setup-Paket mit der Datenbank-Option SQLite. Weitere Informationen können Sie nach der Installation in der Hilfe unter "Installation" nachlesen. Dazu EleLa starten und die F1 Taste drücken.

Wichtig:
Sollten Sie bereits EleLa V2.x.xxxxx nutzen, so muss VOR der Installation ein Backup der Datenbank vollzogen werden.

Wenn man eine Datenbank, z.B. PostgreSQL mit 32 Bit installiert hat, so muss die EXE auch mit 32Bit genommen werden. Ansonsten kann die EXE die DLL nicht laden. Sollte das Setup die 64 Bit Version installiert haben, so kann jederzeit die 32 Bit Version von der Homepage des Autors oder mittels Versionsabfrage geladen werden.

Hier ein Auszug daraus:

== Betriebssystem ==

EleLa wurde mit Lazarus für Windows programmiert und wurde auch mit Lazarus für Linux kompilliert. In diesem Artikel kann nur die Windows-Version geladen werden, die Linux-Version gibt es nur von der [http://www.mmvisual.de/elela/ Homepage des Autors].

== Bauteile verwalten ==

In der Bauteilverwaltung werden alle Bauteile angelegt, Lager und Gehäusevarianten verwaltet und Lieferanten eingetragen.

In der Bauteil-Übersicht wird von einer Bauteilvariante nur der Haupt-Typ eingetragen, z.B. 7400. Die Untertypen wie z.B. 74HC00, 74LVX00 unter "Lager / Gehäuse". Oder unter Bauteil wird nur der Widerstandswert "R 4,7 KOhm" eingetragen, alle Leistungsklassen und Gehäuseformen kommen nach "Lager / Gehäuse".
Der Vorteil liegt auf der Hand, die Bauteileliste enthält dadurch viel weniger Einträge und ist somit übersichtlicher. Gleichzeitig sieht man unter "Lager / Gehäuse" alle Typen mit der gleichen Funktion.

[[Datei: Bauteile.png]]

Über die Filtermöglichkeit anhand dem Typ oder einem Bezeichnungstext kann sehr schnell ein Bauteil mit ähnlichen Eigenschaften gefunden werden.

=== Lager / Gehäuse ===

Hier werden die Bauteilvarianten, Lagermengen und Gehäuseformen gespeichert.

[[Datei: Bauteile_LG.png]]

Als Kennzeichnung vom Bauteil können Barcode, Artikel-Nr sowie eine zweite Artikel-Nr eingetragen werden.

=== Lieferanten ===

Hier wird dem Lager/Gehäuse ein Lieferant zugeordnet und der Einkaufspreis ab Menge (Preisstaffel), VPE und Stückelung eingetragen. Ist dem Lieferant eine Internet-Adresse hinterlegt, so kann direkt der Hersteller mit dem Artikel geöffnet werden.

=== Bestellungen ===

Übersicht aller Bestellungen zu diesem Bauteil, auch archivierte (ältere).

=== Projekte ===

Übersicht aller Projekte in denen das Bauteil verwendet wird.

== Projektverwaltung ==

Hier können Stücklisten, Softwareprojekte und auch Geräte verwaltet werden.

[[Datei: Projekt.png]]

Links im Baum werden alle Projekte angezeigt und man kann Projekte zusammen fassen was für einen besseren Überblick sorgt.

Zusätzlich gibt es Funktionen um den Lagerbestand vor einer Produktion zu prüfen und nach der Produktion ab zu buchen. Das fertige Projekt kann wiederum als Bauteil geführt werden, deren Bestand nach der Produktion automatisch erhöht wird. Die bestückte Platine ist somit wiederum ein Bauteil mit Lagerverwaltung, das in ein Fertiggerät (Projekt mit Produktion Fertiggerät) hinzugefügt werden kann.

Unter Positionen können Bauteile eingetragen werden, auch Bauteile die nicht unter "Bauteile - F2" deklariert sind. Unterstützung der Produktion indem der Bearbeitungsstatus hinterlegt werden kann. Jede Position kann als Bestückungsvariante gekennzeichnet werden somit kann eine Stückliste für unterschiedliche Ausführungen verwendet werden.
Jede Position erhält ein Status, mit dem man für jedes Bauteil den Bearbeitungsstatus setzen kann. Somit wird auch bei komplexen Platinen in der Handbestückung / Einrichtung Bestückungsautomat nichts vergessen.
Importfunktion von Stücklisten direkt vom CAD Programm mit Kennzeichnung von Bauteilen die nicht mehr in der Import-Stückliste enthalten sind. Direkte Zuordnung anhand der ArtikelNr oder dem Barcode möglich.

Unter Historie können Änderungen (auch Software) dokumentiert werden. Wenn ein Termin in der Zukunft eingegeben wird, so zeigt EleLa ein Hinweis bei fälligem Termin.
Alternativ kann die Historie auch als Reparaturliste von Geräten verwendet werden, daher gibt es relativ viele Eingabemöglichkeiten und eine Druckfunktion für Einzelpositionen. Jedem Reparatur- (Historien-) Eintrag können Bilder hinterlegt werden um zu dokumentieren.

Da hier überall eine Seriennummer eingetragen werden kann eignet sich dies bestens als Gerätedatenbank.

== Bestellung ==

Hier wird vorgemerkt welche Artikel zu bestellen sind, welche bestellt wurden und welche geliefert und bereits eingelagert sind.

[[Datei: Bestellung.png]]

Die Bestell-Vorschlagliste kann entweder von "Hand" gefüllt werden, indem die "Neu" Taste gedrückt wird oder aus "Bauteile" heraus mit der "Warenkorb-Taste". Wichtig ist, dass auch Bauteile aufgeschrieben werden können die gar nicht als "Bauteil" angelegt sind.

Als Status kann "offen" / "bestellt" / "Teillieferung" / "geliefert" / "eingelagert" und "später" gesetzt werden.

Je Bauteil kann man sich zwei Lieferanten vormerken, bei denen man bestellen möchte. (Unter Bauteil kann man dennoch eine unbegrenzte Anzahl von Lieferanten hinterlegen.)

Mit Exportieren kann direkt ein Reichelt-Warenkorb exportiert und importiert werden.

Mit Archivieren werden abgeschlossene Bestellvorgänge versteckt, die jederzeit wieder aktiviert oder erneut bestellt werden können.

== Gehäuse verwalten ==

Hier werden alle Gehäuse Typen der Bauteile angelegt. Zu jedem Gehäuse können auch mehrere Bilder hinterlegt werden.

[[Datei: Gehause.png]]

In der Tabelle rechts sind alle Bauteile ersichtlich, die mit dem Gehäuse verfügbar sind.

Mit der Import-/Exportfunktion können Gehäuse incl. Bilder von Gehäusebibliotheken oder Freunden ausgetauscht werden.

== Typ - Kategorie der Bauteile ==

Hier werden die Kategorien angelegt die ein Bauteil annehmen kann.

[[Datei: Typ.png]]

Wichtig ist hierbei dass es nicht zu viele Untertypen gibt, denn man kann anhand dieser Typeinordnung ein Bauteil filtern. Daher sollte dies relativ "allgemein" gehalten werden.

Der Kategorie können Bilder zugeordnet werden, diese werden unter "Bauteil - F2" beim Bauteil gezeigt, wenn dem Bauteil kein individuelles Bild zugeordnet wurde. Somit braucht man bei einem Kondensator nur ein mal ein Bild zuordnen und das Bild wird bei allen Bauteilen mit Typ Kondensatoren unter "Bauteile" gezeigt.

In der Tabelle werden alle Bauteile gezeigt, die der Typ-Kategorie zugeordnet sind. So lässt es sich gut in den bestehenden Bauteilen stöbern und man findet schneller einen Ersatztyp der bereits auf Lager ist und spart sich so eine extra Bestellung und viel Arbeit.

== Extra-Funktionen ==

Hier sind die Rechner-Funktionen Timer/Stoppuhr, Datumsanzeige, Taschenrechner, Widerstandsteiler, LM317/LM350 Widerstandsrechner, SMD Zahlencode verfügbar.

Hier können die Historien aller Projekte verwaltet und Tipps in die Wissens-Datenbank eingetragen werden. Die Wissens-Einträge können nach Themen gruppiert werden wodurch das Suchen einfacher wird.

Die gesamte Datenbank kann mittels SQL-Befehle als CSV oder XML Dateien exportiert werden, dies garantiert eine einfache Weiterverwendung sämtlicher Daten in anderen Systemen.

Unter Info ist die Statistik in der jederzeit die Artikelanzahl und deren hinterlegte Wert sichtbar ist.

Überall sind Sprünge und Querverweise hinterlegt die direkt angesprungen werden können. Filterfunktionen mit der "Y" Taste um anhand einem Kriterium die Auswahl ein zu grenzen.

Viele Memo-Text Felder um alles eingeben zu können, Erkennung von Links auch aus dem Memo um auf mehr Dokumente verweisen zu können.

Umfangreiche Hilfe Datei in der alle Funktionen detailiert und mit Tipps beschrieben sind. Unbedingt sollte in der Hilfe unter "Allgemeine Infos" gelesen werden, hier stehen allgemein gültige Infos die das Arbeiten mit EleLa deutlich vereinfachen.

== Weblinks, Foren, Communities ==

* [http://www.mikrocontroller.net/topic/265580 Diskussion zum Artikel]
* [http://www.mmvisual.de Homepage Autor]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/267979 Project EleLa RS232 / RS485 Magazin LED Register]
* [[Part-DB RW - Lagerverwaltung]] ein anderes Lagerverwaltungsprogramm, PHP-Basiert

== Publikationen / Weiterempfehlungen ==

* [http://www.jtronics.de/software/elela-elektronik-lagerverwaltung.html http://www.jtronics.de]
* [http://schnittpunkt2012.blogspot.com/2010/11/weitere-tipps-zur-krisenvorsorge.html http://schnittpunkt2012.blogspot.com]

[[Category:Projekte]]
[[Category:Entwicklungstools]]
[[Category:Bauteile]]

Part-DB RW - Lagerverwaltung

2018-03-18T08:47:46Z

Mmvisual: /* Links */

Die "Part-DB" (vormals "Part-DB RW - Lagerverwaltung für Elektronikteile") ist ein Web basierendes System zur Verwaltung elektronischer Bauteile. Das Original stammt von [http://www.cl-projects.de/projects/part-db/ CL-Projekts.de] und wird seit Anfang 2009 von [http://www.grautier.com/ K.J.(Theborg0815)] weitergeführt.

== Überblick ==

=== Lizenzmodell ===

Part-DB steht unter der General Public License Version 2. Zusätzlich dazu werden externe Bibliotheken verwendet die unter anderen Lizenzen stehen . Diese sind aber alle kompatibel mit der GPL, weswegen auch eine kommerzielle Nutzung problemlos möglich sein sollte. Weitere Informationen zu den externen Bibliotheken hier: https://github.com/jbtronics/Part-DB/blob/nextgen/readme/EXTERNAL_LIBS.md.

=== Funktionen ===

* Angabe von Lagerorten, Footprints, Kategorien, Lieferanten, Datenblattern, Preise, Bestellnummern, ...
* Baugruppenverwaltung
* Upload von Bauteil Bildern
* Automatische Anzeige von Footprintbildern
* Statistik über das gesamte Lager
* Auflistung von: "Zu bestellende Teile", "Teile ohne Preis" und "nicht mehr erhältliche Teile"
* Liste von Hersteller-Logos
* Informationen zu SMD-Beschriftungen von Widerstände, Kondensatoren und Spulen
* Widerstandsrechner
* Barcodegenerator und Scanfunktion für Barcodes
* Verschiedene mitgelieferte Themes
* 3D Footprints
* Unterstützung von BBCode, in den Bauteilen
* Suche mittels regulärer Ausdrücke
* Auflistung von Teilen in einem Lagerort, mit einem bestimmten Footprint oder einem bestimmten Hersteller
* automatische Erzeugung einer Tabelle mit Bauteileigenschaften aus dem Beschreibungsfeld.
* nutzt HTML5, mobile Ansicht
* Benutzersystem mit Unterstützung für Gruppen und Berechtigungen.

=== Anforderungen ===

* Webserver mit ca. 10MB Platz (ohne Footprints)
* PHP >= 5.4.0, mit PDO, mbstring und gettext
* MySQL/MariaDB Datenbank

== Installation ==

Die aktuelle Dokumentation (inkl. Installationsanleitung) ist hier verfügbar: https://github.com/jbtronics/Part-DB/wiki 

Für Part-DB Version 3.0 findet sich hier eine Dokumentation: http://fthiessen.de/part-db/doku.php?id=start

----
=== Anleitung zum Bau eines PartDB-Servers in einer virtuellen Maschine ===

'''Dieser Abschnitt hat noch Baustellenstatus'''

==== Voraussetzungen ====

* VMware Server 2.0 oder ein ähnliches System ist installiert. (Kann von http://downloads.vmware.com/d/info/datacenter_downloads/vmware_server/2_0 kostenlos heruntergeladen werden.)

==== Aufbau des Servers unter VMware Server 2.0 ====

* Herunterladen der TurnKey Core Appliance von http://www.turnkeylinux.org/core
* Entpacken des Archivs in das Verzeichnis für virtuelle Maschinen
* Importieren der VM über das Browser-Applet für den VMware Server:
** '''Virtual Machine | Add Virtual Machine to Inventory''' klicken
** Unter '''Inventory''' ''Standard'' klicken
** Unter '''Content''' das Verzeichnis der zu importierenden VM doppelklicken
** Die .vmx-Datei anklicken und mit OK bestätigen
* Im '''Inventory'''-Bereich des Hauptfensters die neue VM auswählen und warten, bis rechts Daten und Befehle angezeigt werden.
* Rechts in der Mitte unter '''Commands''' den Link ''Power on'' anklicken.
* Den Reiter '''Console''' anklicken. Es öffnet sich ein Fenster mit schwarzem Hintergrund.
* In das schwarze Fenster klicken und warten, bis das Konsolfenster der VM aufgeht.

Im Konsolfenster wird nach vollständigem Boot ein Dialog angezeigt, der im Wesentlichen die IP-Adresse der VM enthält, die in der Grundeinstellung über DHCP bezogen wird.

Über den einzigen Menüpunkt dieses Dialogs kann ''später'' eine statische IP-Adresse eingestellt werden.

Die virtuelle Maschine kann je nach Host-Betriebsystem mit folgenden Programmen administriert werden:

* Windows
** puTTY zum Einloggen in die VM
** WinSCP für den (höchst komfortablen) Dateitransfer
Beide Programme sind kostenlos auf dem Web zu finden
* Linux
** ssh zum Einloggen in die VM
** sftp für den Dateitransfer

==== Vorbereiten der VM für PartDB ====

* Einloggen in die VM über puTTY/ssh
** Nachladen der benötigten Zusatzmodule übers Web mit folgenden Befehlen
*** apt-get update
*** sudo apt-get install apache2 php7.0 mysql-server php7.0-mysql php7.0-curl libapache2-mod-php7.0 phpmyadmin php7.0-opcache php7.0-gettext

Damit ist apache2, mysql, php5 und phpmyadmin installiert.

Als erstes wird über Webmin der User part-db in der VM angelegt:

* https://<ip-adresse der vm>:12321/
** 'System | Users and Groups'' klicken
** Den Link ''Create a new user.'' klicken
*** Username: part-db
*** User ID: Automatic
*** Real name: part-db
*** Create home directory? No (Steht ganz unten!)
** Create-Button klicken

Jetzt kann PhpMyAdmin im Browser des Hostsystems aufgerufen werden:

* http://<ip-adresse der vm>/phpmyadmin

Weiter geht es dann wie oben unter [https://github.com/jbtronics/Part-DB/wiki/Installation#anlegen-der-datenbank Anlegen der Datenbank] beschrieben, um die Datenbank anzulegen.

Nach dem Abschnitt '''Anlegen der Datenbank''' wird hier fortgesetzt:

Eine fertig konfigurierte virtuelle Maschine kann hier heruntergeladen werden (veraltete Version): [http://www.mikrocontroller.net/attachment/63911/part-db.tar.bz2] Der Download ist mit gut 216 MB allerdings ziemlich fett.

== Online-Demo ==
Wer Part-DB einmal ausprobieren möchte ohne es installieren zu müssen, findet hier eine Demoinstallation: http://part-db.bplaced.net/startup.php
Diese ist auch auf Englisch verfügbar: http://part-db.bplaced.net/part-en/startup.php

Um ein Bauteil in der Demo bearbeiten zu können, müssen sie sich oben rechts mit Klick auf das Usericon einloggen: Benutzen sie hierfür den Nutzernamen: "user" und das Password: "user" (Ohne Anführungszeichen).

== Wünsche / Verbesserungsvorschläge / Bugreports ==

Du hast Wünsche, Verbesserungsvorschläge oder einen Bug gefunden? Dann schau bitte zuerst in unsere TODO-Liste, ob nicht schon ein solcher Eintrag vorhanden ist: https://github.com/jbtronics/Part-DB/issues

Ist kein entsprechender Eintrag in der TODO-Liste vorhanden, bitte kurz im Diskusionsthread schreiben worum es geht: https://www.mikrocontroller.net/topic/305023

== Screenshots ==
Aktuelle Screenshots finden sich hier: https://github.com/jbtronics/Part-DB/wiki/Screenshots

<gallery caption="Part-DB nextgen" widths="150px" perrow="4">
Datei:Startseite.png|Startseite
Datei:List parts.png|Bauteile mit einer bestimmten Kategorie
Datei:Parts info.png|Bauteilübersicht
Datei:Edit part.png|Bauteilbearbeitung
Datei:Search.png|Suchfunktion
Datei:System setting.png|Systemeinstellungen
Datei:Edit storelocations.png|Lagerorte bearbeiten
Datei:Baugruppenübersicht.png|Baugruppenübersicht
Datei:Theme1.png|Alternatives Theme 1
Datei:Theme2.png|Alternatives Theme 2
Datei:Theme3.png|Alternatives Theme 3

</gallery>

=== Version 0.3 ===
<gallery caption="Version 0.3" widths="150px" heights="150px" perrow="4">
Datei:partdb.png|Index Seite
Datei:list.png|Liste
Datei:bestelliste.png|Bestelliste
Datei:Baugruppe.png|Baugruppe
Datei:stats.png|Statistik
Datei:footprints.png|Footprints
Datei:iclogos.png|IC Logos
Datei:Labels.png|Labels
Datei:Widerstandsrechner.png|Widerstandsrechner
Datei:greenway.png| Anderes Theme (Greenway)
</gallery>

== Links ==
* Die Homepage des (veralteten) Org. Projektes finden Sie unter http://www.cl-projects.de/projects/part-db/.
* PART-DB RW Fork/Weiterentwicklung: http://www.grautier.com/grautier/index.php?/archives/77-Part-DB-V0.1.3-RW.html
* Diskussion: https://www.mikrocontroller.net/topic/305023
* Github repository (bis v0.3.1): https://github.com/sandboxgangster/Part-DB
* Github Fork v0.4.0: https://github.com/jbtronics/Part-DB/

andere Softwareprodukte mit vergleichbarer Funktionalität:
* Teileverwaltung von Gutmensch (App. basiert): http://www.mikrocontroller.net/topic/89071#new
* [[Elektronik Lagerverwaltung]], EleLa ein anderes Lagerverwaltungsprogramm, EXE für Windows und Linux
* PartKeepr: https://github.com/partkeepr/PartKeepr, [http://demo.partkeepr.org/ Demo]

[[Category:Projekte]]

Elektronik Lagerverwaltung

2018-03-18T08:46:15Z

Mmvisual: /* Publikationen / Weiterempfehlungen */

== EleLa - Allgemeine Infos ==

EleLa die Elektronik Lagerverwaltung für Hobby bis hin zu kleinen Unternehmen. Die
Software arbeitet sehr schnell und ist leicht bedienbar. Selbst ungeübte
PC-User finden sich damit schnell zurecht und EleLa ist dennoch ein
mächtiges Tool das viele andere in den Schatten stellt.

* Bauteile, mit Gehäuse/Varianten, Lagerplätze
* Typunterscheidung / Kategorien
* Definition Bauteil als "Bauteil", "Arbeitszeit" oder "Kleinmaterial" mit jeweils unterschiedlicher Behandlung für Projektplanung und Mengen Berechnung
* Handbuch-Funktion um Datenblätter schneller zu finden
* Gehäuse, mit Import/Export Funktion für externe Gehäusebibliotheken
* Lagerplätze, Kisten, Boxen usw.
* mehrere Lieferanten je Bauteil, mit VPE und Staffelpreise, Bestellnummern, Rabatt
* Öffnen der Lieferantenseite anhand der Bestellnummer
* Adressen mit Hersteller, Lieferanten, Kontakte (viele Eingabefelder)
* Bestellungen / Warenkorbfunktion der Lieferanten / Teillieferungen / Auftragsnummer / Bestellnummer Export / Bestellarchivierung
* Projektverwaltung / Reparaturverwaltung / Positionen / Ansicht Bauteilposition in Bild
* Geräteverwaltung mit Seriennummer und Historie
* Historie, auch von Projekten und Reparaturen, Logbuch, ToDo Liste
* Kostenvoranschlage/Angebotkalkulation von Projekten / Geräten
* Wissens-Datenbank
* mehrere Bilder zu nahezu allen Funktionen hinterlegbar
* Suche
* Drucken, auch Etikette für Lagerfächer mit Barcode-Funktion
* Schneller Etikettendruck um mit einem Etikettendrucker schnell einen Aufkleber zu generieren
* Drucken von Bestellungen, Projekten und Reparaturberichte anhand Vorlagen
* Export- / Importfunktionen
* nahezu komplett über die Tastatur bedienbar
* Extras: Timer/Stoppuhr, Datumsanzeige, Taschenrechner, Widerstandsteiler, LM317/LM350, SMD Zahlencode, Statistik
* Übersetzbar in andere Sprachen, derzeit Englisch verfügbar.
* F1 Hilfe über alle Funktionen
* USB-Stick tauglich und portabel
* Windows / Linux (32/64 Bit) kombinierbar
* Mehrbenutzertauglich dank Datenbanken, Wechsel der Datenbank innerhalb weniger Minuten machbar.
* Einfach zu administrieren da die Konfiguration in einer INI Datei abgelegt ist und EleLa nur ein Verzeichnis mit wenigen Dateien benötigt.
* Tauglich für ISO9001 zertifizierte Firmen, mit speziellem Parameter aktivierbar
* Datensicherung der SQL-Server Datenbank ist in EleLa integriert.
* Bei Updates wird EleLa selbstständig die Datenbank aktualisieren, kein Handeingriff nötig.
* Optionale Datenabfrage über Web-Browser mit EleLaPHP (MySQL)
* Freeware ohne Limit

== Download ==

[[Media: Setup.zip | Version 2.2.13924]], als Setup Paket (ca. 8,2MB) (die aktuellste gibt es immer auf der Homepage vom Autor)

Alternativ kann die Software auch von der [http://www.mmvisual.de/elela/ Homepage des Autors] geladen werden. Auf dieser Seite kann auch eine native Linux-Version geladen werden.

Eine ausführliche Beschreibung mit Bildern findet sich auch auf der [http://www.mmvisual.de Homepage von Markus].

Installation Setup-Paket:
* Neuinstallation / Update (wird automatisch erkannt)
* Anhand dem Betriebssystem wird automatisch die 32 oder 64 Bit EXE installiert
* Sprache Deutsch, Englisch, Deutsch für Warenlager
* Einrichtung Datenbank, bei MySQL/PostgreSQL mit Zugangsdaten
* Start-Datenbank (Elektronik oder Warenlager) wird nur bei Neuinstallation automatisch installiert
* Einrichtung Handbuch-Verzeichnis
* Bei Uninstall kann entschieden werden ob die Datenbank intakt gelassen werden soll
* Für die erste Benutzung empfehle ich das Setup-Paket mit der Datenbank-Option SQLite. Weitere Informationen können Sie nach der Installation in der Hilfe unter "Installation" nachlesen. Dazu EleLa starten und die F1 Taste drücken.

Wichtig:
Sollten Sie bereits EleLa V1.x.xxxxx nutzen, so muss VOR der Installation ein Backup der Datenbank vollzogen werden.

Wenn man eine Datenbank, z.B. PostgreSQL mit 32 Bit installiert hat, so muss die EXE auch mit 32Bit genommen werden. Ansonsten kann die EXE die DLL nicht laden. Sollte das Setup die 64 Bit Version installiert haben, so kann jederzeit die 32 Bit Version von der Homepage des Autors oder mittels Versionsabfrage geladen werden.

Hier ein Auszug daraus:

== Betriebssystem ==

EleLa wurde mit Lazarus für Windows programmiert und wurde auch mit Lazarus für Linux kompilliert. In diesem Artikel kann nur die Windows-Version geladen werden, die Linux-Version gibt es nur von der [http://www.mmvisual.de/elela/ Homepage des Autors].

== Bauteile verwalten ==

In der Bauteilverwaltung werden alle Bauteile angelegt, Lager und Gehäusevarianten verwaltet und Lieferanten eingetragen.

In der Bauteil-Übersicht wird von einer Bauteilvariante nur der Haupt-Typ eingetragen, z.B. 7400. Die Untertypen wie z.B. 74HC00, 74LVX00 unter "Lager / Gehäuse". Oder unter Bauteil wird nur der Widerstandswert "R 4,7 KOhm" eingetragen, alle Leistungsklassen und Gehäuseformen kommen nach "Lager / Gehäuse".
Der Vorteil liegt auf der Hand, die Bauteileliste enthält dadurch viel weniger Einträge und ist somit übersichtlicher. Gleichzeitig sieht man unter "Lager / Gehäuse" alle Typen mit der gleichen Funktion.

[[Datei: Bauteile.png]]

Über die Filtermöglichkeit anhand dem Typ oder einem Bezeichnungstext kann sehr schnell ein Bauteil mit ähnlichen Eigenschaften gefunden werden.

=== Lager / Gehäuse ===

Hier werden die Bauteilvarianten, Lagermengen und Gehäuseformen gespeichert.

[[Datei: Bauteile_LG.png]]

Als Kennzeichnung vom Bauteil können Barcode, Artikel-Nr sowie eine zweite Artikel-Nr eingetragen werden.

=== Lieferanten ===

Hier wird dem Lager/Gehäuse ein Lieferant zugeordnet und der Einkaufspreis ab Menge (Preisstaffel), VPE und Stückelung eingetragen. Ist dem Lieferant eine Internet-Adresse hinterlegt, so kann direkt der Hersteller mit dem Artikel geöffnet werden.

=== Bestellungen ===

Übersicht aller Bestellungen zu diesem Bauteil, auch archivierte (ältere).

=== Projekte ===

Übersicht aller Projekte in denen das Bauteil verwendet wird.

== Projektverwaltung ==

Hier können Stücklisten, Softwareprojekte und auch Geräte verwaltet werden.

[[Datei: Projekt.png]]

Links im Baum werden alle Projekte angezeigt und man kann Projekte zusammen fassen was für einen besseren Überblick sorgt.

Zusätzlich gibt es Funktionen um den Lagerbestand vor einer Produktion zu prüfen und nach der Produktion ab zu buchen. Das fertige Projekt kann wiederum als Bauteil geführt werden, deren Bestand nach der Produktion automatisch erhöht wird. Die bestückte Platine ist somit wiederum ein Bauteil mit Lagerverwaltung, das in ein Fertiggerät (Projekt mit Produktion Fertiggerät) hinzugefügt werden kann.

Unter Positionen können Bauteile eingetragen werden, auch Bauteile die nicht unter "Bauteile - F2" deklariert sind. Unterstützung der Produktion indem der Bearbeitungsstatus hinterlegt werden kann. Jede Position kann als Bestückungsvariante gekennzeichnet werden somit kann eine Stückliste für unterschiedliche Ausführungen verwendet werden.
Jede Position erhält ein Status, mit dem man für jedes Bauteil den Bearbeitungsstatus setzen kann. Somit wird auch bei komplexen Platinen in der Handbestückung / Einrichtung Bestückungsautomat nichts vergessen.
Importfunktion von Stücklisten direkt vom CAD Programm mit Kennzeichnung von Bauteilen die nicht mehr in der Import-Stückliste enthalten sind. Direkte Zuordnung anhand der ArtikelNr oder dem Barcode möglich.

Unter Historie können Änderungen (auch Software) dokumentiert werden. Wenn ein Termin in der Zukunft eingegeben wird, so zeigt EleLa ein Hinweis bei fälligem Termin.
Alternativ kann die Historie auch als Reparaturliste von Geräten verwendet werden, daher gibt es relativ viele Eingabemöglichkeiten und eine Druckfunktion für Einzelpositionen. Jedem Reparatur- (Historien-) Eintrag können Bilder hinterlegt werden um zu dokumentieren.

Da hier überall eine Seriennummer eingetragen werden kann eignet sich dies bestens als Gerätedatenbank.

== Bestellung ==

Hier wird vorgemerkt welche Artikel zu bestellen sind, welche bestellt wurden und welche geliefert und bereits eingelagert sind.

[[Datei: Bestellung.png]]

Die Bestell-Vorschlagliste kann entweder von "Hand" gefüllt werden, indem die "Neu" Taste gedrückt wird oder aus "Bauteile" heraus mit der "Warenkorb-Taste". Wichtig ist, dass auch Bauteile aufgeschrieben werden können die gar nicht als "Bauteil" angelegt sind.

Als Status kann "offen" / "bestellt" / "Teillieferung" / "geliefert" / "eingelagert" und "später" gesetzt werden.

Je Bauteil kann man sich zwei Lieferanten vormerken, bei denen man bestellen möchte. (Unter Bauteil kann man dennoch eine unbegrenzte Anzahl von Lieferanten hinterlegen.)

Mit Exportieren kann direkt ein Reichelt-Warenkorb exportiert und importiert werden.

Mit Archivieren werden abgeschlossene Bestellvorgänge versteckt, die jederzeit wieder aktiviert oder erneut bestellt werden können.

== Gehäuse verwalten ==

Hier werden alle Gehäuse Typen der Bauteile angelegt. Zu jedem Gehäuse können auch mehrere Bilder hinterlegt werden.

[[Datei: Gehause.png]]

In der Tabelle rechts sind alle Bauteile ersichtlich, die mit dem Gehäuse verfügbar sind.

Mit der Import-/Exportfunktion können Gehäuse incl. Bilder von Gehäusebibliotheken oder Freunden ausgetauscht werden.

== Typ - Kategorie der Bauteile ==

Hier werden die Kategorien angelegt die ein Bauteil annehmen kann.

[[Datei: Typ.png]]

Wichtig ist hierbei dass es nicht zu viele Untertypen gibt, denn man kann anhand dieser Typeinordnung ein Bauteil filtern. Daher sollte dies relativ "allgemein" gehalten werden.

Der Kategorie können Bilder zugeordnet werden, diese werden unter "Bauteil - F2" beim Bauteil gezeigt, wenn dem Bauteil kein individuelles Bild zugeordnet wurde. Somit braucht man bei einem Kondensator nur ein mal ein Bild zuordnen und das Bild wird bei allen Bauteilen mit Typ Kondensatoren unter "Bauteile" gezeigt.

In der Tabelle werden alle Bauteile gezeigt, die der Typ-Kategorie zugeordnet sind. So lässt es sich gut in den bestehenden Bauteilen stöbern und man findet schneller einen Ersatztyp der bereits auf Lager ist und spart sich so eine extra Bestellung und viel Arbeit.

== Extra-Funktionen ==

Hier sind die Rechner-Funktionen Timer/Stoppuhr, Datumsanzeige, Taschenrechner, Widerstandsteiler, LM317/LM350 Widerstandsrechner, SMD Zahlencode verfügbar.

Hier können die Historien aller Projekte verwaltet und Tipps in die Wissens-Datenbank eingetragen werden. Die Wissens-Einträge können nach Themen gruppiert werden wodurch das Suchen einfacher wird.

Die gesamte Datenbank kann mittels SQL-Befehle als CSV oder XML Dateien exportiert werden, dies garantiert eine einfache Weiterverwendung sämtlicher Daten in anderen Systemen.

Unter Info ist die Statistik in der jederzeit die Artikelanzahl und deren hinterlegte Wert sichtbar ist.

Überall sind Sprünge und Querverweise hinterlegt die direkt angesprungen werden können. Filterfunktionen mit der "Y" Taste um anhand einem Kriterium die Auswahl ein zu grenzen.

Viele Memo-Text Felder um alles eingeben zu können, Erkennung von Links auch aus dem Memo um auf mehr Dokumente verweisen zu können.

Umfangreiche Hilfe Datei in der alle Funktionen detailiert und mit Tipps beschrieben sind. Unbedingt sollte in der Hilfe unter "Allgemeine Infos" gelesen werden, hier stehen allgemein gültige Infos die das Arbeiten mit EleLa deutlich vereinfachen.

== Weblinks, Foren, Communities ==

* [http://www.mikrocontroller.net/topic/265580 Diskussion zum Artikel]
* [http://www.mmvisual.de Homepage Autor]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/267979 Project EleLa RS232 / RS485 Magazin LED Register]
* [[Part-DB RW - Lagerverwaltung]] ein anderes Lagerverwaltungsprogramm, PHP-Basiert

== Publikationen / Weiterempfehlungen ==

* [http://www.jtronics.de/software/elela-elektronik-lagerverwaltung.html http://www.jtronics.de]
* [http://schnittpunkt2012.blogspot.com/2010/11/weitere-tipps-zur-krisenvorsorge.html http://schnittpunkt2012.blogspot.com]

[[Category:Projekte]]
[[Category:Entwicklungstools]]
[[Category:Bauteile]]

STM32

2017-01-09T06:20:33Z

Mmvisual: /* Features */

STM32 ist eine Mikrocontroller-Familie von [http://www.st.com/mcu/inchtml-pages-stm32.html ST] mit einer 32-Bit [[ARM]] Cortex-M0/M3/M4 CPU. Diese Architektur ist speziell für den Einsatz in Mikrocontrollern neu entwickelt und löst damit die bisherigen ARM7-basierten Controller weitestgehend ab. Den STM32 gibt es von ST in unzähligen Varianten mit variabler Peripherie und verschiedenen Gehäusegrößen und -formen. Durch die geringe Chipfläche des Cores ist es ST möglich, eine 32 Bit-CPU für weniger als 1 € anzubieten.

[[Bild:stm32F103xc.png|thumb|right|340px|Blockdiagramm STM32F103xC/D/E]]

== STM32-Familien ==

Bisher gibt es elf STM32-Familien:
* [http://www2.st.com/content/st_com/en/products/microcontrollers/stm32-32-bit-arm-cortex-mcus/stm32f0-series.html STM32F0]
** Cortex M0
** Mikrocontroller zum Einstieg
** Bis 48MHz (38 DMIPS)
* [http://www2.st.com/content/st_com/en/products/microcontrollers/stm32-32-bit-arm-cortex-mcus/stm32f1-series.html STM32F1]
** Cortex M3
** Bis 72MHz (61 DMIPS)
**Verschiedene Unterfamilien:
*** Connectivity line
*** Performance line
*** USB Access line
*** Access Line
*** Value line
* [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1575 STM32F2]
** Cortex M3
** Bis 120MHz (150 DMIPS)
** Wie die STM32F1 Serie, Camera-Interface, 32-Bit Timer, Crypto-Engine...
* [http://www2.st.com/content/st_com/en/products/microcontrollers/stm32-32-bit-arm-cortex-mcus/stm32f3-series.html STM32F3]
** Cortex M4F
** DSP und FPU
** Bis 72MHz (90 DMIPS)
** Fast 12-bit 5 MSPS and precise 16-bit sigma-delta ADCs
** Touch sensing controller (TSC)
* [http://www2.st.com/content/st_com/en/products/microcontrollers/stm32-32-bit-arm-cortex-mcus/stm32f4-series.html STM32F4]
** Cortex M4F
** DSP und FPU
** Bis 180MHz (225 DMIPS)
** Bis zu 2MB Flash
* [http://www2.st.com/content/st_com/en/products/microcontrollers/stm32-32-bit-arm-cortex-mcus/stm32f7-series.html STM32F7]
** Cortex M7
** DSP und FPU (Single/Double Precision)
** Bis 216MHz (462 DMIPS)
** Mehr Peripherie: SPDIF-IN/OUT, SAI, HDMI-CEC, Dual Quad SPI
** On-Chip Grafik-LCD-Controller
** DMAs auch für Ethernet, USB und Chrom-ART
* [http://www2.st.com/content/st_com/en/products/microcontrollers/stm32-32-bit-arm-cortex-mcus/stm32l0-series.html STM32L0]
** Cortex M0+
** Low Power
** mit LCD Treiber
** Bis 32MHz (26 DMIPS)
* [http://www2.st.com/content/st_com/en/products/microcontrollers/stm32-32-bit-arm-cortex-mcus/stm32l1-series.html STM32L1]
** Cortex M3
** Low Power
** mit LCD Treiber
** Bis 32MHz (33 DMIPS)
* [http://www2.st.com/content/st_com/en/products/microcontrollers/stm32-32-bit-arm-cortex-mcus/stm32l4-series.html STM32L4]
** Cortex M4F
** DSP und FPU (Single Precision)
** Ultra Low Power (bis zu 8nA mit I/O Wake-Up)
** Bis 80MHz (100 DMIPS)
** 128KB...1MB Flash, 64/128KB SRAM
** optional Segment-LCD Treiber
** Quarzloser Betrieb auch mit CAN (1% ab Werk) oder USB (Synch über Host) möglich
** Digital-Filter für ΣΔ-Modulatoren
* [http://www2.st.com/content/st_com/en/products/microcontrollers/stm32-32-bit-arm-cortex-mcus/stm32t-series.html STM32T]
** Cortex M3
** 72MHz
** Touch Sensing
* [http://www2.st.com/content/st_com/en/products/microcontrollers/stm32-32-bit-arm-cortex-mcus/stm32w-series.html STM32W]
** Cortex M3
** BIS 24MHz
** RF-MCU
[http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169 Hier eine Übersicht zum Auswählen eines STM32Fxxx]

===Features===
* Cortex-M0 / Cortex-M3 / Cortex-M4F / Cortex-M7 Kern (mit FPU)
* 16KB ... 2MB [[Flash-ROM]]
* 4KB ... 512KB [[Speicher#SRAM|SRAM]]
* 2KB ... 16KB [[Speicher#EEPROM|EEPROM]] (STM32L)
* SDRAM-Controller bei den [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1577/LN1806 STM32F42xxx und STM32F43xxx], bis 512 MByte externer SDRAM addressierbar
* 512 one-time programmable Bytes(STM32F2/4)
* [[IC-Gehäuseformen | Gehäuse]] 20 ... 216 Pins als LCSP, TSSOP, QFN, LQFP und BGA
* Derzeit sind '''über 700''' [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169 STM32 Derivate/Varianten verfügbar]
* Bis 72MHz CPU-Takt, bis 120MHz beim STM32F2xx, bis 168/180 MHz beim STM32F4xx, wobei eine spezielle Prefetch-Hardware bis 120/168 MHz eine Geschwindigkeit erzielt, die 0 Wait-States entspricht. Der CPU-Takt wird über einen Multiplikator aus dem internen RC-Takt oder einem externen Quarz-Takt abgeleitet. Bis 216MHz CPU-Takt bei STM32F7xx.
* Externes Businterface (nur bei Gehäusen ab 100 Pin und nur bei STM32F4, STM32F2 und STM32F1 Performance line)
* LCD Treiber für bis zu 8x40 Segmente (nicht beim STM32F2xx)
* TFT Treiber bei [http://www2.st.com/content/st_com/en/products/microcontrollers/stm32-32-bit-arm-cortex-mcus/stm32f4-series/stm32f429-439.html STM32F429/STM32F439] [http://www2.st.com/content/st_com/en/products/microcontrollers/stm32-32-bit-arm-cortex-mcus/stm32f4-series/stm32f469-479.html STM32F469/STM32F479]
* Spannungsbereich 1,65 ... 3,6V, nur eine Betriebsspannung nötig
* Temperaturbereich bis 125 °C
* Bis zu 168 IOs, viele davon [[Pegelwandler|5V-tolerant]]
* Interner, kalibrierter RC-Oszillator mit 8MHz (16MHz bei STM32F2/F4xx)
* Externer Quarz
* Real Time Clock mit eigenem Quarz und separater Stromversorgung
* Bis zu 16 [[Timer]], je Timer bis zu 4 IC/OC/PWM Ausgänge. Davon 2x Motion Control Timer (bei STM32F103xF/G), (bis zu 32 PWM Ausgänge)
* Systick Counter
* Bis zu 3 12-Bit [[AD-Wandler]] mit insgesamt 24 AD-Eingängen, integrierter [[Temperatursensor]], Referenzspannung Vrefint und VBatt Spannungsmessung (STM32F4xx)
* Bis zu 2 12-Bit [[DA-Wandler]] (bis zu 3 beim STM32F3xx)
* Bis zu 2 [[DMA]] Controller mit bis zu 12 Kanälen (16 beim STM32F2/4xx)
* Bis zu 2x [[I2C|I²C]]
* Bis zu 5x [[UART|USART]] mit LIN, IrDA und Modem Control (bis zu 8 beim STM32F2/F4xx)
* Bis zu 3x [[SPI]] (bis zu 6 beim STM32F4xx)
* Bis zu 2x [[I2S|I²S]]
* Bis zu 3x [[CAN#STMicroelectronics STM32 (Cortex M3/M4)|CAN]]
* Hardware [[CRC]] Unit, bei der STM32F3xx Serie mit einem einstellbaren Polynom
* Unique device ID register (96 Bits)
* TRNG - True Random Number Generator (STM32F2/4xx), basierend auf analoger Schaltung
* Cryptographic Processor (CRYP) (STM32F2/4xx)
* Hash Processor (HASH) (STM32F2/4xx)
* Kamera-Interface (DCMI) (STM32F2/4xx)
* [[USB]] 2.0 Full Speed / OTG
* [[USB]] 2.0 Hi Speed OTG mit extra PHY-Chip (STM32F2/4xx)
* SDIO Interface (z.B. SD-Card Reader)
* Ethernet
* Watchdog mit Window-Mode
* Jedes Peripheriemodul ist separat einschaltbar, wodurch sich erheblich [[Ultra low power|Strom sparen]] lässt
* [[JTAG]] und SWD (Serial Wire Debug) Interface
* Bis zu 6 Hardware-Breakpoints für Debuggen
* und vieles mehr ...

== Struktur der Dokumentation ==
Die Dokumentation der STM32 ist im Vergleich zur [[AVR]]-Familie umfangreicher und komplexer. Sie teilt sich in mehrere Dokumente auf.
Als Beispiel der Dokumentation soll stellvertretend der [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1031/LN1565/PF164486 STM32F103RC] genannt werden. Die Seite von ST beinhaltet alle nötigen Informationen passend zu diesem Prozessor.

Diese Dokumente von ST beschreiben den Controller:

* Im [http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/datasheet/CD00191185.pdf STM32F103xC/D/E Datasheet] sind die speziellen Eigenschaften einer bestimmten Modellreihe beschrieben und die exakten Daten und Pinouts aufgeführt, sowie die Zuordnung Chipname - Flash/RAM-Größe. Die Peripheriemodule werden nur aufgeführt, nicht detailliert beschrieben.
* Im [http://www.st.com/content/ccc/resource/technical/document/reference_manual/59/b9/ba/7f/11/af/43/d5/CD00171190.pdf/files/CD00171190.pdf/jcr:content/translations/en.CD00171190.pdf Reference Manual (RM0008)] sind alle Peripheriemodule der jeweiligen STM32-Controllerfamilie im Detail beschrieben.
* Das [http://infocenter.arm.com/help/index.jsp?topic=/com.arm.doc.ddi0403c/index.html ARMv7M Architecture Reference Manual] beschreibt detailliert den Prozessorkern, wie das Exception Model, die CPU Instruktionen inklusive Encoding, etc.
* Das [http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/programming_manual/CD00228163.pdf STM32 Cortex-M3 Programming Manual] ist eine Zusammenfassung des ARMv7M Architecture Reference Manual bezogen auf die STM32.
* Wer nicht die ST Firmware-Library verwendet, der benötigt zusätzlich das [http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/programming_manual/CD00283419.pdf Flash Programming Manual] für die Betriebsart des Flash-ROMs, d.h. die frequenzabhängige Konfiguration der Waitstates.

Zusätzlich sollten auch die [http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/errata_sheet/CD00197763.pdf Errata Sheets] beachtet werden. Empfohlen sei auch die Appnote "[http://www.st.com/web/en/resource/technical/document/application_note/CD00164185.pdf AN2586 Getting started with STM32F10xxx hardware development]".
Die jeweiligen Dokumentations-PDFs sind auf der Produktseite von ST eines jeden Mikrocontrollers verlinkt.

== Hardware Zugriffs-Libraries ==
=== CMSIS ===

Die CMSIS (ARM® '''C'''ortex™ '''M'''icrocontroller '''S'''oftware '''I'''nterface '''S'''tandard) ist eine Library von ARM für den Zugriff auf die herstellerübergreifenden Funktionen des ARM-Cores. Hierzu gehört bei den Cortex-M4F-Cores auch die DSP und Floating-Point Funktionalität. Weiterhin existieren eine Zahl von Helferfunktionen für den NVIC, den Sys-Tick-Counter, sowie eine SystemInit-Funktion, welche sich um die PLL kümmert.

Im Rahmen des CMSIS-Standards ([http://www.onARM.com www.onARM.com]) wurden die Headerdateien standardisiert, der Zugriff auf die Register erfolgt per '''Peripheral->Register'''. Die CMSIS C-Dateien bzw. Header enthalten auch Anpassungen für die verschiedenen Compiler. Die Portierung eines Real-Time-Betriebsystems sollte unter Verwendung der CMSIS, für Chips der verschiedenen Hersteller, stark vereinfacht möglich sein (z.B. einheitliche Adressen für Core-Hardware/Sys-Tick-Counter).

Die CMSIS ist im Download der ‎STM32 Standard Peripheral Library enthalten. Die Compiler-Hersteller liefern eine jeweils zur ihrer Tool-Version passende bzw. geprüfte Library (incl. CMSIS) aus. Diese Libs können, gegenüber den Downloads beim Chip-Hersteller, auch ältere Version beinhalten.

=== ‎STM32 Standard Peripheral Library ===

ST bietet für jede Controller-Familie eine umfangreiche zur CMSIS passende Peripherie-Bibliothek. Alle Funktionen um die Peripherie zu benutzen sind gekapselt in einfache Strukturen und Funktionsaufrufe. Somit muss man sich nicht selbst um die Peripherie-Register kümmern. Diese Library und ihre Dokumentation setzen das grundlegende Verständnis der Funktion des jeweiligen Peripheriemoduls voraus, wie es die o.a. Referenz und diverse Appnotes vermitteln. Die Library beinhaltet außerdem für fast jede Peripherie mehrere Beispiele.
Für die USB Schnittstelle gibt es noch eine extra Library, genauso wie für Ethernet.

Auf der "Design Resources" Seite der Produktseite von ST eines jeden STM32 Mikrocontrollers kann die Library für den jeweiligen Controller heruntergeladen werden, z.B. [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/PF257890 hier für den o.g. STM32F103RC].

Library für STM32F4xx: [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/PF257901# STSW-STM32065 STM32F4 DSP and standard peripherals library]

=== ‎STM32Cube / HAL ===

Wird in Zukunft die Standard Library ablösen.
* http://www.st.com/web/catalog/tools/FM147/CL1794/SC961/SS1743/LN1897

== Programmierung ==
Zur Programmierung der STM32 gibt es verschiedene Möglichkeiten, sowohl kommerzielle proprietäre als auch mit Freier Software.

Der GCC (in seinen verschiedenen Binärdistributionen) ist der einzige ARM Compiler der [http://de.wikipedia.org/wiki/C%2B%2B11 C++11] unterstützt.

=== Freie Software/Freeware ===
==== Selber zusammenstellen ====
Man nehme...:
* Eine Entwicklungsumgebung nach Wahl:
** [http://www.eclipse.org Eclipse] mit [http://www.eclipse.org/cdt/ C/C++ Development Tooling] und [http://gnuarmeclipse.livius.net/blog/ GNU ARM Plug-in] (Bei Verwendung vom GCC-ARM-Embedded als Toolchain "Sourcery G++ Lite" auswählen, dieser sieht für eclipse gleich aus) (Linux, Windows)
** [http://netbeans.org/ Netbeans] mit [http://plugins.netbeans.org/plugin/37426/gdbserver GDBserver-Plugin] (Linux, Windows)
** [http://www.kdevelop.org/ KDevelop] (Linux, Windows)
** [http://www.geany.org/ Geany] (Linux, Windows)
** Oder ein einfacher Texteditor
* Einen C,C++ Compiler:
** Eine der [[ARM_GCC#GCC_Bin.C3.A4rdistributionen|GCC-Binärdistributionen]], siehe auch [[#GCC|GCC]] (je nach Distribution Linux, Windows)
* Programmiersoftware zum Flashen des Target:
** [http://openocd.sourceforge.net/ OpenOCD] unterstützt viele Debug/Programmier-Adapter (Linux, Windows)
** [https://github.com/texane/stlink Texane stlink] funktioniert gut mit den ST-Link Adaptern wie sie zB. auf den STM32 Discovery Boards zu finden sind (Linux)
** Turtelizer2 oder andere JTAG Programmieradapter
** Bei Verwendung eines Segger J-Link, den [http://www.segger.com/admin/uploads/productDocs/UM08005_JLinkGDBServer.pdf Segger GDB-Server] in Verbindung mit dem beim GCC mitgelieferten GDB (Linux, Windows).

==== Komplette IDEs ====
* [https://developer.mbed.org/platforms ARM mbed Developer Site] ist der ultimative Compiler für denjenigen, der nur mal schnüffeln will. Doppelklick auf das gewünschte Board, Beispielprogramm (rechts am Rand auswählen), kompilieren und über USB hochladen. Schon blinkt es! Wenn man ein Projekt dann lieber doch lokal bearbeiten möchte (z.B. um einen Debugger zu benutzen) dann kann man die Projekte über die Export Funktion herunterladen. Es werden verschiedene IDE sowie ein gcc Kommandozeilenprojekt unterstützt. Die mbed Library ist quelloffen und auf github gehostet.
* [http://www.codesourcery.com/sgpp/lite_edition.html Codesourcery Lite Edition] Mit dieser Umgebung muss man sich anfreunden können, was mir bisher nicht gelungen ist. Es sind nur wenig Beispielprojekte verfügbar. Nicht mehr kostenlos verfügbar.
* [http://www.coocox.org/ Coocox Eclipse IDE] kostenlose IDE für STM32F0/F1/F2/F3/F4. Basiert auf der ARM-GCC Toolchain und es gibt eine breite Unterstützung. Es ist sogar ein freies RTOS verfügbar. Beim Start der IDE muss man geduldig sein, was jedoch für alle Eclipse basierten IDEs gilt. Eine gute Wahl ohne Limits mit breiter Debugger-Unterstützung. Hilfreiche Infos gibt es [http://www.mikrocontroller.net/topic/214719?goto=new#2228482 hier] und [http://www.mikrocontroller.net/topic/214719?goto=new#2229943 hier] im Forum, Artikel: [[STM32 CooCox Installation]]
* [http://emide.org/ emIDE] kostenlose IDE von Segger. Die emIDE basiert auf Code::Blocks. Sie ist auf ARM-GCC aufgebaut und unterstützt eine große Zahl an unterschiedlichen JTAG/SWD Debugger - natürlich auch den J-Link aus gleichem Hause.
* [http://www.emblocks.org EmBlocks] kostenlose IDE, Code::Blocks basiert, unterstützt STM32 L1/F0/F1/F2/F3/F4/W, integrierter Compiler (ARM-GCC), integrierter GDB-Debugger, Jlink/ST-Link, System view (Peripherie Register anzeigen) beim Debuggen, Project Wizard (Eigene Wizards können mit Squirrel geschrieben werden), Basiert auf Code::Blocks und gefällt mir recht gut da man ihn fast so gut nutzen kann wie die µVision von Keil, jedoch ohne deren Limit, http://www.mikrocontroller.net/articles/STM32_-_Einstieg_mit_Em::Blocks STM32 - Einstieg mit Em::Blocks]
** heisst jetzt EmBitz beta 0.42 -> http://www.emblocks.org/web/downloads-main
* [http://cms.seng.de/service-support/downloads/ Entwicklungsumgebung GNU/Linux] für STM32F1 mit OpenOCD und Olimex ARM-USB-OCD-H, Bedienung über Eclipse IDE oder Kommandozeile.
* [http://www.openstm32.org/blog1-System-Workbench-for-STM32 System Workbench for STM32] (SW4STM32) ist eine uneingeschränkte und kostenlose IDE. Sie wird von [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/FM147/CL1794/SC961/SS1533/PF261797 ST] offiziell unterstützt. Die Entwicklungsumgebung ist in der Version 1.0 seit 5.2.2015 erhältlich. Seit Februar 2016 ist eine Version für Linux verfügbar.

==== Andere Programmiersprachen ====

* [http://mecrisp.sourceforge.net Mecrisp-Stellaris], eine native Forth-Implementation für ARM Cortex M0/M3/M4. Es werden bereits mehrere STM32 Targets unterstützt und neue Portierungen sind herzlich willkommen. Auch Chips von TI, NXP und Freescale sind im aktuellen Paket enthalten.

=== Kommerzielle Umgebungen ===

* [http://www.keil.com/arm/mdk.asp Keil µVision] (Demo max. 32KB Code/Free für STM32F0/STM32L0): Die sehr komfortable µVison IDE ist neben dem ARM Compiler per Menue auch für einen beliebigen GNU-Compiler konfigurierbar. Damit besteht das 32k-Limit nur noch für den integrierten Debugger / Simulator. In Verbindung mit einem ULINK2 ist die Umgebung schon sehr einfach zu bedienen - leider ist der Compiler mit großen Abstand der langsamste den ich je nutzte da er keine parallel Option wie der GNU-CC besitzt. Mit der µVision lässt sich kein fremdes File in den Controller in den Flashspeicher des Controllers schreiben. Für den Anfänger eine gute Wahl. Der Preis ist jedoch ein guter Grund auf andere freie IDEs zu wechseln. µVison selbst kann kostenlos mit dem MDK-Evaluationkit heruntergeladen werden. [https://www.keil.com/arm/demo/eval/arm.htm#DOWNLOAD download] Wer sich nur auf STM32 Cortex M0/L0 beschränkt kann die Keil MDK auch ohne 32K Begrenzung frei nutzen. [http://www2.keil.com/stmicroelectronics-stm32/mdk download]
* [http://www.iar.com/en/Products/IAR-Embedded-Workbench/ IAR-Embedded-Workbench] (Demo max. 32KB Code) [http://supp.iar.com/Download/SW/?item=EWARM-EVAL download]
* [http://www.isystem.com/download/winideaopen winIDEAOpen] Keine Code Limitierung, GCC und Testwerkzeug beinhaltet. Läuft mit dem iTag50 Adapter, Segger J-Link und dem ST-Link
* [http://www.raisonance.com Raisonance Ride7] (GCC Compiler, kostenlose Version auf Debugging von max. 32KB Code limitiert, keine Limitierung beim Complilieren)
* [http://www.atollic.com Atollic TrueStudio], auf Eclipse/GCC basierend. Aktuell ist V 5.4, diese hat kein Codesize Limit. Eingeschränkt sind Debug Optionen wie Variablen LiveWatch oder Tracing, was aber auch 'bessere' Debugprobes erforderlich macht. Das Semihosting (printf über SWD/JTAG) fällt leider auch unter die Restriktionen der Lite Version. Atollic TrueStudio unterstützt viele verschiedene Hersteller von ARM MCUs, dadurch ist das Paket sehr umfangreich. In der Lite Version muss man sich beim Start für ein paar Sekunden einen Dialog mit dem Upgrade Angebot gefallen lassen.
* [http://www.rowley.co.uk/arm/ Rowley Crossworks] (Demo 30 Tage unbeschränkt, 150$ für nichtkommerzielle Nutzung, auf GCC basierend). Mir ist nicht klar warum man für diese IDE Geld bezahlen soll. Der GNU-Compiler ist frei und die Entwicklungsumgebungen die auf Eclipse basieren, ebenfalls. Allerdings ist diese Einstellungsarbeit schon was für den etwas erfahrenen Entwickler.
* [http://www.code-red-tech.com Code Red] (GCC basierend)
* [http://www.sisy.de/index.php?id=17&no_cache=1 SiSy ARM oder SiSy Micrcontroller++] (Demo verfügbar keine Gößenbegrenzung, basiert auf GNU-Compiler, grafische Programmierung mit UML möglich, integrierter Debugger)
* [http://www.comsytec.eu/epsdebugger.php EPS Debugger Plugin, für STM32 Development mit Code::Blocks]
* [http://www.mikroe.com MikroE bietet neben Pascal und Basic auch C mit kompletter Oberfläche mit Compiler etc. pp relativ günstig]
* [http://www.visualgdb.com VIsualGDB] Wer vom Atmel Studio kommt oder sonst viele mit Visual Studio arbeitet bekommt hier ein Plugin, das wirklich Spaß macht und funktioniert. Es werden nicht nur STM32 unterstützt. Einfach kostenlose Trial-Version anschauen und probieren.

=== STM32CubeMX ===
Dies ist eine Software von ST selbst, die die Auswahl und Konfiguration von STM32-Mikrocontrollern vereinfacht:
* Auswahl der Controller oder Entwicklungsboards mit einer parametrischen Suche
* grafische Konfiguration der Pins und Alternate Functions (inkl. Überprüfung auf Kollisionen - bei Entwicklungsboards sind gewisse Pins schon vorkonfiguriert und werden angezeigt)
* grafische Konfiguration des Clock-Trees
* Generierung von C-Code entsprechend der grafischen Konfiguration. Dieser funktioniert nur mit den neuen STM32CubeFx Libraries, nicht mit den alten Standard Peripheral Libraries.
* Simulation des Strom-Verbrauchs unter Auswahl verschiedenster Stromquellen und Batterien
Die Software kann [http://www.st.com/web/catalog/tools/FM147/CL1794/SC961/SS1743/PF259242 bei ST heruntergeladen] werden. Sie wird im Windows Executable Format angeboten und erweckt daher den Eindruck, ausschließlich für Windows geeignet zu sein, ist aber tatsächlich Java-basiert und daher seit Version 4.13 vollständig betriebssystem-unabhängig.
==== STM32CubeMX unter Linux ====
Ab der Version 4.13 liegt jetzt ein Linux-Installer mit bei.

Unter Linux kann STM32CubeMX installiert werden, indem man das heruntergeladene .zip-Archiv entpackt, und den enthaltenen Installer per Java über ein Terminal startet:
<pre>java -jar SetupSTM32CubeMX-4.5.0.exe</pre>
Das Anlegen der Desktop/Startmenü-Shortcuts funktioniert unter Linux nicht richtig und kann daher deaktiviert werden. Um STM32CubeMX nach der Installation zu starten, wechselt man im Terminal in den Installationsort und gibt ein:
<pre>java -jar STM32CubeMX.exe</pre>
Damit das funktioniert, muss die Oracle Java Runtime Environment 1.8 installiert sein (Siehe z.B. [http://wiki.ubuntuusers.de/Java/Installation/Oracle_Java/Java_8#Java-8-JRE hier] für Ubuntu). Nicht benötigt wird wine.

Update:
In der Datei stm32cubemx.zip md5sum: 86217b9f14b99b1133bda6e87dbd1270
http://www.st.com/web/catalog/tools/FM147/CL1794/SC961/SS1533/PF259242?icmp=pf259242_pron_pr_jun2014&sc=stm32cube-pr6#
befindet sich u.a. SetupSTM32CubeMX-4.13.0.linux (ist ein ELF 64-bit). Mit Ausführen wird cubemx standalone (nicht in Eclipse) im Pfad der Wahl installiert. Es reicht Java 1.7.xx, hier java -version: java version "1.7.0_95"
OpenJDK Runtime Environment (IcedTea 2.6.4) (suse-24.30.3-x86_64). Das Anlegen von Desktop/StartMenü Icons, Stichworte freedesktop.org, "Desktop Entry", funktioniert. Man muss aber beachten, dass ein Symlink zum Starten nicht funktioniert. Stattdessen ist eine ausführbare Datei im Pfad anzulegen, z.B. /usr/local/bin/cubemx mit z.B dem Inhalt /array_data01/STM32CubeMX/STM32CubeMX

==== STM32CubeMX unter Mac OS ====
Mit der Version 4.14 wird ein Setup-Programm für Mac OS angeboten, das sich in der stm32cubemx.zip Datei befindet (siehe auch Update zur Linux-Unterstützung).

=== Tutorials für diverse Tool-Kombinationen ===
* [[STM32 Eclipse Installation|Windows,Linux, Eclipse + Yagarto/CodeSourcery + OpenOCD/ST-Link]]
* [[STM32 Eclipse JLink Linux/Windows|Windows,Linux, Eclipse + GCC-ARM-Embedded + JLink]]
* [[Linux auf STM32|Linux auf STM32 (ucLinux)]]

* Windows
** Eclipse
*** [http://www.mikrocontroller.net/topic/216554 Windows, Eclipse, codesourcery, st-link ]
*** [http://www.firefly-power.de/ARM/debugging.html Eclipse Plugin "GDB Hardware Debugging" mit OpenOCD]
** Code::Blocks
*** [http://www.mikrocontroller.net/topic/265600 Windows, Code::Blocks, STM32F4]
** STM32 mit EmBlocks
*** [http://www.emblocks.org/web/downloads-main Download EmBlocks]
*** [https://www.youtube.com/watch?v=coHPJylnzC8 Video STM32 Project Wizzard in EmBlocks]
** Atollic TrueSTUDIO
*** [[STM32 LEDBlinken AtollicTrueStudio|Atollic TrueSTUDIO Installation + Demo]]
** MDK-ARM Lite mit Einstellungen für STM32F0/F4-Discovery Board
*** [https://www.keil.com/demo/eval/arm.htm KEIL MDK-ARM Download]
*** [https://www.youtube.com/watch?v=RXOOxby5nns&list=PL6-W3FoUyb48WFI5PQv3SDJj2G1t2FonV&index=1 Installations Video STM32F4 Discovery Board]
*** [https://www.youtube.com/watch?annotation_id=annotation_203294&feature=iv&index=4&list=PL6-W3FoUyb48WFI5PQv3SDJj2G1t2FonV&src_vid=sN4gDZ7H8gw&v=BeZcQjXxk9A Einstellungen STM32F0 Discovery Board Video]
** SiSy ARM, STM32
*** Download: [http://www.sisy.de/index.php?id=59 SiSy DEMO] kein Begrenzung der Codegröße
*** [http://www.youtube.com/watch?v=84Y3jYLWYpo Videobeispiel]
** Microsoft Visual Studio
*** [http://visualgdb.com/tutorials/arm/stm32/f4_discovery/ "STM32F4-Discovery tutorial with Visual Studio"]
* Ubuntu
** [http://cms.seng.de/service-support/downloads/ Installing a toolchain for Cortex-M3/STM32 on GNU/Linux] - How-to manual, für STM32F1 unter GNU/Linux mit OpenOCD und Olimex ARM-USB-OCD-H. Integrierte Make files, Linker Skripte, Startup-Code, diverse Tools und Demo-Projekt/Programm. Einbindung in Eclipse IDE oder Bedienung über Kommandozeile.
** [http://fun-tech.se/stm32/index.php Ubuntu, Selbstcompilierter GCC, STM32/Cortex-M3]
** [http://thetoolchain.com The ToolChain] - Automatisch installierende Entwicklungsumgebung mit eigenen und externen Treibern, Unterstützt QtCreator als IDE, Flexibel erweiterbar über Shellskripte

* [http://www.mikrocontroller.net/topic/214719 Tipps für Installation mit Eclipse]

===Programmieradapter===
* [http://www.segger.com/jlink-model-overview.html SEGGER J-LINK / J-TRACE] für u.a. alle ARM7/9/11, Cortex-M0/M1/M3/M4/A5/A8/A9/R4 als [http://www.segger.com/cms/j-link-edu.html Non-Commercial] J-LINK-EDU für ca. 50€ zu haben, läuft in µVision, IAR, GDB (Linux & Windows über einen eigenen [http://www.segger.com/admin/uploads/productDocs/UM08005_JLinkGDBServer.pdf GDB-Server]), Keil, ... Der J-Link ist mit Abstand der schnellste Debugger, den ich bisher testen konnte. Wer es beim Debuggen eilig hat, liegt mit dem J-Link von Segger richtig.
* Keil [http://www.keil.com/ulinkme/ ULINK-ME], [http://www.keil.com/arm/ulink2/ ULINK2], [http://www.keil.com/arm/ulinkpro/ ULINK pro] Wenn man die die µVision IDE nicht verlassen mag, kann man sich mit diesen Adaptern anfreunden, denn sie arbeiten nur mit dieser IDE zusammen. Sie benötigen keine USB-Treiber, da sie geschickt das HID-Device des Betriebssystems nutzen. Es lässt sich kein fremdes Binary oder Hex-File flashen. Der ULINK2 kostet genau soviel wie ein Segger J-Link Basic bei gleichem Funktionsumfang, der sich jedoch auch in Verbindung mit anderen IDEs (GDB, usw) einsetzen lässt.
* [http://www2.st.com/content/st_com/en/products/development-tools/hardware-development-tools/development-tool-hardware-for-mcus/debug-hardware-for-mcus/debug-hardware-for-stm32-mcus/st-link.html ST-LINK], [http://www2.st.com/content/st_com/en/products/development-tools/hardware-development-tools/development-tool-hardware-for-mcus/debug-hardware-for-mcus/debug-hardware-for-stm32-mcus/st-link-v2.html ST-LINK/V2]
* Jedes STM32 NUCLEO und DISCOVERY board hat einen ST-LINK für Programmierung/Debugging per SWD on-board (teilweise abbrechbar), welcher auch für eigene STM32 Target Hardware benutzt werden kann (ca. 12,- bis 19,-€, je nach Typ). Zwar ist er mit 1.8MHz Takt ein sehr langsamer Vertreter seiner Art, jedoch lassen sich mit ihm fremde Hex- und Binary-Files sowohl Debuggen als auch Flashen. Er unterstützt aber nur MCUs von ST. NXP, Atmel oder TI lassen sich damit nicht programmieren. Diese ST-LINK-Variante beherrscht nur SWD, kein JTAG und hat keine Treiber, die den Programmierprozessor vom Zielsystem galvanisch entkoppeln. Der ST-Link in der Adapterversion mit Gehäuse hat diese Nachteile nicht und kostet auch nur um 20€. Unter Linux kann der Virtuellen COM-Port des ST-LINK/V2 mit Hilfe des cdc-acm Treibers aus dem Kernel angesprochen werden ([https://embeddedmicro.com/forum/viewtopic.php?t=82 siehe hier]). '''UPDATE:''' Die ST-LINK/V2-1 auf den NUCLEO und Discovery-Boards können jetzt auch auf J-Link OB geflasht werden. Details und Hinweise dazu [https://www.segger.com/jlink-st-link.html hier].
* [http://www.raisonance.com/~rlink-debugger-programmer__microcontrollers__tool~tool__T018:4cn9ziz4bnx6.html Raisonance RLink]
* [http://www.amontec.com Amontec] (2016-05: Website OFFLINE)
* [http://www.hjtag.com H-JTAG] nur noch STD- und PRO-Edition (Cortex-M0, Cortex-M3, kein M4), Personal-Edition (LPT-Port) war für ca. 60€ zu haben, läuft mit ADS, SDT, IAR, Vision und RVDS (möglicher Selbstbau der Personal-Edition siehe [http://nazya.com/freeshipping/single/4929017/orig_desc.html hier])
* [http://www.isystem.com/products/itag iTag] für 50€ bei [http://www.amazon.de/dp/B009XAQ9BW Amazon] bestellbar, alternativ als [http://isystem.com/products/hardware/cortex-debugger/itag/itag-instruction Eigenbauversion (offenes Design)] läuft mit der freien winIDEAiTag version (siehe oben)

In der Regel haben die [[JTAG]] Adapter einen 20-poligen Stecker, den man direkt auf die Demo-Boards mit 20-poligem [[JTAG]]-Anschluss einstecken kann. Die Pinbelegung ist genormt, siehe Artikel [[JTAG]]. Die Discovery-Boards haben keinen separaten JTAG-Stecker, aber man kann sich zumindest für das STM32F4 Discovery einen Adapter Pinheader->JTAG Stecker leicht selbst bauen.

ST-Link Adapter können jetzt auch unter Linux mit neuer Firmware geflasht werden: [http://www2.st.com/content/st_com/en/products/embedded-software/development-tool-software/stsw-link007.html Download].

Andere [[JTAG]] Adapter wie z.B. der ULink2 von Keil funktionieren nur mit dem Keil Compiler. Leider kann dieser auch kein fremdes Binary oder Hex-File in den Controller schreiben.

===Programmieradapter Open-Source===

* [https://www.olimex.com/Products/ARM/JTAG/ARM-JTAG-COOCOX/ ARM-JTAG-COOCOX], CoLinkEX Nachbau von Olimex, unterstützt JTAG sowie SWD
** [http://www.coocox.org/colinkEx.htm unterstützte uC]
** unterstütze IDEs: [http://www.keil.com/arm/mdk.asp Keil MDK-ARM 4.03] oder neuer, [http://www.iar.com/en/Products/IAR-Embedded-Workbench/ IAR Embedded Workbench 5.xx] oder neuer sowie die [http://www.coocox.org/CooCox_CoIDE.htm CooCox CoIDE]
* [https://www.olimex.com/Products/ARM/JTAG/ Olimex] ARM-USB-OCD (ca. 60.-, hat zusätzlich einen Spannungsausgen und einen COM Port)
* [http://www.oocdlink.com/ OOCDLink] [_Link ist derzeit nicht verfügbar_]
* [https://github.com/texane/stlink Stlink]
* [http://www.randomprojects.org/wiki/Floss-JTAG FLOSS-JTAG]
* [http://capitanio.org/mlink/ Linux Demo Code für die Discovery's ST-Link Programmierung]

Der Controller hat auch einen fest eingebauten Boot-Lader. Damit läßt er sich auch über eine gewöhnliche serielle Schnittstelle programmieren, ohne dass man einen JTAG-Adapter benötigt. Dies erfordert ggf. entsprechende Konfiguration über die BOOTx-Pins und/oder die Option-Bytes, und ein Programm wie [https://code.google.com/p/stm32flash/ stm32flash].

=== Demo-Projekte ===

* Einführung in die GPIO Programmierung der STM32F10x und STM32F30x Prozessoren am Beispiel des STM32F3 Discovery Boards und Vergleich zur AVR IO Registerstruktur [http://www.mikrocontroller.net/topic/300472#new]
* [[prog_bsp_timer_1_timer2|Programmbeispiel für die Verwendung von Timer2 zusammen mit dem Interrupt]]
* [http://www.firefly-power.de/ARM/printf.html Printf() debugging mit minimalem Aufwand]
* [[STM32_BLDC_Control_with_HALL_Sensor|Programmbeispiel für BLDC Motoransteuerung (Timer 1) mit HALLSensor (Timer 3)]]
* [[Cortex_M3_OCM3U]]
* Martin Thomas hat ein umfangreiches Projekt erstellt, in der die Eclipse Einstellungen enthalten sind:
** [http://www.siwawi.arubi.uni-kl.de/avr_projects/arm_projects/arm_memcards/index.html "ChaN's FAT-Module with STM32 SPI"]
* [[STM32 USB-FS-Device Lib]]
* Modellbau-Sender auf STM32-Basis mit vielen Treibern [http://www.rcos.eu www.rcos.eu]
* Ausführliches [https://github.com/jkerdels/stm32edu Einstiegs-Tutorial] in Codeform für das [http://www.st.com/internet/evalboard/product/252419.jsp STM32F4 discovery board]
* [http://www.redacom.ch/keillab/ Schweizer Gondelbahnsteuerung über Webserver auf ETT STM32F ARM KIT Board in Keil RTOS] mit Webcam
* Die [http://ethernut.svn.sourceforge.net/viewvc/ethernut/trunk/ Ethernut SVN Version] unterstützt inzwischen viele STM32 Typen, viele Devices und einige STM32 Demoboards
* [http://mikrocontroller.bplaced.net/wordpress/?page_id=744 Uwe Becker's Libraries für den STM32F4]
* [http://mikrocontroller.bplaced.net/wordpress/?page_id=3290 Uwe Becker's STM32F429 Discovery Board Oszilloskop], hier der [http://www.mikrocontroller.net/topic/319831#new Thread]
* [http://mikrocontroller.bplaced.net/wordpress/?page_id=3424 Uwe Becker's STM32F429 Discovery Board ZX-Spectrum Emulator]

== Debug- und Trace-Interface (CoreSight™ Debug and Trace Technologie)==

Übersicht über beide Funktionalitäten und den Schnittstellen:
http://www.keil.com/support/man/docs/ulink2/ulink2_cs_core_sight.htm

Die Coresight-Debug-Architektur ermöglicht ein nicht-invasives Debugging, d.h. es können während des Betriebes (meistens) ohne Beeinflussung des Prozessors Daten vom Speicher gelesen und in selbigen geschrieben werden.

=== Debugger Funktionen ===

Der Debugger-Teil besitzt drei Funktionen:
* Run Control: z.B. Programm-Start, Stopp und Einzel-Schritte.
* (Program) Break Points: Ein Programm hält an, wenn der Programm Counter eine bestimmte Programm-Adresse erreicht.
** Die maximale Anzahl der gleichzeitig möglichen Break Points ist begrenzt (z.B. 6 bei einem STM32).
** Die Anzahl der Break Points ist nahezu unbegrenzt, wenn ein Debugger über den Memory Access (s.u.) sogenannte Flash Break Points unterstützt. Dabei wird ein geladenes Programm im Flash umprogrammiert, um den Debugger anzuhalten. Diese Funktionalität ist meistens ein kostenpflichtiges Zusatz-Feature des Debugger-Herstellers.
** Beinhaltet keine Data Watch Funktionalität, welche im Trace-Teil (DWT) realisiert wird.
* Memory Access: Lesen und Schreiben von Speicheradressen.
** Diese Funktionalität beinhaltet keine direkte Flash-Programmierung. Der Programmiervorgang für einen Flash ist herstellerspezifisch und muss von dem verwendeten Debugger unterstützt werden.

=== Trace Funktionen ===
Die Trace-Funktionalität wird in drei Funktionen aufgeteilt:
* ETM (Embedded Trace Macrocell): Optional, nicht jede CPU besitzt diese Hardware (Kostenfaktor, Ausstattung).
* ITM (Instrumentation Trace Macrocell): Über diesen Kanal kann ein vereinfachtes Trace des Core ermöglicht werden, sowie "printf-ähnlich" Daten über den ITM Channel 0 geschickt und im Debugger ausgegeben werden.
* DWT (Data Watchpoint & Trace Unit):
** Data Watch: 4 Access-Break-Points ( z.B. der Debugger bleibt stehen, wenn das Programm auf einen Speicher zugreift oder der Wert einer Variablen einen bestimmten Wert annimmt).
** Trace Unit: Programmverlauf (durch Lesen des Program Counters) und Interrupt Aufrufe verfolgen, sowie Zeitmessungen.

Einige der Trace-Funktionalitäten können über die JTAG-Schnittstelle angesprochen werden. Die schnelle Trace-Funktionalität (mit 4 bit Parallel-Port) steht nur mit der erweiterten DEBUG + ETM Schnittstelle zur Verfügung. Im Gegensatz zum Debugger-Teil (Run Control, Break Points und Memory Access) werden Trace-Funktionen nicht von allen Debuggern unterstützt. Debugger mit der vollen Trace-Funktionalität kosten deutlich mehr.

* Beispiele für Trace-Port-Aktivierungen für verschiedene Hersteller: http://www.keil.com/support/man/docs/jlink/jlink_capture_tracedata.htm

Die Aktivierung des parallelen Trace-Ports erfordert, je nach CPU Hersteller, zusätzliche Debugger-Makros für die Aktivierung und Port-Freischaltung. Zusätzlich sind die Schnittstellenauswahl und Einstellung (Frequenzen) im Entwicklungs-Tool (IDE) wichtig, um erfolgreich den Programm-Verlauf "tracen" zu können.

=== Debug und Trace-Schnittstellen ===
Als Debug Interface stehen zwei Varianten zur Auswahl:
* [[JTAG]]: Dafür sind mindestens 6 Steuerleitungen nötig. Unterstützt Device Chaining: Mehrere verbundene Geräte können mit einem Debugger/Programmer gleichzeitig angesteuert werden.
* SWD (Serial Wire Debug): Hier mindestens 2 Steuerleitungen (3 mit SWO, zzgl GND und 3,3V). Die SWD Schnittstelle ist in der Regel schneller und kann auch Funktionen aus dem Trace-Teil beinhalten (z.B. ITM, dafür wird der SWO-Pin benötigt). Device Chaining ist mit dieser Schnittstelle nicht möglich.

Standard-JTAG Steckerbelegungen:
http://www.keil.com/support/man/docs/ulink2/ulink2_hw_connectors.htm

=== Der 10polige JTAG-Stecker von mmvisual ===
mmvisual hat mit dieser Steckerbelegung die Standard JTAG Schnittstelle erweitert:

Ich habe diesen Part in den Artikel [http://www.mikrocontroller.net/articles/JTAG#Der_10-polige_JTAG_Stecker_von_mmvisual JTAG] verschoben.
Hinzu gekommen ist die Adapterplatine 10-Polig auf Standard JTAG 20 Polig mit TTL/V24 Wandler. [http://www.mikrocontroller.net/articles/JTAG#Die_Adapterplatine Siehe hier.]

== Hardware-Beschaltung ==

Der STM32 benötigt für den Betrieb nur (Minimalbeschaltung):

* VCC 2..3,3V (je nach Typ)
* AVCC 2..3,3V (sehr wichtig, der STM32 lässt sich ohne diese Spannung nicht programmieren)
* GND
* Reset Pin 100nF nach GND (ein Pull-Up Widerstand von ca. 40k ist intern vorhanden)
* [[#Bootmodi|Boot-Pins]]

ansonsten nur ein paar einzelne Cs 100nF an VCC/GND.

Um Programmieren zu können wird entweder noch die serielle Schnittstelle (Programmieren über den vorprogrammierten Bootloader) oder JTAG oder die SWD Schnittstelle benötigt.

=== Bootmodi ===
Unterschiedliche Bootmodi lassen sich mittels der PINs BOOT0 und BOOT1 auswählen . Siehe Application Note [https://my.st.com/public/STe2ecommunities/mcu/Lists/cortex_mx_stm32/Attachments/18225/AN2606.pdf AN2606]. Außer F1 besitzen neuere Familien ein SYSCFG_MEMR Register. In dieses Register kann man die gewünschten Boot0/1 Werte schreiben und nach einem Core-Reset (!= System_Reset) startet der Prozessor im gewünschten Mode. Eine Neu- bzw. Deinitialisierung der Peripherie empfiehlt sich!

==== Boot from FLASH ====
Startadresse wird von 0x08000004 geladen
BOOT0 Lo
BOOT1 X

==== Boot from SRAM ====
PC Startadresse wird an 0x200001E0 direkt angesprungen.
BOOT0 Hi
BOOT1 Hi
Da der interne FLASH der stm32f1x laut Datenblatt nur für 1000 Schreibvorgänge ausgelegt ist, kann mittels BOOT0 (High) und BOOT1 (High) auch aus dem zuvor mit dem Debugger (JTAG/SWD) beschriebenen SRAM booten.
Hierbei gilt zu beachten:
VTOR auf die NVIC Tabelle im SRAM vor dem auslösen des ersten Interrupts remappen.

Um ein vergleichbares Startverhalten zum FLASH zu erreichen, empfiehlt es sich,
0xF1E0F85F an 0x200001E0 zu schreiben. Diese implizite Ausführung von "ldr.w pc,
[pc, #-0x01E0]" beim Start erzwingt ein laden der Startadresse von 0x20000004.

==== Boot from SYSMEM (RS232, CAN und USB) ====
PC Startadresse wird von 0x1FFFF004 geladen
BOOT0 Hi
BOOT1 Lo

Ab F2 gibt es auch ein SYSCFG_MEMRMR Register. Schreibt man hier den Wert für "System Flash" und macht einen Corereset (keinen Systemreset), so landet man auch im Bootloader, unabhängig vom Wert der Boot Pins.

Auch ohne JTAG lässt sich ein STM32 programmieren (Bootloader-Aktivierung). Dabei stehen, je nach CPU-Typ, verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung:
* RS-232 (bisher alle STMs)
* USB (alle USB fähigen CPUs > F103)
* CAN (wie USB nur in bestimmten MCUs)

3 zusätzliche Verbindungen müssen auf dem Board gepatcht werden. Für einen Test geht es auch mit Tastern für RESET und BOOT0. 
RESET=RTS (L-aktiv) 
BOOT0=DTR (H-aktiv) 
BOOT1=LOW 

Details sind hier im Forum: [http://www.mikrocontroller.net/topic/141711 STM32 Programmiertool]

Tools für den Download über den STM32-Bootloader:
* [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/PF257525 STSW-MCU005 STM32 and STM8 Flash loader demonstrator]
* [https://sourceforge.net/projects/stm32flash/ stm32flash] - Open source flash program (RS-232)
* [http://dfu-util.sourceforge.net/ dfu-util] - Open source flash program (USB)

== Bewertung ==
=== Vorteile ===

'''Vorteile gegenüber ARM7:'''

* Interrupt-Controller jetzt Teil des Prozessors (als Core Peripheral), die Vector Table ist jetzt eine echte Vektortabelle, keine Sprungliste wie bei ARM7. Durch Automatismen zwischen Core und NVIC (auto register save r0..r3, lr, sp, pc) bei Interrupt Entry wird eine deutlich schnellere Ausführungszeit bei Interrupts erreicht. Der Interrupt Code muss sich nicht mehr selbst um die Sicherung der o.g. Register kümmern und eine besondere Konfiguration der Handler im Compiler entfällt. Sind vor Beendigung einer ISR (d.h. Rücksprung zum User Code) weitere Interrupts pending, so werden diese ausgeführt, ohne dass eine komplette pop-push-sequenz der Register notwendig ist. Schön beschrieben ist es hier im [http://www.hitex.com/fileadmin/pdf/insiders-guides/stm32/isg-stm32-v18d-scr.pdf Insider's Guide] unter 2.4.5 / Seite 20 (der Link funktioniert nicht mehr, direkt nach isg-stm32-v18d-scr.pdf googlen kann helfen...).
* Thumb-2 Befehlssatz, deutlich schneller als Thumb-1 und ebenso kompakt
* Weniger Pins für Debugging benötigt durch SWD
* Mehr Hardware Breakpoints machen debuggen einfacher
* Software ist einfacher weil die Umschaltung zwischen ARM Mode und Thumb Mode wegfällt

'''Vorteile gegenüber LPC1700 und LPC1300:'''

* Flexiblere Gehäuseformen mit mehr Peripherie bei kleinen Gehäusen
* FW-Lib für alle STM32 gleich, alle AppNotes/Demos beziehen sich auf diese eine FW-Lib was die Entwicklung der eigenen Applikation sehr beschleunigt.
* Genauerer und flexiblerer ADC, insbesondere gegenüber LPC1300
* Flexiblere Varianten der Peripherie >> bei weniger einen deutlichen Preisvorteil
* ab 0,85 EUR (Stand 2010) Allerdings gibts den LPC1100 mit Cortex-M0 schon ab 0,65 $!

'''Vorteile gegenüber SAM3/4:'''

* Fast alle Pins sind 5-Volt tolerant.

'''Vorteile gegenüber anderen "Kleinen" wie z.B. PIC, Atmel usw.'''
* nahezu gleicher Preis bei Hobby Anwendungen
* 32 Bit ohne Umwege in Assembler rechenbar
* Schnelle direkte Offset-Adressierung ermöglicht effizienten Zugriff auf Stack-Variablen, lokal gespeicherte Flash-Konstanten, struct/Array-Elemente
* Einfache einheitliche Adressierung des gesamten Adressraums, d.h. Pointer auf Peripherieregister, RAM & Flash können exakt gleich behandelt werden, keinerlei Banking/Umschalt-Mechanismen erforderlich auch bei großem Flash/RAM
* Interrupt-Prioritäten und Prioritätsgruppen
* Effiziente Pointerarithmetik da Registerbreite=Adressbreite
* bessere Peripherie wie USB, Ethernet, Vielzahl an Timern
* der ARM-Core hat eine höhere Taktfrequenz und kann gleichzeitig mehr in weniger Takten berechnen
* Hardware-Division, bei einigen FPU zur effizienten float-Berechnung
* Mit größerem Flash/RAM verfügbar
* Code kann direkt aus dem RAM ausgeführt werden, Speicherschutz und privilegierter Ausführungsmodus können "Kernel"- vor "Anwendungs"-Code schützen, somit wird das dynamische Nachladen von Anwendungen aus externem Speicher effizient & sicher möglich
* ... und weitere 1000 Punkte ...

'''Links'''
* [http://www.arm.com/files/pdf/ARM_Microcontroller_Code_Size_%28full%29.pdf Code Size Analyse zwischen verschiedenen µC]

=== Nachteile ===

'''Nachteil gegenüber LPC1700:'''
* STM32F1xx: nur 72 MHz statt 100 MHz (LPC1759: 120 MHz) Taktfrequenz; STM32F2xx hat diesen Nachteil nicht (ebenfalls 120MHz, STM32F4xx mit 180MHz)
* Der LPC1700 besitzt deutlich mehr Mechanismen, um die Auswirkung der Waitstates des Flash-ROMs auf Code- und Datenzugriffe zu reduzieren und das bedeutet mehr Performance bei gleicher Taktfrequenz. Beim STM32F2 entfällt dieser Nachteil wohl aufgrund des ART Accelerators.
* Alle LPC1xxx haben 32 Bit Timer. Bei den STM32 haben das nur die STM32F2xx und STM32F4xx (2 Stück)
* I2S Einheit von ST hat keinen FIFO und im 24/32Bit Modus müssen 2x16Bit Halbwörter übertragen werden. Wobei allgemein bei neuen ARM Prozessoren die vorhandenen DMA-Kanäle (basierend auf eigenen BUS-Kanälen und Speicherzugriffen) FIFO in beliebiger Größe bedeutet. (Gilt nicht bei bestimmten STM32F4xx)

'''Nachteil für Hobby-Anwender'''

* Nicht direkt "Steckbrettauglich", da kein DIL Gehäuse verfügbar. Der ebay-Shop dipmicro führt jedoch sehr günstige Lötadapter für Umsetzung von LQFP48 auf DIP48. QFP64 in 0.5mm Pinabstand und nicht 0.8mm wie AVR. Von NXP gibt es Cortex-M0 µC im DIL Gehäuse.

* Viel Peripherie, Clocks müssen alle richtig eingestellt werden, ggf. Anpassung des Startup Codes usw.

'''

== Errata, Tipps und Tricks ==
=== Hardware ===
* AD-Wandler PA0: Im Errata steht, dass hier Fehler in der Wandlung entstehen könnten, also einen anderen Pin verwenden.
* CAN-Bus PD0/PD1: Remap geht erst ab der 100-Pin-Version. Steht im RM0008 unter 9.3.3.: "CAN1 alternate function remapping". Alle Infos von RM0008 9.3.x sind interessant
* CAN und USB sind bei der F1 Serie nur bei der "◦Connectivity-Line" gleichzeitig nutzbar. Siehe Datenblätter.
* Mit internem RC-Oszillator kann die CPU mit maximal 64MHz betrieben werden. Mit einem externen Quarz sind dann 72MHz möglich.
* Für USB Betrieb muss die CPU mit 48MHz oder 72MHz betrieben werden (bei STM32F1xx).
* Der Idle Interrupt vom Usart wird zwar ausgelöst, aber nicht vom entsprechenden Statusflag angezeigt
* Der DMA fängt beim aktivieren immer von vorn an zu zählen, auch wenn er nur kurz angehalten wurde
* STM32F2xx hat kein Flash Size Register, bei STM32F4xx ist zwar ein flash Size Register beschrieben, kollidiert aber in der Adresse mit einem anderen Register
* Derivate mit internem EEPROM und nur einer Speicherbank haben das "Feature" bei write/erase des Data-Flashes (EEPROM) einen kompletten stall der code execution zu verursachen (inkl. ISRs, DMA). Desgleichen bei write/erase des internen Flash (ISP-routinen, EEPROM-Emulation).
* Der I2C hat diverse Fehler, welche im Errata des jeweiligen Modells (z.B. [http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/errata_sheet/CD00238166.pdf STM32F105xx and STM32F107xx Errata sheet] ) zu finden sind. Workarounds hierzu finden sich in der Application Note [http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/application_note/CD00209826.pdf AN2824]. Am Besten benutzt man jedoch die I2C Communication peripheral application library (CPAL) von ST ([http://www.st.com/web/catalog/tools/FM147/CL1794/SC961/SS1743/PF258336 STSW-STM32127])
* [http://blog.frankvh.com/category/stm32/ weitere undokumentierte Features]
* Interrupt-Flags in Statusregistern der diversen Peripherals wie der Timer müssen zu '''Beginn''' (bzw. möglichst weit vor dem Return) der ISR zurückgesetzt werden, da die ISR sonst eventuell 2x ausgeführt wird (Siehe [https://my.st.com/public/Faq/Lists/faqlst/DispForm.aspx?ID=143&level=1&objectid=141 STM32 FAQ] und [http://www.mikrocontroller.net/topic/312393#new Forum]).

=== Software ===
==== Allgemein ====
Standard-GPIOs des STM32 und im speziellen das BSRR
* Die Register bestehen aus zwei Teilen, der obere Teil BR0-15 signalisiert durch ein gesetztes Bit die zu löschenden Bits im IO-ODR-Register,der untere Teil BS0-15 signalisiert durch ein gesetztes Bit die zu setzenden Bits. Besonders ist, wenn beide Bits (oberer und unterer Teil) gesetzt sind hat das Set-Bit Priorität. Durch eine geschickte Kombination von oberen und unteren Teil kann man Speicherzugriffe Sparen. z.B. kann man solch ein Konstrukt zum ändern der unteren 8 Bit des IO-ODR-Registers "uint32_t temp = GPIOC->ODR & 0xff00; GPIOC->ODR = temp | (Eingabe & 0x00ff)" um einen Speicherzugriff verkürzen zu "GPIOC->BSRR = (Eingabe & 0x00ff) | ((0x00ff) << 16)"

==== GCC ====
Um den GCC direkt zu verwenden (zB. mit selbstgebautem makefile), falls man das nicht von einer Entwicklungsumgebung machen lässt, siehe zunächst [[ARM GCC]]. STM32-spezifisches ist:
* Wird die [[#.E2.80.8ESTM32_Standard_Peripheral_Library|STM32 Standard Peripheral Library]] und ein Quarz verwendet, so muss noch per Präprozessor-Definition die Frequenz des Quarzes angegeben werden mittels z.B. -DHSE_VALUE=8000000 für 8MHz (wie auf dem STM32F4 Discovery).

===== Startupcode & Linkerscript =====
* Damit der compilierte Code an den richtigen Stellen im Controller landet (d.h. dem Flash) muss man dem Linker ein Linkerscript mitgeben. Dies geht per "-T ''pfad_zum_linkerscript.ld''" an den Linker-Befehl. Im Archiv der [[#.E2.80.8ESTM32_Standard_Peripheral_Library|STM32 Standard Peripheral Library]] befindet sich ein Beispiel-Linkerscript für die Atollic TrueSTUDIO IDE, dieses kann direkt mit dem GCC verwendet werden. Beispielsweise für den STM32F4 befindet sich das Script im Pfad "/STM32F4xx_DSP_StdPeriph_Lib_V1.1.0/Project/STM32F4xx_StdPeriph_Templates/TrueSTUDIO/STM324x7I_EVAL/stm32_flash.ld" des Archives.
* Damit beim Starten die richtigen Initialisierungen vorgenommen werden (wie globale Variablen und bei C++ Konstruktoren globaler Objekt-Instanzen) muss als erstes ein Startupcode laufen, der dann die main()-Funktion aufruft. Der Startupcode ist meistens in Assembler geschrieben, C-Code ist aber auch möglich. Im Archiv der [[#.E2.80.8ESTM32_Standard_Peripheral_Library|STM32 Standard Peripheral Library]] befindet sich ein Beispiel-Startupcode für die Atollic TrueSTUDIO IDE, dieser kann direkt mit dem GCC verwendet werden. Beispielsweise für den STM32F4 befindet sich der Code in Assemblerform im Pfad "/STM32F4xx_DSP_StdPeriph_Lib_V1.1.0/Libraries/CMSIS/Device/ST/STM32F4xx/Source/Templates/TrueSTUDIO/startup_stm32f40xx.s" des Archives. Der Assemblercode kann per arm-none-eabi-as (Flags s.o.) assembliert werden, die resultierende .o -Datei normal mitgelinkt.

Zusammen bieten die beiden Dateien der Anwendung ein Standard-C-Interface, d.h. man kann wie gewohnt globale Variablen verwenden und seinen Code in die main()-Funktion schreiben.

=== Tipps für Umsteiger von Atmel/PIC/8051 ===
* Prozessortakt hat unterschiedliche Taktquellen und eine PLL.
* Alle Peripheriemodule haben einen extra Clock, den man aktivieren muss.
* Wenn man z.B. einen UART benutzen möchte, so muss man den Clock vom UART, Alternate Function IO (AFIO) und den GPIO-Port aktivieren.
* Ansonsten hat man nahezu doppelt so viele Möglichkeiten in den Peripheriemodulen.
* Interrupt-Flags müssen in der ISR selber gelöscht werden
* Forum zu [http://www.mikrocontroller.net/topic/175888 Interrupts vs. Events]

=== Errata vom STM32F4xx die nicht im Errata von ST stehen ===
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/267439#2788478 Aktivieren von DMA], wenn mehr als 3 DMA Kanäle aktiviert werden, kann es sein dass die nicht alle korrekt bedient werden. Auch klappt der DMA mit dem FSMC nicht immer zuverlässig. [https://my.st.com/public/STe2ecommunities/mcu/Lists/cortex_mx_stm32/Flat.aspx?RootFolder=%2Fpublic%2FSTe2ecommunities%2Fmcu%2FLists%2Fcortex_mx_stm32%2FWarning%20limit%20simultaneous%20DMAs%20to%202&FolderCTID=0x01200200770978C69A1141439FE559EB459D7580009C4E14902C3CDE46A77F0FFD06506F5B&currentviews=811 siehe hier] [http://blog.frankvh.com/2012/01/13/stm32f2xx-stm32f4xx-dma-maximum-transactions/ und hier]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/260637#2700761 Nerviger Bug in "stm32f4xx.h"] Änderung Struktur GPIO_TypeDef
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/261690#2714754 Batterie wird leer gezogen], nur bei manchen Chips mit Rev. A
* [http://www.efton.sk/STM32/STM32F4xx_doc_errors.txt Liste von Dokumentations-Fehlern]

== Bezugsquellen ==

=== Controller ===

Versand Europaweit im endasmedia.ch Shop
* STM32F105 Controller für 2.50€ [http://shop.endasmedia.ch/index.php?id_product=8&controller=product&id_lang=1 shop.endasmedia.ch]

Versandhäuser für Privatpersonen
* [http://www.reichelt.de/STM-Controller/2/index.html?;ACTION=2;LA=2;GROUPID=2950; Reichelt]
* [http://darisusgmbh.de/shop/index.php?cat=c2692_ARM-Cortex.html Darisus]
* [http://www.hbe-shop.de HBE (Farnell Programm für Private)]
* [http://www.sander-electronic.de/be00069.html Sander]
* [http://www.tme.eu/de/katalog/index.phtml#cleanParameters%3D1%26search%3DSTM32F10%26bf_szukaj%3D+ TME]
* [http://teske-electronics.de/index.php?cPath=3_9_53 Teske electronics]
* [http://de.rs-online.com/web/c/halbleiter/prozessoren-und-mikrocontroller/mikrocontroller/?sort-by=default&sort-order=default&applied-dimensions=4294417325&lastAttributeSelectedBlock=4294425895 RS-Online]

Gewerblich liefern natürlich viele wie EBV, [http://de.futureelectronics.com Future Electronics], Mouser, Farnell, Digikey usw...

=== Evaluation Boards ===
* Siehe [[:Kategorie:ARM-Boards]]
* [http://shop.embedded-projects.net/index.php?module=artikel&action=gruppe&id=14 Im Shop von Embedded Projects]
* [http://www.watterott.com/de/Boards-Kits/ARM/ARM-Cortex-M3 Cortex M3 bei Watterott]
* [http://www.raisonance.com/~primer-starter-kits__microcontrollers__tool~tool__T018:4enfvamuxbtp.html Primer und Primer2 von Raisonance]
* [http://www.sander-electronic.de/es0028.html Sander Electronic]
* [http://www.mikrocontroller.net/articles/MP32F103-Stick:_Ein_Mini-Mikrocontroller-Board_mit_USB_und_bis_zu_4MB_Datenspeicher Artikel im Wiki, ARM mit USB und 4MB Speicher]
* [http://www.futurlec.com/STM32_Development_Board.shtml Futurlec Evalboard, ebenso Header-Board]
* [http://www.propox.com/products/t_174.html Propox, Header-Boards für 103R und 103V sowie Trägerplatine dafür]
* [http://www.mikrocontroller.net/articles/Cortex_M3_OCM3U Cortex M3 Artikel im Wiki]
* [http://olimex.com/dev/index.html STM32 bei Olimex]
* [http://de.farnell.com/jsp/displayProduct.jsp?sku=1824325&action=view&CMP=GRHS-1000962 STM32Discovery bei Farnell] Mikrocontroller Board (STM32F100RBT6B) mit onboard USB-Programming Interface für ca. 12,50€
* [http://www.de.rs-online.com/web/p/products/7458434/ STM32Discovery bei RS-Components] 12,65 € +MwSt.
* [http://www.segor.de/#Q=STM32 VL DISCOVERY] STM32 Discovery bei Segor
* [http://www.watterott.com/de/STM32F4Discovery STM32F4DISCOVERY] STM32F4 Cortex M4 Controller mit JTAG-Debugger auf der Platine bei Watterott für 16,66EUR.
* [http://www.conrad.de/ce/de/product/443910/ STM32F4 Discovery Kit bei Conrad] 17,11 €
* [http://www.ST.com/stm32l152c-discovery STM32 L1 Discovery] mit kleiner LCD-Anzeige; [http://www.ST.com/web/en/catalog/tools/PF250990 Weitere Informationen dazu]
* [http://www.mcu-raisonance.com/~open4-development-platform__microcontrollers__tool~tool__T018:g65gu6ghg2n.html/ Open 4 oder auch genannt Evo-Primer]
* [http://www.wayengineer.com/index.php?main_page=index&cPath=50_66&page=1&sort=3a WayEngineer]
* [http://thinkembedded.ch/ST-STMicroelectronics:::24.html Im Thinkembedded Shop] in der Schweiz / DiscoveryF4, div. ETT und Olimex Boarde ab 20,18 CHF / 16,15 EUR (inkl. MwSt.) zzgl. Versandkosten
* [http://shop.myavr.de/ARM-Produktlinie/STM32F4-Discovery.htm?sp=article.sp.php&artID=200072 Im myAVR Shop] DiscoveryF4 mit möglichem Zubehör 16,45 EUR (inkl. MwSt.) zzgl. Versandkosten
* [http://www.keil.com/boards/cortexm.asp Keil/ARM Demoboards]
* [http://www.phytec.de Phytec]
* [http://shop.myavr.de/index.php?sp=artlist_kat.sp.php&katID=37 verschiedene ARM Produkte und Erweiterungen bei myAVR]
* [http://re.reworld.eu/de/produkte/s64dil-405/index.htm S64DIL-405 STM32Fxxx ARM Cortex M3 Mikrocontrollermodul mit USB-Schnittstelle, Steckbretttauglich] (Leerplatine eignet sich auch für STM32F1xx Prozessoren.)
* [http://www.amazon.de/STM32F4-DISCOVERY-STM32F429-Cortex-M4-Development/dp/B00HGG0KHY STM32F429 DISCOVERY Cortex M4 mit 2,4" Touch-TFT, 3-Achs Sensor, 64 MBit SDRAM ab ~25 EUR bei Amazon, Ebay u.a.]

== Weblinks, Foren, Communities, Tutorials ==
* [http://www.mikrocontroller.net/articles/STM32_-_Einstieg_mit_Em::Blocks STM32 - Einstieg mit Em::Blocks Tutorial]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/173753 Diskussion zum Artikel]
* [http://www.mikrocontroller.net/forum/mikrocontroller-elektronik?filter=ARM*+STM32*+Cortex* Suche im Forum]
* [[STM32 für Einsteiger]]
* [[STM32 CooCox Installation]]
* [https://my.st.com/public/STe2ecommunities/mcu/Lists/ARM%20CortexM3%20STM32/AllItems.aspx Forum auf der ST Homepage]
* [http://www.stm32circle.com/hom/index.php STM32 Community]
*[http://joe-c.de/pages/posts/einstieg_mikrocontroller_stm32f103_101.php Einstieg: STM32board mit Kamera (deutsch)]
* [http://www.ebv.com/fileadmin/products/Press_Print/Brochures/Product_Brochures/EBV_Cortex%20Collection_V2.pdf Übersicht der Cortex Prozessoren und deren Hersteller (nicht nur ST, von EBV)]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/258652 Tutorial]
* [http://diller-technologies.de/stm32_wide.html STM32 Tutorial in Deutsch von Diller Technologies]
* [http://mySTM32.de STM32 C und C++ Tutorial in Deutsch ]
* [http://mikrocontroller.bplaced.net STM32F4 Quellcode-Librarys und CooCox-Projekte in Deutsch ]
* [http://myugl.de Tutorial für Grafik-Librarys und SiSy-Projekte in Deutsch ]
* [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/FM147/CL1794/SC961/SS1533/PF251717 MicroXplorer MCU graphical configuration tool ]
* [http://www.harerod.de/CoreMark_STM32.pdf Testbericht über CoreMark 1.0 auf Cortex-M3/M4 mit verschiedenen Compiler- und MCU-Einstellungen]
* [http://klaus4.blogspot.com/2014/05/stm32f4-discovery-mit-opensource.html STM32-Toolchain mit Eclipse CDT 4.3, GnuArmEclipse, OpenOCD 0.8.0, Gnu Arm GCC 4.8, STM32CubeMX]
* [http://libopencm3.org/wiki/Main_Page libopenmc3 OpenSource libs für STM32 und ähnliche]

<references/>
[[Kategorie:ARM]]
[[Kategorie:STM32]]
[[Kategorie:Mikrocontroller]]

SMD Löten

2014-08-10T13:18:28Z

Mmvisual: /* Löten von (T)SSOPs und QFPs */

[[Category:Löten]]
== Einlöten von SMD-Bauteilen ==

Irgendwann ist man an dem Punkt angelangt, an dem man ein Bauteil braucht, das nur in [[SMD]] verfügbar ist. [[TI]] zum Beispiel bietet einige [[MSP430]]-[[Mikrocontroller]] ausschließlich in [[SMD]] an. Ein weiterer, nicht zu unterschätzender, Vorteil ist, daß die PCB-Größe deutlich kleiner, und damit auch von professionellen Lieferanten erschwinglich wird. Das ist dann der Zeitpunkt an dem man sich fragt: "Wie lötet man sowas?" Nun, eigentlich ist es gar nicht so schwer, sobald man den richtigen Trick dabei mal raus hat.

=== Handlöten ===

==== Voraussetzungen ====

* Grundvoraussetzung ist ein Lötkolben mit entsprechender Lötspitze.
**Der Lötkolben sollte am besten der einer geregelten Lötstation sein. Die Einstellung der Lötstation sollte man halbwegs beherrschen. (Lötversuche an einer alten Platine sind in diesem Fall sehr hilfreich).
**Der Lötkolben sollte möglichst leicht und der vordere (heiße) Teil möglichst kurz sein. Je länger, desto mehr wird ein eventuelles Zittern der Hand verstärkt.
** Die Lötspitze sollte so dick sein, wie es noch gerade für die Aufgabe vertretbar ist. Nicht etwa die dünnste aufzutreibende Lötspitze. Was auf den ersten Blick widersprüchlich klingt (so dick wie es gerade noch geht), hat einen einfachen Grund: Die an der Spitze ankommende Wärme, die Wärmekapazität der Spitze und die Wärmeübertragung sind bei größeren Spitzen entsprechend besser. Daher geht das Löten mit einer größeren Spitze besser. Natürlich sollte man es nicht übertreiben, aber die 0,8-mm-Spitze ist häufig die falsche Wahl. Eine Meißelform mit ca. 1,3mm hat sich bewährt. Damit ist auch QFN lötbar, nur auf die Methode kommt es an.
** Die Lötspitze sollte in einem guten bis erstklassigen Zustand sein.

* Außerdem braucht man noch Entlötlitze. Hier sollte man die dünnste nehmen, die man bekommen kann. Breiter als 1,5 mm sollte sie nicht sein, eher dünner. Hat man keine passende zur Hand oder herrscht Geldmangel, so lassen sich auch die feinen Litzen eines abisolierten, flexiblen Silikonkabels für diesen Zweck missbrauchen. ''[http://www.reichelt.de/Entloetpumpen-litze/ENTL-TLITZE-00/3/index.html?&ACTION=3&LA=446&ARTICLE=7388&GROUPID=556&artnr=ENTL%C3%96TLITZE+00&SEARCH=entl%F6tlitze Entlötlitze]'' ist definitiv die Investition wert

* Natürlich braucht man auch noch das Lötzinn, bestenfalls mit Flussmittel im Kern. 1mm ist für kleinere Strukturen schon recht groß, 0,5 mm ist praktikabel, 0,23 mm ist bei kleinerem Pitch sehr zu empfehlen aber nicht unbedingt nötig.

* Flüssiges ''[http://www.reichelt.de/Flussmittel-Loetpasten/EDSYN-FL-22/3/index.html?&ACTION=3&LA=446&ARTICLE=32673&GROUPID=4132&artnr=EDSYN+FL+22&SEARCH=FLUSSMITTEL+edsyn Flussmittel]'' in Stiftform mit eingebautem Pinsel oder Flussmittelgel aus der Spritze tun gute Dienste.

* Schließlich ist auch noch eine Leiterplatte (PCB) vonnöten. Hier hat man entweder die Möglichkeit, sich eine bei den verschiedenen PCB-Herstellern fertigen zu lassen oder sie selber zu belichten und zu ätzen. Besonders bei Chips mit kleinem Pin-Abstand hilft eine Lötstoppmaske und die Vorverzinnung der Pads; die kleine Menge Zinn, die bei industriell gefertigten Platinen auf den Pads ist, reicht völlig aus, man braucht dann kein oder nicht viel extra Lötzinn.

* Feine ''[http://www.reichelt.de/Pinzetten/EP-150/3/index.html?&ACTION=3&LA=446&ARTICLE=40414&GROUPID=574&artnr=EP+150&SEARCH=pinzette+smd Pinzette]''. Billige tun es eher weniger.

* Eine ''[http://www.conrad.de/ce/de/product/818819/Uhrmacherlupe-50-x-25-mm-Eschenbach-11245?ref=searchDetail Lupe]'' (Empfehlung: 5-fache Vergrößerung). Diese dient in erster Linie zur Kontrolle. Löten ist unter einer einfachen Lupe eher unangenehm und ein Notbehelf, da die Perspektive verloren geht. Eine Lupenbrille (gute können recht teuer sein) oder ein Stereomikroskop (teuer bis sehr teuer) wäre zum Löten die bessere Wahl.

==== Löten von Widerständen, Kondensatoren und anderen 2-Pinnern ====

Es gibt diese Bauteile hauptsächlich in diesen Bauformen:
* 1206: Länge: 3,20 mm Breite: 1,60 mm (klobig, laufen langsam aus)
* 0805: Länge: 2,00 mm Breite: 1,25 mm ⇒ Empfohlene Baugröße, minimale Baugröße zum Schwalllöten
* 0603: Länge: 1,60 mm Breite: 0,80 mm (derzeit in der Industrie aktuell) ⇒ ''noch'' von Hand lötbar, für die, die es gerne etwas kleiner mögen
* 0402: Länge: 1,00 mm Breite: 0,50 mm (wird derzeit Standard in der Industrie) ⇒ nicht mehr schön zu verarbeiten, u.a. weil die Widerstände unbeschriftet sind
* 0201: Länge: 0,50 mm Breite: 0,25 mm (im Handy)
* 01005: Länge: 0,25 mm Breite: 0,13 mm (im Handy)

Das Einlöten von 2-Pinnern ist sehr einfach. Es gibt eigentlich bloß einen kleinen Trick:

# Ein Pad auf der Leiterplatte verzinnen.
# Das Bauteil mit einer Pinzette in Endposition halten und leicht an beide Pads andrücken.
# Dabei das verzinnte Pad mit dem Lötkolben erwärmen. Darauf achten, daß das Bauteil eben aufliegt. Das Bauteil ist nun einseitig eingelötet.
# Das zweite Pad normal löten.

Und schon hat man das Bauteil eingelötet.

Als ''[http://www.reichelt.de/Pinzetten/EP-150/3/index.html?&ACTION=3&LA=446&ARTICLE=40414&GROUPID=574&artnr=EP+150&SEARCH=pinzette+smd Pinzette]'' empfiehlt sich eine mit ca. 1 mm breiter Spitze, die als SMD-Pinzette (meist schwarz brüniert) ab ca. 10.- angeboten werden. Hier zu sparen lohnt nicht.

==== Lötpaste ====
ist eine Mischung aus Mg(OH)2 und Al2(Cl)3.

==== Löten von Bauteilen im SO-Package ====

Das Löten von Bauteilen im SO Package gestaltet sich fast genauso einfach wie das Löten von Widerständen: Wichtig dabei ist, daß man sich die Zeit nimmt, die man braucht.
Sehr hilfreich ist die Verwendung eines '''[http://www.reichelt.de/Flussmittel-Loetpasten/EDSYN-FL-22/3/index.html?&ACTION=3&LA=446&ARTICLE=32673&GROUPID=4132&artnr=EDSYN+FL+22&SEARCH=FLUSSMITTEL+edsyn Flussmittels]'''.

# Ein Pad, das an einer Ecke des ICs liegt, verzinnen.
# Flussmittel über alle Pins verteilen
# Den IC platzieren.
# Den IC mit einem Finger leicht nach unten drücken. (Manchem fällt es leichter, den IC z.B. mit einem Stück Tesafilm zu fixieren.)
# Das Pad erwärmen, bis das Zinn aufschmilzt, und den Pin gut benetzt. Sollte der IC jetzt nicht richtig sitzen, einfach nochmal das Zinn erwärmen und den IC sehr vorsichtig verschieben bis er sitzt. Allerdings muss man dabei aufpassen, den IC nicht zu stark zu erwärmen, gegebenenfalls eine Pause einlegen. Der Finger bzw. Tesafilm ist ein guter "Indikator" bei zuviel Hitze, solange es um einen Pin geht. ;-)
# Das dem ersten gelöteten Pad diagonal gegenüberliegende Pad löten, den Tesafilm dann ggf. entfernen.
# Alle anderen Pads verlöten. Es ist nicht schlimm, wenn Zinnbrücken entstehen.
# Die Zinnbrücken mit Hilfe von Entlötlitze entfernen. Dazu hält man die Entlötlitze an die betroffenen Pads und erwärmt sie. Das Zinn geht dann automatisch auf die Entlötlitze und es gibt keine Brücken mehr. Achtung: Bei zu langer "Entlötzeit" ist fast kein Zinn mehr unter dem Pad, hier ggf. nachverzinnen. Oft hilft es auch die Litze sehr Spitz anzuschneiden und nur diese Spitze auf die Pins zu legen. '''Alternativ''' kann man unter Vewendung eine sehr feinen Metallteiles - z.B. eines Schraubendrehers, einer Lötnadel, eine Stecknadel - die Stelle kurz erwärmen und das Metallteil kurz zwischen die Pins direkt am IC legen und zu den Pins hin wegziehen (nicht kratzen). Das Lötzinn benetzt das kalte Metall nicht, und damit ist die Zinnbrücke aufgrund der Oberflächenspannung des Zinns getrennt.

==== Löten von (T)SSOPs und QFPs ====

War es bei Bauteilen im SO-Package mit einer ruhigen Hand noch möglich die Pins ohne Zinnbrücken zu verlöten, ist das bei TSSOPs oft nicht mehr möglich, da der Abstand der Pins einfach zu klein ist. Hier wird die Verwendung eines '''[http://www.reichelt.de/Flussmittel-Loetpasten/EDSYN-FL-22/3/index.html?&ACTION=3&LA=446&ARTICLE=32673&GROUPID=4132&artnr=EDSYN+FL+22&SEARCH=FLUSSMITTEL+edsyn Flussmittels]''' dringend empfohlen. Des Weiteren ist eine mit Lötstopplack versehene Platine hierbei eine sehr große Hilfe. Selbstgemachte Platinen mit QFP sind noch sehr gut, mit TSSOP noch gut möglich.

# Ein Pad, das an einer Ecke des ICs liegt, verzinnen.
# Flussmittel über alle Pins verteilen
# Platzieren des Bauteils.
# Das Bauteil irgendwie fixieren (''[http://www.reichelt.de/Pinzetten/EP-150/3/index.html?&ACTION=3&LA=446&ARTICLE=40414&GROUPID=574&artnr=EP+150&SEARCH=pinzette+smd Pinzette]''oder vorsichtig mit dem Zeigefinger etc.). Tesafilm ist recht praktisch und lässt sich leicht wieder entfernen.
# Das Pad erwärmen, bis das Zinn aufschmilzt, und den Pin gut benetzt. Sollte der IC jetzt nicht richtig sitzen, einfach nochmal das Zinn erwärmen und den IC sehr vorsichtig verschieben bis er sitzt. Allerdings muss man dabei aufpassen, den IC nicht zu stark zu erwärmen, gegebenenfalls eine Pause einlegen. Der Finger bzw. Tesafilm ist ein guter "Indikator" bei zuviel Hitze, solange es um einen Pin geht. ;-)
# Das dem ersten gelöteten Pad diagonal gegenüberliegende Pad löten
# Jetzt kann man das Bauteil loslassen, da es genügend fixiert ist, bzw. den Tesafilm entfernen.
# Überprüfen, ob der Chip wirklich richtig auf der Platine liegt (vorallem: liegt Pin 1 auch auf Pad 1?), jetzt sind Korrekturen noch möglich.
# Die restlichen zwei Pins an den Ecken des ICs verlöten.
# '''Entweder''' alle anderen Pads einzeln mit einer feinen Spitze verlöten. Es ist nicht schlimm, wenn Zinnbrücken entstehen. '''Oder''' unter Verwendung von '''[http://www.reichelt.de/Flussmittel-Loetpasten/EDSYN-FL-22/3/index.html?&ACTION=3&LA=446&ARTICLE=32673&GROUPID=4132&artnr=EDSYN+FL+22&SEARCH=FLUSSMITTEL+edsyn Flussmittel]''': Mit den frisch verzinnten Lötkolben über die erste Seite des Gehäuses fahren, dabei ggf noch ''etwas'' Lötzinn zugeben. Den Lötkolben dabei mit einer Geschwindigkeit von ca. 2 - 4 Pins pro Sekunde (Abhängig von Zinn und Temperatur) vorwärts bewegen. Dabei spielt es keine Rolle, ob Brücken entstehen, solange des Zinn sauber verfliest. Wenn man vorverzinnte Pads und Lötstopplack hat, entstehen normalerweise keine oder sehr wenige Brücken. Die Oberflächenspannung sammelt ''geringe'' Menge Zinn an Pad und Pin, so dass es zu wenig Zinn für eine Brücke ist, aber auch dabei ist es kein Problem wenn Brücken entstehen.
# IC abkühlen lassen
# Mit dem Lötkolben über die andere(n) Seite(n) fahren.
# Überflüssiges Zinn mit Entlötsauglitze entfernen. (Eine Hand-Entlötsaugpumpe ist ungeeignet, da diese beim Auslösen einen kleinen Schlag gegen das Bauteil auslöst.)
# Zum Abschluss '''muss''' man mit einer '''[http://www.conrad.de/ce/de/product/818819/Uhrmacherlupe-50-x-25-mm-Eschenbach-11245?ref=searchDetail Lupe]''' (Empfehlung: 5-fache Vergrößerung) die Lötstellen einzeln prüfen. Mit einer Nadel kann der Pin leicht bewegt werden, dann sieht man ob der wirklich fest verbunden ist.

Alternativ zur Entlötlitzentechnik gibt es auch Lötspitzen mit Hohlkehle.

# Zuerst das Bauteil an zwei diagonalen Pins mit Lötzinn fixieren und die Ausrichtung prüfen. Ob Lötbrücken entstehen, ist zu diesem Zeitpunkt nicht wichtig.
# Dann genügend Flussmittel über die zu lötenden Pins streichen.
# Die Hohlkehle mit wenig Lötzinn füllen und über eine Seite des ICs führen.
# Jetzt hat man an einigen Stellen (meist am Ende der Seite, die man gelötet hat) einige Lötbrücken.
# Die Hohlkehle von Lötzinn reinigen und mit leerer Hohlkehle über die Lötbrücken fahren. Vorher nochmal genug Flussmittel draufgeben.
# Meist sind schon nach dem ersten mal keine Brücken mehr vorhanden. Falls doch, nochmals mit Flussmittel benetzen und an den entsprechenden Stellen mit der Hohlkehlspitze Lötzinn entfernen.

Vorsicht! Immer wieder eine Pause einlegen, so dass der Chip nicht zu Heiß und bereits beim Löten beschädigt wird!

==== QFN & HTSSOP====

Beim QFN ist das Verfahren gleich zum TSSOP, außer dass man 4 Seiten bearbeiten muss. Hier besonders auf darauf achten, daß der IC nicht überhitzt, und zwischen den 4 Seiten eine Pause einlegen. In den Bibliotheken der Layout-Programmen ist ein QFN - laut JDEC - mit sehr kurzen Pads ausgestattet, die nur wenig unter dem Gehäuse hervorstehen. Macht man seine Platinen selbst, wird das Löten sehr stark vereinfacht, wenn man die Pads um gut 1mm weiter nach ''außen'' stehen läßt, die Pads also nach außen verlängert. Damit wird die Wärmeeinbringung an der richtigen Stelle stark vereinfacht.

===== Löten des Centerpads von QFN & HTSSOP =====

Das Centerpad beim QFN (oder der Heatslug beim HTSSOP) benötigt einen elektrischen, und/oder thermischen Kontakt. Beim Löten ohne Paste ist es aber auch ohne Heißluftstation ganz einfach dies Pad richtig anzubinden. Die hier geschilderte Methode findet man im Internet.
Dazu benötigt man:

* '''[http://www.reichelt.de/Flussmittel-Loetpasten/EDSYN-FL-22/3/index.html?&ACTION=3&LA=446&ARTICLE=32673&GROUPID=4132&artnr=EDSYN+FL+22&SEARCH=FLUSSMITTEL+edsyn Flussmittel]'''
* Eine schnell zuheizende Lötstation
* Eine Durchkontaktierung unter dem Centerpad die groß genug ist Deine Lötspitze aufzunehmen (1,6mm haben sich bewährt). Bei HTSSOP kann es Sinn machen zwei oder drei Dukos anzulegen. Bei HTSSOP20 und QFN32 war ''eine'' Duko mit 1,6mm ausreichend.
 

# VOR dem Verlöten der Pads das Centerpad/Heatslug mit dem Lötkolben hauchfein verzinnen, entfällt bei verzinnten PCBs. Dabei darauf achten, daß nur wenig Zinn aufgebracht wird, größere Beulen sind zu entfernen.
# Flussmittel auf den IC ''und'' die PCB auftragen
# Den IC wie gewöhnlich verlöten
# Abkühlen lassen
# Eine entsprechende Unterlage bereitlegen, die es ermöglicht die PCB mit dem Gehäuse auf diese Unterlage zu pressen. Bei wenig Übung ''könnte'' es vorkommen, daß sich der komplette IC von der PCB aufgrund von Überhitzung ablöst (ist aber kein Problem, alles säubern und wieder von vorn ;-) )
# Die Duko mit Lötzinn füllen, und die Lötspitze in der Duko belassen
# Wenn das Lot aufgeschmolzen richtig ist, noch ein paar Millimeter Lot nachführen und dann die PCB auf die Unterlage pressen und ''ruhig'' halten.
# Sobald das IC-Pad benetzt, wird das Lot aus der Duko in den Spalt zwichen IC und PCB gesaugt, und der "Lotstand" im Lötauge nimmt ab. Jetzt ca. 1-2s warten und dann den Lötkolben entfernen
# Die PCB mindestens 10s nicht bewegen.

==== Der Trick mit der Entlötlitze ====

Bei kleinen SMD-Bauteilen kann es passieren, dass man beim Löten Zinnbrücken verursacht. Diese lassen sich recht einfach mittels Entlötlitze entfernen. Dabei sollte man direkt mit dem Ende der Litze entlöten und nicht der Mitte. Hilfreich kann bei wenig Platz auch ein schräges Anschneiden der Litze sein. Scharfe Schneidwerkzeuge, die ein Ausfransen der Litze verhindern, sind unverzichtbar (Tipp: SMD-Werkzeuge markieren, damit sie nicht versehentlich für grobe Arbeiten verwendet werden).

Es empfiehlt sich die Entlötlitze vorher leicht mit Flussmittel zu tränken, damit das Zinn besser aufgenommen werden kann.

Grundsätzlich sollte man beim Arbeiten mit Entlötlitze, ob an SMD- oder anderen Bauteilen, etwas Vorsicht walten lassen. Entlötlitze ist ein sehr guter Wärmeleiter. Daher kann man sich beim Entlöten, wenn man die Litze direkt mit den Fingern hält, böse verbrennen. Über 300° vom Lötkolben über die Litze zu den Fingern übertragen sind kein Pappenstiel. Leider kann das Führen der Litze mit einer Pinzette oder kleinen Flachzange gerade bei SMD-Bauteilen zu ungenau sein, so dass man verleitet wird, die Finger zu nehmen.

Trotzdem sollte man eher nicht zur Lötzinn-Absaug-Pumpe greifen. Das mag zwar einfacher und bei anderen Lötvorgängen durchaus praktisch sein, die kleinen SMD-Bauteile werden jedoch leicht mit abgesaugt und kommen dann nur als Brösel oder gar nicht mehr raus. Manche Hersteller bieten SMD-Überwurfspitzen für ihre Entlötpumpen an, die diese Gefahr verringern. Das vereinfacht die Sache ein wenig, man muss aber genau zielen und den Lötkolben kurz wegnehmen. Hier sollte man also eher zur Entlötlitze greifen.

==== Trick 17 mit der Entlötlitze ====

Mit der "Invertierte-Entlötlitzen-Methode" kann man auch mechanisch empfindliche Pins auf sehr kleinem Raster '''verlöten''', indem man mit der Entlötlitze Lötzinn an das Pin/Pad-Paar zuführt. ([http://www.mikrocontroller.net/topic/94451#833286 Forumsbeitrag von Ulrich]).

==== Wie entferne ich Zinnbrücken: ====
- Die Zinnbrücken können mit Hilfe von Entlötlitze entfernt werden. Dazu hält man die Entlötlitze an die betroffenen Pads und erwärmt sie. Das Zinn geht dann automatisch auf die Entlötlitze und es gibt keine Brücken mehr. Achtung: Bei zu langer "Entlötzeit" ist fast kein Zinn mehr unter dem Pad, hier ggf. nachverzinnen. Oft hilft es auch die Litze sehr Spitz anzuschneiden und nur diese Spitze auf die Pins zu legen, und/oder die Litze mit Flußmittel zu tränken.

- Alternativ kann man unter Vewendung eine sehr feinen Metallteiles - z.B. eines Schraubendrehers, einer Lötnadel, eine Stecknadel - die Stelle kurz erwärmen und das Metallteil kurz zwischen die Pins direkt am IC legen und zwischen den Pins wegziehen (nicht kratzen). Das Lötzinn benetzt das kalte Metall nicht, und damit ist die Zinnbrücke aufgrund der Oberflächenspannung des Zinns getrennt.

=== Reflow-Techniken ===

Bei Reflow-Lötverfahren wird vor der Bestückung auf die Lötpunkte der Platine eine Lötpaste aufgetragen. Die Anschlüsse der zu lötenden Bauteile werden dann in diese Paste positioniert. Nach dieser Bestückung wird die Platine mit den Bauteilen erhitzt. Die Lötpaste schmilzt auf. Sind alle Lötpunkte aufgeschmolzen wird die Platine abgekühlt, das Lot erstarrt und die Bauteile sind verlötet.

Reflow-Techniken galten lange Zeit als zu aufwendig für Amateure. Dies änderte sich, nachdem sich gezeigt hat, dass auch etwas hemdsärmelige Methoden zum Ziel führen. Auch diese setzen etwas Aufwand voraus, daher sind sie im folgenden nur kurz beschrieben.

Grundsätzlich ist die Art der Wärmezufuhr problemabhängig zu klären:
* Erwärmung der Platine von unten hat den Vorteil, dass die Bauteile zuerst an ihren Lötpads erwärmt werden. Dies ist für wärmeempfindliche Bauelemente wie SMD-Elektrolytkondensatoren oder SMD-Steckverbinder die beste Lösung. (Grundsätzlich sollte man genau diese Art von SMD-Bauteilen vermeiden; nicht umsonst bestücken die Chinesen Steckverbinder und erst recht Elkos als Durchsteckbauteil.) Dagegen spricht eine doppelseitige Bestückung oder billiges Platinenmaterial aus Hartpappe.
* Erwärmung von oben hat den Vorteil, die Platine und deren Unterseite zu schonen. Große wärmeempfindliche Bauelemente nehmen aber zu viel Wärme auf. Beim Arbeiten mit Wärmestrahlung werden obendrein schwarze Flächen bevorzugt erwärmt (IC-Gehäuse, DC/DC-Wandler), nicht die reflektierenden Pads. Dies kann zum Platzen von Elkos, zum Verformen von Steckverbindern und zum Platzen (Popcorn-Effekt) von Chips führen.
* Die Erwärmung von beiden Seiten ist eine gute und schonende Lösung, etwa das Vorwärmen von unten bis knapp unter den Schmelzpunkt und „etwas“ Heißluft von oben für das entsprechende Bauteil. Dies ist auch für BGA die bevorzugte Methode.

==== Lötpaste auftragen ====

In der industriellen Fertigung wird die Lötpaste zum Beispiel mittels einer Schablone aufgetragen. (Eine solche kann man beispielsweise bei PCB-Pool kostenlos zur Platine hinzubestellen.) Oft bleibt aber nur, die Lötpaste von Hand aufzutragen. Für diese Zwecke ist Lötpaste in Spritzen erhältlich. Die Preise für Lötpaste sind horrend. Mit ein bis zwei Euro pro Gramm (!) muss man rechnen. Allerdings benötigt man nur sehr geringe Mengen pro Platine und Lötpaste ist nicht unbegrenzt lagerbar. Um die schleichende Entmischung zu verlangsamen sollte man Lötpaste im Kühlschrank aufbewahren. Es sollte eine "no clean"-Paste verwendet werden. "No clean" bedeutet, dass die Platine nicht von Flussmittelresten gereinigt werden muss. Solange man die Platinen nicht verkauft ist bleihaltige Lötpaste angenehmer in der Verarbeitung. Besonders niedrigschmelzende Paste, etwa wismuthaltige, ist nicht erforderlich, macht aber das Prozedere und insbesondere das Auslöten im Reparaturfall viel einfacher. Wismut ist kein Blei und beim Verkauf erlaubt.

Vor dem Auftragen der Paste ist die Platine zu säubern, und nochmal zu säubern, und nochmal... Dann wird eine sehr kleine Menge der Paste auf jeden Lötpunkt aufgetragen.

Ein häufiges Problem ist, dass sich die Paste ungern auf dem Pad niederlässt; also beim Entfernen der Spritze lieber an selbiger haften bleibt. Hier hilft ein leichtes Erwärmen der Platine auf ca. 40 °C. Die Paste wird sich dadurch gerne auf dem Pad niederlassen und auch einen ordentlich rundlichen Klecks bilden, statt einer Zipfelmütze. Zu beachten ist hierbei, dass die Kleckse bei zu langer Wartezeit etwas schneller austrocknen als bei niedrigeren Temperaturen. Also besser gleich nach dem Einbringen der Paste die Temperaturzufuhr unterbrechen und die SMD Bauteile bestücken.

==== Bauteile bestücken ====

Die Anschlüsse der Bauteile werden in die Lötpaste gesetzt. Bei bleihaltiger Lötpaste muss die Ausrichtung nicht 100% genau sein, da die Bauteile beim Schmelzen der Paste durch die Oberflächenspannung in Position gezogen werden. Bei bleifreier Lötpaste ist dieser Effekt kaum vorhanden. Daher müssen die Bauteile in diesem Fall genau ausgerichtet sein.

==== Umgebauter Pizzaofen ====

Als Standardmethode für Amateure scheint sich die Verwendung eines umgebauten Pizzaofens durchzusetzen. Ein Elektro-Pizzaofen/Miniofen für den Hausgebrauch für vielleicht 20€ bis 50€ wird mit einer Mikrocontroller-Temperatursteuerung versehen. Mit dieser Steuerung werden die gewünschten Heiz- und Abkühl-Temperaturkurven gesteuert. Beim Umbau ist Vorsicht walten zu lassen, da die Heizung und Temperaturregelung solcher Öfen mit Netzspannung erfolgt.

Aus Gesundheitsgründen sollte ein zum Reflow-Löten verwendeter Ofen nicht mehr für Nahrungsmittel verwendet werden.

==== Elektro-Pfanne ====

Statt eines mit einer Temperatursteuerung nachgerüsteten Pizzaofens wird gelegentlich einfach eine teflonbeschichtete Elektro-Pfanne verwendet. Elektro-Pfannen, manchmal auch Party-Pfannen genannt, sind in Deutschland eher selten in Haushalten zu finden. Es handelt sich dabei im Prinzip um eine Elektro-Heizplatte, die jedoch nicht flach, sondern deren Oberseite als Pfanne ausgeformt ist.

Zum Reflowlöten wird eine bestückte Platine in die kalte Pfanne gelegt, mit der Lötseite, also den Bauelementen nach oben. Die Pfanne wird aufgeheizt und dabei die Platine beobachtet, bis die Lötpaste an allen Lötpunkten aufgeschmolzen ist. Da eine Elektro-Pfanne nicht überall gleichmäßig heizt, wird gelegentlich vorsichtiges Schwenken der Platine in der Pfanne vorgeschlagen, um die Platine gleichmäßig zu erwärmen. Ist die Lötpaste überall aufgeschmolzen wird die Elektro-Pfanne abgestellt. Die Platine bleibt in der Pfanne und kühlt dort langsam mit der Pfanne aus.

Bei dieser Methode hat man keine Kontrolle über die Temperaturkurve. Selbige hängt nicht nur von der Bauart der Pfanne, sondern auch von der Umgebungstemperatur und der eigenen Reaktionszeit ab.

Aus Gesundheitsgründen sollte eine zum Reflow-Löten verwendete Elektro-Pfanne nicht mehr für Nahrungsmittel verwendet werden, da Rückstände an der Pfanne haften bleiben können und zudem übermäßig erwärmte Teflonpfannen ausgasen und fortan Stoffe an das Kochgut abgegeben, insbesondere, wenn die Oberfläche durch Kratzer beschädigt wurde.

==== Heißluft ====

Die Geister scheiden sich daran, ob man mit Heißluft wirklich gut löten kann (beim Entlöten ist das anders). Viele bevorzugen noch den Lötkolben dem Heißluftgerät, andere haben mit Heißluftlöten keine Probleme.

Mit Heißluft lötet man eine Platine bereichsweise. Auf die Lötpads in einem Bereich werden kleine Mengen Lötpaste aufgetragen und die Bauteile aufgesetzt. Die Lötpaste wird dann mittels Heißluft erwärmt und geschmolzen. Dabei muss man sowohl aufpassen, dass Bauteile und Platine nicht überhitzt werden und dass man die in der Lötpaste sitzenden Bauteile nicht verschiebt oder sogar von der Platine bläst. Nebenbei muss man natürlich aufpassen, dass man sich nicht an der Heißluft verbrennt.

Entsprechende Heißluftgeräte (Hot-Air Stations, häufig auch Rework-Stations genannt) waren relativ teuer. Einige Marken sind mittlerweile jedoch für den Hobbyisten erschwinglich. Mit Übung lässt sich auch eine einfache Heißluft-Pistole verwenden. Allerdings ermöglichen deren Düsen kein sonderlich genaues Arbeiten..

Hot-Air-Station sind derzeit reichlich zu erschwinglichen Preisen verfügbar,zb. Reichelt,Pollin oder aoyue.de .http://www.shop.wiltec.info/images/categories/251.jpg
ab ca.65,-€ bei Pollin ,aber man sollte ruhig 80,-..100,-€ einplanen,um etwas solides zu bekommen. Dave Jones hat einen Beitrag zur Atten 858D+: http://www.eevblog.com/2011/04/25/eevblog-167-atten-858d-hot-air-rework-review/ Die Station gibt es (bzw. möglicherweise eine Kopie davon) bei eBay für unter 40 Euro als "TBI 858D+".
Es ist unter den Methoden, die dem Hobbyelektroniker zu Verfügung stehen die exakteste Allroundmethode.
Zugegeben, etwas Übung ist schon erforderlich . Die eigenet man sich am besten an, in dem man sich eine defekte Platine eines uralt-PC
nimmt (ist e schon defekt) und versucht diverse Bauteile vom Widerstand / Kondensator angefangen bis zum 128-poligen IC ab- und wieder
sauber aufzulöten (ggf.inkl.säubern/nachbehandeln der Platine nach dem Ablöten).
Hier kann man ersteinmal trainieren wieviel Temperatur / Luftstrom nötig ist.

==== Herdplatte ====

Mit etwas Erfahrung kann man auch sehr gut auf der Herdplatte löten. Die Herdplatte wird dabei rund eine halbe Stunde vorgeheizt, damit die Temperatur einigermaßen konstant bleibt. Mit etwas Lötzinn kann getestet werden, ob die Löttemperatur erreicht wurde. Die Herdplatte sollte nicht zu heiß eingestellt werden, damit der Lötstopplack sowie das Epoxyd nicht verheizt wird.
Die bestückte Platine wird mit einer Pinzette auf die Herdplatte gelegt. Schon nach kurzer Zeit sollte das Lötzinn anfangen zu schmelzen. Wenn alle Lötstellen verlötet sind, kann die Platine wieder heruntergenommen werden und abkühlen.

==== Kochtopf mit mehrschichtigem Boden ====

In vielen Küchen sind heute keine Gusseisenkochplatten mehr verbaut sondern Glasskeramikkochfelder. Bei diesen darf die Platine nicht direkt beheizt werden, da diese schnell eine enorme Hitze erzeugen. Damit eine konstante Temperatur erhalten wird, kann ein Kochtopf mit einem mehrschichtigen Boden verwendet werden. Dazu wird die Platine in den Kochtopf gelegt und auf dem Glasskeramikkochfeld aufgeheizt. Ist die Lötpaste geschmolzen und sind alle Lötstellen verlötet, kann die Platte abgestellt und der Kochtopf zum Abkühlen zur Seite geschoben werden.

== Entlöten von SMD-Bauteilen ==

Leider halten ICs nicht ewig und irgendwann muss jeder einmal SMD-Bauteile wieder auslöten. Das Entlöten gestaltet sich im Grunde genauso einfach wie das Einlöten.

Es gibt zwei einfache Fälle: Entweder soll der Chip überleben oder die Platine. Der dritte Fall ist die erstrebenswerteste Methode: Chip und Platine überleben.

=== Die einfachste Methode ===

Die einfachste Methode ist den Lötkolben auf maximale Temperatur zu stellen und dann, mit etwas Lötzinn für besseren Wärmekontakt, auf die Mitte des auszulötenden ICs zu legen (mit der Spitze und dem Lötzinn darunter).

Der IC stirbt dabei durch die rund 400 °C des Lötkolbens sicherlich den Hitzetod, aber durch die Wärmeleitung schmilzt an den Beinchen des ICs das Lötzinn nach rund einer Minute und man kann den IC mit einer Pinzette dann abheben. Hierzu sollte man alle paar Sekunden testweise anheben und den Lötkolben nur leicht aufdrücken, um so ganz sicher alle anderen Bauteile heil zu lassen.

Das auf der Platine verlaufene Lötzinn entfernt man, indem man mit der gereinigten Lötspitze (bei 200 °C) über die nun geleerten Pads geht. Zubehör wie Entlötlitze ist überflüssig.

So kann man beispielsweise einen USB-RS232-Adapter in einen USB-UART-Adapter umwandeln ;-)

Getestet habe ich es bisher mit einem SD213 (28 Pins) und einem FT232 (32 Pins), aber etwas größere ICs, bis zum MSP430 mit 100 Pins, müssten auch möglich sein.
Durch Umdrehen der Platine sollten auch noch größere ICs so auslötbar sein (wobei man wegen der Schwerkraft dann die Pinzette einsparen kann), weil dann durch die Konvektion noch mehr Wärme übertragen wird.

=== Chip Quik-Methode ===
[http://www.chipquik.com/ Chip Quik] bietet ein Set an mit dem sich SMD-Bauteile sehr einfach und zerstörungsfrei entlöten lassen.

Dabei wird auf die Beinchen reichlich Flussmittel aufgetragen. Danach eine große Menge speziellen Lötzinns, das eine sehr geringe Schmelztemperatur hat. Dieses verbindet sich mit dem normalen Lötzinn und bleibt lange flüssig. Die Temperatur der Schmelze ist so gering, dass das Bauteil überlebt.
Wenn alle Beinchen in dem Lötzinn-Blob stehen, fällt das Bauteil fast von alleine ab.

Diese Methode wird in dem Make-Magazine Video gezeigt, das unten verlinkt ist.

Die Chip Quick-Legierung besteht laut dem Sicherheitsdatenblatt, dass unter [http://datasheet.octopart.com/SMD16NL-Chip-Quik-datasheet-10489078.pdf] zu finden ist, aus Zinn, Bismut und Indium, in Gewichtsanteilen ähnlich dem Roses Metall, jedoch mit Indium statt Blei.
Bei tmp-loettechnik.de bekommt man Roses Metall, allerdings nur als Barren. Mit dieser Legierung (Schmelzpunkt 98 °C) kann man auch Teile zur mechanischen Bearbeitung eingießen und im kochenden Wasser wieder befreien. "Flüssiger Schraubstock".

=== Breite Lötspitze ===

Mit einem leistungsstarken Lötkolben (z.B. 100 Watt), einer etwa 5mm breiten Lötspitze und etwas Lötzinn kann man bei SO8 ICs alle Pins auf einer Seite gleichzeitig erhitzen.
Wenn man das auf beiden Seiten abwechselnd macht löst sich der Chip in wenigen Sekunden von der Platine. IC und Platine überleben das meistens.

Auch bei größeren ICs kann diese Methode funktionieren; weil die Lötspitze da aber nicht alle Anschlüsse gleichzeitig erreicht muss man abwechselnd an beiden Seiten des Chips über die Pins streichen bis er sich löst. Dabei wird der Chip stark erhitzt; wenn er auf jeden Fall heil bleiben soll sollte man eine andere Methode wählen.
Vorteilhaft an dieser Methode ist dass das Entlöten sehr schnell geht und man kein Spezialwerkzeug braucht.

=== Die Zahnarztmethode ===

==== Benötigtes Werkzeug ====

* Lötkolben
* Lötzinn
* Ablöthebel
* Entlötlitze

==== Ablöthebel u.ä ====

Ein Ablöthebel oder verwandte Werkzeuge sehen so aus, als ob sie aus der Praxis eines Zahnarztes (Zahnsonde) oder der Werkstatt eines Zahntechnikers stammen. Dabei handelt es sich um Metallhaken, eventuell (in der einfachen, nicht medizinischen Ausführung) mit Plastikgriff. Es gibt sie in verschiedenen Formen und Größen.

Als Werkzeug zum Entlöten findet sich eine Form unter der bereits erwähnten Bezeichnung ''Ablöthebel'', ebenso findet man ähnliche Werkzeuge als Teil von sogenannten ''Platinen-Reinigungsbestecken'' (z. B. Conrad Bestellnummer 588239). Im Englischen heißen entsprechende Werkzeuge ''soldering aid hook'' (Haken), ''soldering aid fork'' (Haken/Hebel mit gespaltener Klinge. Wenn als Hebel ausgeführt ein ''Ablöthebel''), oder ''soldering aid spike'', ''reamer'' oder ''probe'' (gebogene oder ungebogene Tastspitze).

Ein solcher Hebel oder Haken ist ein nützliches Werkzeug beim Auslöten von SMD-Bauteilen. Vorsichtig eingesetzt kann er durchaus beim zerstörungsfreien Entlöten verwendet werden, zum Beispiel bei der Verwendung von [[#Heißluft|Heißluft]]. Im Folgenden wird allerdings eine zerstörende Methode beschrieben.

==== Der Entlötvorgang ====

Das Entlöten ist bei fast allen SMD-Bauteilen gleich, egal welcher Pinabstand und wie viele Pins. '''Achtung''', der IC geht dabei kaputt.

# Man bringt eine dicke Zinnwurst auf alle Pins auf.
# Erwärmen des Zinns mit dem Lötkolben.
# Ausheben der Pins mithilfe des Hebels oder Hakens. Hier kann man bei den Bauteilen mit kleinem Pinabstand gleichzeitig mehrere hochheben.
# Solange wiederholen, bis alles raus ist.
# Entfernen der Zinnreste mit Entlötlitze.

=== Die 2-Lötkolben-Methode ===

Diese Methode eignet sich für alle SMD-Bauteile mit 2 gelöteten Seiten: Widerstände, Kondensatoren, kurze ICs (z. B. 2x8 Pins). Bei den Widerständen und Kondensatoren ist alles klar. Von jeder Seite einen Lötkolben anhalten, das Bauteil löst sich ab und bleibt meist an einem der Kolben kleben, wo man es abschütteln kann. Bei ICs verzinnt man zunächst beide Pin-Reihen ordentlich, danach versucht man mit den Kolben das Zinn auf beiden Reihen und der gesamten Länge flüssig zu bekommen, evtl. muss man die Lötkolben dabei etwas bewegen. Ist das Zinn komplett flüssig, kann man das IC beiseite schieben. Das geht besonders gut bei Platinen mit Lötstopplack. Bei dieser Methode kann man die Bauteile in der Regel anschließend weiter verwenden. Überflüssiges Zinn an den Pins mit Lötsauglitze entfernen.

=== Die Rohrstückmethode ===

Diese Methode eignet sich für ICs mit Pins an zwei Seiten (SO-Gehäuse). Chip und Platine haben Chancen zu überleben. Man nehme ein Stück Kupferrohr der passenden Länge und sägt es der Länge nach durch, so dass man zwei Halbschalen hat. Eine der Halbschalen befestigt man an einer alten Lötspitze, z. B. indem man ein Gewinde schneidet oder hartlötet. Nun kann man alle Pins gleichzeitig erwärmen und das IC abnehmen.

=== Die Kupferdraht-Haken-Methode ===

Die Methode funktioniert ähnlich wie die zuvor beschriebenen ''Rohrstückmethode''. Das Erstellen des Hilfsmittels ist wesentlich einfacher, allerdings ist es keine Dauerlösung. Die Methode eignet sich für kleine Bauteile (Widerstände, etc.) mit Pins an zwei Seiten.

Das Ende eines Stück blanken Kupferdrahts wird mittels einer kleinen Flachzange zu einem U-förmigen Haken abgebogen. Dabei wählt man die Lichte Weite des Hakens so, dass man mit zwei Seiten des Hakens die Pins des zu entlötenden Bauteils gleichzeitig erreichen kann. Das andere Ende des Kupferdrahts wickelt man mehrfach um die Spitze eines kalten (!) Lötkolbens. Das Ende mit dem Haken sollte dabei nicht mehr als vielleicht 2 cm über die Lötkolbenspitze hinausreichen. Der Draht wird so gebogen (gekröpft), dass man den Lötkolben bequem führen kann um den Haken flach am Bauteil anzulegen. Um Missverständnisse zu vermeiden: Der Haken soll am Bauteil angelegt und nicht etwa in irgendeiner Weise unter das Bauteil geschoben werden.

Nun wird der Lötkolben und damit der Haken erhitzt. Ist die Hakenspitze heiß genug, legt man den Haken am Bauteil an. Sobald das Lötzinn an den Pins geschmolzen ist, zieht man das Bauteil von den Pads. Bauteile haben dabei die Angewohnheit, für immer auf dem Fußboden verloren zu gehen. Benötigt man das Teil noch, so sollte man etwas Vorsicht walten lassen.

=== Die dicke Kupferdrahtmethode ===

1,5 - 2,5 mm² Massivdraht so zurechtbiegen, dass er exakt und plan auf die Pins passt. Dann mit viel Zinn schnell verlöten. Das geht am besten mit zwei oder drei stärkeren Lötkolben und einer zweiten Person. Ich habe aber auch schon alleine mit 2 Kolben 160-Poler ausgelötet, ohne IC oder Platine zu beschädigen.

IC am besten mit einer Pinzette oder einem Vakuumsauger (z. B. Kontaklinsensauger für harte KL aus Silikon) abheben und noch im heißen Zustand den dicken Draht samt Zinn abklopfen. Danach das IC möglichst schonend (gleichmäßig und schnell) abkühlen, evtl. schon vor dem Löten einen kleinen Kühlkörper auf das IC legen / kleben.

Die Methode kombiniert sich gut mit der Bügeleisen- oder Glaskeramikfeld-Vorwärm-Methode.

=== Der Trick mit dem Platinensicherungshalter ===

Speziell zum Auslöten von SO-ICs mit 2x4 Beinchen kann man den einzelnen Clip eines Platinensicherungshalters (Durchstecktechnik, für 5 x 20 mm Sicherungen) benutzen. Mit einer feinen Zange biegt man zunächst die sich nach außen öffnenden Enden des Clips etwas nach innen. Auf diese Weise entsteht eine Mini-Zange, die genauso breit ist wie die Beinreihe des IC und sich aufgrund ihrer Vorspannung am IC festhalten kann. Den modifizierten Clip klemmt man von oben über den IC und erhitzt seine Bodenplatte mit dem Lötkolben (16 Watt). Anstelle der oben beschrieben Zinn-Wurst-Methode bildet nun der Clip die Wärmebrücke, ähnlich der oben beschriebenen Rohrstückmethode. Der Clip wird mit einer Pinzette abgehoben und nimmt den IC mit.

Die Platine und der IC bleiben ganz.

=== Lötkolbeneinsätze ===

Für einige SMD-Bauformen gibt es Lötkolbeneinsätze, mit denen man alle Anschlüsse eines Bauteils gleichzeitig erhitzen kann. Allerdings sind diese relativ teuer, man braucht für jede Bauform einen eigenen Einsatz und es gibt IC-Bauformen, bei denen die Anschlüsse so angeordnet sind, dass man dafür keinen Einsatz bauen kann.

=== Zangenlötkolben ===

Ein Zangenlötkolben (auch engl. ''Tweezer'') genannt, ist ein Lötkolben, der zwei beheizte Spitzen besitzt, die ähnlich wie bei einer Pinzette verbunden sind, und der wie eine Pinzette bedient wird. Die Spitzen sind als flache, Einsätze gestaltet, die ggf. je nach Breite des auszulötenden Bauteils ausgetauscht werden können. Mit dem Zangenlötkolben kann man sehr einfach Anschlüsse von Bauteilen mit zwei gegenüberliegenden Anschlüssen (Widerstände, etc.) oder Anschlussreihen erhitzen und das Bauteil dann direkt mit dem Zangenlötkolben von der Platine nehmen. Es empfiehlt sich dabei, eine zusätzliche Pinzette zur Hand zu nehmen, um das Bauteil von der Platine zu heben, da teilweise maschinell bestückte SMD mit einem Klebepunkt auf der Platine fixiert werden.

Ein Nachteil beim Entlöten mit dem Zangenlötkolben ist, dass das entlötete Bauteil relativ lange erwärmt wird, da es mit der Zange abgehoben und dann weiter erwärmt wird, bis man es aus der Zange entfernt. Ein weiterer Nachteil ist, dass sich der Zangenlötkolben nur für zweireihige Bauteile eignet.

Der große Vorteil des Zangenlötkolbens ist die schnelle und einfache Funktion. Muss man mehrere Widerstände gleicher Bauform von einer Platine entfernen, kann dieses sogar ohne Absetzen in einem Durchgang geschehen. Die bereits entlöteten Widerstände behält man dabei einfach zwischen den Zangenbacken und schiebt sie mit dem nächsten Widerstand etwas nach hinten.

=== Mit Draht ===
==== Kupferlackdraht ====

Eine weitere sehr elegante Möglichkeit, um auch größere SMD-ICs zerstörungsfrei von einer Platine zu bekommen, ist die "Kupferlackdraht-Methode". Man benötigt lediglich etwas Kupferlackdraht (0,2 - 0,3 mm) und natürlich einen Lötkolben. Die einzige Bedingung ist, dass man den Kupferlackdraht auch unter den Pins bzw. dem Bauteilgehäuse durchfädeln kann.

===== Vorgehensweise =====

# Kupferlackdraht unter den Pins durchfädeln
# Jeden einzelnen Pin kurz mit dem Lötkolben leicht berühren und gleichzeitig den Kupferlackdraht zwischen Platine und Pin durchziehen
# Eventuell den Kupferlackdraht erneut unter den Pins durchfädeln und die Pins, bei denen der Kupferlackdraht beim Durchziehen "hängen bleibt", nochmals mit dem Lötkolben antippen

Es gibt aber auch dünnen Stahldraht (D = 0,2 mm) für diesen Zweck zu kaufen.
Das Optimum ist dünnes Bandblech aus Edelstahl, ca 4 bis 5 mm breit, ebenfalls etwa 0,2 mm dick. Die in akustomagnetischen Warensicherungsetiketten enthaltenen Blechstreifen eignen sich gut. Auch einen Skalpellhalter mit Einmalklingen kann man hierfür verwenden. Die Spitze des Skalpells wird hinter dem Pin angesetzt (in der Lücke zwischen Pin und Gehäuse), nach unten und vorn gedrückt und der Pin wird mit dem Lötkolben erwärmt. Sobald das Lötzinn geschmolzen ist, rutscht das Skalpell zum nächsten Pin weiter. Hinterher müssen lediglich die Pins wieder geradegebogen werden.

==== Schaltdraht ====

Eine interessante Methode zeigt Silicon Labs in ihrer Application Note AN114 [http://www.silabs.com/Support%20Documents/TechnicalDocs/an114.pdf Hand Soldering Tutorial for Fine Pitch QFP Devices]. Dabei wird, ähnlich wie bei der Kupferlackdrahtmethode, ein Schaltdraht unter den Pins durchgezogen, an einem benachbarten Bauteil "verankert" und dann ziemlich kräftig geheizt und gezogen. Je nach Vorgehensweise kann man damit sowohl Bauteil als auch Leiterplatte retten. Dies braucht aber entsprechend viel Gefühl und vermutlich Übung.
In der Appnote hat das nicht ganz geklappt. Die Fotodokumentation zeigt einen zerstörten Chip und ein abgelöstes Pad.

=== Mechanisch abtrennen ===

==== Die Cuttermethode ====

Eine weitere Möglichkeit, ein SMD IC von einer Platine zu entfernen, besteht darin, die Beinchen vor dem Entlöten zu durchtrennen. Dazu nimmt man ein Cuttermesser mit Abbrechklingen oder ein Bastelmesser mit auswechselbarer Skalpellklinge (z. B. X-Acto Klinge #16, #17 oder #19), setzt es so nah wie möglich am Gehäuse auf ein paar der IC-Beinchen auf und drückt gerade '''ohne Seitwärtsbewegung''' nach unten. Dies durchtrennt die Beine ohne darunterliegende Leiterbahnen zu verletzen. Ein wenig Gefühl ist dabei natürlich nötig. Üben auf einem alten PC-Mainboard lohnt sich. Nachdem auf diese Weise alle Beine vom IC abgetrennt sind, kann man die auf der Platine verbliebenen Reste der Beinchen einfach mit dem Lötkolben "abwischen" und die Lötzinnreste mit Entlötlitze entfernen. Die Wärmebelastung der Platine ist bei dieser Methode wesentlich geringer als bei anderen Methoden. Allerdings besteht die latente Möglichkeit, dabei Leiterbahnen zu durchtrennen.

'''Anmerkung:''' Es hat sich dabei bewährt, vorher alle Pins mit einer relativ dicken Schicht Lötzinn zu verbinden. So werden abgerissene Leiterbahnen durch versehentliche Seitwärtsbewegungen verhindert. Es muss allerdings darauf geachtet werden, dass das Lötzinn nicht ganz bis ans Gehäuse reicht, da sonst das Schneiden nahezu unmöglich ist.

==== Die Mini-Trennscheiben-Methode ====

Man nehme eine sehr schnelle, kleine Handbohrmaschine (Proxxon, Dremel oder dergleichen), setze eine kleine Trennscheibe auf und flexe unter der Lupenbrille vorsichtig die Beinchen nahe dem Gehäuse ab. Das Gehäuse fällt irgendwann ab, die Beinchen werden mit einem Lötkolben weggewischt.

==== Die Abschlagmethode ====

Wenn man SMD-ICs von einer Platine retten möchte, die Platine aber später in den Müll wandert, kann man das IC mit seinem Körper auch auf eine harte Kante legen (die Platine ist dabei mehr oder weniger senkrecht). Dann ein beherzter Schlag mit dem Handballen auf die Platinenkante und der Chip wird von der Platine abgerissen. Die Beinchen muss man nachher etwas richten, aber normalerweise funktioniert diese Methode sehr zuverlässig, besonders bei maschinell gelöteten Platinen. Diese Methode funktioniert sowohl mit SO-Gehäusen als auch mit radiergummigroßen DC/DC Wandlern.

==== Alternative: Die Stechbeitelmethode ====

Hier gilt das gleiche Prinzip wie bei der Abschlagmethode: Zuerst knicken die Beinchen ein und reißen dann von den Leiterbahnen ab. Sie lassen sich aber leicht zurückbiegen und das IC wird garantiert nicht überhitzt :-D. Der Beitel sollte ca. 8 - 15 mm breit sein. Ein alter, angeschliffener Schraubendreher mit großem Griff tut's auch. Dann die Platine flach vor sich auf den Tisch legen. Das IC liegt senkrecht zur Tischkante. Den Beitel senkrecht zur Platine mit der flachen Seite an das IC anlegen. Die linke Ecke der Schneide liegt dabei auf der Stirnseite in Höhe der Mittellinie. Die rechte Ecke der Schneide wird als Widerlager in die Platine gepresst. Den Beitel dafür etwas nach rechts kippen, mit Gewicht fest in die Platine drücken und mit Gefühl im Uhrzeigersinn drehen. So wird das IC in Längsrichtung und parallel zur Platine weggehebelt. Die dafür benötigte Kraft kann man sehr gut dimensionieren. Wenn man das raus hat, braucht man ca. 1 bis 2 Sekunden pro IC.

=== Heißluft ===

Heißluft ist eigentlich das Mittel der Wahl für SMD-Entlöten. Heißluft erfordert etwas Übung, egal welche Methode man im Einzelfall anwendet. Das Arbeiten mit einer speziell für die Elektronik gemachten Heißluftstation ist dabei am bequemsten. Daher wird dies hier zuerst beschrieben.

==== Heißluftstation / Hot-Air Station / Rework-Station ====

Heißluftgeräte waren früher relativ teuer. Einige Marken, meist chinesische Produkte, sind mittlerweile jedoch für den Hobbyisten erschwinglich (ab ca. 60 bis 70 Euro aufwärts, Stand 2009) und brauchbar, auch wenn es einen deutlichen Unterschied zwischen diesen Produkten und High-End-Geräten gibt. So sind die Handgriffe wesentlich unhandlicher und die Regelung ist ungenauer. Trotzdem kann man mit den einfachen Geräten vernünftig arbeiten.

Theoretisch sollte man zum Entlöten jeweils einen genau auf die Bauform des Bauteils passenden Heißluft-Einsatz verwenden. Nun gibt es allerdings sehr viele unterschiedliche Bauformen und je nach Station sind die Einsätze relativ teuer (ausgenommen vielleicht die für chinesische Produkte, die meist alle vergleichbare und bezahlbare 22 mm Einsätze haben). Daher ist es nicht unüblich, für viele Anwendungen einfach eine runde 5 mm Düse zu verwenden, wie sie normalerweise schon in der Grundausstattung einer Heißluftstation enthalten ist.
Die Pins eines Bauteils erhitzt man dann mit einer kreisförmige Bewegung aus ca. 2 cm Abstand. Dabei prüft man immer mal wieder mit einer Pinzette oder ähnlichem Werkzeug ob sich das Bauteil schon abheben lässt. Dabei sollte man das Werkzeug nicht ständig in den Luftstrom halten, da es dabei eventuell zu heiß werden kann.

An einer Heißluftstation gibt es zwei wichtige Einstellungen:
* Temperatur
* Luftstrom

Mit beiden Einstellungen muss man etwas üben. Zum Start kann man es mit ca. 400 °C und ca. 20 l/min versuchen.

Neben dieser einfachen Methode (rumkreisen, bis sich was bewegt), gibt es relativ aufwendige Verfahren beim Arbeiten mit Heißluft, zum Beispiel muss bei bestimmten Trägermaterialien die Platine vorgeheizt werden. Ohne entsprechende Schulung ist es schwer, sich solche Methoden selber anzueignen.

==== Gaslötkolben mit Heißluftdüse ====

Man kaufe für ca. 60 € einen Gaslötkolben mit Heißluftdüse. Wenn man den Gaslötkolben mit Heißluftdüse auf volle Leistung stellt, soll dieser angeblich Warmluft bis 600 °C abgeben, was mehr als genug zum Entlöten ist. Damit das SMD-Bauteil durch kreisförmige Bewegung rundherum an den Pins mit 2 cm Abstand gezielt erhitzen. Das dauert ca. 2 Minuten. Das Bauteil lässt sich dann abnehmen, wegschieben oder abschlagen. Teilweise werden wenige eng am Bauteil bestückte Blockkondensatoren ebenfalls ausgelötet.

Es lassen sich SMDs jeder Größe und Pinabstand ohne Beschädigung auslöten. Die ausgelöteten Bauteile lassen sich problemlos wieder verwenden. Die Platine mit Lötsauglitze und Aceton säubern und neues Bauteil drauf. Habe so während der Entwicklung FPGAS und Treiber ICs auf einer Platine schon bis zu fünf mal getauscht.

==== Heißluftpistole ====

Eine Heißluftpistole, wie man sie im Baumarkt zum Abbrennen alter Farbe u.ä. erhältlich ist, kann gute Dienste beim SMD-Löten leisten. Empfehlenswert sind solche mit Temperaturregler.Aber selbst die einfachsten Varianten, die in der Regel nur zwei Stufen haben (mit denen man sowohl die Gebläsegeschwindigkeit als auch die Heizleistung umschaltet), sind für viele Zwecke brauchbarer als man auf den ersten Blick annimmt.

Einfach die Platine einspannen und mit der Heißluftpistole langsam und gleichmäßig erwärmen. Dabei nicht zu heiß arbeiten. Etwas mehr Zeit für die Arbeit schadet Platine und Bauteilen weniger, als mit zu großer Temperatur alles zu verbrennen. Wenn man vorsichtig arbeitet und den Punkt gut herausfindet, an dem sich das fragliche Bauteil ablösen lässt, taugt die Methode sogar für Reparaturlötungen, d.h., sowohl Platine als auch Bauteil bleiben dabei ganz. Damit ist die Methode auch durchaus dazu geeignet, alten Elektronikschrott zu recyclen, um auf diese Weise preiswert zu einem Grundstock an diversem SMD-"Hühnerfutter" (Widerstände, Kondensatoren, oft auch Tantal-Elkos, teilweise auch Standard-ICs wie 74xxx und LM358 u.ä.) zu gelangen.

Vermutlich lassen sich Pertinax-Platinen danach nicht mehr verwenden, aber diese haben bei den schmalen Leiterzugbreiten von SMD ohnehin kaum eine Überlebenschance. Besser gleich trotz des höheren Preises alles auf Epoxyd anfertigen -- gerade bei den hobbytypischen Einzelstücken ist andernfalls die verschwendete Arbeitszeit sehr viel ärgerlicher als der höhere Preis der Epoxyd-Platine.

'''Tipp:''' Die Platine mit einem Stück Alufolie so abdecken, dass nur das auszulötende Bauteil im Luftstrom ist (an der Stelle ein Loch in die Folie machen). ''Ehrlich gesagt, der Tipp hat noch nie richtig funktioniert. Entweder bläst man die Folie weg oder die heiße Luft wird unter die Folie geblasen, wo sie sich dank der Folie besonders gut hält und die Bauteile drunter ausgelötet werden. Ein Stück Alufolie schützt die umliegenden Bauteile überhaupt nicht.'' Eine andere Möglichkeit ist das Abkleben der Platine mit Kaptonband (selbstklebend, in Breiten bis 50 mm erhältlich). Dieses Band aus durchsichtigem Kunststoff ist bis 400°C hitzebeständig und schützt die darunter liegenden Bauteile eine gewisse Zeit vor dem Luftstrom und der Hitze.

Falls das Überleben der Platine wirklich völlig egal ist, kann man auch die Rückseite der Platine mit der Heißluftpistole erhitzen, bis die Vorderseite so heiß ist, dass die SMD-Chips einfach abfallen. Zwei Vorteile ergeben sich aus diesem Verfahren für die Überlebenswahrscheinlichkeit der Bauteile:

* Der Temperaturgradient ist so gerichtet, dass die Beine des Chips die höchste Temperatur haben und nicht der Chip selbst, wenn man von oben auf das Gehäuse bläst
* Die, wenn auch geringe, Wärmeleitung der Platine sorgt für eine gleichmäßigere Temperaturverteilung auf der Vorderseite.

Von Nachteil allerdings ist, dass die Platine evtl. auf der Rückseite so heiß wird, dass sie anfängt, sich zu zersetzen. Das ist sicherlich nicht gesund und daher sollte man hier vorsichtig sein (langsam erhitzen, frische Luft). Bei einseitigen Pertinax-Platinen ist diese Gefahr besonders groß (vermutlich wegen der schlechten Wärmeleitfähigkeit des Materials) - Epoxy-Platinen, insbesondere Multilayer, überstehen diese Prozedur aber normalerweise unbeschadet.

Bei Multilayer-Platinen mit großen Kupferflächen (z.B. PC-Mainboards) solle man beachten dass das Kupfer die Wärme auf eine große Fläche verteilt. Man muss sie ziemlich lang und stark erhitzen damit das Lötzinn auf der Oberseite flüssig wird, und dann fängt das Zinn auf einer großen Fläche fast gleichzeitig zu schmelzen an.

Alternativ geht es auch mit der Heißluftdüse eines Gaslötkolbens (z. B. von Ersa). Dabei geht man zügig mit dem heißen Luftstrom über die Pins des ICs und erwärmt diese, bis sich das IC gewaltfrei abheben lässt. Richtig gemacht überleben IC und Platine.

=== Komplette Platine erhitzen ===

Wenn man alle Bauteile von einer Platine auf einmal ablösen möchet bietet es sich an, die gesamte Platine mit den Bauteile so weit zu erhitzen bis das Lot überall geschmolzen ist. Die Bauteile können dann mit einen Schlag von der Platine abgeschlagen werden.

==== Reflow-Ofen ====

Was zum Löten taugt, taugt auch zum Entlöten. Die Platine mit den Bauteilen wird im Reflow-Ofen erhitzt.

==== Backofen ====

Wie in Reflow-Ofen. Man sollte sich allerdings gut überlegen, ob man das in einem Ofen macht, der noch für Nahrungsmittel verwendet wird.

==== Gasherdmethode ====

Auf einer einseitig bestückten SMD-Platine kann man Bauteil und Platine zerstörungsfrei wie folgt trennen: Von der großen Gasflamme die Abdeckung herunternehmen, diese Abdeckung z. B. mit Hilfe des Halters für kleine Töpfe über die kleine Gasflamme legen (natürlich geht das auch mit einem anderem Stück Metall, Hauptsache gerade) und dann mit der kleinen Gasflamme die Metallplatte/Abdeckung darüber erwärmen. Mit einem Stück Lötzinn probieren, ob es schon heiß genug ist (Lötzinn muss schmelzen, perlen und abtropfen).

Wenn ja: Flamme ausmachen, Platine mit der nicht bestückten Seite auf das heiße Metall drücken, ein paar Sekunden warten, bis die Wärme von unten durch die Platine gewandert ist, und das Bauteil mit einer Pinzette abnehmen. Getestet mit Epoxyd-Platine. Sie hat überlebt, nur etwas dunkel verfärbt. Es empfiehlt sich, mit einer unkritischen Platine etwas zu üben.

==== Bügeleisenmethode ====

Ein Bügeleisen umgekehrt in einen Schraubstock spannen, eventuell mit einem
Tuch am Griff vor Kratzern schützen und die Gleitfläche mit Alufolie abdecken - um Ärger mit der besseren Hälfte zu vermeiden ;-) Auf maximale Temperatur stellen (Leinen), Platine mit der nicht bestückten Seite auflegen und warten, bis das Lot flüssig wird. Bauteile mit einer Pinzette abheben. Platine nach und nach verschieben um alle Stellen zu erhitzen.

==== Benzinfeuerzeugmethode ====

Benzinfeuerzeuge wie das "Zippo" eignen sich auch sehr gut um ICs von Platinen zu entfernen, im Normalfall bleiben Bauteile sowie Platine ganz. Das Feuerzeug wird angemacht und die Platine wird darüber gehalten (Vorsicht: heiß, am besten zum halten eine Zange verwenden) nun löst sich nach ein paar Sekunden das Lötzinn an den Pins und der IC kann mit einem Zahnstocher oder ähnlichem von der Platine geschoben werden, mal sollte mit der Flamme nicht an den Rand der Platine kommen, sonst fängt sie an anzuschmoren, die Platine wird in vielen Fällen unten schwarz, dies kommt vom Kohlenstoff welcher durch die Verbrennung des Benzines sich am PCB absetzt, es lässt sich mit vielen Lösungsmitteln entfernen. Die Methode ist aber nur für einseitige Platinen zu gebrauchen, da die Flamme Bauteile auf der unten liegenden Seite zerstören kann.

==== Glaskeramik-Herd ====

Geht nur bei einseitig bestückten Platinen! Ähnelt der Bügeleisen-Methode. Ist wegen der IR-Strahlung jedoch besser.

Platine auf das Glaskeramikfeld legen. Dann das Feld ca. alle 1 - 2 Sekunden ein- und ausschalten. Dabei das An-Intervall langsam erhöhen. Dies so lange durchführen, bis das Zinn geschmolzen ist. Nun die gewünschten Bauelemente verschieben oder abheben. Darauf achten, dass das Glas frei von Zinn und anderen Stoffen bleibt.

Achtung: Das Glas wird ungleichmäßig heiß, da die Heizwendeln lokal angeordnet sind.

Wichtig: Die Platine ist über ihrer Glastemperatur, also biegsam. Die Platine einfach auf dem Glaskeramikherd auf eine kalte Platte legen und abkühlen lassen.

Eignet sich gut zum Vorwärmen auf ca. 100 °C - 150 °C, auch bei beidseitig bestückten Boards, in Verbindung mit anderen Methoden (z. B. Heißluft). Ähnliche Vorwärmplatten gibt es speziell für die Löttechnik.

Alternative:

Platine mit einer geeigneten Zange in einem Abstand von ca. 2 bis 4 cm über das Glaskeramikfeld halten. Dabei die Herdplatte auf Maximum stellen (am Besten Anheizstufe). Nach einigen Sekunden ist das Zinn geschmolzen und man kann die Bauteile entnehmen bzw. verrücken.

Der Vorteil liegt in der hohen Strahlungswärme von Glaskeramikkochfeldern. Im Gegensatz zum "darauf legen" wird die Platine gleichmäßig erwährt und lokale Überhitzungen werden vermieden, was letztendlich Platine und Bauteile schont. Das nervige Ein- und Ausschalten entfällt außerdem.

Eignet sich auch bedingt für doppelseitig bestückte Leiterplatten zum Auslöten. Man muss allerdings damit rechnen, dass Bauteile auf das heiße Glaskeramikfeld fallen.

=== Recycelte Chips wiederaufbereiten ===

* Zuerst müssen die Lötzinnreste entfernt werden.
In Alkohol gelöstes Kolophonium wirkt da Wunder. Einfach den Chip in dieses Flussmittel tauchen, welches man vorher z. B. auf einen kleinen Unterteller oder -tasse in kleinen Mengen vergossen hat.
* Dann mit sauberer Lötspitze an den Pins entlangziehen und das überflüssige Lötzinn an einem Schwamm oder Zellstoff (-Taschentuch) abstreifen.
* Verklebte Pins mittels dünner Lötspitze auseinander bringen. Auch ein Zahnstocher aus Holz leistet wertvolle Dienste.
* Bei Pins, die enger als 0,6 mm sind, hilft zusätzlich Entlötsauglitze. Anstelle von Entlötsauglitze kann auch ein dünnes, abisoliertes Litzenkabel (möglichst feindrahtig) dienen.
:Man sollte aber immer daran denken, dass die Gefahr des Ausfalls durch Überhitzung besteht.

Eine zweite Möglichkeit besteht darin, das Lötzin "abzudremeln".

Dazu eine kleine rotierende Messingbürste in den Dremel (Multifunktions-Schleifer) und an den Pins von innen nach außen entlangziehen.

* Stahlbürsten sind mit Vorsicht zu genießen, weil sie einfach zu hart sind.
* Kunststoffbürsten hingegen können sich elektrostatisch aufladen!
* Eine "dritte Hand" oder Einspannvorrichtung erleichtert das Recyceln erheblich.

Eine weitere dritte Möglichkeit ist mit Graphit: Lötzinn und Bleistift sind von Natur aus Feinde. Warmmachen, und Zinn mit Bleistift "wegdrängeln".

Das Ausrichten und Geradebiegen der Pins überlasse ich den eigenen Fähigkeiten.

== Schlusswort ==

Man sollte nicht glauben, dass man jetzt sofort jegliches SMD-Bauteil einlöten kann, mal abgesehen von Widerständen. Alles benötigt eine gewisse Übung und es empfiehlt sich, erst mit den einfacheren SO-Packages anzufangen und einige TSSOPS einzulöten, bevor man sich an TQFP oder ähnliches heranwagt. Außerdem sollte man sich für die ersten Versuche nicht unbedingt einen 10 Euro teuren Chip hernehmen. Wenn man aber nicht zwei linke Hände hat, sollten alle Packages beim zweiten oder dritten Lötversuch einigermaßen sauber eingelötet sein. Und besonders bei den TSSOPs und TQFPs sieht es dann fast wie Industriefertigung aus.

==== Kontrollieren von Lötstellen ====

Zur Kontrolle der gelöteten Bauteile sollte man, wie schon erwähnt, eine gute Lupe - besser noch Lupenleuchte - benutzen oder auch schon preiswert über diverse Internetauktionen zu ersteigernde "USB Mikroskope", die an einen PC oder Laptop angeschlossen werden können. Das kann böse Überraschungen bei der Inbetriebnahme der gelöteten Platine vermeiden. Unabdingbar ist immer eine gute Ausleuchtung des Arbeitsplatzes.

Auslöten kann man gut an defekten Platinen, z. B. aus Computern, üben.

Alles wird gut :D

== Siehe auch ==

* [[SMD]]
* [[IC-Gehäuseformen#Adapterplatinen für SMD-ICs|Adapterplatinen für SMD-ICs]]

== Links ==

* How-to Videos
** [http://www.youtube.com/watch?v=wQXhny3R7lk Professionelles SMD Löten leicht gemacht, engl. Youtube-Video]
** [http://www.youtube.com/watch?v=3NN7UGWYmBY SMD Soldering without expensive tools, engl. Youtube-Video]
** [http://www.youtube.com/watch?v=KOoOpHZmIiA SMD Löten 0805+0603, deutsches Youtube-Video]
** [http://www.youtube.com/watch?v=eApVG5GjLbU&NR=1 SMD Löten von SOIC, Pin für Pin, Youtube-Video]
** [http://www.youtube.com/watch?v=NALwJ6OnwNw SMD Löten von QFP, Pin Für Pin, Youtube-Video]
** [http://www.youtube.com/watch?v=YzI31gfCjJE SMD Löten von TSOP mit der Ziehmethode, Youtube-Video]
** [http://www.youtube.com/watch?v=YSdihwWegIg Löten von SOIC mit Lötpaste und Heißluft, YouTube-Video]
** [http://www.makezine.com/blog/archive/2007/01/soldering_tutor_1.html MAKE-Magazine Podcast Löt- und Entlöttips]

* Anleitungen
** [http://www.seattlerobotics.org/encoder/200006/oven_art.htm SMD-Löten im Toastofen (englisch)]
** [http://www.elv-downloads.de/downloads/journal/SMD-Anleitung.pdf SMD-Anleitung von ELV praktische Tips]
** [http://www.bimbel.de/artikel/artikel-17.html Bilder und kleine Anleitung]
** [http://www.ulrichradig.de/ SMD-ICs ein-/auslöten (unter Tipps&Tricks)]
** [http://www.gadgetpool.de/nuke/modules.php?name=News&file=article&sid=23 SMD-Löten für jedermann]
** [http://www.circuitrework.com/guides/guides.shtml Circuit Technology Center - Surgeon grade rework and repair, by the book and guaranteed.]
** [http://iwenzo.de/wiki/SMD_Bauteile_l%C3%B6ten SMD Bauteile löten]
** [http://frickelpower.bplaced.net/index.php?page=smdesolder SMD entlöten mit selbstgebastelter Heißluftpistole]

* Werkzeuge
** [http://www.qrpbuilder.com/downloads/smd%20device%20041510.pdf Homemade SMD Component Placement Device] (PDF)
** [http://thomaspfeifer.net/ SMD löten/entlöten und Reflow Ofen Selbstbau (unter Trickkiste und AVR Projekte)]
**[http://www.sef.de Reflowlötanlagen]
**[http://www.martin-smt.de SMD Bearbeitungsgeräte - Reworksysteme]
**[http://www.fritsch-smt.de Bestückungsautomaten / Siebdruckgeräte]

* Fertige Universalplatinen
** [http://www.shop.display3000.com/wichtiges-zubehoer/elektronikmodule/sot-tssop-qfn-lga-universalplatine.html Universalplatine für SO, SO-wide, TSSOP, QFN, LGA]

SMD Löten

2014-08-10T13:17:14Z

Mmvisual: /* Löten von (T)SSOPs und QFPs */

[[Category:Löten]]
== Einlöten von SMD-Bauteilen ==

Irgendwann ist man an dem Punkt angelangt, an dem man ein Bauteil braucht, das nur in [[SMD]] verfügbar ist. [[TI]] zum Beispiel bietet einige [[MSP430]]-[[Mikrocontroller]] ausschließlich in [[SMD]] an. Ein weiterer, nicht zu unterschätzender, Vorteil ist, daß die PCB-Größe deutlich kleiner, und damit auch von professionellen Lieferanten erschwinglich wird. Das ist dann der Zeitpunkt an dem man sich fragt: "Wie lötet man sowas?" Nun, eigentlich ist es gar nicht so schwer, sobald man den richtigen Trick dabei mal raus hat.

=== Handlöten ===

==== Voraussetzungen ====

* Grundvoraussetzung ist ein Lötkolben mit entsprechender Lötspitze.
**Der Lötkolben sollte am besten der einer geregelten Lötstation sein. Die Einstellung der Lötstation sollte man halbwegs beherrschen. (Lötversuche an einer alten Platine sind in diesem Fall sehr hilfreich).
**Der Lötkolben sollte möglichst leicht und der vordere (heiße) Teil möglichst kurz sein. Je länger, desto mehr wird ein eventuelles Zittern der Hand verstärkt.
** Die Lötspitze sollte so dick sein, wie es noch gerade für die Aufgabe vertretbar ist. Nicht etwa die dünnste aufzutreibende Lötspitze. Was auf den ersten Blick widersprüchlich klingt (so dick wie es gerade noch geht), hat einen einfachen Grund: Die an der Spitze ankommende Wärme, die Wärmekapazität der Spitze und die Wärmeübertragung sind bei größeren Spitzen entsprechend besser. Daher geht das Löten mit einer größeren Spitze besser. Natürlich sollte man es nicht übertreiben, aber die 0,8-mm-Spitze ist häufig die falsche Wahl. Eine Meißelform mit ca. 1,3mm hat sich bewährt. Damit ist auch QFN lötbar, nur auf die Methode kommt es an.
** Die Lötspitze sollte in einem guten bis erstklassigen Zustand sein.

* Außerdem braucht man noch Entlötlitze. Hier sollte man die dünnste nehmen, die man bekommen kann. Breiter als 1,5 mm sollte sie nicht sein, eher dünner. Hat man keine passende zur Hand oder herrscht Geldmangel, so lassen sich auch die feinen Litzen eines abisolierten, flexiblen Silikonkabels für diesen Zweck missbrauchen. ''[http://www.reichelt.de/Entloetpumpen-litze/ENTL-TLITZE-00/3/index.html?&ACTION=3&LA=446&ARTICLE=7388&GROUPID=556&artnr=ENTL%C3%96TLITZE+00&SEARCH=entl%F6tlitze Entlötlitze]'' ist definitiv die Investition wert

* Natürlich braucht man auch noch das Lötzinn, bestenfalls mit Flussmittel im Kern. 1mm ist für kleinere Strukturen schon recht groß, 0,5 mm ist praktikabel, 0,23 mm ist bei kleinerem Pitch sehr zu empfehlen aber nicht unbedingt nötig.

* Flüssiges ''[http://www.reichelt.de/Flussmittel-Loetpasten/EDSYN-FL-22/3/index.html?&ACTION=3&LA=446&ARTICLE=32673&GROUPID=4132&artnr=EDSYN+FL+22&SEARCH=FLUSSMITTEL+edsyn Flussmittel]'' in Stiftform mit eingebautem Pinsel oder Flussmittelgel aus der Spritze tun gute Dienste.

* Schließlich ist auch noch eine Leiterplatte (PCB) vonnöten. Hier hat man entweder die Möglichkeit, sich eine bei den verschiedenen PCB-Herstellern fertigen zu lassen oder sie selber zu belichten und zu ätzen. Besonders bei Chips mit kleinem Pin-Abstand hilft eine Lötstoppmaske und die Vorverzinnung der Pads; die kleine Menge Zinn, die bei industriell gefertigten Platinen auf den Pads ist, reicht völlig aus, man braucht dann kein oder nicht viel extra Lötzinn.

* Feine ''[http://www.reichelt.de/Pinzetten/EP-150/3/index.html?&ACTION=3&LA=446&ARTICLE=40414&GROUPID=574&artnr=EP+150&SEARCH=pinzette+smd Pinzette]''. Billige tun es eher weniger.

* Eine ''[http://www.conrad.de/ce/de/product/818819/Uhrmacherlupe-50-x-25-mm-Eschenbach-11245?ref=searchDetail Lupe]'' (Empfehlung: 5-fache Vergrößerung). Diese dient in erster Linie zur Kontrolle. Löten ist unter einer einfachen Lupe eher unangenehm und ein Notbehelf, da die Perspektive verloren geht. Eine Lupenbrille (gute können recht teuer sein) oder ein Stereomikroskop (teuer bis sehr teuer) wäre zum Löten die bessere Wahl.

==== Löten von Widerständen, Kondensatoren und anderen 2-Pinnern ====

Es gibt diese Bauteile hauptsächlich in diesen Bauformen:
* 1206: Länge: 3,20 mm Breite: 1,60 mm (klobig, laufen langsam aus)
* 0805: Länge: 2,00 mm Breite: 1,25 mm ⇒ Empfohlene Baugröße, minimale Baugröße zum Schwalllöten
* 0603: Länge: 1,60 mm Breite: 0,80 mm (derzeit in der Industrie aktuell) ⇒ ''noch'' von Hand lötbar, für die, die es gerne etwas kleiner mögen
* 0402: Länge: 1,00 mm Breite: 0,50 mm (wird derzeit Standard in der Industrie) ⇒ nicht mehr schön zu verarbeiten, u.a. weil die Widerstände unbeschriftet sind
* 0201: Länge: 0,50 mm Breite: 0,25 mm (im Handy)
* 01005: Länge: 0,25 mm Breite: 0,13 mm (im Handy)

Das Einlöten von 2-Pinnern ist sehr einfach. Es gibt eigentlich bloß einen kleinen Trick:

# Ein Pad auf der Leiterplatte verzinnen.
# Das Bauteil mit einer Pinzette in Endposition halten und leicht an beide Pads andrücken.
# Dabei das verzinnte Pad mit dem Lötkolben erwärmen. Darauf achten, daß das Bauteil eben aufliegt. Das Bauteil ist nun einseitig eingelötet.
# Das zweite Pad normal löten.

Und schon hat man das Bauteil eingelötet.

Als ''[http://www.reichelt.de/Pinzetten/EP-150/3/index.html?&ACTION=3&LA=446&ARTICLE=40414&GROUPID=574&artnr=EP+150&SEARCH=pinzette+smd Pinzette]'' empfiehlt sich eine mit ca. 1 mm breiter Spitze, die als SMD-Pinzette (meist schwarz brüniert) ab ca. 10.- angeboten werden. Hier zu sparen lohnt nicht.

==== Lötpaste ====
ist eine Mischung aus Mg(OH)2 und Al2(Cl)3.

==== Löten von Bauteilen im SO-Package ====

Das Löten von Bauteilen im SO Package gestaltet sich fast genauso einfach wie das Löten von Widerständen: Wichtig dabei ist, daß man sich die Zeit nimmt, die man braucht.
Sehr hilfreich ist die Verwendung eines '''[http://www.reichelt.de/Flussmittel-Loetpasten/EDSYN-FL-22/3/index.html?&ACTION=3&LA=446&ARTICLE=32673&GROUPID=4132&artnr=EDSYN+FL+22&SEARCH=FLUSSMITTEL+edsyn Flussmittels]'''.

# Ein Pad, das an einer Ecke des ICs liegt, verzinnen.
# Flussmittel über alle Pins verteilen
# Den IC platzieren.
# Den IC mit einem Finger leicht nach unten drücken. (Manchem fällt es leichter, den IC z.B. mit einem Stück Tesafilm zu fixieren.)
# Das Pad erwärmen, bis das Zinn aufschmilzt, und den Pin gut benetzt. Sollte der IC jetzt nicht richtig sitzen, einfach nochmal das Zinn erwärmen und den IC sehr vorsichtig verschieben bis er sitzt. Allerdings muss man dabei aufpassen, den IC nicht zu stark zu erwärmen, gegebenenfalls eine Pause einlegen. Der Finger bzw. Tesafilm ist ein guter "Indikator" bei zuviel Hitze, solange es um einen Pin geht. ;-)
# Das dem ersten gelöteten Pad diagonal gegenüberliegende Pad löten, den Tesafilm dann ggf. entfernen.
# Alle anderen Pads verlöten. Es ist nicht schlimm, wenn Zinnbrücken entstehen.
# Die Zinnbrücken mit Hilfe von Entlötlitze entfernen. Dazu hält man die Entlötlitze an die betroffenen Pads und erwärmt sie. Das Zinn geht dann automatisch auf die Entlötlitze und es gibt keine Brücken mehr. Achtung: Bei zu langer "Entlötzeit" ist fast kein Zinn mehr unter dem Pad, hier ggf. nachverzinnen. Oft hilft es auch die Litze sehr Spitz anzuschneiden und nur diese Spitze auf die Pins zu legen. '''Alternativ''' kann man unter Vewendung eine sehr feinen Metallteiles - z.B. eines Schraubendrehers, einer Lötnadel, eine Stecknadel - die Stelle kurz erwärmen und das Metallteil kurz zwischen die Pins direkt am IC legen und zu den Pins hin wegziehen (nicht kratzen). Das Lötzinn benetzt das kalte Metall nicht, und damit ist die Zinnbrücke aufgrund der Oberflächenspannung des Zinns getrennt.

==== Löten von (T)SSOPs und QFPs ====

War es bei Bauteilen im SO-Package mit einer ruhigen Hand noch möglich die Pins ohne Zinnbrücken zu verlöten, ist das bei TSSOPs oft nicht mehr möglich, da der Abstand der Pins einfach zu klein ist. Hier wird die Verwendung eines '''[http://www.reichelt.de/Flussmittel-Loetpasten/EDSYN-FL-22/3/index.html?&ACTION=3&LA=446&ARTICLE=32673&GROUPID=4132&artnr=EDSYN+FL+22&SEARCH=FLUSSMITTEL+edsyn Flussmittels]''' dringend empfohlen. Des Weiteren ist eine mit Lötstopplack versehene Platine hierbei eine sehr große Hilfe. Selbstgemachte Platinen mit QFP sind noch sehr gut, mit TSSOP noch gut möglich.

# Ein Pad, das an einer Ecke des ICs liegt, verzinnen.
# Flussmittel über alle Pins verteilen
# Platzieren des Bauteils.
# Das Bauteil irgendwie fixieren (''[http://www.reichelt.de/Pinzetten/EP-150/3/index.html?&ACTION=3&LA=446&ARTICLE=40414&GROUPID=574&artnr=EP+150&SEARCH=pinzette+smd Pinzette]''oder vorsichtig mit dem Zeigefinger etc.). Tesafilm ist recht praktisch und lässt sich leicht wieder entfernen.
# Das Pad erwärmen, bis das Zinn aufschmilzt, und den Pin gut benetzt. Sollte der IC jetzt nicht richtig sitzen, einfach nochmal das Zinn erwärmen und den IC sehr vorsichtig verschieben bis er sitzt. Allerdings muss man dabei aufpassen, den IC nicht zu stark zu erwärmen, gegebenenfalls eine Pause einlegen. Der Finger bzw. Tesafilm ist ein guter "Indikator" bei zuviel Hitze, solange es um einen Pin geht. ;-)
# Das dem ersten gelöteten Pad diagonal gegenüberliegende Pad löten
# Jetzt kann man das Bauteil loslassen, da es genügend fixiert ist, bzw. den Tesafilm entfernen.
# Überprüfen, ob der Chip wirklich richtig auf der Platine liegt (vorallem: liegt Pin 1 auch auf Pad 1?), jetzt sind Korrekturen noch möglich.
# Die restlichen zwei Pins an den Ecken des ICs verlöten.
# '''Entweder''' alle anderen Pads einzeln mit einer feinen Spitze verlöten. Es ist nicht schlimm, wenn Zinnbrücken entstehen. '''Oder''' unter Verwendung von '''[http://www.reichelt.de/Flussmittel-Loetpasten/EDSYN-FL-22/3/index.html?&ACTION=3&LA=446&ARTICLE=32673&GROUPID=4132&artnr=EDSYN+FL+22&SEARCH=FLUSSMITTEL+edsyn Flussmittel]''': Mit den frisch verzinnten Lötkolben über die erste Seite des Gehäuses fahren, dabei ggf noch ''etwas'' Lötzinn zugeben. Den Lötkolben dabei mit einer Geschwindigkeit von ca. 2 - 4 Pins pro Sekunde (Abhängig von Zinn und Temperatur) vorwärts bewegen. Dabei spielt es keine Rolle, ob Brücken entstehen, solange des Zinn sauber verfliest. Wenn man vorverzinnte Pads und Lötstopplack hat, entstehen normalerweise keine oder sehr wenige Brücken. Die Oberflächenspannung sammelt ''geringe'' Menge Zinn an Pad und Pin, so dass es zu wenig Zinn für eine Brücke ist, aber auch dabei ist es kein Problem wenn Brücken entstehen.
# IC abkühlen lassen
# Mit dem Lötkolben über die andere(n) Seite(n) fahren.
# Überflüssiges Zinn mit Entlötsauglitze entfernen. (Eine Hand-Entlötsaugpumpe ist ungeeignet, da diese beim Auslösen einen kleinen Schlag gegen das Bauteil auslöst.)
# Zum Abschluss '''muss''' man mit einer '''[http://www.conrad.de/ce/de/product/818819/Uhrmacherlupe-50-x-25-mm-Eschenbach-11245?ref=searchDetail Lupe]''' (Empfehlung: 5-fache Vergrößerung) die Lötstellen einzeln prüfen.

Alternativ zur Entlötlitzentechnik gibt es auch Lötspitzen mit Hohlkehle.

# Zuerst das Bauteil an zwei diagonalen Pins mit Lötzinn fixieren und die Ausrichtung prüfen. Ob Lötbrücken entstehen, ist zu diesem Zeitpunkt nicht wichtig.
# Dann genügend Flussmittel über die zu lötenden Pins streichen.
# Die Hohlkehle mit wenig Lötzinn füllen und über eine Seite des ICs führen.
# Jetzt hat man an einigen Stellen (meist am Ende der Seite, die man gelötet hat) einige Lötbrücken.
# Die Hohlkehle von Lötzinn reinigen und mit leerer Hohlkehle über die Lötbrücken fahren. Vorher nochmal genug Flussmittel draufgeben.
# Meist sind schon nach dem ersten mal keine Brücken mehr vorhanden. Falls doch, nochmals mit Flussmittel benetzen und an den entsprechenden Stellen mit der Hohlkehlspitze Lötzinn entfernen.

Vorsicht! Immer wieder eine Pause einlegen, so dass der Chip nicht zu Heiß und bereits beim Löten beschädigt wird!

==== QFN & HTSSOP====

Beim QFN ist das Verfahren gleich zum TSSOP, außer dass man 4 Seiten bearbeiten muss. Hier besonders auf darauf achten, daß der IC nicht überhitzt, und zwischen den 4 Seiten eine Pause einlegen. In den Bibliotheken der Layout-Programmen ist ein QFN - laut JDEC - mit sehr kurzen Pads ausgestattet, die nur wenig unter dem Gehäuse hervorstehen. Macht man seine Platinen selbst, wird das Löten sehr stark vereinfacht, wenn man die Pads um gut 1mm weiter nach ''außen'' stehen läßt, die Pads also nach außen verlängert. Damit wird die Wärmeeinbringung an der richtigen Stelle stark vereinfacht.

===== Löten des Centerpads von QFN & HTSSOP =====

Das Centerpad beim QFN (oder der Heatslug beim HTSSOP) benötigt einen elektrischen, und/oder thermischen Kontakt. Beim Löten ohne Paste ist es aber auch ohne Heißluftstation ganz einfach dies Pad richtig anzubinden. Die hier geschilderte Methode findet man im Internet.
Dazu benötigt man:

* '''[http://www.reichelt.de/Flussmittel-Loetpasten/EDSYN-FL-22/3/index.html?&ACTION=3&LA=446&ARTICLE=32673&GROUPID=4132&artnr=EDSYN+FL+22&SEARCH=FLUSSMITTEL+edsyn Flussmittel]'''
* Eine schnell zuheizende Lötstation
* Eine Durchkontaktierung unter dem Centerpad die groß genug ist Deine Lötspitze aufzunehmen (1,6mm haben sich bewährt). Bei HTSSOP kann es Sinn machen zwei oder drei Dukos anzulegen. Bei HTSSOP20 und QFN32 war ''eine'' Duko mit 1,6mm ausreichend.
 

# VOR dem Verlöten der Pads das Centerpad/Heatslug mit dem Lötkolben hauchfein verzinnen, entfällt bei verzinnten PCBs. Dabei darauf achten, daß nur wenig Zinn aufgebracht wird, größere Beulen sind zu entfernen.
# Flussmittel auf den IC ''und'' die PCB auftragen
# Den IC wie gewöhnlich verlöten
# Abkühlen lassen
# Eine entsprechende Unterlage bereitlegen, die es ermöglicht die PCB mit dem Gehäuse auf diese Unterlage zu pressen. Bei wenig Übung ''könnte'' es vorkommen, daß sich der komplette IC von der PCB aufgrund von Überhitzung ablöst (ist aber kein Problem, alles säubern und wieder von vorn ;-) )
# Die Duko mit Lötzinn füllen, und die Lötspitze in der Duko belassen
# Wenn das Lot aufgeschmolzen richtig ist, noch ein paar Millimeter Lot nachführen und dann die PCB auf die Unterlage pressen und ''ruhig'' halten.
# Sobald das IC-Pad benetzt, wird das Lot aus der Duko in den Spalt zwichen IC und PCB gesaugt, und der "Lotstand" im Lötauge nimmt ab. Jetzt ca. 1-2s warten und dann den Lötkolben entfernen
# Die PCB mindestens 10s nicht bewegen.

==== Der Trick mit der Entlötlitze ====

Bei kleinen SMD-Bauteilen kann es passieren, dass man beim Löten Zinnbrücken verursacht. Diese lassen sich recht einfach mittels Entlötlitze entfernen. Dabei sollte man direkt mit dem Ende der Litze entlöten und nicht der Mitte. Hilfreich kann bei wenig Platz auch ein schräges Anschneiden der Litze sein. Scharfe Schneidwerkzeuge, die ein Ausfransen der Litze verhindern, sind unverzichtbar (Tipp: SMD-Werkzeuge markieren, damit sie nicht versehentlich für grobe Arbeiten verwendet werden).

Es empfiehlt sich die Entlötlitze vorher leicht mit Flussmittel zu tränken, damit das Zinn besser aufgenommen werden kann.

Grundsätzlich sollte man beim Arbeiten mit Entlötlitze, ob an SMD- oder anderen Bauteilen, etwas Vorsicht walten lassen. Entlötlitze ist ein sehr guter Wärmeleiter. Daher kann man sich beim Entlöten, wenn man die Litze direkt mit den Fingern hält, böse verbrennen. Über 300° vom Lötkolben über die Litze zu den Fingern übertragen sind kein Pappenstiel. Leider kann das Führen der Litze mit einer Pinzette oder kleinen Flachzange gerade bei SMD-Bauteilen zu ungenau sein, so dass man verleitet wird, die Finger zu nehmen.

Trotzdem sollte man eher nicht zur Lötzinn-Absaug-Pumpe greifen. Das mag zwar einfacher und bei anderen Lötvorgängen durchaus praktisch sein, die kleinen SMD-Bauteile werden jedoch leicht mit abgesaugt und kommen dann nur als Brösel oder gar nicht mehr raus. Manche Hersteller bieten SMD-Überwurfspitzen für ihre Entlötpumpen an, die diese Gefahr verringern. Das vereinfacht die Sache ein wenig, man muss aber genau zielen und den Lötkolben kurz wegnehmen. Hier sollte man also eher zur Entlötlitze greifen.

==== Trick 17 mit der Entlötlitze ====

Mit der "Invertierte-Entlötlitzen-Methode" kann man auch mechanisch empfindliche Pins auf sehr kleinem Raster '''verlöten''', indem man mit der Entlötlitze Lötzinn an das Pin/Pad-Paar zuführt. ([http://www.mikrocontroller.net/topic/94451#833286 Forumsbeitrag von Ulrich]).

==== Wie entferne ich Zinnbrücken: ====
- Die Zinnbrücken können mit Hilfe von Entlötlitze entfernt werden. Dazu hält man die Entlötlitze an die betroffenen Pads und erwärmt sie. Das Zinn geht dann automatisch auf die Entlötlitze und es gibt keine Brücken mehr. Achtung: Bei zu langer "Entlötzeit" ist fast kein Zinn mehr unter dem Pad, hier ggf. nachverzinnen. Oft hilft es auch die Litze sehr Spitz anzuschneiden und nur diese Spitze auf die Pins zu legen, und/oder die Litze mit Flußmittel zu tränken.

- Alternativ kann man unter Vewendung eine sehr feinen Metallteiles - z.B. eines Schraubendrehers, einer Lötnadel, eine Stecknadel - die Stelle kurz erwärmen und das Metallteil kurz zwischen die Pins direkt am IC legen und zwischen den Pins wegziehen (nicht kratzen). Das Lötzinn benetzt das kalte Metall nicht, und damit ist die Zinnbrücke aufgrund der Oberflächenspannung des Zinns getrennt.

=== Reflow-Techniken ===

Bei Reflow-Lötverfahren wird vor der Bestückung auf die Lötpunkte der Platine eine Lötpaste aufgetragen. Die Anschlüsse der zu lötenden Bauteile werden dann in diese Paste positioniert. Nach dieser Bestückung wird die Platine mit den Bauteilen erhitzt. Die Lötpaste schmilzt auf. Sind alle Lötpunkte aufgeschmolzen wird die Platine abgekühlt, das Lot erstarrt und die Bauteile sind verlötet.

Reflow-Techniken galten lange Zeit als zu aufwendig für Amateure. Dies änderte sich, nachdem sich gezeigt hat, dass auch etwas hemdsärmelige Methoden zum Ziel führen. Auch diese setzen etwas Aufwand voraus, daher sind sie im folgenden nur kurz beschrieben.

Grundsätzlich ist die Art der Wärmezufuhr problemabhängig zu klären:
* Erwärmung der Platine von unten hat den Vorteil, dass die Bauteile zuerst an ihren Lötpads erwärmt werden. Dies ist für wärmeempfindliche Bauelemente wie SMD-Elektrolytkondensatoren oder SMD-Steckverbinder die beste Lösung. (Grundsätzlich sollte man genau diese Art von SMD-Bauteilen vermeiden; nicht umsonst bestücken die Chinesen Steckverbinder und erst recht Elkos als Durchsteckbauteil.) Dagegen spricht eine doppelseitige Bestückung oder billiges Platinenmaterial aus Hartpappe.
* Erwärmung von oben hat den Vorteil, die Platine und deren Unterseite zu schonen. Große wärmeempfindliche Bauelemente nehmen aber zu viel Wärme auf. Beim Arbeiten mit Wärmestrahlung werden obendrein schwarze Flächen bevorzugt erwärmt (IC-Gehäuse, DC/DC-Wandler), nicht die reflektierenden Pads. Dies kann zum Platzen von Elkos, zum Verformen von Steckverbindern und zum Platzen (Popcorn-Effekt) von Chips führen.
* Die Erwärmung von beiden Seiten ist eine gute und schonende Lösung, etwa das Vorwärmen von unten bis knapp unter den Schmelzpunkt und „etwas“ Heißluft von oben für das entsprechende Bauteil. Dies ist auch für BGA die bevorzugte Methode.

==== Lötpaste auftragen ====

In der industriellen Fertigung wird die Lötpaste zum Beispiel mittels einer Schablone aufgetragen. (Eine solche kann man beispielsweise bei PCB-Pool kostenlos zur Platine hinzubestellen.) Oft bleibt aber nur, die Lötpaste von Hand aufzutragen. Für diese Zwecke ist Lötpaste in Spritzen erhältlich. Die Preise für Lötpaste sind horrend. Mit ein bis zwei Euro pro Gramm (!) muss man rechnen. Allerdings benötigt man nur sehr geringe Mengen pro Platine und Lötpaste ist nicht unbegrenzt lagerbar. Um die schleichende Entmischung zu verlangsamen sollte man Lötpaste im Kühlschrank aufbewahren. Es sollte eine "no clean"-Paste verwendet werden. "No clean" bedeutet, dass die Platine nicht von Flussmittelresten gereinigt werden muss. Solange man die Platinen nicht verkauft ist bleihaltige Lötpaste angenehmer in der Verarbeitung. Besonders niedrigschmelzende Paste, etwa wismuthaltige, ist nicht erforderlich, macht aber das Prozedere und insbesondere das Auslöten im Reparaturfall viel einfacher. Wismut ist kein Blei und beim Verkauf erlaubt.

Vor dem Auftragen der Paste ist die Platine zu säubern, und nochmal zu säubern, und nochmal... Dann wird eine sehr kleine Menge der Paste auf jeden Lötpunkt aufgetragen.

Ein häufiges Problem ist, dass sich die Paste ungern auf dem Pad niederlässt; also beim Entfernen der Spritze lieber an selbiger haften bleibt. Hier hilft ein leichtes Erwärmen der Platine auf ca. 40 °C. Die Paste wird sich dadurch gerne auf dem Pad niederlassen und auch einen ordentlich rundlichen Klecks bilden, statt einer Zipfelmütze. Zu beachten ist hierbei, dass die Kleckse bei zu langer Wartezeit etwas schneller austrocknen als bei niedrigeren Temperaturen. Also besser gleich nach dem Einbringen der Paste die Temperaturzufuhr unterbrechen und die SMD Bauteile bestücken.

==== Bauteile bestücken ====

Die Anschlüsse der Bauteile werden in die Lötpaste gesetzt. Bei bleihaltiger Lötpaste muss die Ausrichtung nicht 100% genau sein, da die Bauteile beim Schmelzen der Paste durch die Oberflächenspannung in Position gezogen werden. Bei bleifreier Lötpaste ist dieser Effekt kaum vorhanden. Daher müssen die Bauteile in diesem Fall genau ausgerichtet sein.

==== Umgebauter Pizzaofen ====

Als Standardmethode für Amateure scheint sich die Verwendung eines umgebauten Pizzaofens durchzusetzen. Ein Elektro-Pizzaofen/Miniofen für den Hausgebrauch für vielleicht 20€ bis 50€ wird mit einer Mikrocontroller-Temperatursteuerung versehen. Mit dieser Steuerung werden die gewünschten Heiz- und Abkühl-Temperaturkurven gesteuert. Beim Umbau ist Vorsicht walten zu lassen, da die Heizung und Temperaturregelung solcher Öfen mit Netzspannung erfolgt.

Aus Gesundheitsgründen sollte ein zum Reflow-Löten verwendeter Ofen nicht mehr für Nahrungsmittel verwendet werden.

==== Elektro-Pfanne ====

Statt eines mit einer Temperatursteuerung nachgerüsteten Pizzaofens wird gelegentlich einfach eine teflonbeschichtete Elektro-Pfanne verwendet. Elektro-Pfannen, manchmal auch Party-Pfannen genannt, sind in Deutschland eher selten in Haushalten zu finden. Es handelt sich dabei im Prinzip um eine Elektro-Heizplatte, die jedoch nicht flach, sondern deren Oberseite als Pfanne ausgeformt ist.

Zum Reflowlöten wird eine bestückte Platine in die kalte Pfanne gelegt, mit der Lötseite, also den Bauelementen nach oben. Die Pfanne wird aufgeheizt und dabei die Platine beobachtet, bis die Lötpaste an allen Lötpunkten aufgeschmolzen ist. Da eine Elektro-Pfanne nicht überall gleichmäßig heizt, wird gelegentlich vorsichtiges Schwenken der Platine in der Pfanne vorgeschlagen, um die Platine gleichmäßig zu erwärmen. Ist die Lötpaste überall aufgeschmolzen wird die Elektro-Pfanne abgestellt. Die Platine bleibt in der Pfanne und kühlt dort langsam mit der Pfanne aus.

Bei dieser Methode hat man keine Kontrolle über die Temperaturkurve. Selbige hängt nicht nur von der Bauart der Pfanne, sondern auch von der Umgebungstemperatur und der eigenen Reaktionszeit ab.

Aus Gesundheitsgründen sollte eine zum Reflow-Löten verwendete Elektro-Pfanne nicht mehr für Nahrungsmittel verwendet werden, da Rückstände an der Pfanne haften bleiben können und zudem übermäßig erwärmte Teflonpfannen ausgasen und fortan Stoffe an das Kochgut abgegeben, insbesondere, wenn die Oberfläche durch Kratzer beschädigt wurde.

==== Heißluft ====

Die Geister scheiden sich daran, ob man mit Heißluft wirklich gut löten kann (beim Entlöten ist das anders). Viele bevorzugen noch den Lötkolben dem Heißluftgerät, andere haben mit Heißluftlöten keine Probleme.

Mit Heißluft lötet man eine Platine bereichsweise. Auf die Lötpads in einem Bereich werden kleine Mengen Lötpaste aufgetragen und die Bauteile aufgesetzt. Die Lötpaste wird dann mittels Heißluft erwärmt und geschmolzen. Dabei muss man sowohl aufpassen, dass Bauteile und Platine nicht überhitzt werden und dass man die in der Lötpaste sitzenden Bauteile nicht verschiebt oder sogar von der Platine bläst. Nebenbei muss man natürlich aufpassen, dass man sich nicht an der Heißluft verbrennt.

Entsprechende Heißluftgeräte (Hot-Air Stations, häufig auch Rework-Stations genannt) waren relativ teuer. Einige Marken sind mittlerweile jedoch für den Hobbyisten erschwinglich. Mit Übung lässt sich auch eine einfache Heißluft-Pistole verwenden. Allerdings ermöglichen deren Düsen kein sonderlich genaues Arbeiten..

Hot-Air-Station sind derzeit reichlich zu erschwinglichen Preisen verfügbar,zb. Reichelt,Pollin oder aoyue.de .http://www.shop.wiltec.info/images/categories/251.jpg
ab ca.65,-€ bei Pollin ,aber man sollte ruhig 80,-..100,-€ einplanen,um etwas solides zu bekommen. Dave Jones hat einen Beitrag zur Atten 858D+: http://www.eevblog.com/2011/04/25/eevblog-167-atten-858d-hot-air-rework-review/ Die Station gibt es (bzw. möglicherweise eine Kopie davon) bei eBay für unter 40 Euro als "TBI 858D+".
Es ist unter den Methoden, die dem Hobbyelektroniker zu Verfügung stehen die exakteste Allroundmethode.
Zugegeben, etwas Übung ist schon erforderlich . Die eigenet man sich am besten an, in dem man sich eine defekte Platine eines uralt-PC
nimmt (ist e schon defekt) und versucht diverse Bauteile vom Widerstand / Kondensator angefangen bis zum 128-poligen IC ab- und wieder
sauber aufzulöten (ggf.inkl.säubern/nachbehandeln der Platine nach dem Ablöten).
Hier kann man ersteinmal trainieren wieviel Temperatur / Luftstrom nötig ist.

==== Herdplatte ====

Mit etwas Erfahrung kann man auch sehr gut auf der Herdplatte löten. Die Herdplatte wird dabei rund eine halbe Stunde vorgeheizt, damit die Temperatur einigermaßen konstant bleibt. Mit etwas Lötzinn kann getestet werden, ob die Löttemperatur erreicht wurde. Die Herdplatte sollte nicht zu heiß eingestellt werden, damit der Lötstopplack sowie das Epoxyd nicht verheizt wird.
Die bestückte Platine wird mit einer Pinzette auf die Herdplatte gelegt. Schon nach kurzer Zeit sollte das Lötzinn anfangen zu schmelzen. Wenn alle Lötstellen verlötet sind, kann die Platine wieder heruntergenommen werden und abkühlen.

==== Kochtopf mit mehrschichtigem Boden ====

In vielen Küchen sind heute keine Gusseisenkochplatten mehr verbaut sondern Glasskeramikkochfelder. Bei diesen darf die Platine nicht direkt beheizt werden, da diese schnell eine enorme Hitze erzeugen. Damit eine konstante Temperatur erhalten wird, kann ein Kochtopf mit einem mehrschichtigen Boden verwendet werden. Dazu wird die Platine in den Kochtopf gelegt und auf dem Glasskeramikkochfeld aufgeheizt. Ist die Lötpaste geschmolzen und sind alle Lötstellen verlötet, kann die Platte abgestellt und der Kochtopf zum Abkühlen zur Seite geschoben werden.

== Entlöten von SMD-Bauteilen ==

Leider halten ICs nicht ewig und irgendwann muss jeder einmal SMD-Bauteile wieder auslöten. Das Entlöten gestaltet sich im Grunde genauso einfach wie das Einlöten.

Es gibt zwei einfache Fälle: Entweder soll der Chip überleben oder die Platine. Der dritte Fall ist die erstrebenswerteste Methode: Chip und Platine überleben.

=== Die einfachste Methode ===

Die einfachste Methode ist den Lötkolben auf maximale Temperatur zu stellen und dann, mit etwas Lötzinn für besseren Wärmekontakt, auf die Mitte des auszulötenden ICs zu legen (mit der Spitze und dem Lötzinn darunter).

Der IC stirbt dabei durch die rund 400 °C des Lötkolbens sicherlich den Hitzetod, aber durch die Wärmeleitung schmilzt an den Beinchen des ICs das Lötzinn nach rund einer Minute und man kann den IC mit einer Pinzette dann abheben. Hierzu sollte man alle paar Sekunden testweise anheben und den Lötkolben nur leicht aufdrücken, um so ganz sicher alle anderen Bauteile heil zu lassen.

Das auf der Platine verlaufene Lötzinn entfernt man, indem man mit der gereinigten Lötspitze (bei 200 °C) über die nun geleerten Pads geht. Zubehör wie Entlötlitze ist überflüssig.

So kann man beispielsweise einen USB-RS232-Adapter in einen USB-UART-Adapter umwandeln ;-)

Getestet habe ich es bisher mit einem SD213 (28 Pins) und einem FT232 (32 Pins), aber etwas größere ICs, bis zum MSP430 mit 100 Pins, müssten auch möglich sein.
Durch Umdrehen der Platine sollten auch noch größere ICs so auslötbar sein (wobei man wegen der Schwerkraft dann die Pinzette einsparen kann), weil dann durch die Konvektion noch mehr Wärme übertragen wird.

=== Chip Quik-Methode ===
[http://www.chipquik.com/ Chip Quik] bietet ein Set an mit dem sich SMD-Bauteile sehr einfach und zerstörungsfrei entlöten lassen.

Dabei wird auf die Beinchen reichlich Flussmittel aufgetragen. Danach eine große Menge speziellen Lötzinns, das eine sehr geringe Schmelztemperatur hat. Dieses verbindet sich mit dem normalen Lötzinn und bleibt lange flüssig. Die Temperatur der Schmelze ist so gering, dass das Bauteil überlebt.
Wenn alle Beinchen in dem Lötzinn-Blob stehen, fällt das Bauteil fast von alleine ab.

Diese Methode wird in dem Make-Magazine Video gezeigt, das unten verlinkt ist.

Die Chip Quick-Legierung besteht laut dem Sicherheitsdatenblatt, dass unter [http://datasheet.octopart.com/SMD16NL-Chip-Quik-datasheet-10489078.pdf] zu finden ist, aus Zinn, Bismut und Indium, in Gewichtsanteilen ähnlich dem Roses Metall, jedoch mit Indium statt Blei.
Bei tmp-loettechnik.de bekommt man Roses Metall, allerdings nur als Barren. Mit dieser Legierung (Schmelzpunkt 98 °C) kann man auch Teile zur mechanischen Bearbeitung eingießen und im kochenden Wasser wieder befreien. "Flüssiger Schraubstock".

=== Breite Lötspitze ===

Mit einem leistungsstarken Lötkolben (z.B. 100 Watt), einer etwa 5mm breiten Lötspitze und etwas Lötzinn kann man bei SO8 ICs alle Pins auf einer Seite gleichzeitig erhitzen.
Wenn man das auf beiden Seiten abwechselnd macht löst sich der Chip in wenigen Sekunden von der Platine. IC und Platine überleben das meistens.

Auch bei größeren ICs kann diese Methode funktionieren; weil die Lötspitze da aber nicht alle Anschlüsse gleichzeitig erreicht muss man abwechselnd an beiden Seiten des Chips über die Pins streichen bis er sich löst. Dabei wird der Chip stark erhitzt; wenn er auf jeden Fall heil bleiben soll sollte man eine andere Methode wählen.
Vorteilhaft an dieser Methode ist dass das Entlöten sehr schnell geht und man kein Spezialwerkzeug braucht.

=== Die Zahnarztmethode ===

==== Benötigtes Werkzeug ====

* Lötkolben
* Lötzinn
* Ablöthebel
* Entlötlitze

==== Ablöthebel u.ä ====

Ein Ablöthebel oder verwandte Werkzeuge sehen so aus, als ob sie aus der Praxis eines Zahnarztes (Zahnsonde) oder der Werkstatt eines Zahntechnikers stammen. Dabei handelt es sich um Metallhaken, eventuell (in der einfachen, nicht medizinischen Ausführung) mit Plastikgriff. Es gibt sie in verschiedenen Formen und Größen.

Als Werkzeug zum Entlöten findet sich eine Form unter der bereits erwähnten Bezeichnung ''Ablöthebel'', ebenso findet man ähnliche Werkzeuge als Teil von sogenannten ''Platinen-Reinigungsbestecken'' (z. B. Conrad Bestellnummer 588239). Im Englischen heißen entsprechende Werkzeuge ''soldering aid hook'' (Haken), ''soldering aid fork'' (Haken/Hebel mit gespaltener Klinge. Wenn als Hebel ausgeführt ein ''Ablöthebel''), oder ''soldering aid spike'', ''reamer'' oder ''probe'' (gebogene oder ungebogene Tastspitze).

Ein solcher Hebel oder Haken ist ein nützliches Werkzeug beim Auslöten von SMD-Bauteilen. Vorsichtig eingesetzt kann er durchaus beim zerstörungsfreien Entlöten verwendet werden, zum Beispiel bei der Verwendung von [[#Heißluft|Heißluft]]. Im Folgenden wird allerdings eine zerstörende Methode beschrieben.

==== Der Entlötvorgang ====

Das Entlöten ist bei fast allen SMD-Bauteilen gleich, egal welcher Pinabstand und wie viele Pins. '''Achtung''', der IC geht dabei kaputt.

# Man bringt eine dicke Zinnwurst auf alle Pins auf.
# Erwärmen des Zinns mit dem Lötkolben.
# Ausheben der Pins mithilfe des Hebels oder Hakens. Hier kann man bei den Bauteilen mit kleinem Pinabstand gleichzeitig mehrere hochheben.
# Solange wiederholen, bis alles raus ist.
# Entfernen der Zinnreste mit Entlötlitze.

=== Die 2-Lötkolben-Methode ===

Diese Methode eignet sich für alle SMD-Bauteile mit 2 gelöteten Seiten: Widerstände, Kondensatoren, kurze ICs (z. B. 2x8 Pins). Bei den Widerständen und Kondensatoren ist alles klar. Von jeder Seite einen Lötkolben anhalten, das Bauteil löst sich ab und bleibt meist an einem der Kolben kleben, wo man es abschütteln kann. Bei ICs verzinnt man zunächst beide Pin-Reihen ordentlich, danach versucht man mit den Kolben das Zinn auf beiden Reihen und der gesamten Länge flüssig zu bekommen, evtl. muss man die Lötkolben dabei etwas bewegen. Ist das Zinn komplett flüssig, kann man das IC beiseite schieben. Das geht besonders gut bei Platinen mit Lötstopplack. Bei dieser Methode kann man die Bauteile in der Regel anschließend weiter verwenden. Überflüssiges Zinn an den Pins mit Lötsauglitze entfernen.

=== Die Rohrstückmethode ===

Diese Methode eignet sich für ICs mit Pins an zwei Seiten (SO-Gehäuse). Chip und Platine haben Chancen zu überleben. Man nehme ein Stück Kupferrohr der passenden Länge und sägt es der Länge nach durch, so dass man zwei Halbschalen hat. Eine der Halbschalen befestigt man an einer alten Lötspitze, z. B. indem man ein Gewinde schneidet oder hartlötet. Nun kann man alle Pins gleichzeitig erwärmen und das IC abnehmen.

=== Die Kupferdraht-Haken-Methode ===

Die Methode funktioniert ähnlich wie die zuvor beschriebenen ''Rohrstückmethode''. Das Erstellen des Hilfsmittels ist wesentlich einfacher, allerdings ist es keine Dauerlösung. Die Methode eignet sich für kleine Bauteile (Widerstände, etc.) mit Pins an zwei Seiten.

Das Ende eines Stück blanken Kupferdrahts wird mittels einer kleinen Flachzange zu einem U-förmigen Haken abgebogen. Dabei wählt man die Lichte Weite des Hakens so, dass man mit zwei Seiten des Hakens die Pins des zu entlötenden Bauteils gleichzeitig erreichen kann. Das andere Ende des Kupferdrahts wickelt man mehrfach um die Spitze eines kalten (!) Lötkolbens. Das Ende mit dem Haken sollte dabei nicht mehr als vielleicht 2 cm über die Lötkolbenspitze hinausreichen. Der Draht wird so gebogen (gekröpft), dass man den Lötkolben bequem führen kann um den Haken flach am Bauteil anzulegen. Um Missverständnisse zu vermeiden: Der Haken soll am Bauteil angelegt und nicht etwa in irgendeiner Weise unter das Bauteil geschoben werden.

Nun wird der Lötkolben und damit der Haken erhitzt. Ist die Hakenspitze heiß genug, legt man den Haken am Bauteil an. Sobald das Lötzinn an den Pins geschmolzen ist, zieht man das Bauteil von den Pads. Bauteile haben dabei die Angewohnheit, für immer auf dem Fußboden verloren zu gehen. Benötigt man das Teil noch, so sollte man etwas Vorsicht walten lassen.

=== Die dicke Kupferdrahtmethode ===

1,5 - 2,5 mm² Massivdraht so zurechtbiegen, dass er exakt und plan auf die Pins passt. Dann mit viel Zinn schnell verlöten. Das geht am besten mit zwei oder drei stärkeren Lötkolben und einer zweiten Person. Ich habe aber auch schon alleine mit 2 Kolben 160-Poler ausgelötet, ohne IC oder Platine zu beschädigen.

IC am besten mit einer Pinzette oder einem Vakuumsauger (z. B. Kontaklinsensauger für harte KL aus Silikon) abheben und noch im heißen Zustand den dicken Draht samt Zinn abklopfen. Danach das IC möglichst schonend (gleichmäßig und schnell) abkühlen, evtl. schon vor dem Löten einen kleinen Kühlkörper auf das IC legen / kleben.

Die Methode kombiniert sich gut mit der Bügeleisen- oder Glaskeramikfeld-Vorwärm-Methode.

=== Der Trick mit dem Platinensicherungshalter ===

Speziell zum Auslöten von SO-ICs mit 2x4 Beinchen kann man den einzelnen Clip eines Platinensicherungshalters (Durchstecktechnik, für 5 x 20 mm Sicherungen) benutzen. Mit einer feinen Zange biegt man zunächst die sich nach außen öffnenden Enden des Clips etwas nach innen. Auf diese Weise entsteht eine Mini-Zange, die genauso breit ist wie die Beinreihe des IC und sich aufgrund ihrer Vorspannung am IC festhalten kann. Den modifizierten Clip klemmt man von oben über den IC und erhitzt seine Bodenplatte mit dem Lötkolben (16 Watt). Anstelle der oben beschrieben Zinn-Wurst-Methode bildet nun der Clip die Wärmebrücke, ähnlich der oben beschriebenen Rohrstückmethode. Der Clip wird mit einer Pinzette abgehoben und nimmt den IC mit.

Die Platine und der IC bleiben ganz.

=== Lötkolbeneinsätze ===

Für einige SMD-Bauformen gibt es Lötkolbeneinsätze, mit denen man alle Anschlüsse eines Bauteils gleichzeitig erhitzen kann. Allerdings sind diese relativ teuer, man braucht für jede Bauform einen eigenen Einsatz und es gibt IC-Bauformen, bei denen die Anschlüsse so angeordnet sind, dass man dafür keinen Einsatz bauen kann.

=== Zangenlötkolben ===

Ein Zangenlötkolben (auch engl. ''Tweezer'') genannt, ist ein Lötkolben, der zwei beheizte Spitzen besitzt, die ähnlich wie bei einer Pinzette verbunden sind, und der wie eine Pinzette bedient wird. Die Spitzen sind als flache, Einsätze gestaltet, die ggf. je nach Breite des auszulötenden Bauteils ausgetauscht werden können. Mit dem Zangenlötkolben kann man sehr einfach Anschlüsse von Bauteilen mit zwei gegenüberliegenden Anschlüssen (Widerstände, etc.) oder Anschlussreihen erhitzen und das Bauteil dann direkt mit dem Zangenlötkolben von der Platine nehmen. Es empfiehlt sich dabei, eine zusätzliche Pinzette zur Hand zu nehmen, um das Bauteil von der Platine zu heben, da teilweise maschinell bestückte SMD mit einem Klebepunkt auf der Platine fixiert werden.

Ein Nachteil beim Entlöten mit dem Zangenlötkolben ist, dass das entlötete Bauteil relativ lange erwärmt wird, da es mit der Zange abgehoben und dann weiter erwärmt wird, bis man es aus der Zange entfernt. Ein weiterer Nachteil ist, dass sich der Zangenlötkolben nur für zweireihige Bauteile eignet.

Der große Vorteil des Zangenlötkolbens ist die schnelle und einfache Funktion. Muss man mehrere Widerstände gleicher Bauform von einer Platine entfernen, kann dieses sogar ohne Absetzen in einem Durchgang geschehen. Die bereits entlöteten Widerstände behält man dabei einfach zwischen den Zangenbacken und schiebt sie mit dem nächsten Widerstand etwas nach hinten.

=== Mit Draht ===
==== Kupferlackdraht ====

Eine weitere sehr elegante Möglichkeit, um auch größere SMD-ICs zerstörungsfrei von einer Platine zu bekommen, ist die "Kupferlackdraht-Methode". Man benötigt lediglich etwas Kupferlackdraht (0,2 - 0,3 mm) und natürlich einen Lötkolben. Die einzige Bedingung ist, dass man den Kupferlackdraht auch unter den Pins bzw. dem Bauteilgehäuse durchfädeln kann.

===== Vorgehensweise =====

# Kupferlackdraht unter den Pins durchfädeln
# Jeden einzelnen Pin kurz mit dem Lötkolben leicht berühren und gleichzeitig den Kupferlackdraht zwischen Platine und Pin durchziehen
# Eventuell den Kupferlackdraht erneut unter den Pins durchfädeln und die Pins, bei denen der Kupferlackdraht beim Durchziehen "hängen bleibt", nochmals mit dem Lötkolben antippen

Es gibt aber auch dünnen Stahldraht (D = 0,2 mm) für diesen Zweck zu kaufen.
Das Optimum ist dünnes Bandblech aus Edelstahl, ca 4 bis 5 mm breit, ebenfalls etwa 0,2 mm dick. Die in akustomagnetischen Warensicherungsetiketten enthaltenen Blechstreifen eignen sich gut. Auch einen Skalpellhalter mit Einmalklingen kann man hierfür verwenden. Die Spitze des Skalpells wird hinter dem Pin angesetzt (in der Lücke zwischen Pin und Gehäuse), nach unten und vorn gedrückt und der Pin wird mit dem Lötkolben erwärmt. Sobald das Lötzinn geschmolzen ist, rutscht das Skalpell zum nächsten Pin weiter. Hinterher müssen lediglich die Pins wieder geradegebogen werden.

==== Schaltdraht ====

Eine interessante Methode zeigt Silicon Labs in ihrer Application Note AN114 [http://www.silabs.com/Support%20Documents/TechnicalDocs/an114.pdf Hand Soldering Tutorial for Fine Pitch QFP Devices]. Dabei wird, ähnlich wie bei der Kupferlackdrahtmethode, ein Schaltdraht unter den Pins durchgezogen, an einem benachbarten Bauteil "verankert" und dann ziemlich kräftig geheizt und gezogen. Je nach Vorgehensweise kann man damit sowohl Bauteil als auch Leiterplatte retten. Dies braucht aber entsprechend viel Gefühl und vermutlich Übung.
In der Appnote hat das nicht ganz geklappt. Die Fotodokumentation zeigt einen zerstörten Chip und ein abgelöstes Pad.

=== Mechanisch abtrennen ===

==== Die Cuttermethode ====

Eine weitere Möglichkeit, ein SMD IC von einer Platine zu entfernen, besteht darin, die Beinchen vor dem Entlöten zu durchtrennen. Dazu nimmt man ein Cuttermesser mit Abbrechklingen oder ein Bastelmesser mit auswechselbarer Skalpellklinge (z. B. X-Acto Klinge #16, #17 oder #19), setzt es so nah wie möglich am Gehäuse auf ein paar der IC-Beinchen auf und drückt gerade '''ohne Seitwärtsbewegung''' nach unten. Dies durchtrennt die Beine ohne darunterliegende Leiterbahnen zu verletzen. Ein wenig Gefühl ist dabei natürlich nötig. Üben auf einem alten PC-Mainboard lohnt sich. Nachdem auf diese Weise alle Beine vom IC abgetrennt sind, kann man die auf der Platine verbliebenen Reste der Beinchen einfach mit dem Lötkolben "abwischen" und die Lötzinnreste mit Entlötlitze entfernen. Die Wärmebelastung der Platine ist bei dieser Methode wesentlich geringer als bei anderen Methoden. Allerdings besteht die latente Möglichkeit, dabei Leiterbahnen zu durchtrennen.

'''Anmerkung:''' Es hat sich dabei bewährt, vorher alle Pins mit einer relativ dicken Schicht Lötzinn zu verbinden. So werden abgerissene Leiterbahnen durch versehentliche Seitwärtsbewegungen verhindert. Es muss allerdings darauf geachtet werden, dass das Lötzinn nicht ganz bis ans Gehäuse reicht, da sonst das Schneiden nahezu unmöglich ist.

==== Die Mini-Trennscheiben-Methode ====

Man nehme eine sehr schnelle, kleine Handbohrmaschine (Proxxon, Dremel oder dergleichen), setze eine kleine Trennscheibe auf und flexe unter der Lupenbrille vorsichtig die Beinchen nahe dem Gehäuse ab. Das Gehäuse fällt irgendwann ab, die Beinchen werden mit einem Lötkolben weggewischt.

==== Die Abschlagmethode ====

Wenn man SMD-ICs von einer Platine retten möchte, die Platine aber später in den Müll wandert, kann man das IC mit seinem Körper auch auf eine harte Kante legen (die Platine ist dabei mehr oder weniger senkrecht). Dann ein beherzter Schlag mit dem Handballen auf die Platinenkante und der Chip wird von der Platine abgerissen. Die Beinchen muss man nachher etwas richten, aber normalerweise funktioniert diese Methode sehr zuverlässig, besonders bei maschinell gelöteten Platinen. Diese Methode funktioniert sowohl mit SO-Gehäusen als auch mit radiergummigroßen DC/DC Wandlern.

==== Alternative: Die Stechbeitelmethode ====

Hier gilt das gleiche Prinzip wie bei der Abschlagmethode: Zuerst knicken die Beinchen ein und reißen dann von den Leiterbahnen ab. Sie lassen sich aber leicht zurückbiegen und das IC wird garantiert nicht überhitzt :-D. Der Beitel sollte ca. 8 - 15 mm breit sein. Ein alter, angeschliffener Schraubendreher mit großem Griff tut's auch. Dann die Platine flach vor sich auf den Tisch legen. Das IC liegt senkrecht zur Tischkante. Den Beitel senkrecht zur Platine mit der flachen Seite an das IC anlegen. Die linke Ecke der Schneide liegt dabei auf der Stirnseite in Höhe der Mittellinie. Die rechte Ecke der Schneide wird als Widerlager in die Platine gepresst. Den Beitel dafür etwas nach rechts kippen, mit Gewicht fest in die Platine drücken und mit Gefühl im Uhrzeigersinn drehen. So wird das IC in Längsrichtung und parallel zur Platine weggehebelt. Die dafür benötigte Kraft kann man sehr gut dimensionieren. Wenn man das raus hat, braucht man ca. 1 bis 2 Sekunden pro IC.

=== Heißluft ===

Heißluft ist eigentlich das Mittel der Wahl für SMD-Entlöten. Heißluft erfordert etwas Übung, egal welche Methode man im Einzelfall anwendet. Das Arbeiten mit einer speziell für die Elektronik gemachten Heißluftstation ist dabei am bequemsten. Daher wird dies hier zuerst beschrieben.

==== Heißluftstation / Hot-Air Station / Rework-Station ====

Heißluftgeräte waren früher relativ teuer. Einige Marken, meist chinesische Produkte, sind mittlerweile jedoch für den Hobbyisten erschwinglich (ab ca. 60 bis 70 Euro aufwärts, Stand 2009) und brauchbar, auch wenn es einen deutlichen Unterschied zwischen diesen Produkten und High-End-Geräten gibt. So sind die Handgriffe wesentlich unhandlicher und die Regelung ist ungenauer. Trotzdem kann man mit den einfachen Geräten vernünftig arbeiten.

Theoretisch sollte man zum Entlöten jeweils einen genau auf die Bauform des Bauteils passenden Heißluft-Einsatz verwenden. Nun gibt es allerdings sehr viele unterschiedliche Bauformen und je nach Station sind die Einsätze relativ teuer (ausgenommen vielleicht die für chinesische Produkte, die meist alle vergleichbare und bezahlbare 22 mm Einsätze haben). Daher ist es nicht unüblich, für viele Anwendungen einfach eine runde 5 mm Düse zu verwenden, wie sie normalerweise schon in der Grundausstattung einer Heißluftstation enthalten ist.
Die Pins eines Bauteils erhitzt man dann mit einer kreisförmige Bewegung aus ca. 2 cm Abstand. Dabei prüft man immer mal wieder mit einer Pinzette oder ähnlichem Werkzeug ob sich das Bauteil schon abheben lässt. Dabei sollte man das Werkzeug nicht ständig in den Luftstrom halten, da es dabei eventuell zu heiß werden kann.

An einer Heißluftstation gibt es zwei wichtige Einstellungen:
* Temperatur
* Luftstrom

Mit beiden Einstellungen muss man etwas üben. Zum Start kann man es mit ca. 400 °C und ca. 20 l/min versuchen.

Neben dieser einfachen Methode (rumkreisen, bis sich was bewegt), gibt es relativ aufwendige Verfahren beim Arbeiten mit Heißluft, zum Beispiel muss bei bestimmten Trägermaterialien die Platine vorgeheizt werden. Ohne entsprechende Schulung ist es schwer, sich solche Methoden selber anzueignen.

==== Gaslötkolben mit Heißluftdüse ====

Man kaufe für ca. 60 € einen Gaslötkolben mit Heißluftdüse. Wenn man den Gaslötkolben mit Heißluftdüse auf volle Leistung stellt, soll dieser angeblich Warmluft bis 600 °C abgeben, was mehr als genug zum Entlöten ist. Damit das SMD-Bauteil durch kreisförmige Bewegung rundherum an den Pins mit 2 cm Abstand gezielt erhitzen. Das dauert ca. 2 Minuten. Das Bauteil lässt sich dann abnehmen, wegschieben oder abschlagen. Teilweise werden wenige eng am Bauteil bestückte Blockkondensatoren ebenfalls ausgelötet.

Es lassen sich SMDs jeder Größe und Pinabstand ohne Beschädigung auslöten. Die ausgelöteten Bauteile lassen sich problemlos wieder verwenden. Die Platine mit Lötsauglitze und Aceton säubern und neues Bauteil drauf. Habe so während der Entwicklung FPGAS und Treiber ICs auf einer Platine schon bis zu fünf mal getauscht.

==== Heißluftpistole ====

Eine Heißluftpistole, wie man sie im Baumarkt zum Abbrennen alter Farbe u.ä. erhältlich ist, kann gute Dienste beim SMD-Löten leisten. Empfehlenswert sind solche mit Temperaturregler.Aber selbst die einfachsten Varianten, die in der Regel nur zwei Stufen haben (mit denen man sowohl die Gebläsegeschwindigkeit als auch die Heizleistung umschaltet), sind für viele Zwecke brauchbarer als man auf den ersten Blick annimmt.

Einfach die Platine einspannen und mit der Heißluftpistole langsam und gleichmäßig erwärmen. Dabei nicht zu heiß arbeiten. Etwas mehr Zeit für die Arbeit schadet Platine und Bauteilen weniger, als mit zu großer Temperatur alles zu verbrennen. Wenn man vorsichtig arbeitet und den Punkt gut herausfindet, an dem sich das fragliche Bauteil ablösen lässt, taugt die Methode sogar für Reparaturlötungen, d.h., sowohl Platine als auch Bauteil bleiben dabei ganz. Damit ist die Methode auch durchaus dazu geeignet, alten Elektronikschrott zu recyclen, um auf diese Weise preiswert zu einem Grundstock an diversem SMD-"Hühnerfutter" (Widerstände, Kondensatoren, oft auch Tantal-Elkos, teilweise auch Standard-ICs wie 74xxx und LM358 u.ä.) zu gelangen.

Vermutlich lassen sich Pertinax-Platinen danach nicht mehr verwenden, aber diese haben bei den schmalen Leiterzugbreiten von SMD ohnehin kaum eine Überlebenschance. Besser gleich trotz des höheren Preises alles auf Epoxyd anfertigen -- gerade bei den hobbytypischen Einzelstücken ist andernfalls die verschwendete Arbeitszeit sehr viel ärgerlicher als der höhere Preis der Epoxyd-Platine.

'''Tipp:''' Die Platine mit einem Stück Alufolie so abdecken, dass nur das auszulötende Bauteil im Luftstrom ist (an der Stelle ein Loch in die Folie machen). ''Ehrlich gesagt, der Tipp hat noch nie richtig funktioniert. Entweder bläst man die Folie weg oder die heiße Luft wird unter die Folie geblasen, wo sie sich dank der Folie besonders gut hält und die Bauteile drunter ausgelötet werden. Ein Stück Alufolie schützt die umliegenden Bauteile überhaupt nicht.'' Eine andere Möglichkeit ist das Abkleben der Platine mit Kaptonband (selbstklebend, in Breiten bis 50 mm erhältlich). Dieses Band aus durchsichtigem Kunststoff ist bis 400°C hitzebeständig und schützt die darunter liegenden Bauteile eine gewisse Zeit vor dem Luftstrom und der Hitze.

Falls das Überleben der Platine wirklich völlig egal ist, kann man auch die Rückseite der Platine mit der Heißluftpistole erhitzen, bis die Vorderseite so heiß ist, dass die SMD-Chips einfach abfallen. Zwei Vorteile ergeben sich aus diesem Verfahren für die Überlebenswahrscheinlichkeit der Bauteile:

* Der Temperaturgradient ist so gerichtet, dass die Beine des Chips die höchste Temperatur haben und nicht der Chip selbst, wenn man von oben auf das Gehäuse bläst
* Die, wenn auch geringe, Wärmeleitung der Platine sorgt für eine gleichmäßigere Temperaturverteilung auf der Vorderseite.

Von Nachteil allerdings ist, dass die Platine evtl. auf der Rückseite so heiß wird, dass sie anfängt, sich zu zersetzen. Das ist sicherlich nicht gesund und daher sollte man hier vorsichtig sein (langsam erhitzen, frische Luft). Bei einseitigen Pertinax-Platinen ist diese Gefahr besonders groß (vermutlich wegen der schlechten Wärmeleitfähigkeit des Materials) - Epoxy-Platinen, insbesondere Multilayer, überstehen diese Prozedur aber normalerweise unbeschadet.

Bei Multilayer-Platinen mit großen Kupferflächen (z.B. PC-Mainboards) solle man beachten dass das Kupfer die Wärme auf eine große Fläche verteilt. Man muss sie ziemlich lang und stark erhitzen damit das Lötzinn auf der Oberseite flüssig wird, und dann fängt das Zinn auf einer großen Fläche fast gleichzeitig zu schmelzen an.

Alternativ geht es auch mit der Heißluftdüse eines Gaslötkolbens (z. B. von Ersa). Dabei geht man zügig mit dem heißen Luftstrom über die Pins des ICs und erwärmt diese, bis sich das IC gewaltfrei abheben lässt. Richtig gemacht überleben IC und Platine.

=== Komplette Platine erhitzen ===

Wenn man alle Bauteile von einer Platine auf einmal ablösen möchet bietet es sich an, die gesamte Platine mit den Bauteile so weit zu erhitzen bis das Lot überall geschmolzen ist. Die Bauteile können dann mit einen Schlag von der Platine abgeschlagen werden.

==== Reflow-Ofen ====

Was zum Löten taugt, taugt auch zum Entlöten. Die Platine mit den Bauteilen wird im Reflow-Ofen erhitzt.

==== Backofen ====

Wie in Reflow-Ofen. Man sollte sich allerdings gut überlegen, ob man das in einem Ofen macht, der noch für Nahrungsmittel verwendet wird.

==== Gasherdmethode ====

Auf einer einseitig bestückten SMD-Platine kann man Bauteil und Platine zerstörungsfrei wie folgt trennen: Von der großen Gasflamme die Abdeckung herunternehmen, diese Abdeckung z. B. mit Hilfe des Halters für kleine Töpfe über die kleine Gasflamme legen (natürlich geht das auch mit einem anderem Stück Metall, Hauptsache gerade) und dann mit der kleinen Gasflamme die Metallplatte/Abdeckung darüber erwärmen. Mit einem Stück Lötzinn probieren, ob es schon heiß genug ist (Lötzinn muss schmelzen, perlen und abtropfen).

Wenn ja: Flamme ausmachen, Platine mit der nicht bestückten Seite auf das heiße Metall drücken, ein paar Sekunden warten, bis die Wärme von unten durch die Platine gewandert ist, und das Bauteil mit einer Pinzette abnehmen. Getestet mit Epoxyd-Platine. Sie hat überlebt, nur etwas dunkel verfärbt. Es empfiehlt sich, mit einer unkritischen Platine etwas zu üben.

==== Bügeleisenmethode ====

Ein Bügeleisen umgekehrt in einen Schraubstock spannen, eventuell mit einem
Tuch am Griff vor Kratzern schützen und die Gleitfläche mit Alufolie abdecken - um Ärger mit der besseren Hälfte zu vermeiden ;-) Auf maximale Temperatur stellen (Leinen), Platine mit der nicht bestückten Seite auflegen und warten, bis das Lot flüssig wird. Bauteile mit einer Pinzette abheben. Platine nach und nach verschieben um alle Stellen zu erhitzen.

==== Benzinfeuerzeugmethode ====

Benzinfeuerzeuge wie das "Zippo" eignen sich auch sehr gut um ICs von Platinen zu entfernen, im Normalfall bleiben Bauteile sowie Platine ganz. Das Feuerzeug wird angemacht und die Platine wird darüber gehalten (Vorsicht: heiß, am besten zum halten eine Zange verwenden) nun löst sich nach ein paar Sekunden das Lötzinn an den Pins und der IC kann mit einem Zahnstocher oder ähnlichem von der Platine geschoben werden, mal sollte mit der Flamme nicht an den Rand der Platine kommen, sonst fängt sie an anzuschmoren, die Platine wird in vielen Fällen unten schwarz, dies kommt vom Kohlenstoff welcher durch die Verbrennung des Benzines sich am PCB absetzt, es lässt sich mit vielen Lösungsmitteln entfernen. Die Methode ist aber nur für einseitige Platinen zu gebrauchen, da die Flamme Bauteile auf der unten liegenden Seite zerstören kann.

==== Glaskeramik-Herd ====

Geht nur bei einseitig bestückten Platinen! Ähnelt der Bügeleisen-Methode. Ist wegen der IR-Strahlung jedoch besser.

Platine auf das Glaskeramikfeld legen. Dann das Feld ca. alle 1 - 2 Sekunden ein- und ausschalten. Dabei das An-Intervall langsam erhöhen. Dies so lange durchführen, bis das Zinn geschmolzen ist. Nun die gewünschten Bauelemente verschieben oder abheben. Darauf achten, dass das Glas frei von Zinn und anderen Stoffen bleibt.

Achtung: Das Glas wird ungleichmäßig heiß, da die Heizwendeln lokal angeordnet sind.

Wichtig: Die Platine ist über ihrer Glastemperatur, also biegsam. Die Platine einfach auf dem Glaskeramikherd auf eine kalte Platte legen und abkühlen lassen.

Eignet sich gut zum Vorwärmen auf ca. 100 °C - 150 °C, auch bei beidseitig bestückten Boards, in Verbindung mit anderen Methoden (z. B. Heißluft). Ähnliche Vorwärmplatten gibt es speziell für die Löttechnik.

Alternative:

Platine mit einer geeigneten Zange in einem Abstand von ca. 2 bis 4 cm über das Glaskeramikfeld halten. Dabei die Herdplatte auf Maximum stellen (am Besten Anheizstufe). Nach einigen Sekunden ist das Zinn geschmolzen und man kann die Bauteile entnehmen bzw. verrücken.

Der Vorteil liegt in der hohen Strahlungswärme von Glaskeramikkochfeldern. Im Gegensatz zum "darauf legen" wird die Platine gleichmäßig erwährt und lokale Überhitzungen werden vermieden, was letztendlich Platine und Bauteile schont. Das nervige Ein- und Ausschalten entfällt außerdem.

Eignet sich auch bedingt für doppelseitig bestückte Leiterplatten zum Auslöten. Man muss allerdings damit rechnen, dass Bauteile auf das heiße Glaskeramikfeld fallen.

=== Recycelte Chips wiederaufbereiten ===

* Zuerst müssen die Lötzinnreste entfernt werden.
In Alkohol gelöstes Kolophonium wirkt da Wunder. Einfach den Chip in dieses Flussmittel tauchen, welches man vorher z. B. auf einen kleinen Unterteller oder -tasse in kleinen Mengen vergossen hat.
* Dann mit sauberer Lötspitze an den Pins entlangziehen und das überflüssige Lötzinn an einem Schwamm oder Zellstoff (-Taschentuch) abstreifen.
* Verklebte Pins mittels dünner Lötspitze auseinander bringen. Auch ein Zahnstocher aus Holz leistet wertvolle Dienste.
* Bei Pins, die enger als 0,6 mm sind, hilft zusätzlich Entlötsauglitze. Anstelle von Entlötsauglitze kann auch ein dünnes, abisoliertes Litzenkabel (möglichst feindrahtig) dienen.
:Man sollte aber immer daran denken, dass die Gefahr des Ausfalls durch Überhitzung besteht.

Eine zweite Möglichkeit besteht darin, das Lötzin "abzudremeln".

Dazu eine kleine rotierende Messingbürste in den Dremel (Multifunktions-Schleifer) und an den Pins von innen nach außen entlangziehen.

* Stahlbürsten sind mit Vorsicht zu genießen, weil sie einfach zu hart sind.
* Kunststoffbürsten hingegen können sich elektrostatisch aufladen!
* Eine "dritte Hand" oder Einspannvorrichtung erleichtert das Recyceln erheblich.

Eine weitere dritte Möglichkeit ist mit Graphit: Lötzinn und Bleistift sind von Natur aus Feinde. Warmmachen, und Zinn mit Bleistift "wegdrängeln".

Das Ausrichten und Geradebiegen der Pins überlasse ich den eigenen Fähigkeiten.

== Schlusswort ==

Man sollte nicht glauben, dass man jetzt sofort jegliches SMD-Bauteil einlöten kann, mal abgesehen von Widerständen. Alles benötigt eine gewisse Übung und es empfiehlt sich, erst mit den einfacheren SO-Packages anzufangen und einige TSSOPS einzulöten, bevor man sich an TQFP oder ähnliches heranwagt. Außerdem sollte man sich für die ersten Versuche nicht unbedingt einen 10 Euro teuren Chip hernehmen. Wenn man aber nicht zwei linke Hände hat, sollten alle Packages beim zweiten oder dritten Lötversuch einigermaßen sauber eingelötet sein. Und besonders bei den TSSOPs und TQFPs sieht es dann fast wie Industriefertigung aus.

==== Kontrollieren von Lötstellen ====

Zur Kontrolle der gelöteten Bauteile sollte man, wie schon erwähnt, eine gute Lupe - besser noch Lupenleuchte - benutzen oder auch schon preiswert über diverse Internetauktionen zu ersteigernde "USB Mikroskope", die an einen PC oder Laptop angeschlossen werden können. Das kann böse Überraschungen bei der Inbetriebnahme der gelöteten Platine vermeiden. Unabdingbar ist immer eine gute Ausleuchtung des Arbeitsplatzes.

Auslöten kann man gut an defekten Platinen, z. B. aus Computern, üben.

Alles wird gut :D

== Siehe auch ==

* [[SMD]]
* [[IC-Gehäuseformen#Adapterplatinen für SMD-ICs|Adapterplatinen für SMD-ICs]]

== Links ==

* How-to Videos
** [http://www.youtube.com/watch?v=wQXhny3R7lk Professionelles SMD Löten leicht gemacht, engl. Youtube-Video]
** [http://www.youtube.com/watch?v=3NN7UGWYmBY SMD Soldering without expensive tools, engl. Youtube-Video]
** [http://www.youtube.com/watch?v=KOoOpHZmIiA SMD Löten 0805+0603, deutsches Youtube-Video]
** [http://www.youtube.com/watch?v=eApVG5GjLbU&NR=1 SMD Löten von SOIC, Pin für Pin, Youtube-Video]
** [http://www.youtube.com/watch?v=NALwJ6OnwNw SMD Löten von QFP, Pin Für Pin, Youtube-Video]
** [http://www.youtube.com/watch?v=YzI31gfCjJE SMD Löten von TSOP mit der Ziehmethode, Youtube-Video]
** [http://www.youtube.com/watch?v=YSdihwWegIg Löten von SOIC mit Lötpaste und Heißluft, YouTube-Video]
** [http://www.makezine.com/blog/archive/2007/01/soldering_tutor_1.html MAKE-Magazine Podcast Löt- und Entlöttips]

* Anleitungen
** [http://www.seattlerobotics.org/encoder/200006/oven_art.htm SMD-Löten im Toastofen (englisch)]
** [http://www.elv-downloads.de/downloads/journal/SMD-Anleitung.pdf SMD-Anleitung von ELV praktische Tips]
** [http://www.bimbel.de/artikel/artikel-17.html Bilder und kleine Anleitung]
** [http://www.ulrichradig.de/ SMD-ICs ein-/auslöten (unter Tipps&Tricks)]
** [http://www.gadgetpool.de/nuke/modules.php?name=News&file=article&sid=23 SMD-Löten für jedermann]
** [http://www.circuitrework.com/guides/guides.shtml Circuit Technology Center - Surgeon grade rework and repair, by the book and guaranteed.]
** [http://iwenzo.de/wiki/SMD_Bauteile_l%C3%B6ten SMD Bauteile löten]
** [http://frickelpower.bplaced.net/index.php?page=smdesolder SMD entlöten mit selbstgebastelter Heißluftpistole]

* Werkzeuge
** [http://www.qrpbuilder.com/downloads/smd%20device%20041510.pdf Homemade SMD Component Placement Device] (PDF)
** [http://thomaspfeifer.net/ SMD löten/entlöten und Reflow Ofen Selbstbau (unter Trickkiste und AVR Projekte)]
**[http://www.sef.de Reflowlötanlagen]
**[http://www.martin-smt.de SMD Bearbeitungsgeräte - Reworksysteme]
**[http://www.fritsch-smt.de Bestückungsautomaten / Siebdruckgeräte]

* Fertige Universalplatinen
** [http://www.shop.display3000.com/wichtiges-zubehoer/elektronikmodule/sot-tssop-qfn-lga-universalplatine.html Universalplatine für SO, SO-wide, TSSOP, QFN, LGA]

STM32

2014-06-13T06:56:11Z

Mmvisual: /* Features */

STM32 ist eine Mikrocontroller-Familie von [http://www.st.com/mcu/inchtml-pages-stm32.html ST] mit einer 32-Bit [http://www.arm.com/products/processors/cortex-m/index.php ARM Cortex-M0/M3/M4] CPU. Diese Architektur ist speziell für den Einsatz in Microcontrollern neu entwickelt und löst damit die bisherigen ARM7-basierten Controller weitestgehend ab. Den STM32 gibt es von ST in unzähligen Varianten mit variabler Peripherie und verschiedenen Gehäusegrößen und -formen. Durch die geringe Chipfläche des Cores ist es ST möglich, eine 32 Bit-CPU für weniger als 1 € anzubieten.

[[Bild:stm32F103xc.png|thumb|right|340px|Blockdiagramm STM32F103xC/D/E]]

== STM32-Familien ==

Bisher gibt es sieben STM32-Familien:
* [http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1588.jsp STM32F0]
** Cortex M0
** Mikrocontroller zum Einstieg
** Bis 48MHz
* [http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1169.jsp STM32F1]
** Cortex M3
** Bis 72MHz
**Verschiedene Unterfamilien:
*** Connectivity line
*** Performance line
*** USB Access line
*** Access Line
*** Value line
* [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1575 STM32F2]
** Cortex M3
** Bis 120MHz
** Wie die STM32F1 Serie, Camera-Interface, 32-Bit Timer, Crypto-Engine...
* [http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1605.jsp STM32F3]
** Cortex M4F
** DSP und FPU
** Bis 72MHz
** Fast 12-bit 5 MSPS and precise 16-bit sigma-delta ADCs
** Touch sensing controller (TSC)
* [http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1521.jsp STM32F4]
** Cortex M4F
** DSP und FPU
** Bis 180MHz
** Bis zu 2MB Flash
* [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1295 STM32L1]
** Cortex M3
** Low Power
** mit LCD Treiber
** Bis 32MHz
* [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1581 STM32W]
** Cortex M3
** BIS 24MHz
** RF-MCU
[http://www.st.com/internet/mcu/class/1734.jsp Hier eine Übersicht zum Auswählen eines STM32Fxxx]

===Features===
* Cortex-M0 / Cortex-M3 / Cortex-M4F Kern (mit FPU)
* 16KB ... 2MB [[Flash-ROM]]
* 4KB ... 256KB [[Speicher#SRAM|SRAM]]
* 2KB ... 16KB [[Speicher#EEPROM|EEPROM]] (STM32L)
* SDRAM-Controller bei den [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1577/LN1806 STM32F42xxx und STM32F43xxx], bis 512 MByte externer SDRAM addressierbar
* 512 one-time programmable Bytes(STM32F2/4)
* [[IC-Gehäuseformen | Gehäuse]] 20 ... 216 Pins als TSSOP, QFN, LQFP und BGA
* Derzeit sind über '''370''' [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169 STM32 Derivate/Varianten verfügbar]
* Bis 72MHz CPU-Takt, bis 120MHz beim STM32F2xx, bis 168/180 MHz beim STM32F4xx, wobei eine spezielle prefetch-hardware bis 120/168 MHz eine Geschwindigkeit erzielen soll, die 0 Wait-States entspricht. Der CPU-Takt wird über einen Multiplikator aus dem internen RC-Takt oder einem externen Quarz-Takt abgeleitet.
* Externes Businterface (nur bei Gehäusen ab 100 Pin und nur bei STM32F4, STM32F2 und STM32F1 Performance line)
* LCD Treiber für 8x40 Punkte (nicht beim STM32F2xx)
* TFT Treiber bei STM32F429 / STM32F439
* Spannungsbereich 1,65 ... 3,6V, nur eine Betriebsspannung nötig
* Temperaturbereich bis 125 °C
* Bis zu 168 IOs, viele davon [[Pegelwandler|5V-tolerant]]
* Interner, kalibrierter RC-Oszillator mit 8MHz (16MHz bei STM32F2/F4xx)
* Externer Quarz
* Real Time Clock mit eigenem Quarz und separater Stromversorgung
* Bis zu 16 [[Timer]], je Timer bis zu 4 IC/OC/PWM Ausgänge. Davon 2x Motion Control Timer (bei STM32F103xF/G), (bis zu 32 PWM Ausgänge)
* Systick Counter
* Bis zu 3 12-Bit [[AD-Wandler]] mit insgesamt 24 AD-Eingängen, integrierter [[Temperatursensor]], Referenzspannung Vrefint und VBatt Spannungsmessung (STM32F4xx)
* Bis zu 2 12-Bit [[DA-Wandler]] (bis zu 3 beim STM32F3xx)
* Bis zu 2 [[DMA]] Controller mit bis zu 12 Kanälen (16 beim STM32F2/4xx)
* Bis zu 2x [[I2C|I²C]]
* Bis zu 5x [[UART|USART]] mit LIN, IrDA und Modem Control (bis zu 8 beim STM32F2/F4xx)
* Bis zu 3x [[SPI]] (bis zu 6 beim STM32F4xx)
* Bis zu 2x [[I2S|I²S]]
* Bis zu 2x [[CAN#STMicroelectronics STM32 (Cortex M3/M4)|CAN]]
* Hardware [[CRC]] Unit, bei der STM32F3xx Serie mit einem einstellbaren Polynom
* Unique device ID register (96 Bits)
* RNG - Random Number Generator (STM32F2/4xx)
* Cryptographic Processor (CRYP) (STM32F2/4xx)
* Hash Processor (HASH) (STM32F2/4xx)
* Kamera-Interface (DCMI) (STM32F2/4xx)
* [[USB]] 2.0 Full Speed / OTG
* [[USB]] 2.0 Hi Speed OTG mit extra PHY-Chip (STM32F2/4xx)
* SDIO Interface (z.B. SD-Card Reader)
* Ethernet
* Watchdog mit Window-Mode
* Jedes Peripheriemodul ist separat einschaltbar, wodurch sich erheblich [[Ultra low power|Strom sparen]] lässt
* [[JTAG]] und SWD (Serial Wire Debug) Interface
* Bis zu 6 Hardware-Breakpoints für Debuggen
* und vieles mehr . . .

== Struktur der Dokumentation: ==
Die Dokumentation der STM32 ist zwar umfangreicher und komplexer als z.B. die der [[AVR]], enthält aber dennoch alle nötigen Informationen. Sie teilt sich auf in mehrere Dokumente.
Als Beispiel der Dokumentation soll stellvertretend der [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1031/LN1565/PF164486 STM32F103RC] genannt werden. Die Seite von ST beinhaltet alle nötigen Informationen passend zu diesem Prozessor.

Diese Dokumente von ST beschreiben den Controller:

* Im [http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/datasheet/CD00191185.pdf STM32F103xC/D/E Datasheet] sind die speziellen Eigenschaften einer bestimmten Modellreihe beschrieben und die exakten Daten und Pinouts aufgeführt, sowie die Zuordnung Chipname - Flash/RAM-Größe. Die Peripheriemodule werden nur aufgeführt, nicht detailliert beschrieben.
* Im [http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/reference_manual/CD00171190.pdf Reference Manual (RM0008)] sind alle Peripheriemodule der jeweiligen STM32-Controllerfamilie im Detail beschrieben.
* Das [http://infocenter.arm.com/help/index.jsp?topic=/com.arm.doc.ddi0403c/index.html ARMv7M Architecture Reference Manual] beschreibt detailliert den Prozessorkern, wie das Exception Model, die CPU Instruktionen inklusive Encoding, etc.
* Das [http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/programming_manual/CD00228163.pdf STM32 Cortex-M3 Programming Manual] ist eine Zusammenfassung des ARMv7M Architecture Reference Manual bezogen auf die STM32.
* Wer nicht die ST Firmware-Library verwendet, der benötigt zusätzlich das [http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/programming_manual/CD00283419.pdf Flash Programming Manual] für die Betriebsart des Flash-ROMs, d.h. die frequenzabhängige Konfiguration der Waitstates.

Zusätzlich sollten auch die [http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/errata_sheet/CD00197763.pdf Errata Sheets] beachtet werden. Empfohlen sei auch die Appnote "[http://www.st.com/web/en/resource/technical/document/application_note/CD00164185.pdf AN2586 Getting started with STM32F10xxx hardware development]".
Die jeweiligen Dokumentations-PDFs sind auf der Produktseite von ST eines jeden Mikrocontrollers verlinkt.

== Hardware Zugriffs-Libraries ==
=== CMSIS ===

Die CMSIS (ARM® '''C'''ortex™ '''M'''icrocontroller '''S'''oftware '''I'''nterface '''S'''tandard) ist eine Library von ARM für den Zugriff auf die herstellerübergreifenden Funktionen des ARM-Cores. Hierzu gehört bei den Cortex-M4F-Cores auch die DSP und Floating-Point Funktionalität. Weiterhin existieren eine Zahl von Helferfunktionen für den NVIC, den Sys-Tick-Counter, sowie eine SystemInit-Funktion, welche sich um die PLL kümmert.

Im Rahmen des CMSIS-Standards ([http://www.onARM.com www.onARM.com]) wurden die Headerdateien standardisiert, der Zugriff auf die Register erfolgt per '''Peripheral->Register'''. Die CMSIS C-Dateien bzw. Header enthalten auch Anpassungen für die verschiedenen Compiler. Die Portierung eines Real-Time-Betriebsystems sollte unter Verwendung der CMSIS, für Chips der verschiedenen Hersteller, stark vereinfacht möglich sein (z.B. einheitliche Adressen für Core-Hardware/Sys-Tick-Counter).

Die CMSIS ist im Download der ‎STM32 Standard Peripheral Library enthalten. Die Compiler-Hersteller liefern eine jeweils zur ihrer Tool-Version passende bzw. geprüfte Library (incl. CMSIS) aus. Diese Libs können, gegenüber den Downloads beim Chip-Hersteller, auch ältere Version beinhalten.

=== ‎STM32 Standard Peripheral Library ===

ST bietet für jede Controller-Familie eine umfangreiche zur CMSIS passende Peripherie-Bibliothek. Alle Funktionen um die Peripherie zu benutzen sind gekapselt in einfache Strukturen und Funktionsaufrufe. Somit muss man sich nicht selbst um die Peripherie-Register kümmern. Diese Library und ihre Dokumentation setzen das grundlegende Verständnis der Funktion des jeweiligen Peripheriemoduls voraus, wie es die o.a. Referenz und diverse Appnotes vermitteln. Die Library beinhaltet außerdem für fast jede Peripherie mehrere Beispiele.
Für die USB Schnittstelle gibt es noch eine extra Library, genauso wie für Ethernet.

Auf der "Design Resources" Seite der Produktseite von ST eines jeden STM32 Mikrocontrollers kann die Library für den jeweiligen Controller heruntergeladen werden, z.B. [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/PF257890 hier für den o.g. STM32F103RC].

Library für STM32F4xx: [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/PF257901# STSW-STM32065 STM32F4 DSP and standard peripherals library]

== Programmierung ==
Zur Programmierung der STM32 gibt es verschiedene Möglichkeiten, sowohl kommerzielle proprietäre als auch mit Freier Software.

Der GCC (in seinen verschiedenen Binärdistributionen) ist der einzige ARM Compiler der [http://de.wikipedia.org/wiki/C%2B%2B11 C++11] unterstützt.

=== Freie Software/Freeware ===
==== Selber zusammenstellen ====
Man nehme...:
* Eine Entwicklungsumgebung nach Wahl:
** [http://www.eclipse.org Eclipse] mit [http://www.eclipse.org/cdt/ C/C++ Development Tooling] und [http://gnuarmeclipse.livius.net/blog/ GNU ARM Plug-in] (Bei Verwendung vom GCC-ARM-Embedded als Toolchain "Sourcery G++ Lite" auswählen, dieser sieht für eclipse gleich aus) (Linux, Windows)
** [http://netbeans.org/ Netbeans] mit [http://plugins.netbeans.org/plugin/37426/gdbserver GDBserver-Plugin] (Linux, Windows)
** [http://www.kdevelop.org/ KDevelop] (Linux)
** [http://www.geany.org/ Geany] (Linux, Windows)
** Oder ein einfacher Texteditor
* Einen C,C++ Compiler:
** Eine der [[ARM_GCC#GCC_Bin.C3.A4rdistributionen|GCC-Binärdistributionen]], siehe auch [[#GCC|GCC]] (je nach Distribution Linux, Windows)
* Programmiersoftware zum Flashen des Target:
** [http://openocd.sourceforge.net/ OpenOCD] unterstützt viele Debug/Programmier-Adapter (Linux, Windows)
** [https://github.com/texane/stlink Texane stlink] funktioniert gut mit den ST-Link Adaptern wie sie zB. auf den STM32 Discovery Boards zu finden sind (Linux)
** Turtelizer2 oder andere JTAG Programmieradapter
** Bei Verwendung eines Segger J-Link, den [http://www.segger.com/admin/uploads/productDocs/UM08005_JLinkGDBServer.pdf Segger GDB-Server] in Verbindung mit dem beim GCC mitgelieferten GDB (Linux, Windows)

==== Komplette IDE's ====
* [http://www.codesourcery.com/sgpp/lite_edition.html Codesourcery Lite Edition]
* [http://www.coocox.org/ Coocox Eclipse IDE] kostenlose IDE für STM32F0 / F1 / F4 Hilfreiche Infos gibt es im [http://www.mikrocontroller.net/topic/214719?goto=new#2228482 hier] und [http://www.mikrocontroller.net/topic/214719?goto=new#2229943 hier] Forum, Artikel: [[STM32 CooCox Installation]]
* [http://emide.org/ emIDE] kostenlose IDE die mit dem Segger J-LINK funktioniert.
* [http://www.emblocks.org EmBlocks] kostenlose IDE, Code::Blocks basiert, unterstützt STM32 L1/F0/F1/F2/F3/F4/W, integrierter Compiler (ARM-GCC), integrierter GDB Debugger, Jlink/ST-Link, System view (Peripherie Register anzeigen) beim Debuggen, Project Wizard (Eigene Wizards können mit Squirrel geschreiben werden), Basiert auf Code::Blocks, [http://www.mikrocontroller.net/articles/STM32_-_Einstieg_mit_Em::Blocks STM32 - Einstieg mit Em::Blocks]
* [http://www.seng.de/Anleitungen Eclipse IDE und integrierte Make Skripte] für STM32F1 unter GNU/Linux mit OpenOCD und Olimex ARM-USB-OCD-H

=== Kommerzielle Umgebungen ===

* [http://www.keil.com/arm/mdk.asp Keil µVision] (Demo max. 32KB Code): Die sehr komfortable µVison IDE ist neben dem ARM Compiler per Menue auch für einen beliebigen GNU-Compiler konfigurierbar. Damit besteht das 32k-Limit nur noch für den integrierten Debugger / Simulator. µVison selbst kann kostenlos mit dem MDK-Evaluationkit heruntergeladen werden. [https://www.keil.com/arm/demo/eval/arm.htm#DOWNLOAD download]
* [http://www.iar.com/en/Products/IAR-Embedded-Workbench/ IAR-Embedded-Workbench] (Demo max. 32KB Code) [http://supp.iar.com/Download/SW/?item=EWARM-EVAL download]
* [http://www.isystem.com/products/itag winIDEAiTag] Keine Code Limitierung, GCC und Testwerkzeug beinhaltet. Läuft mit dem iTag Adapter.
* [http://www.raisonance.com Raisonance Ride7] (GCC Compiler, kostenlose Version auf Debugging von max. 32KB Code limitiert, keine Limitierung beim Complilieren)
* [http://www.atollic.com Atollic] (Lite Version (bis V2.3.0) ohne Code-Limit, auf GCC basierend. Die neueste Version ab V3 hat fast keine Beschränkungen mehr außer jetzt einen Code-Limit von 32kB. Außerdem werden jetzt die meisten ARM Familien unterstützt. )
* [http://www.rowley.co.uk/arm/ Rowley Crossworks] (Demo 30 Tage unbeschränkt, 150$ für nichtkommerzielle Nutzung, auf GCC basierend)
* [http://www.code-red-tech.com Code Red] (GCC basierend)
* [http://www.sisy.de/index.php?id=17&no_cache=1 SiSy ARM oder SiSy Micrcontroller++] (Demo verfügbar keine Gößenbegrenzung, basiert auf GNU-Compiler, grafische Programmierung mit UML möglich, integrierter Debugger)
* [http://www.comsytec.eu/epsdebugger.php EPS Debugger Plugin, für STM32 Development mit Code::Blocks]
* [http://www.mikroe.com MikroE bietet neben Pascal auch C mit kompletter Oberfläche mit Compiler etc. pp relativ günstig]

=== Tutorials für diverse Tool-Kombinationen ===
[[STM32 Eclipse Installation|Windows,Linux, Eclipse + Yagarto/CodeSourcery + OpenOCD/ST-Link]]

* Windows
** Eclipse
*** [http://www.mikrocontroller.net/topic/216554 Windows, Eclipse, codesourcery, st-link ]
*** [http://www.firefly-power.de/ARM/debugging.html Eclipse Plugin "GDB Hardware Debugging" mit OpenOCD]
** Code::Blocks
*** [http://www.mikrocontroller.net/topic/265600 Windows, Code::Blocks, STM32F4]
** STM32 mit EmBlocks
*** [http://www.emblocks.org/web/downloads-main Download EmBlocks]
*** [https://www.youtube.com/watch?v=coHPJylnzC8 Video STM32 Project Wizzard in EmBlocks]
** Atollic TrueSTUDIO
*** [[STM32 LEDBlinken AtollicTrueStudio|Atollic TrueSTUDIO Installation + Demo]]
** MDK-ARM Lite mit Einstellungen für STM32F0/F4-Discovery Board
*** [https://www.keil.com/demo/eval/arm.htm KEIL MDK-ARM Download]
*** [https://www.youtube.com/watch?v=RXOOxby5nns&list=PL6-W3FoUyb48WFI5PQv3SDJj2G1t2FonV&index=1 Installations Video STM32F4 Discovery Board]
*** [https://www.youtube.com/watch?annotation_id=annotation_203294&feature=iv&index=4&list=PL6-W3FoUyb48WFI5PQv3SDJj2G1t2FonV&src_vid=sN4gDZ7H8gw&v=BeZcQjXxk9A Einstellungen STM32F0 Discovery Board Video]
** SiSy ARM, STM32
*** Download: [http://www.sisy.de/index.php?id=59 SiSy DEMO] kein Begrenzung der Codegröße
*** [http://www.youtube.com/watch?v=84Y3jYLWYpo Videobeispiel]
** Microsoft Visual Studio
*** [http://visualgdb.com/tutorials/arm/stm32/f4_discovery/ "STM32F4-Discovery tutorial with Visual Studio"]
* Ubuntu
** [http://www.seng.de/Anleitungen Eclipse IDE] für STM32F1 unter GNU/Linux mit OpenOCD und Olimex ARM-USB-OCD-H. Integrierte Make files, Linker Skripte und Startup-Code.
** [http://fun-tech.se/stm32/index.php Ubuntu, Selbstcompilierter GCC, STM32/Cortex-M3]
** [http://thetoolchain.com The ToolChain] - Automatisch installierende Entwicklungsumgebung mit eigenen und externen Treibern, Unterstützt QtCreator als IDE, Flexibel erweiterbar über Shellskripte

* [http://www.mikrocontroller.net/topic/214719 Tipps für Installation mit Eclipse]

===Programmieradapter===
* [http://www.segger.com/jlink-model-overview.html SEGGER J-LINK / J-TRACE] für u.a. alle ARM7/9/11, Cortex-M0/M1/M3/M4/A5/A8/A9/R4 als [http://www.segger.com/cms/j-link-edu.html NonComercial] J-LINK-EDU für ca. 60,- zu haben, läuft in µVision, IAR, GDB (Linux & Windows über einen eigenen [http://www.segger.com/admin/uploads/productDocs/UM08005_JLinkGDBServer.pdf GDB-Server]), Keil, ...
* Keil [http://www.keil.com/ulinkme/ ULINK-ME], [http://www.keil.com/arm/ulink2/ ULINK2], [http://www.keil.com/arm/ulinkpro/ ULINK pro]
* [http://www.st.com/internet/evalboard/product/219866.jsp ST-LINK], [http://www.st.com/internet/evalboard/product/251168.jsp ST-LINK/V2]
* Jedes STM32 Discovery board hat einen ST-Link für Programmierung/Debugging per SWD on-board, welcher auch für eigene STM32 Target Hardware benutzt werden kann (ca. 12,- bis 19,-€, je nach Typ).
* [http://www.raisonance.com/~rlink-debugger-programmer__microcontrollers__tool~tool__T018:4cn9ziz4bnx6.html Raisonance RLink]
* [http://www.amontec.com Amontec] (Achtung: keine Reaktion auf Bestellung, Telefon, Email...)
* [http://www.hjtag.com H-JTAG] Personal Edition für ca. 60,- zu haben, läuft mit ADS, SDT, IAR, Vision und RVDS
* [http://www.isystem.com/products/itag iTag] für 50.- bei Amazon zu bestellen, oder als Eigenbau version (offenes Design) läuft mit der freien winIDEAiTag version (siehe oben)

In der Regel haben die [[JTAG]] Adapter einen 20-Poligen Stecker, den man direkt auf die Demo-Boards, die auch einen 20-Poligen [[JTAG]]-Anschluss haben, einstecken kann. Die Pinbelegung ist genormt, siehe Artikel [[JTAG]]. Die Discovery-Boards haben keinen seperaten JTAG-Stecker, aber zumindest für das STM32F4 Discovery kann man sich leicht einen Adapter Pinheader->JTAG Stecker selber bauen.

Andere [[JTAG]] Adapter wie z.B. der ULink von Keil funktionieren nur mit dem Keil Compiler.

===Programmieradapter Open-Source===

* [https://www.olimex.com/Products/ARM/JTAG/ARM-JTAG-COOCOX/ ARM-JTAG-COOCOX], CoLinkEX Nachbau von Olimex, unterstützt JTAG sowie SWD
** [http://www.coocox.org/colinkEx.htm unterstützte uC]
** unterstütze IDEs: [http://www.keil.com/arm/mdk.asp Keil MDK-ARM 4.03] oder neuer, [http://www.iar.com/en/Products/IAR-Embedded-Workbench/ IAR Embedded Workbench 5.xx] oder neuer sowie die [http://www.coocox.org/CooCox_CoIDE.htm CooCox CoIDE]
* [https://www.olimex.com/Products/ARM/JTAG/ Olimex] ARM-USB-OCD (ca. 60.-, hat zusätzlich einen Spannungsausgen und einen COM Port)
* [http://www.oocdlink.com/ OOCDLink]
* [https://github.com/texane/stlink Stlink]
* [http://www.randomprojects.org/wiki/Floss-JTAG FLOSS-JTAG]
* [http://capitanio.org/mlink/ Linux Demo Code für die Discovery's ST-Link Programmierung]

Der Controller hat auch einen fest eingebauten Boot-Lader. Damit läßt er sich auch über eine gewöhnliche serielle Schnittstelle programmieren, ohne dass man einen JTAG-Adapter benötigt. Dies erfordert ggf. entsprechende Konfiguration über die BOOTx-Pins und/oder die Option-Bytes.

=== Demo-Projekte ===

* Einführung in die GPIO Programmierung der STM32F10x und STM32F30x Prozessoren am Beispiel des STM32F3 Discovery Boards und Vergleich zur AVR IO Registerstruktur [http://www.mikrocontroller.net/topic/300472#new]
* [[prog_bsp_timer_1_timer2|Programmbeispiel für die Verwendung von Timer2 zusammen mit dem Interrupt]]
* [http://www.firefly-power.de/ARM/printf.html Printf() debugging mit minimalem Aufwand]
* [[STM32_BLDC_Control_with_HALL_Sensor|Programmbeispiel für BLDC Motoransteuerung (Timer 1) mit HALLSensor (Timer 3)]]
* [[Cortex_M3_OCM3U]]
* Martin Thomas hat ein umfangreiches Projekt erstellt, in der die Eclipse Einstellungen enthalten sind:
** [http://www.siwawi.arubi.uni-kl.de/avr_projects/arm_projects/arm_memcards/index.html "ChaN's FAT-Module with STM32 SPI"]
* [[STM32 USB-FS-Device Lib]]
* Modellbau-Sender auf STM32-Basis mit vielen Treibern [http://www.rcos.eu www.rcos.eu]
* Ausführliches [https://github.com/jkerdels/stm32edu Einstiegs-Tutorial] in Codeform für das [http://www.st.com/internet/evalboard/product/252419.jsp STM32F4 discovery board]
* [http://www.redacom.ch/keillab/ Schweizer Gondelbahnsteuerung über Webserver auf ETT STM32F ARM KIT Board in Keil RTOS] mit Webcam
* Die [http://ethernut.svn.sourceforge.net/viewvc/ethernut/trunk/ Ethernut SVN Version] unterstützt inzwischen viele STM32 Typen, viele Devices und einige STM32 Demoboards
* [http://mikrocontroller.bplaced.net/wordpress/?page_id=744 Uwe Becker's Libraries für den STM32F4]
* [http://mikrocontroller.bplaced.net/wordpress/?page_id=3290 Uwe Becker's STM32F429 Discovery Board Oszilloskop], hier der [http://www.mikrocontroller.net/topic/319831#new Thread]
* [http://mikrocontroller.bplaced.net/wordpress/?page_id=3424 Uwe Becker's STM32F429 Discovery Board ZX-Spectrum Emulator]

== Debug- und Trace-Interface (CoreSight™ Debug and Trace Technologie)==

Übersicht über beide Funktionalitäten und den Schnittstellen:
http://www.keil.com/support/man/docs/ulink2/ulink2_cs_core_sight.htm

Die Coresight-Debug-Architektur ermöglicht ein nicht-invasives Debugging, d.h. es können während des Betriebes (meistens) ohne Beeinflussung des Prozessors Daten vom Speicher gelesen und in selbigen geschrieben werden.

=== Debugger Funktionen ===

Der Debugger-Teil besitzt drei Funktionen:
* Run Control: z.B. Programm-Start, Stopp und Einzel-Schritte.
* (Program) Break Points: Ein Programm hält an, wenn der Programm Counter eine bestimmte Programm-Adresse erreicht.
** Die maximale Anzahl der gleichzeitig möglichen Break Points ist begrenzt (z.B. 6 bei einem STM32).
** Die Anzahl der Break Points ist nahezu unbegrenzt, wenn ein Debugger über den Memory Access (s.u.) sogenannte Flash Break Points unterstützt. Dabei wird ein geladenes Programm im Flash umprogrammiert, um den Debugger anzuhalten. Diese Funktionalität ist meistens ein kostenpflichtiges Zusatz-Feature des Debugger-Herstellers.
** Beinhaltet keine Data Watch Funktionalität, welche im Trace-Teil (DWT) realisiert wird.
* Memory Access: Lesen und Schreiben von Speicheradressen.
** Diese Funktionalität beinhaltet keine direkte Flash-Programmierung. Der Programmiervorgang für einen Flash ist herstellerspezifisch und muss von dem verwendeten Debugger unterstützt werden.

=== Trace Funktionen ===
Die Trace-Funktionalität wird in drei Funktionen aufgeteilt:
* ETM (Embedded Trace Macrocell): Optional, nicht jede CPU besitzt diese Hardware (Kostenfaktor, Austattung).
* ITM (Instrumentation Trace Macrocell): Über diesen Kanal kann ein vereinfachtes Trace des Core ermöglicht werden, sowie "printf-ähnlich" Daten über den ITM Channel 0 geschickt und im Debugger ausgegeben werden.
* DWT (Data Watchpoint & Trace Unit):
** Data Watch: 4 Access-Break-Points ( z.B. der Debugger bleibt stehen, wenn das Programm auf einen Speicher zugreift oder der Wert einer Variablen einen bestimmten Wert annimmt).
** Trace Unit: Programmverlauf (durch Lesen des Program Counters) und Interrupt Aufrufe verfolgen, sowie Zeitmessungen.

Einige der Trace-Funktionalitäten können über die JTAG-Schnittstelle angesprochen werden. Die schnelle Trace-Funktionalität (mit 4 bit Parallel-Port) steht nur mit der erweiterten DEBUG + ETM Schnittstelle zur Verfügung. Im Gegensatz zum Debugger-Teil (Run Control, Break Points und Memory Access) werden Trace-Funktionen nicht von allen Debuggern unterstützt. Debugger mit der vollen Trace-Funktionalität kosten deutlich mehr.

* Beispiele für Trace-Port-Aktivierungen für verschiedene Hersteller: http://www.keil.com/support/man/docs/jlink/jlink_capture_tracedata.htm

Die Aktivierung des parallelen Trace-Ports erfordert, je nach CPU Hersteller, zusätzliche Debugger-Makros für die Aktivierung und Port-Freischaltung. Zusätzlich sind die Schnittstellenauswahl und Einstellung (Frequenzen) im Entwicklungs-Tool (IDE) wichtig, um erfolgreich den Programm-Verlauf "tracen" zu können.

=== Debug und Trace-Schnittstellen ===
Als Debug Interface stehen zwei Varianten zur Auswahl:
* [[JTAG]]: Dafür sind mindestens 6 Steuerleitungen nötig. Unterstützt Device Chaining: Mehrere verbundene Geräte können mit einem Debugger/Programmer gleichzeitig angesteuert werden.
* SWD (Serial Wire Debug): Hier mindestens 2 Steuerleitungen (3 mit SWO, zzgl GND und 3,3V). Die SWD Schnittstelle ist in der Regel schneller und kann auch Funktionen aus dem Trace-Teil beinhalten (z.B. ITM, dafür wird der SWO-Pin benötigt). Device Chaining ist mit dieser Schnittstelle nicht möglich.

Standard-JTAG Steckerbelegungen:
http://www.keil.com/support/man/docs/ulink2/ulink2_hw_connectors.htm

=== Der 10polige JTAG-Stecker von mmvisual ===
mmvisual hat mit dieser Steckerbelegung die Standard JTAG Schnittstelle erweitert:

Ich habe diesen Part in den Artikel [http://www.mikrocontroller.net/articles/JTAG#Der_10-polige_JTAG_Stecker_von_mmvisual JTAG] verschoben.
Hinzu gekommen ist die Adapterplatine 10-Polig auf Standard JTAG 20 Polig mit TTL/V24 Wandler. [http://www.mikrocontroller.net/articles/JTAG#Die_Adapterplatine Siehe hier.]

== Hardware-Beschaltung ==

Der STM32 benötigt für den Betrieb nur (Minimalbeschaltung):

* VCC 2..3,3V (je nach Typ)
* AVCC 2..3,3V (sehr wichtig, der STM32 lässt sich ohne diese Spannung nicht programmieren)
* GND
* Reset Pin 100nF nach GND (ein Pull-Up Widerstand von ca. 40k ist intern vorhanden)
* [[#Bootmodi|Boot-Pins]]

ansonsten nur ein paar einzelne Cs 100nF an VCC/GND.

Um Programmieren zu können wird entweder noch die serielle Schnittstelle (Programmieren über den vorprogrammierten Bootloader) oder JTAG oder die SWD Schnittstelle benötigt.

=== Bootmodi ===
Unterschiedliche Bootmodi lassen sich mittels der PINs BOOT0 und BOOT1 auswählen . Siehe Application Note [https://my.st.com/public/STe2ecommunities/mcu/Lists/cortex_mx_stm32/Attachments/18225/AN2606.pdf AN2606]. Ausser F1 besitzen neuere Familien ein SYSCFG_MEMR Register. In dieses Register kann man die gewünschten Boot0/1 Werte schreiben und nach einem Core-Reset (!= System_Reset) startet der Prozessor im gewünschten Mode. Eine Neu- bzw. Deinitialisierung der Peripherie empfiehlt sich!

==== Boot from FLASH ====
Startadresse wird von 0x08000004 geladen
BOOT0 Lo
BOOT1 X

==== Boot from SRAM ====
PC Startadresse wird an 0x200001E0 direkt angesprungen.
BOOT0 Hi
BOOT1 Hi
Da der interne FLASH der stm32f1x laut Datenblatt nur für 1000 Schreibvorgänge ausgelegt ist, kann mittels BOOT0 (High) und BOOT1 (High) auch aus dem zuvor mit dem Debugger (JTAG/SWD) beschriebenen SRAM booten.
Hierbei gilt zu beachten:
VTOR auf die NVIC Tabelle im SRAM vor dem auslösen des ersten Interrupts remappen.

Um ein vergleichbares Startverhalten zum FLASH zu erreichen, empfiehlt es sich,
0xF1E0F85F an 0x200001E0 zu schreiben. Diese implizite Ausführung von "ldr.w pc,
[pc, #-0x01E0]" beim Start erzwingt ein laden der Startadresse von 0x20000004.

==== Boot from SYSMEM (RS232, CAN und USB) ====
PC Startadresse wird von 0x1FFFF004 geladen
BOOT0 Hi
BOOT1 Lo

Ab F2 gibt es auch ein SYSCFG_MEMRMR Register. Schreibt man hier den Wert für "System Flash" und macht einen Corereset (keinen Systemreset), so landet ,man auch im Bootloader, unabhängig von dem wert der Boot Pins.

Auch ohne JTAG lässt sich ein STM32 programmieren (Bootloader-Aktivierung). Dabei stehen, je nach CPU-Typ, verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung:
* RS-232 (bisher alle STMs)
* USB (alle USB fähigen CPUs > F103)
* CAN (wie USB nur in bestimmten MCUs)

3 zusätzliche Verbindungen müssen auf dem Board gepatcht werden. Für einen Test geht es auch mit Tastern für RESET und BOOT0. 
RESET=RTS (L-aktiv) 
BOOT0=DTR (H-aktiv) 
BOOT1=LOW 

Details sind hier im Forum: [http://www.mikrocontroller.net/topic/141711 STM32 Programmiertool]

Tools für den Download über den STM32-Bootlaoder:
* [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/PF257525 STSW-MCU005 STM32 and STM8 Flash loader demonstrator]
* [https://code.google.com/p/stm32flash/ Open source flash program for the STM32 ARM processors using the ST serial bootloader (for Linux)]

== Bewertung ==
=== Vorteile ===

'''Vorteile gegenüber ARM7:'''

* Interrupt-Controller jetzt Teil des Prozessors (als Core Peripheral), die Vector Table ist jetzt eine echte Vektortabelle, keine Sprungliste wie bei ARM7. Durch Automatismen zwischen Core und NVIC (auto register save r0..r3, lr, sp, pc) bei Interrupt Entry wird eine deutlich schnellere Ausführungszeit bei Interrupts erreicht. Der Interrupt Code muss sich nicht mehr selbst um die Sicherung der o.g. Register kümmern und eine besondere Konfiguration der Handler im Compiler entfällt. Sind vor Beendigung einer ISR (d.h. Rücksprung zum User Code) weitere Interrupts pending, so werden diese ausgeführt, ohne dass eine komplette pop-push-sequenz der Register notwendig ist. Schön beschrieben ist es hier im [http://www.hitex.com/fileadmin/pdf/insiders-guides/stm32/isg-stm32-v18d-scr.pdf Insider's Guide] unter 2.4.5 / Seite 20.
* Thumb-2 Befehlssatz, deutlich schneller als Thumb-1 und ebenso kompakt
* Weniger Pins für Debugging benötigt durch SWD
* Mehr Hardware Breakpoints machen debuggen einfacher
* Software ist einfacher weil die Umschaltung zwischen ARM Mode und Thumb Mode wegfällt

'''Vorteile gegenüber LPC1700 und LPC1300:'''

* Flexiblere Gehäuseformen mit mehr Peripherie bei kleinen Gehäusen
* FW-Lib für alle STM32 gleich, alle AppNotes/Demos beziehen sich auf diese eine FW-Lib was die Entwicklung der eigenen Applikation sehr beschleunigt.
* Genauerer und flexiblerer ADC, insbesondere gegenüber LPC1300
* Flexiblere Varianten der Peripherie >> bei weniger einen deutlichen Preisvorteil
* ab 0,85 EUR (Stand 2010) Allerdings gibts den LPC1100 mit Cortex-M0 schon ab 0,65 $!

'''Vorteile gegenüber SAM3/4:'''

* Fast alle Pins sind 5-Volt tolerant.

'''Vorteile gegenüber anderen "Kleinen" wie z.B. PIC, Atmel usw.'''
* nahezu gleicher Preis bei Hobby Anwendungen
* 32 Bit ohne Umwege in Assembler rechenbar
* Schnelle direkte Offset-Adressierung ermöglich effizienten Zugriff auf Stack-Variablen, lokal gespeicherte Flash-Konstanten, struct/Array-Elemente
* Einfache einheitliche Adressierung des gesamten Adressraums, d.h. Pointer auf Peripherieregister, RAM & Flash können exakt gleich behandelt werden, keinerlei Banking/Umschalt-Mechanismen erforderlich auch bei großem Flash/RAM
* Interrupt-Prioritäten und Prioritätsgruppen
* Effiziente Pointerarithmetik da Registerbreite=Adressbreite
* bessere Peripherie wie USB, Ethernet, Vielzahl an Timern
* der ARM-Core hat eine höhere Taktfrequenz und kann gleichzeitig mehr in weniger Takten berechnen
* Hardware-Division, bei einigen FPU zur effizienten float-Berechnung
* Mit größerem Flash/RAM verfügbar
* Code kann direkt aus dem RAM ausgeführt werden, Speicherschutz und privilegierter Ausführungsmodus können "Kernel"- vor "Anwendungs"-Code schützen, somit wird das dynamische Nachladen von Anwendungen aus externem Speicher effizient & sicher möglich
* ... und weitere 1000 Punkte ...

'''Links'''
* [http://www.arm.com/files/pdf/ARM_Microcontroller_Code_Size_%28full%29.pdf Code Size Analyse zwischen verschiedenen µC]

=== Nachteile ===

'''Nachteil gegenüber LPC1700:'''
* STM32F1xx: nur 72 MHz statt 100 MHz (LPC1759: 120 MHz) Taktfrequenz; STM32F2xx hat diesen Nachteil nicht (ebenfalls 120MHz, STM32F4xx mit 180MHz)
* Der LPC1700 besitzt deutlich mehr Mechanismen, um die Auswirkung der Waitstates des Flash-ROMs auf Code- und Datenzugriffe zu reduzieren und das bedeutet mehr Performance bei gleicher Taktfrequenz. Beim STM32F2 entfällt dieser Nachteil wohl aufgrund des ART Accelerators.
* Alle LPC1xxx haben 32 Bit Timer. Bei den STM32 haben das nur die STM32F2xx (2 Stück)
* I2S Einheit von ST hat keinen FIFO und im 24/32Bit Modus müssen 2x16Bit Halbwörter übertragen werden. Wobei allgemein bei neuen ARM Prozessoren die vorhandenen DMA-Kanäle (basierend auf eigenen BUS-Kanälen und Speicherzugriffen) FIFO in beliebiger Größe bedeutet.

'''Nachteil für Hobby-Anwender'''

* Nicht direkt "Steckbrettauglich", da kein DIL Gehäuse verfügbar. Der ebay-Shop dipmicro führt jedoch sehr günstige Lötadapter für Umsetzung von LQFP48 auf DIP48. QFP64 in 0.5mm Pinabstand und nicht 0.8mm wie AVR. Von NXP gibt es Cortex-M0 µC im DIL Gehäuse.

* Viel Peripherie, Clocks müssen alle richtig eingestellt werden, ggf. Anpassung des Startup Codes usw.

'''

== Errata, Tipps und Tricks ==
=== Hardware ===
* AD-Wandler PA0: Im Errata steht, dass hier Fehler in der Wandlung entstehen könnten, also einen anderen Pin verwenden.
* CAN-Bus PD0/PD1: Remap geht erst ab der 100-Pin-Version. Steht im RM0008 unter 9.3.3.: "CAN1 alternate function remapping". Alle Infos von RM0008 9.3.x sind interessant
* CAN und USB sind bei der F1 Serie nur bei der "◦Connectivity-Line" gleichzeitig nutzbar. Siehe Datenblätter.
* Mit internem RC-Oszillator kann die CPU mit maximal 64MHz betrieben werden. Mit einem externen Quarz sind dann 72MHz möglich.
* Für USB Betrieb muss die CPU mit 48MHz oder 72MHz betrieben werden (bei STM32F1xx).
* Der Idle Interrupt vom Usart wird zwar ausgelöst, aber nicht vom entsprechenden Statusflag angezeigt
* Der DMA fängt beim aktivieren immer von vorn an zu zählen, auch wenn er nur kurz angehalten wurde
* STM32F2xx hat kein Flash Size Register, bei STM32F4xx ist zwar ein flash Size Register beschrieben, kollidiert aber in der Adresse mit einem anderen Register
* Derivate mit internem EEPROM und nur einer Speicherbank haben das "Feature" bei write/erase des Data-Flashes (EEPROM) einen kompletten stall der code execution zu verursachen (inkl. ISR's, DMA). Desgleichen bei write/erase des internen Flash (ISP-routinen, EEPROM-Emulation).
* Der I2C hat diverse Fehler, welche im Errata des jeweiligen Modells (z.B. [http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/errata_sheet/CD00238166.pdf STM32F105xx and STM32F107xx Errata sheet] ) zu finden sind. Workarounds hierzu finden sich in der Application Note [http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/application_note/CD00209826.pdf AN2824]. Am Besten benutzt man jedoch die I2C Communication peripheral application library (CPAL) von ST ([http://www.st.com/web/catalog/tools/FM147/CL1794/SC961/SS1743/PF258336 STSW-STM32127])
* [http://blog.frankvh.com/category/stm32/ weitere undokummentierte Features]
* Interrupt-Flags in Statusregistern der diversen Peripherals wie der Timer müssen zu '''Beginn''' (bzw. möglichst weit vor dem Return) der ISR zurückgesetzt werden, da die ISR sonst eventuell 2x ausgeführt wird ([http://www.mikrocontroller.net/topic/312393#new Siehe Forum]).

=== Software ===
==== GCC ====
Um den GCC direkt zu verwenden (zB. mit selbstgebautem makefile), falls man das nicht von einer Entwicklungsumgebung machen lässt, siehe zunächst [[ARM GCC]]. STM32-spezifisches ist:
* Wird die [[#.E2.80.8ESTM32_Standard_Peripheral_Library|STM32 Standard Peripheral Library]] und ein Quarz verwendet, so muss noch per Präprozessor-Definition die Frequenz des Quarzes angegeben werden mittels z.B. -DHSE_VALUE=8000000 für 8MHz (wie auf dem STM32F4 Discovery).

===== Startupcode & Linkerscript =====
* Damit der compilierte Code an den richtigen Stellen im Controller landet (d.h. dem Flash) muss man dem Linker ein Linkerscript mitgeben. Dies geht per "-T ''pfad_zum_linkerscript.ld''" an den Linker-Befehl. Im Archiv der [[#.E2.80.8ESTM32_Standard_Peripheral_Library|STM32 Standard Peripheral Library]] befindet sich ein Beispiel-Linkerscript für die Atollic TrueSTUDIO IDE, dieses kann direkt mit dem GCC verwendet werden. Beispielsweise für den STM32F4 befindet sich das Script im Pfad "/STM32F4xx_DSP_StdPeriph_Lib_V1.1.0/Project/STM32F4xx_StdPeriph_Templates/TrueSTUDIO/STM324x7I_EVAL/stm32_flash.ld" des Archives.
* Damit beim Starten die richtigen Initialisierungen vorgenommen werden (wie globale Variablen und bei C++ Konstruktoren globaler Objekt-Instanzen) muss als erstes ein Startupcode laufen, der dann die main()-Funktion aufruft. Der Startupcode ist meistens in Assembler geschrieben, C-Code ist aber auch möglich. Im Archiv der [[#.E2.80.8ESTM32_Standard_Peripheral_Library|STM32 Standard Peripheral Library]] befindet sich ein Beispiel-Startupcode für die Atollic TrueSTUDIO IDE, dieser kann direkt mit dem GCC verwendet werden. Beispielsweise für den STM32F4 befindet sich der Code in Assemblerform im Pfad "/STM32F4xx_DSP_StdPeriph_Lib_V1.1.0/Libraries/CMSIS/Device/ST/STM32F4xx/Source/Templates/TrueSTUDIO/startup_stm32f40xx.s" des Archives. Der Assemblercode kann per arm-none-eabi-as (Flags s.o.) assemblisiert werden, die resultierende .o -Datei normal mitgelinkt.

Zusammen bieten die beiden Dateien der Anwendung ein Standard-C-Interface, d.h. man kann wie gewohnt globale Variablen verwenden und seinen Code in die main()-Funktion schreiben.

=== Tipps für Umsteiger von Atmel/PIC/8051 ===
* Prozessortakt hat unterschiedliche Taktquellen und eine PLL.
* Alle Peripheriemodule haben einen extra Clock, den man aktivieren muss.
* Wenn man z.B. einen UART benutzen möchte, so muss man den Clock vom UART, Alternate Function IO (AFIO) und dem GPIO-Port aktivieren.
* Ansonsten hat man nahezu doppelt so viele Möglichkeiten in den Peripheriemodulen.
* Interrupt-Flags müssen in der ISR selber gelöscht werden
* Forum zu [http://www.mikrocontroller.net/topic/175888 Interrupts vs. Events]

=== Errata vom STM32F4xx die nicht im Errata von ST stehen ===
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/267439#2788478 Aktivieren von DMA], wenn mehr als 3 DMA Kanäle aktiviert werden, kann es sein dass die nicht alle korrekt bedient werden. Auch klappt der DMA mit dem FSMC nicht immer zuverlässig. [https://my.st.com/public/STe2ecommunities/mcu/Lists/cortex_mx_stm32/Flat.aspx?RootFolder=%2Fpublic%2FSTe2ecommunities%2Fmcu%2FLists%2Fcortex_mx_stm32%2FWarning%20limit%20simultaneous%20DMAs%20to%202&FolderCTID=0x01200200770978C69A1141439FE559EB459D7580009C4E14902C3CDE46A77F0FFD06506F5B&currentviews=811 siehe hier] [http://blog.frankvh.com/2012/01/13/stm32f2xx-stm32f4xx-dma-maximum-transactions/ und hier]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/260637#2700761 Nerviger Bug in "stm32f4xx.h"] Änderung Struktur GPIO_TypeDef
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/261690#2714754 Batterie wird leer gezogen], nur bei manchen Chips mit Rev. A
* [http://www.efton.sk/STM32/STM32F4xx_doc_errors.txt Liste von Dokumentations-Fehlern]

== Bezugsquellen ==

=== Controller ===

Versand Europaweit im endasmedia.ch Shop
* STM32F105 Controller für 2.50€ [http://shop.endasmedia.ch/index.php?id_product=8&controller=product&id_lang=1 shop.endasmedia.ch]

Versandhäuser für Privatpersonen
* [http://www.reichelt.de/STM-Controller/2/index.html?;ACTION=2;LA=2;GROUPID=2950; Reichelt]
* [http://darisusgmbh.de/shop/index.php?cat=c2692_ARM-Cortex.html Darisus]
* [http://www.hbe-shop.de HBE (Farnell Programm für Private)]
* [http://www.sander-electronic.de/be00069.html Sander]
* [http://www.tme.eu/de/katalog/index.phtml#cleanParameters%3D1%26search%3DSTM32F10%26bf_szukaj%3D+ TME]
* [http://teske-electronics.de/index.php?cPath=3_9_53 Teske electronics]
* [http://de.rs-online.com/web/c/halbleiter/prozessoren-und-mikrocontroller/mikrocontroller/?sort-by=default&sort-order=default&applied-dimensions=4294417325&lastAttributeSelectedBlock=4294425895 RS-Online]

Gewerblich liefern natürlich viele wie EBV, Mouser, Farnell, Digikey usw...

=== Evaluation Boards ===

* [http://shop.embedded-projects.net/index.php?module=artikel&action=gruppe&id=14 Im Shop von Embedded Projects]
* [http://www.watterott.com/de/Boards-Kits/ARM/ARM-Cortex-M3 Cortex M3 bei Watterott]
* [http://www.raisonance.com/~primer-starter-kits__microcontrollers__tool~tool__T018:4enfvamuxbtp.html Primer und Primer2 von Raisonance]
* [http://www.sander-electronic.de/es0028.html Sander Electronic]
* [http://www.mikrocontroller.net/articles/MP32F103-Stick:_Ein_Mini-Mikrocontroller-Board_mit_USB_und_bis_zu_4MB_Datenspeicher Artikel im Wiki, ARM mit USB und 4MB Speicher]
* [http://www.futurlec.com/STM32_Development_Board.shtml Futurlec Evalboard, ebenso Header-Board]
* [http://www.propox.com/products/t_174.html Propox, Header-Boards für 103R und 103V sowie Trägerplatine dafür]
* [http://www.mikrocontroller.net/articles/Cortex_M3_OCM3U Cortex M3 Artikel im Wiki]
* [http://olimex.com/dev/index.html STM32 bei Olimex]
* [http://de.farnell.com/jsp/displayProduct.jsp?sku=1824325&action=view&CMP=GRHS-1000962 STM32Discovery bei Farnell] Mikrocontroller Board (STM32F100RBT6B) mit onboard USB-Programming Interface für ca. 12,50€
* [http://www.de.rs-online.com/web/p/products/7458434/ STM32Discovery bei RS-Components] 12,65 € +MwSt.
* [http://www.segor.de/#Q=STM32 VL DISCOVERY] STM32 Discovery bei Segor
* [http://www.watterott.com/de/STM32F4Discovery STM32F4DISCOVERY] STM32F4 Cortex M4 Controller mit JTAG-Debugger auf der Platine bei Watterott für 16,66EUR.
* [http://www.conrad.de/ce/de/product/443910/ STM32F4 Discovery Kit bei Conrad] 17,11 €
* [http://www.mcu-raisonance.com/~open4-development-platform__microcontrollers__tool~tool__T018:g65gu6ghg2n.html/ Open 4 oder auch genannt Evo-Primer]
* [http://www.wayengineer.com/index.php?main_page=index&cPath=50_66&page=1&sort=3a WayEngineer]
* [http://thinkembedded.ch/ST-STMicroelectronics:::24.html Im Thinkembedded Shop] in der Schweiz / DiscoveryF4, div. ETT und Olimex Boarde ab 20,18 CHF / 16,15 EUR (inkl. MwSt.) zzgl. Versandkosten
* [http://shop.myavr.de/ARM-Produktlinie/STM32F4-Discovery.htm?sp=article.sp.php&artID=200072 Im myAVR Shop] DiscoveryF4 mit möglichem Zubehör 16,45 EUR (inkl. MwSt.) zzgl. Versandkosten
* [http://www.keil.com/boards/cortexm.asp Keil/ARM Demoboards]
* [http://www.phytec.de Phytec]
* [http://shop.myavr.de/index.php?sp=artlist_kat.sp.php&katID=37 verschiedene ARM Produkte und Erweiterungen bei myAVR]
* [http://re.reworld.eu/de/produkte/s64dil-405/index.htm S64DIL-405 STM32Fxxx ARM Cortex M3 Mikrocontrollermodul mit USB-Schnittstelle, Steckbretttauglich] (Leerplatine eignet sich auch für STM32F1xx Prozessoren.)

== Weblinks, Foren, Communities, Tutorials ==
* [http://www.mikrocontroller.net/articles/STM32_-_Einstieg_mit_Em::Blocks STM32 - Einstieg mit Em::Blocks Tutorial]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/173753 Diskussion zum Artikel]
* [http://www.mikrocontroller.net/forum/mikrocontroller-elektronik?filter=ARM*+STM32*+Cortex* Suche im Forum]
* [[STM32 für Einsteiger]]
* [[STM32 CooCox Installation]]
* [https://my.st.com/public/STe2ecommunities/mcu/Lists/ARM%20CortexM3%20STM32/AllItems.aspx Forum auf der ST Homepage]
* [http://www.stm32circle.com/hom/index.php STM32 Community]
*[http://joe-c.de/pages/posts/einstieg_mikrocontroller_stm32f103_101.php Einstieg: STM32board mit Kamera (deutsch)]
* [http://www.ebv.com/fileadmin/products/Press_Print/Brochures/Product_Brochures/EBV_Cortex%20Collection_V2.pdf Übersicht der Cortex Prozessoren und deren Hersteller (nicht nur ST, von EBV)]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/258652 Tutorial]
* [http://diller-technologies.de/stm32_wide.html STM32 Tutorial in Deutsch von Diller Technologies]
* [http://mySTM32.de STM32 C und C++ Tutorial in Deutsch ]
* [http://mikrocontroller.bplaced.net STM32F4 Quellcode-Librarys und CooCox-Projekte in Deutsch ]
* [http://myugl.de Tutorial für Grafik-Librarys und SiSy-Projekte in Deutsch ]
* [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/FM147/CL1794/SC961/SS1533/PF251717 MicroXplorer MCU graphical configuration tool ]
* [http://www.harerod.de/CoreMark_STM32.pdf Testbericht über CoreMark 1.0 auf Cortex-M3/M4 mit verschiedenen Compiler- und MCU-Einstellungen]
* [http://klaus4.blogspot.com/2014/05/stm32f4-discovery-mit-opensource.html STM32-Toolchain mit Eclipse CDT 4.3, GnuArmEclipse, OpenOCD 0.8.0, Gnu Arm GCC 4.8, STM32CubeMX]

<references/>
[[Kategorie:ARM]]
[[Kategorie:STM32]]
[[Kategorie:Mikrocontroller]]

STM32

2014-06-13T06:54:35Z

Mmvisual: /* Features */

STM32 ist eine Mikrocontroller-Familie von [http://www.st.com/mcu/inchtml-pages-stm32.html ST] mit einer 32-Bit [http://www.arm.com/products/processors/cortex-m/index.php ARM Cortex-M0/M3/M4] CPU. Diese Architektur ist speziell für den Einsatz in Microcontrollern neu entwickelt und löst damit die bisherigen ARM7-basierten Controller weitestgehend ab. Den STM32 gibt es von ST in unzähligen Varianten mit variabler Peripherie und verschiedenen Gehäusegrößen und -formen. Durch die geringe Chipfläche des Cores ist es ST möglich, eine 32 Bit-CPU für weniger als 1 € anzubieten.

[[Bild:stm32F103xc.png|thumb|right|340px|Blockdiagramm STM32F103xC/D/E]]

== STM32-Familien ==

Bisher gibt es sieben STM32-Familien:
* [http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1588.jsp STM32F0]
** Cortex M0
** Mikrocontroller zum Einstieg
** Bis 48MHz
* [http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1169.jsp STM32F1]
** Cortex M3
** Bis 72MHz
**Verschiedene Unterfamilien:
*** Connectivity line
*** Performance line
*** USB Access line
*** Access Line
*** Value line
* [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1575 STM32F2]
** Cortex M3
** Bis 120MHz
** Wie die STM32F1 Serie, Camera-Interface, 32-Bit Timer, Crypto-Engine...
* [http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1605.jsp STM32F3]
** Cortex M4F
** DSP und FPU
** Bis 72MHz
** Fast 12-bit 5 MSPS and precise 16-bit sigma-delta ADCs
** Touch sensing controller (TSC)
* [http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1521.jsp STM32F4]
** Cortex M4F
** DSP und FPU
** Bis 180MHz
** Bis zu 2MB Flash
* [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1295 STM32L1]
** Cortex M3
** Low Power
** mit LCD Treiber
** Bis 32MHz
* [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1581 STM32W]
** Cortex M3
** BIS 24MHz
** RF-MCU
[http://www.st.com/internet/mcu/class/1734.jsp Hier eine Übersicht zum Auswählen eines STM32Fxxx]

===Features===
* Cortex-M0 / Cortex-M3 / Cortex-M4F Kern (mit FPU)
* 16KB ... 2MB [[Flash-ROM]]
* 4KB ... 256KB [[Speicher#SRAM|SRAM]]
* 4KB [[Speicher#EEPROM|EEPROM]] (STM32L)
* SDRAM-Controller bei den [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1577/LN1806 STM32F42xxx und STM32F43xxx], bis 512 MByte externer SDRAM addressierbar
* 512 one-time programmable Bytes(STM32F2/4)
* [[IC-Gehäuseformen | Gehäuse]] 20 ... 216 Pins als TSSOP, QFN, LQFP und BGA
* Derzeit sind über '''370''' [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169 STM32 Derivate/Varianten verfügbar]
* Bis 72MHz CPU-Takt, bis 120MHz beim STM32F2xx, bis 168/180 MHz beim STM32F4xx, wobei eine spezielle prefetch-hardware bis 120/168 MHz eine Geschwindigkeit erzielen soll, die 0 Wait-States entspricht. Der CPU-Takt wird über einen Multiplikator aus dem internen RC-Takt oder einem externen Quarz-Takt abgeleitet.
* Externes Businterface (nur bei Gehäusen ab 100 Pin und nur bei STM32F4, STM32F2 und STM32F1 Performance line)
* LCD Treiber für 8x40 Punkte (nicht beim STM32F2xx)
* TFT Treiber bei STM32F429 / STM32F439
* Spannungsbereich 1,65 ... 3,6V, nur eine Betriebsspannung nötig
* Temperaturbereich bis 125 °C
* Bis zu 168 IOs, viele davon [[Pegelwandler|5V-tolerant]]
* Interner, kalibrierter RC-Oszillator mit 8MHz (16MHz bei STM32F2/F4xx)
* Externer Quarz
* Real Time Clock mit eigenem Quarz und separater Stromversorgung
* Bis zu 16 [[Timer]], je Timer bis zu 4 IC/OC/PWM Ausgänge. Davon 2x Motion Control Timer (bei STM32F103xF/G), (bis zu 32 PWM Ausgänge)
* Systick Counter
* Bis zu 3 12-Bit [[AD-Wandler]] mit insgesamt 24 AD-Eingängen, integrierter [[Temperatursensor]], Referenzspannung Vrefint und VBatt Spannungsmessung (STM32F4xx)
* Bis zu 2 12-Bit [[DA-Wandler]] (bis zu 3 beim STM32F3xx)
* Bis zu 2 [[DMA]] Controller mit bis zu 12 Kanälen (16 beim STM32F2/4xx)
* Bis zu 2x [[I2C|I²C]]
* Bis zu 5x [[UART|USART]] mit LIN, IrDA und Modem Control (bis zu 8 beim STM32F2/F4xx)
* Bis zu 3x [[SPI]] (bis zu 6 beim STM32F4xx)
* Bis zu 2x [[I2S|I²S]]
* Bis zu 2x [[CAN#STMicroelectronics STM32 (Cortex M3/M4)|CAN]]
* Hardware [[CRC]] Unit, bei der STM32F3xx Serie mit einem einstellbaren Polynom
* Unique device ID register (96 Bits)
* RNG - Random Number Generator (STM32F2/4xx)
* Cryptographic Processor (CRYP) (STM32F2/4xx)
* Hash Processor (HASH) (STM32F2/4xx)
* Kamera-Interface (DCMI) (STM32F2/4xx)
* [[USB]] 2.0 Full Speed / OTG
* [[USB]] 2.0 Hi Speed OTG mit extra PHY-Chip (STM32F2/4xx)
* SDIO Interface (z.B. SD-Card Reader)
* Ethernet
* Watchdog mit Window-Mode
* Jedes Peripheriemodul ist separat einschaltbar, wodurch sich erheblich [[Ultra low power|Strom sparen]] lässt
* [[JTAG]] und SWD (Serial Wire Debug) Interface
* Bis zu 6 Hardware-Breakpoints für Debuggen
* und vieles mehr . . .

== Struktur der Dokumentation: ==
Die Dokumentation der STM32 ist zwar umfangreicher und komplexer als z.B. die der [[AVR]], enthält aber dennoch alle nötigen Informationen. Sie teilt sich auf in mehrere Dokumente.
Als Beispiel der Dokumentation soll stellvertretend der [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1031/LN1565/PF164486 STM32F103RC] genannt werden. Die Seite von ST beinhaltet alle nötigen Informationen passend zu diesem Prozessor.

Diese Dokumente von ST beschreiben den Controller:

* Im [http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/datasheet/CD00191185.pdf STM32F103xC/D/E Datasheet] sind die speziellen Eigenschaften einer bestimmten Modellreihe beschrieben und die exakten Daten und Pinouts aufgeführt, sowie die Zuordnung Chipname - Flash/RAM-Größe. Die Peripheriemodule werden nur aufgeführt, nicht detailliert beschrieben.
* Im [http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/reference_manual/CD00171190.pdf Reference Manual (RM0008)] sind alle Peripheriemodule der jeweiligen STM32-Controllerfamilie im Detail beschrieben.
* Das [http://infocenter.arm.com/help/index.jsp?topic=/com.arm.doc.ddi0403c/index.html ARMv7M Architecture Reference Manual] beschreibt detailliert den Prozessorkern, wie das Exception Model, die CPU Instruktionen inklusive Encoding, etc.
* Das [http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/programming_manual/CD00228163.pdf STM32 Cortex-M3 Programming Manual] ist eine Zusammenfassung des ARMv7M Architecture Reference Manual bezogen auf die STM32.
* Wer nicht die ST Firmware-Library verwendet, der benötigt zusätzlich das [http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/programming_manual/CD00283419.pdf Flash Programming Manual] für die Betriebsart des Flash-ROMs, d.h. die frequenzabhängige Konfiguration der Waitstates.

Zusätzlich sollten auch die [http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/errata_sheet/CD00197763.pdf Errata Sheets] beachtet werden. Empfohlen sei auch die Appnote "[http://www.st.com/web/en/resource/technical/document/application_note/CD00164185.pdf AN2586 Getting started with STM32F10xxx hardware development]".
Die jeweiligen Dokumentations-PDFs sind auf der Produktseite von ST eines jeden Mikrocontrollers verlinkt.

== Hardware Zugriffs-Libraries ==
=== CMSIS ===

Die CMSIS (ARM® '''C'''ortex™ '''M'''icrocontroller '''S'''oftware '''I'''nterface '''S'''tandard) ist eine Library von ARM für den Zugriff auf die herstellerübergreifenden Funktionen des ARM-Cores. Hierzu gehört bei den Cortex-M4F-Cores auch die DSP und Floating-Point Funktionalität. Weiterhin existieren eine Zahl von Helferfunktionen für den NVIC, den Sys-Tick-Counter, sowie eine SystemInit-Funktion, welche sich um die PLL kümmert.

Im Rahmen des CMSIS-Standards ([http://www.onARM.com www.onARM.com]) wurden die Headerdateien standardisiert, der Zugriff auf die Register erfolgt per '''Peripheral->Register'''. Die CMSIS C-Dateien bzw. Header enthalten auch Anpassungen für die verschiedenen Compiler. Die Portierung eines Real-Time-Betriebsystems sollte unter Verwendung der CMSIS, für Chips der verschiedenen Hersteller, stark vereinfacht möglich sein (z.B. einheitliche Adressen für Core-Hardware/Sys-Tick-Counter).

Die CMSIS ist im Download der ‎STM32 Standard Peripheral Library enthalten. Die Compiler-Hersteller liefern eine jeweils zur ihrer Tool-Version passende bzw. geprüfte Library (incl. CMSIS) aus. Diese Libs können, gegenüber den Downloads beim Chip-Hersteller, auch ältere Version beinhalten.

=== ‎STM32 Standard Peripheral Library ===

ST bietet für jede Controller-Familie eine umfangreiche zur CMSIS passende Peripherie-Bibliothek. Alle Funktionen um die Peripherie zu benutzen sind gekapselt in einfache Strukturen und Funktionsaufrufe. Somit muss man sich nicht selbst um die Peripherie-Register kümmern. Diese Library und ihre Dokumentation setzen das grundlegende Verständnis der Funktion des jeweiligen Peripheriemoduls voraus, wie es die o.a. Referenz und diverse Appnotes vermitteln. Die Library beinhaltet außerdem für fast jede Peripherie mehrere Beispiele.
Für die USB Schnittstelle gibt es noch eine extra Library, genauso wie für Ethernet.

Auf der "Design Resources" Seite der Produktseite von ST eines jeden STM32 Mikrocontrollers kann die Library für den jeweiligen Controller heruntergeladen werden, z.B. [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/PF257890 hier für den o.g. STM32F103RC].

Library für STM32F4xx: [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/PF257901# STSW-STM32065 STM32F4 DSP and standard peripherals library]

== Programmierung ==
Zur Programmierung der STM32 gibt es verschiedene Möglichkeiten, sowohl kommerzielle proprietäre als auch mit Freier Software.

Der GCC (in seinen verschiedenen Binärdistributionen) ist der einzige ARM Compiler der [http://de.wikipedia.org/wiki/C%2B%2B11 C++11] unterstützt.

=== Freie Software/Freeware ===
==== Selber zusammenstellen ====
Man nehme...:
* Eine Entwicklungsumgebung nach Wahl:
** [http://www.eclipse.org Eclipse] mit [http://www.eclipse.org/cdt/ C/C++ Development Tooling] und [http://gnuarmeclipse.livius.net/blog/ GNU ARM Plug-in] (Bei Verwendung vom GCC-ARM-Embedded als Toolchain "Sourcery G++ Lite" auswählen, dieser sieht für eclipse gleich aus) (Linux, Windows)
** [http://netbeans.org/ Netbeans] mit [http://plugins.netbeans.org/plugin/37426/gdbserver GDBserver-Plugin] (Linux, Windows)
** [http://www.kdevelop.org/ KDevelop] (Linux)
** [http://www.geany.org/ Geany] (Linux, Windows)
** Oder ein einfacher Texteditor
* Einen C,C++ Compiler:
** Eine der [[ARM_GCC#GCC_Bin.C3.A4rdistributionen|GCC-Binärdistributionen]], siehe auch [[#GCC|GCC]] (je nach Distribution Linux, Windows)
* Programmiersoftware zum Flashen des Target:
** [http://openocd.sourceforge.net/ OpenOCD] unterstützt viele Debug/Programmier-Adapter (Linux, Windows)
** [https://github.com/texane/stlink Texane stlink] funktioniert gut mit den ST-Link Adaptern wie sie zB. auf den STM32 Discovery Boards zu finden sind (Linux)
** Turtelizer2 oder andere JTAG Programmieradapter
** Bei Verwendung eines Segger J-Link, den [http://www.segger.com/admin/uploads/productDocs/UM08005_JLinkGDBServer.pdf Segger GDB-Server] in Verbindung mit dem beim GCC mitgelieferten GDB (Linux, Windows)

==== Komplette IDE's ====
* [http://www.codesourcery.com/sgpp/lite_edition.html Codesourcery Lite Edition]
* [http://www.coocox.org/ Coocox Eclipse IDE] kostenlose IDE für STM32F0 / F1 / F4 Hilfreiche Infos gibt es im [http://www.mikrocontroller.net/topic/214719?goto=new#2228482 hier] und [http://www.mikrocontroller.net/topic/214719?goto=new#2229943 hier] Forum, Artikel: [[STM32 CooCox Installation]]
* [http://emide.org/ emIDE] kostenlose IDE die mit dem Segger J-LINK funktioniert.
* [http://www.emblocks.org EmBlocks] kostenlose IDE, Code::Blocks basiert, unterstützt STM32 L1/F0/F1/F2/F3/F4/W, integrierter Compiler (ARM-GCC), integrierter GDB Debugger, Jlink/ST-Link, System view (Peripherie Register anzeigen) beim Debuggen, Project Wizard (Eigene Wizards können mit Squirrel geschreiben werden), Basiert auf Code::Blocks, [http://www.mikrocontroller.net/articles/STM32_-_Einstieg_mit_Em::Blocks STM32 - Einstieg mit Em::Blocks]
* [http://www.seng.de/Anleitungen Eclipse IDE und integrierte Make Skripte] für STM32F1 unter GNU/Linux mit OpenOCD und Olimex ARM-USB-OCD-H

=== Kommerzielle Umgebungen ===

* [http://www.keil.com/arm/mdk.asp Keil µVision] (Demo max. 32KB Code): Die sehr komfortable µVison IDE ist neben dem ARM Compiler per Menue auch für einen beliebigen GNU-Compiler konfigurierbar. Damit besteht das 32k-Limit nur noch für den integrierten Debugger / Simulator. µVison selbst kann kostenlos mit dem MDK-Evaluationkit heruntergeladen werden. [https://www.keil.com/arm/demo/eval/arm.htm#DOWNLOAD download]
* [http://www.iar.com/en/Products/IAR-Embedded-Workbench/ IAR-Embedded-Workbench] (Demo max. 32KB Code) [http://supp.iar.com/Download/SW/?item=EWARM-EVAL download]
* [http://www.isystem.com/products/itag winIDEAiTag] Keine Code Limitierung, GCC und Testwerkzeug beinhaltet. Läuft mit dem iTag Adapter.
* [http://www.raisonance.com Raisonance Ride7] (GCC Compiler, kostenlose Version auf Debugging von max. 32KB Code limitiert, keine Limitierung beim Complilieren)
* [http://www.atollic.com Atollic] (Lite Version (bis V2.3.0) ohne Code-Limit, auf GCC basierend. Die neueste Version ab V3 hat fast keine Beschränkungen mehr außer jetzt einen Code-Limit von 32kB. Außerdem werden jetzt die meisten ARM Familien unterstützt. )
* [http://www.rowley.co.uk/arm/ Rowley Crossworks] (Demo 30 Tage unbeschränkt, 150$ für nichtkommerzielle Nutzung, auf GCC basierend)
* [http://www.code-red-tech.com Code Red] (GCC basierend)
* [http://www.sisy.de/index.php?id=17&no_cache=1 SiSy ARM oder SiSy Micrcontroller++] (Demo verfügbar keine Gößenbegrenzung, basiert auf GNU-Compiler, grafische Programmierung mit UML möglich, integrierter Debugger)
* [http://www.comsytec.eu/epsdebugger.php EPS Debugger Plugin, für STM32 Development mit Code::Blocks]
* [http://www.mikroe.com MikroE bietet neben Pascal auch C mit kompletter Oberfläche mit Compiler etc. pp relativ günstig]

=== Tutorials für diverse Tool-Kombinationen ===
[[STM32 Eclipse Installation|Windows,Linux, Eclipse + Yagarto/CodeSourcery + OpenOCD/ST-Link]]

* Windows
** Eclipse
*** [http://www.mikrocontroller.net/topic/216554 Windows, Eclipse, codesourcery, st-link ]
*** [http://www.firefly-power.de/ARM/debugging.html Eclipse Plugin "GDB Hardware Debugging" mit OpenOCD]
** Code::Blocks
*** [http://www.mikrocontroller.net/topic/265600 Windows, Code::Blocks, STM32F4]
** STM32 mit EmBlocks
*** [http://www.emblocks.org/web/downloads-main Download EmBlocks]
*** [https://www.youtube.com/watch?v=coHPJylnzC8 Video STM32 Project Wizzard in EmBlocks]
** Atollic TrueSTUDIO
*** [[STM32 LEDBlinken AtollicTrueStudio|Atollic TrueSTUDIO Installation + Demo]]
** MDK-ARM Lite mit Einstellungen für STM32F0/F4-Discovery Board
*** [https://www.keil.com/demo/eval/arm.htm KEIL MDK-ARM Download]
*** [https://www.youtube.com/watch?v=RXOOxby5nns&list=PL6-W3FoUyb48WFI5PQv3SDJj2G1t2FonV&index=1 Installations Video STM32F4 Discovery Board]
*** [https://www.youtube.com/watch?annotation_id=annotation_203294&feature=iv&index=4&list=PL6-W3FoUyb48WFI5PQv3SDJj2G1t2FonV&src_vid=sN4gDZ7H8gw&v=BeZcQjXxk9A Einstellungen STM32F0 Discovery Board Video]
** SiSy ARM, STM32
*** Download: [http://www.sisy.de/index.php?id=59 SiSy DEMO] kein Begrenzung der Codegröße
*** [http://www.youtube.com/watch?v=84Y3jYLWYpo Videobeispiel]
** Microsoft Visual Studio
*** [http://visualgdb.com/tutorials/arm/stm32/f4_discovery/ "STM32F4-Discovery tutorial with Visual Studio"]
* Ubuntu
** [http://www.seng.de/Anleitungen Eclipse IDE] für STM32F1 unter GNU/Linux mit OpenOCD und Olimex ARM-USB-OCD-H. Integrierte Make files, Linker Skripte und Startup-Code.
** [http://fun-tech.se/stm32/index.php Ubuntu, Selbstcompilierter GCC, STM32/Cortex-M3]
** [http://thetoolchain.com The ToolChain] - Automatisch installierende Entwicklungsumgebung mit eigenen und externen Treibern, Unterstützt QtCreator als IDE, Flexibel erweiterbar über Shellskripte

* [http://www.mikrocontroller.net/topic/214719 Tipps für Installation mit Eclipse]

===Programmieradapter===
* [http://www.segger.com/jlink-model-overview.html SEGGER J-LINK / J-TRACE] für u.a. alle ARM7/9/11, Cortex-M0/M1/M3/M4/A5/A8/A9/R4 als [http://www.segger.com/cms/j-link-edu.html NonComercial] J-LINK-EDU für ca. 60,- zu haben, läuft in µVision, IAR, GDB (Linux & Windows über einen eigenen [http://www.segger.com/admin/uploads/productDocs/UM08005_JLinkGDBServer.pdf GDB-Server]), Keil, ...
* Keil [http://www.keil.com/ulinkme/ ULINK-ME], [http://www.keil.com/arm/ulink2/ ULINK2], [http://www.keil.com/arm/ulinkpro/ ULINK pro]
* [http://www.st.com/internet/evalboard/product/219866.jsp ST-LINK], [http://www.st.com/internet/evalboard/product/251168.jsp ST-LINK/V2]
* Jedes STM32 Discovery board hat einen ST-Link für Programmierung/Debugging per SWD on-board, welcher auch für eigene STM32 Target Hardware benutzt werden kann (ca. 12,- bis 19,-€, je nach Typ).
* [http://www.raisonance.com/~rlink-debugger-programmer__microcontrollers__tool~tool__T018:4cn9ziz4bnx6.html Raisonance RLink]
* [http://www.amontec.com Amontec] (Achtung: keine Reaktion auf Bestellung, Telefon, Email...)
* [http://www.hjtag.com H-JTAG] Personal Edition für ca. 60,- zu haben, läuft mit ADS, SDT, IAR, Vision und RVDS
* [http://www.isystem.com/products/itag iTag] für 50.- bei Amazon zu bestellen, oder als Eigenbau version (offenes Design) läuft mit der freien winIDEAiTag version (siehe oben)

In der Regel haben die [[JTAG]] Adapter einen 20-Poligen Stecker, den man direkt auf die Demo-Boards, die auch einen 20-Poligen [[JTAG]]-Anschluss haben, einstecken kann. Die Pinbelegung ist genormt, siehe Artikel [[JTAG]]. Die Discovery-Boards haben keinen seperaten JTAG-Stecker, aber zumindest für das STM32F4 Discovery kann man sich leicht einen Adapter Pinheader->JTAG Stecker selber bauen.

Andere [[JTAG]] Adapter wie z.B. der ULink von Keil funktionieren nur mit dem Keil Compiler.

===Programmieradapter Open-Source===

* [https://www.olimex.com/Products/ARM/JTAG/ARM-JTAG-COOCOX/ ARM-JTAG-COOCOX], CoLinkEX Nachbau von Olimex, unterstützt JTAG sowie SWD
** [http://www.coocox.org/colinkEx.htm unterstützte uC]
** unterstütze IDEs: [http://www.keil.com/arm/mdk.asp Keil MDK-ARM 4.03] oder neuer, [http://www.iar.com/en/Products/IAR-Embedded-Workbench/ IAR Embedded Workbench 5.xx] oder neuer sowie die [http://www.coocox.org/CooCox_CoIDE.htm CooCox CoIDE]
* [https://www.olimex.com/Products/ARM/JTAG/ Olimex] ARM-USB-OCD (ca. 60.-, hat zusätzlich einen Spannungsausgen und einen COM Port)
* [http://www.oocdlink.com/ OOCDLink]
* [https://github.com/texane/stlink Stlink]
* [http://www.randomprojects.org/wiki/Floss-JTAG FLOSS-JTAG]
* [http://capitanio.org/mlink/ Linux Demo Code für die Discovery's ST-Link Programmierung]

Der Controller hat auch einen fest eingebauten Boot-Lader. Damit läßt er sich auch über eine gewöhnliche serielle Schnittstelle programmieren, ohne dass man einen JTAG-Adapter benötigt. Dies erfordert ggf. entsprechende Konfiguration über die BOOTx-Pins und/oder die Option-Bytes.

=== Demo-Projekte ===

* Einführung in die GPIO Programmierung der STM32F10x und STM32F30x Prozessoren am Beispiel des STM32F3 Discovery Boards und Vergleich zur AVR IO Registerstruktur [http://www.mikrocontroller.net/topic/300472#new]
* [[prog_bsp_timer_1_timer2|Programmbeispiel für die Verwendung von Timer2 zusammen mit dem Interrupt]]
* [http://www.firefly-power.de/ARM/printf.html Printf() debugging mit minimalem Aufwand]
* [[STM32_BLDC_Control_with_HALL_Sensor|Programmbeispiel für BLDC Motoransteuerung (Timer 1) mit HALLSensor (Timer 3)]]
* [[Cortex_M3_OCM3U]]
* Martin Thomas hat ein umfangreiches Projekt erstellt, in der die Eclipse Einstellungen enthalten sind:
** [http://www.siwawi.arubi.uni-kl.de/avr_projects/arm_projects/arm_memcards/index.html "ChaN's FAT-Module with STM32 SPI"]
* [[STM32 USB-FS-Device Lib]]
* Modellbau-Sender auf STM32-Basis mit vielen Treibern [http://www.rcos.eu www.rcos.eu]
* Ausführliches [https://github.com/jkerdels/stm32edu Einstiegs-Tutorial] in Codeform für das [http://www.st.com/internet/evalboard/product/252419.jsp STM32F4 discovery board]
* [http://www.redacom.ch/keillab/ Schweizer Gondelbahnsteuerung über Webserver auf ETT STM32F ARM KIT Board in Keil RTOS] mit Webcam
* Die [http://ethernut.svn.sourceforge.net/viewvc/ethernut/trunk/ Ethernut SVN Version] unterstützt inzwischen viele STM32 Typen, viele Devices und einige STM32 Demoboards
* [http://mikrocontroller.bplaced.net/wordpress/?page_id=744 Uwe Becker's Libraries für den STM32F4]
* [http://mikrocontroller.bplaced.net/wordpress/?page_id=3290 Uwe Becker's STM32F429 Discovery Board Oszilloskop], hier der [http://www.mikrocontroller.net/topic/319831#new Thread]
* [http://mikrocontroller.bplaced.net/wordpress/?page_id=3424 Uwe Becker's STM32F429 Discovery Board ZX-Spectrum Emulator]

== Debug- und Trace-Interface (CoreSight™ Debug and Trace Technologie)==

Übersicht über beide Funktionalitäten und den Schnittstellen:
http://www.keil.com/support/man/docs/ulink2/ulink2_cs_core_sight.htm

Die Coresight-Debug-Architektur ermöglicht ein nicht-invasives Debugging, d.h. es können während des Betriebes (meistens) ohne Beeinflussung des Prozessors Daten vom Speicher gelesen und in selbigen geschrieben werden.

=== Debugger Funktionen ===

Der Debugger-Teil besitzt drei Funktionen:
* Run Control: z.B. Programm-Start, Stopp und Einzel-Schritte.
* (Program) Break Points: Ein Programm hält an, wenn der Programm Counter eine bestimmte Programm-Adresse erreicht.
** Die maximale Anzahl der gleichzeitig möglichen Break Points ist begrenzt (z.B. 6 bei einem STM32).
** Die Anzahl der Break Points ist nahezu unbegrenzt, wenn ein Debugger über den Memory Access (s.u.) sogenannte Flash Break Points unterstützt. Dabei wird ein geladenes Programm im Flash umprogrammiert, um den Debugger anzuhalten. Diese Funktionalität ist meistens ein kostenpflichtiges Zusatz-Feature des Debugger-Herstellers.
** Beinhaltet keine Data Watch Funktionalität, welche im Trace-Teil (DWT) realisiert wird.
* Memory Access: Lesen und Schreiben von Speicheradressen.
** Diese Funktionalität beinhaltet keine direkte Flash-Programmierung. Der Programmiervorgang für einen Flash ist herstellerspezifisch und muss von dem verwendeten Debugger unterstützt werden.

=== Trace Funktionen ===
Die Trace-Funktionalität wird in drei Funktionen aufgeteilt:
* ETM (Embedded Trace Macrocell): Optional, nicht jede CPU besitzt diese Hardware (Kostenfaktor, Austattung).
* ITM (Instrumentation Trace Macrocell): Über diesen Kanal kann ein vereinfachtes Trace des Core ermöglicht werden, sowie "printf-ähnlich" Daten über den ITM Channel 0 geschickt und im Debugger ausgegeben werden.
* DWT (Data Watchpoint & Trace Unit):
** Data Watch: 4 Access-Break-Points ( z.B. der Debugger bleibt stehen, wenn das Programm auf einen Speicher zugreift oder der Wert einer Variablen einen bestimmten Wert annimmt).
** Trace Unit: Programmverlauf (durch Lesen des Program Counters) und Interrupt Aufrufe verfolgen, sowie Zeitmessungen.

Einige der Trace-Funktionalitäten können über die JTAG-Schnittstelle angesprochen werden. Die schnelle Trace-Funktionalität (mit 4 bit Parallel-Port) steht nur mit der erweiterten DEBUG + ETM Schnittstelle zur Verfügung. Im Gegensatz zum Debugger-Teil (Run Control, Break Points und Memory Access) werden Trace-Funktionen nicht von allen Debuggern unterstützt. Debugger mit der vollen Trace-Funktionalität kosten deutlich mehr.

* Beispiele für Trace-Port-Aktivierungen für verschiedene Hersteller: http://www.keil.com/support/man/docs/jlink/jlink_capture_tracedata.htm

Die Aktivierung des parallelen Trace-Ports erfordert, je nach CPU Hersteller, zusätzliche Debugger-Makros für die Aktivierung und Port-Freischaltung. Zusätzlich sind die Schnittstellenauswahl und Einstellung (Frequenzen) im Entwicklungs-Tool (IDE) wichtig, um erfolgreich den Programm-Verlauf "tracen" zu können.

=== Debug und Trace-Schnittstellen ===
Als Debug Interface stehen zwei Varianten zur Auswahl:
* [[JTAG]]: Dafür sind mindestens 6 Steuerleitungen nötig. Unterstützt Device Chaining: Mehrere verbundene Geräte können mit einem Debugger/Programmer gleichzeitig angesteuert werden.
* SWD (Serial Wire Debug): Hier mindestens 2 Steuerleitungen (3 mit SWO, zzgl GND und 3,3V). Die SWD Schnittstelle ist in der Regel schneller und kann auch Funktionen aus dem Trace-Teil beinhalten (z.B. ITM, dafür wird der SWO-Pin benötigt). Device Chaining ist mit dieser Schnittstelle nicht möglich.

Standard-JTAG Steckerbelegungen:
http://www.keil.com/support/man/docs/ulink2/ulink2_hw_connectors.htm

=== Der 10polige JTAG-Stecker von mmvisual ===
mmvisual hat mit dieser Steckerbelegung die Standard JTAG Schnittstelle erweitert:

Ich habe diesen Part in den Artikel [http://www.mikrocontroller.net/articles/JTAG#Der_10-polige_JTAG_Stecker_von_mmvisual JTAG] verschoben.
Hinzu gekommen ist die Adapterplatine 10-Polig auf Standard JTAG 20 Polig mit TTL/V24 Wandler. [http://www.mikrocontroller.net/articles/JTAG#Die_Adapterplatine Siehe hier.]

== Hardware-Beschaltung ==

Der STM32 benötigt für den Betrieb nur (Minimalbeschaltung):

* VCC 2..3,3V (je nach Typ)
* AVCC 2..3,3V (sehr wichtig, der STM32 lässt sich ohne diese Spannung nicht programmieren)
* GND
* Reset Pin 100nF nach GND (ein Pull-Up Widerstand von ca. 40k ist intern vorhanden)
* [[#Bootmodi|Boot-Pins]]

ansonsten nur ein paar einzelne Cs 100nF an VCC/GND.

Um Programmieren zu können wird entweder noch die serielle Schnittstelle (Programmieren über den vorprogrammierten Bootloader) oder JTAG oder die SWD Schnittstelle benötigt.

=== Bootmodi ===
Unterschiedliche Bootmodi lassen sich mittels der PINs BOOT0 und BOOT1 auswählen . Siehe Application Note [https://my.st.com/public/STe2ecommunities/mcu/Lists/cortex_mx_stm32/Attachments/18225/AN2606.pdf AN2606]. Ausser F1 besitzen neuere Familien ein SYSCFG_MEMR Register. In dieses Register kann man die gewünschten Boot0/1 Werte schreiben und nach einem Core-Reset (!= System_Reset) startet der Prozessor im gewünschten Mode. Eine Neu- bzw. Deinitialisierung der Peripherie empfiehlt sich!

==== Boot from FLASH ====
Startadresse wird von 0x08000004 geladen
BOOT0 Lo
BOOT1 X

==== Boot from SRAM ====
PC Startadresse wird an 0x200001E0 direkt angesprungen.
BOOT0 Hi
BOOT1 Hi
Da der interne FLASH der stm32f1x laut Datenblatt nur für 1000 Schreibvorgänge ausgelegt ist, kann mittels BOOT0 (High) und BOOT1 (High) auch aus dem zuvor mit dem Debugger (JTAG/SWD) beschriebenen SRAM booten.
Hierbei gilt zu beachten:
VTOR auf die NVIC Tabelle im SRAM vor dem auslösen des ersten Interrupts remappen.

Um ein vergleichbares Startverhalten zum FLASH zu erreichen, empfiehlt es sich,
0xF1E0F85F an 0x200001E0 zu schreiben. Diese implizite Ausführung von "ldr.w pc,
[pc, #-0x01E0]" beim Start erzwingt ein laden der Startadresse von 0x20000004.

==== Boot from SYSMEM (RS232, CAN und USB) ====
PC Startadresse wird von 0x1FFFF004 geladen
BOOT0 Hi
BOOT1 Lo

Ab F2 gibt es auch ein SYSCFG_MEMRMR Register. Schreibt man hier den Wert für "System Flash" und macht einen Corereset (keinen Systemreset), so landet ,man auch im Bootloader, unabhängig von dem wert der Boot Pins.

Auch ohne JTAG lässt sich ein STM32 programmieren (Bootloader-Aktivierung). Dabei stehen, je nach CPU-Typ, verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung:
* RS-232 (bisher alle STMs)
* USB (alle USB fähigen CPUs > F103)
* CAN (wie USB nur in bestimmten MCUs)

3 zusätzliche Verbindungen müssen auf dem Board gepatcht werden. Für einen Test geht es auch mit Tastern für RESET und BOOT0. 
RESET=RTS (L-aktiv) 
BOOT0=DTR (H-aktiv) 
BOOT1=LOW 

Details sind hier im Forum: [http://www.mikrocontroller.net/topic/141711 STM32 Programmiertool]

Tools für den Download über den STM32-Bootlaoder:
* [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/PF257525 STSW-MCU005 STM32 and STM8 Flash loader demonstrator]
* [https://code.google.com/p/stm32flash/ Open source flash program for the STM32 ARM processors using the ST serial bootloader (for Linux)]

== Bewertung ==
=== Vorteile ===

'''Vorteile gegenüber ARM7:'''

* Interrupt-Controller jetzt Teil des Prozessors (als Core Peripheral), die Vector Table ist jetzt eine echte Vektortabelle, keine Sprungliste wie bei ARM7. Durch Automatismen zwischen Core und NVIC (auto register save r0..r3, lr, sp, pc) bei Interrupt Entry wird eine deutlich schnellere Ausführungszeit bei Interrupts erreicht. Der Interrupt Code muss sich nicht mehr selbst um die Sicherung der o.g. Register kümmern und eine besondere Konfiguration der Handler im Compiler entfällt. Sind vor Beendigung einer ISR (d.h. Rücksprung zum User Code) weitere Interrupts pending, so werden diese ausgeführt, ohne dass eine komplette pop-push-sequenz der Register notwendig ist. Schön beschrieben ist es hier im [http://www.hitex.com/fileadmin/pdf/insiders-guides/stm32/isg-stm32-v18d-scr.pdf Insider's Guide] unter 2.4.5 / Seite 20.
* Thumb-2 Befehlssatz, deutlich schneller als Thumb-1 und ebenso kompakt
* Weniger Pins für Debugging benötigt durch SWD
* Mehr Hardware Breakpoints machen debuggen einfacher
* Software ist einfacher weil die Umschaltung zwischen ARM Mode und Thumb Mode wegfällt

'''Vorteile gegenüber LPC1700 und LPC1300:'''

* Flexiblere Gehäuseformen mit mehr Peripherie bei kleinen Gehäusen
* FW-Lib für alle STM32 gleich, alle AppNotes/Demos beziehen sich auf diese eine FW-Lib was die Entwicklung der eigenen Applikation sehr beschleunigt.
* Genauerer und flexiblerer ADC, insbesondere gegenüber LPC1300
* Flexiblere Varianten der Peripherie >> bei weniger einen deutlichen Preisvorteil
* ab 0,85 EUR (Stand 2010) Allerdings gibts den LPC1100 mit Cortex-M0 schon ab 0,65 $!

'''Vorteile gegenüber SAM3/4:'''

* Fast alle Pins sind 5-Volt tolerant.

'''Vorteile gegenüber anderen "Kleinen" wie z.B. PIC, Atmel usw.'''
* nahezu gleicher Preis bei Hobby Anwendungen
* 32 Bit ohne Umwege in Assembler rechenbar
* Schnelle direkte Offset-Adressierung ermöglich effizienten Zugriff auf Stack-Variablen, lokal gespeicherte Flash-Konstanten, struct/Array-Elemente
* Einfache einheitliche Adressierung des gesamten Adressraums, d.h. Pointer auf Peripherieregister, RAM & Flash können exakt gleich behandelt werden, keinerlei Banking/Umschalt-Mechanismen erforderlich auch bei großem Flash/RAM
* Interrupt-Prioritäten und Prioritätsgruppen
* Effiziente Pointerarithmetik da Registerbreite=Adressbreite
* bessere Peripherie wie USB, Ethernet, Vielzahl an Timern
* der ARM-Core hat eine höhere Taktfrequenz und kann gleichzeitig mehr in weniger Takten berechnen
* Hardware-Division, bei einigen FPU zur effizienten float-Berechnung
* Mit größerem Flash/RAM verfügbar
* Code kann direkt aus dem RAM ausgeführt werden, Speicherschutz und privilegierter Ausführungsmodus können "Kernel"- vor "Anwendungs"-Code schützen, somit wird das dynamische Nachladen von Anwendungen aus externem Speicher effizient & sicher möglich
* ... und weitere 1000 Punkte ...

'''Links'''
* [http://www.arm.com/files/pdf/ARM_Microcontroller_Code_Size_%28full%29.pdf Code Size Analyse zwischen verschiedenen µC]

=== Nachteile ===

'''Nachteil gegenüber LPC1700:'''
* STM32F1xx: nur 72 MHz statt 100 MHz (LPC1759: 120 MHz) Taktfrequenz; STM32F2xx hat diesen Nachteil nicht (ebenfalls 120MHz, STM32F4xx mit 180MHz)
* Der LPC1700 besitzt deutlich mehr Mechanismen, um die Auswirkung der Waitstates des Flash-ROMs auf Code- und Datenzugriffe zu reduzieren und das bedeutet mehr Performance bei gleicher Taktfrequenz. Beim STM32F2 entfällt dieser Nachteil wohl aufgrund des ART Accelerators.
* Alle LPC1xxx haben 32 Bit Timer. Bei den STM32 haben das nur die STM32F2xx (2 Stück)
* I2S Einheit von ST hat keinen FIFO und im 24/32Bit Modus müssen 2x16Bit Halbwörter übertragen werden. Wobei allgemein bei neuen ARM Prozessoren die vorhandenen DMA-Kanäle (basierend auf eigenen BUS-Kanälen und Speicherzugriffen) FIFO in beliebiger Größe bedeutet.

'''Nachteil für Hobby-Anwender'''

* Nicht direkt "Steckbrettauglich", da kein DIL Gehäuse verfügbar. Der ebay-Shop dipmicro führt jedoch sehr günstige Lötadapter für Umsetzung von LQFP48 auf DIP48. QFP64 in 0.5mm Pinabstand und nicht 0.8mm wie AVR. Von NXP gibt es Cortex-M0 µC im DIL Gehäuse.

* Viel Peripherie, Clocks müssen alle richtig eingestellt werden, ggf. Anpassung des Startup Codes usw.

'''

== Errata, Tipps und Tricks ==
=== Hardware ===
* AD-Wandler PA0: Im Errata steht, dass hier Fehler in der Wandlung entstehen könnten, also einen anderen Pin verwenden.
* CAN-Bus PD0/PD1: Remap geht erst ab der 100-Pin-Version. Steht im RM0008 unter 9.3.3.: "CAN1 alternate function remapping". Alle Infos von RM0008 9.3.x sind interessant
* CAN und USB sind bei der F1 Serie nur bei der "◦Connectivity-Line" gleichzeitig nutzbar. Siehe Datenblätter.
* Mit internem RC-Oszillator kann die CPU mit maximal 64MHz betrieben werden. Mit einem externen Quarz sind dann 72MHz möglich.
* Für USB Betrieb muss die CPU mit 48MHz oder 72MHz betrieben werden (bei STM32F1xx).
* Der Idle Interrupt vom Usart wird zwar ausgelöst, aber nicht vom entsprechenden Statusflag angezeigt
* Der DMA fängt beim aktivieren immer von vorn an zu zählen, auch wenn er nur kurz angehalten wurde
* STM32F2xx hat kein Flash Size Register, bei STM32F4xx ist zwar ein flash Size Register beschrieben, kollidiert aber in der Adresse mit einem anderen Register
* Derivate mit internem EEPROM und nur einer Speicherbank haben das "Feature" bei write/erase des Data-Flashes (EEPROM) einen kompletten stall der code execution zu verursachen (inkl. ISR's, DMA). Desgleichen bei write/erase des internen Flash (ISP-routinen, EEPROM-Emulation).
* Der I2C hat diverse Fehler, welche im Errata des jeweiligen Modells (z.B. [http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/errata_sheet/CD00238166.pdf STM32F105xx and STM32F107xx Errata sheet] ) zu finden sind. Workarounds hierzu finden sich in der Application Note [http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/application_note/CD00209826.pdf AN2824]. Am Besten benutzt man jedoch die I2C Communication peripheral application library (CPAL) von ST ([http://www.st.com/web/catalog/tools/FM147/CL1794/SC961/SS1743/PF258336 STSW-STM32127])
* [http://blog.frankvh.com/category/stm32/ weitere undokummentierte Features]
* Interrupt-Flags in Statusregistern der diversen Peripherals wie der Timer müssen zu '''Beginn''' (bzw. möglichst weit vor dem Return) der ISR zurückgesetzt werden, da die ISR sonst eventuell 2x ausgeführt wird ([http://www.mikrocontroller.net/topic/312393#new Siehe Forum]).

=== Software ===
==== GCC ====
Um den GCC direkt zu verwenden (zB. mit selbstgebautem makefile), falls man das nicht von einer Entwicklungsumgebung machen lässt, siehe zunächst [[ARM GCC]]. STM32-spezifisches ist:
* Wird die [[#.E2.80.8ESTM32_Standard_Peripheral_Library|STM32 Standard Peripheral Library]] und ein Quarz verwendet, so muss noch per Präprozessor-Definition die Frequenz des Quarzes angegeben werden mittels z.B. -DHSE_VALUE=8000000 für 8MHz (wie auf dem STM32F4 Discovery).

===== Startupcode & Linkerscript =====
* Damit der compilierte Code an den richtigen Stellen im Controller landet (d.h. dem Flash) muss man dem Linker ein Linkerscript mitgeben. Dies geht per "-T ''pfad_zum_linkerscript.ld''" an den Linker-Befehl. Im Archiv der [[#.E2.80.8ESTM32_Standard_Peripheral_Library|STM32 Standard Peripheral Library]] befindet sich ein Beispiel-Linkerscript für die Atollic TrueSTUDIO IDE, dieses kann direkt mit dem GCC verwendet werden. Beispielsweise für den STM32F4 befindet sich das Script im Pfad "/STM32F4xx_DSP_StdPeriph_Lib_V1.1.0/Project/STM32F4xx_StdPeriph_Templates/TrueSTUDIO/STM324x7I_EVAL/stm32_flash.ld" des Archives.
* Damit beim Starten die richtigen Initialisierungen vorgenommen werden (wie globale Variablen und bei C++ Konstruktoren globaler Objekt-Instanzen) muss als erstes ein Startupcode laufen, der dann die main()-Funktion aufruft. Der Startupcode ist meistens in Assembler geschrieben, C-Code ist aber auch möglich. Im Archiv der [[#.E2.80.8ESTM32_Standard_Peripheral_Library|STM32 Standard Peripheral Library]] befindet sich ein Beispiel-Startupcode für die Atollic TrueSTUDIO IDE, dieser kann direkt mit dem GCC verwendet werden. Beispielsweise für den STM32F4 befindet sich der Code in Assemblerform im Pfad "/STM32F4xx_DSP_StdPeriph_Lib_V1.1.0/Libraries/CMSIS/Device/ST/STM32F4xx/Source/Templates/TrueSTUDIO/startup_stm32f40xx.s" des Archives. Der Assemblercode kann per arm-none-eabi-as (Flags s.o.) assemblisiert werden, die resultierende .o -Datei normal mitgelinkt.

Zusammen bieten die beiden Dateien der Anwendung ein Standard-C-Interface, d.h. man kann wie gewohnt globale Variablen verwenden und seinen Code in die main()-Funktion schreiben.

=== Tipps für Umsteiger von Atmel/PIC/8051 ===
* Prozessortakt hat unterschiedliche Taktquellen und eine PLL.
* Alle Peripheriemodule haben einen extra Clock, den man aktivieren muss.
* Wenn man z.B. einen UART benutzen möchte, so muss man den Clock vom UART, Alternate Function IO (AFIO) und dem GPIO-Port aktivieren.
* Ansonsten hat man nahezu doppelt so viele Möglichkeiten in den Peripheriemodulen.
* Interrupt-Flags müssen in der ISR selber gelöscht werden
* Forum zu [http://www.mikrocontroller.net/topic/175888 Interrupts vs. Events]

=== Errata vom STM32F4xx die nicht im Errata von ST stehen ===
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/267439#2788478 Aktivieren von DMA], wenn mehr als 3 DMA Kanäle aktiviert werden, kann es sein dass die nicht alle korrekt bedient werden. Auch klappt der DMA mit dem FSMC nicht immer zuverlässig. [https://my.st.com/public/STe2ecommunities/mcu/Lists/cortex_mx_stm32/Flat.aspx?RootFolder=%2Fpublic%2FSTe2ecommunities%2Fmcu%2FLists%2Fcortex_mx_stm32%2FWarning%20limit%20simultaneous%20DMAs%20to%202&FolderCTID=0x01200200770978C69A1141439FE559EB459D7580009C4E14902C3CDE46A77F0FFD06506F5B&currentviews=811 siehe hier] [http://blog.frankvh.com/2012/01/13/stm32f2xx-stm32f4xx-dma-maximum-transactions/ und hier]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/260637#2700761 Nerviger Bug in "stm32f4xx.h"] Änderung Struktur GPIO_TypeDef
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/261690#2714754 Batterie wird leer gezogen], nur bei manchen Chips mit Rev. A
* [http://www.efton.sk/STM32/STM32F4xx_doc_errors.txt Liste von Dokumentations-Fehlern]

== Bezugsquellen ==

=== Controller ===

Versand Europaweit im endasmedia.ch Shop
* STM32F105 Controller für 2.50€ [http://shop.endasmedia.ch/index.php?id_product=8&controller=product&id_lang=1 shop.endasmedia.ch]

Versandhäuser für Privatpersonen
* [http://www.reichelt.de/STM-Controller/2/index.html?;ACTION=2;LA=2;GROUPID=2950; Reichelt]
* [http://darisusgmbh.de/shop/index.php?cat=c2692_ARM-Cortex.html Darisus]
* [http://www.hbe-shop.de HBE (Farnell Programm für Private)]
* [http://www.sander-electronic.de/be00069.html Sander]
* [http://www.tme.eu/de/katalog/index.phtml#cleanParameters%3D1%26search%3DSTM32F10%26bf_szukaj%3D+ TME]
* [http://teske-electronics.de/index.php?cPath=3_9_53 Teske electronics]
* [http://de.rs-online.com/web/c/halbleiter/prozessoren-und-mikrocontroller/mikrocontroller/?sort-by=default&sort-order=default&applied-dimensions=4294417325&lastAttributeSelectedBlock=4294425895 RS-Online]

Gewerblich liefern natürlich viele wie EBV, Mouser, Farnell, Digikey usw...

=== Evaluation Boards ===

* [http://shop.embedded-projects.net/index.php?module=artikel&action=gruppe&id=14 Im Shop von Embedded Projects]
* [http://www.watterott.com/de/Boards-Kits/ARM/ARM-Cortex-M3 Cortex M3 bei Watterott]
* [http://www.raisonance.com/~primer-starter-kits__microcontrollers__tool~tool__T018:4enfvamuxbtp.html Primer und Primer2 von Raisonance]
* [http://www.sander-electronic.de/es0028.html Sander Electronic]
* [http://www.mikrocontroller.net/articles/MP32F103-Stick:_Ein_Mini-Mikrocontroller-Board_mit_USB_und_bis_zu_4MB_Datenspeicher Artikel im Wiki, ARM mit USB und 4MB Speicher]
* [http://www.futurlec.com/STM32_Development_Board.shtml Futurlec Evalboard, ebenso Header-Board]
* [http://www.propox.com/products/t_174.html Propox, Header-Boards für 103R und 103V sowie Trägerplatine dafür]
* [http://www.mikrocontroller.net/articles/Cortex_M3_OCM3U Cortex M3 Artikel im Wiki]
* [http://olimex.com/dev/index.html STM32 bei Olimex]
* [http://de.farnell.com/jsp/displayProduct.jsp?sku=1824325&action=view&CMP=GRHS-1000962 STM32Discovery bei Farnell] Mikrocontroller Board (STM32F100RBT6B) mit onboard USB-Programming Interface für ca. 12,50€
* [http://www.de.rs-online.com/web/p/products/7458434/ STM32Discovery bei RS-Components] 12,65 € +MwSt.
* [http://www.segor.de/#Q=STM32 VL DISCOVERY] STM32 Discovery bei Segor
* [http://www.watterott.com/de/STM32F4Discovery STM32F4DISCOVERY] STM32F4 Cortex M4 Controller mit JTAG-Debugger auf der Platine bei Watterott für 16,66EUR.
* [http://www.conrad.de/ce/de/product/443910/ STM32F4 Discovery Kit bei Conrad] 17,11 €
* [http://www.mcu-raisonance.com/~open4-development-platform__microcontrollers__tool~tool__T018:g65gu6ghg2n.html/ Open 4 oder auch genannt Evo-Primer]
* [http://www.wayengineer.com/index.php?main_page=index&cPath=50_66&page=1&sort=3a WayEngineer]
* [http://thinkembedded.ch/ST-STMicroelectronics:::24.html Im Thinkembedded Shop] in der Schweiz / DiscoveryF4, div. ETT und Olimex Boarde ab 20,18 CHF / 16,15 EUR (inkl. MwSt.) zzgl. Versandkosten
* [http://shop.myavr.de/ARM-Produktlinie/STM32F4-Discovery.htm?sp=article.sp.php&artID=200072 Im myAVR Shop] DiscoveryF4 mit möglichem Zubehör 16,45 EUR (inkl. MwSt.) zzgl. Versandkosten
* [http://www.keil.com/boards/cortexm.asp Keil/ARM Demoboards]
* [http://www.phytec.de Phytec]
* [http://shop.myavr.de/index.php?sp=artlist_kat.sp.php&katID=37 verschiedene ARM Produkte und Erweiterungen bei myAVR]
* [http://re.reworld.eu/de/produkte/s64dil-405/index.htm S64DIL-405 STM32Fxxx ARM Cortex M3 Mikrocontrollermodul mit USB-Schnittstelle, Steckbretttauglich] (Leerplatine eignet sich auch für STM32F1xx Prozessoren.)

== Weblinks, Foren, Communities, Tutorials ==
* [http://www.mikrocontroller.net/articles/STM32_-_Einstieg_mit_Em::Blocks STM32 - Einstieg mit Em::Blocks Tutorial]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/173753 Diskussion zum Artikel]
* [http://www.mikrocontroller.net/forum/mikrocontroller-elektronik?filter=ARM*+STM32*+Cortex* Suche im Forum]
* [[STM32 für Einsteiger]]
* [[STM32 CooCox Installation]]
* [https://my.st.com/public/STe2ecommunities/mcu/Lists/ARM%20CortexM3%20STM32/AllItems.aspx Forum auf der ST Homepage]
* [http://www.stm32circle.com/hom/index.php STM32 Community]
*[http://joe-c.de/pages/posts/einstieg_mikrocontroller_stm32f103_101.php Einstieg: STM32board mit Kamera (deutsch)]
* [http://www.ebv.com/fileadmin/products/Press_Print/Brochures/Product_Brochures/EBV_Cortex%20Collection_V2.pdf Übersicht der Cortex Prozessoren und deren Hersteller (nicht nur ST, von EBV)]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/258652 Tutorial]
* [http://diller-technologies.de/stm32_wide.html STM32 Tutorial in Deutsch von Diller Technologies]
* [http://mySTM32.de STM32 C und C++ Tutorial in Deutsch ]
* [http://mikrocontroller.bplaced.net STM32F4 Quellcode-Librarys und CooCox-Projekte in Deutsch ]
* [http://myugl.de Tutorial für Grafik-Librarys und SiSy-Projekte in Deutsch ]
* [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/FM147/CL1794/SC961/SS1533/PF251717 MicroXplorer MCU graphical configuration tool ]
* [http://www.harerod.de/CoreMark_STM32.pdf Testbericht über CoreMark 1.0 auf Cortex-M3/M4 mit verschiedenen Compiler- und MCU-Einstellungen]
* [http://klaus4.blogspot.com/2014/05/stm32f4-discovery-mit-opensource.html STM32-Toolchain mit Eclipse CDT 4.3, GnuArmEclipse, OpenOCD 0.8.0, Gnu Arm GCC 4.8, STM32CubeMX]

<references/>
[[Kategorie:ARM]]
[[Kategorie:STM32]]
[[Kategorie:Mikrocontroller]]

STM32

2014-06-13T06:50:39Z

Mmvisual: /* Features */

STM32 ist eine Mikrocontroller-Familie von [http://www.st.com/mcu/inchtml-pages-stm32.html ST] mit einer 32-Bit [http://www.arm.com/products/processors/cortex-m/index.php ARM Cortex-M0/M3/M4] CPU. Diese Architektur ist speziell für den Einsatz in Microcontrollern neu entwickelt und löst damit die bisherigen ARM7-basierten Controller weitestgehend ab. Den STM32 gibt es von ST in unzähligen Varianten mit variabler Peripherie und verschiedenen Gehäusegrößen und -formen. Durch die geringe Chipfläche des Cores ist es ST möglich, eine 32 Bit-CPU für weniger als 1 € anzubieten.

[[Bild:stm32F103xc.png|thumb|right|340px|Blockdiagramm STM32F103xC/D/E]]

== STM32-Familien ==

Bisher gibt es sieben STM32-Familien:
* [http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1588.jsp STM32F0]
** Cortex M0
** Mikrocontroller zum Einstieg
** Bis 48MHz
* [http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1169.jsp STM32F1]
** Cortex M3
** Bis 72MHz
**Verschiedene Unterfamilien:
*** Connectivity line
*** Performance line
*** USB Access line
*** Access Line
*** Value line
* [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1575 STM32F2]
** Cortex M3
** Bis 120MHz
** Wie die STM32F1 Serie, Camera-Interface, 32-Bit Timer, Crypto-Engine...
* [http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1605.jsp STM32F3]
** Cortex M4F
** DSP und FPU
** Bis 72MHz
** Fast 12-bit 5 MSPS and precise 16-bit sigma-delta ADCs
** Touch sensing controller (TSC)
* [http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1521.jsp STM32F4]
** Cortex M4F
** DSP und FPU
** Bis 180MHz
** Bis zu 2MB Flash
* [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1295 STM32L1]
** Cortex M3
** Low Power
** mit LCD Treiber
** Bis 32MHz
* [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1581 STM32W]
** Cortex M3
** BIS 24MHz
** RF-MCU
[http://www.st.com/internet/mcu/class/1734.jsp Hier eine Übersicht zum Auswählen eines STM32Fxxx]

===Features===
* Cortex-M0 / Cortex-M3 / Cortex-M4F Kern (mit FPU)
* 16KB ... 2MB [[Flash-ROM]]
* 4KB ... 256KB [[Speicher#SRAM|SRAM]]
* 4KB [[Speicher#EEPROM|EEPROM]] (STM32L)
* SDRAM-Controller bei den [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1577/LN1806 STM32F42xxx und STM32F43xxx], bis 512 MByte externer SDRAM addressierbar
* 512 one-time programmable Bytes(STM32F2/4)
* [[IC-Gehäuseformen | Gehäuse]] 20 ... 216 Pins als TSSOP, QFN, LQFP und BGA
* Derzeit sind über '''370''' [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169 STM32 Derivate/Varianten verfügbar]
* Bis 72MHz CPU-Takt, bis 120MHz beim STM32F2xx, bis 168/180 MHz beim STM32F4xx, wobei eine spezielle prefetch-hardware bis 120/168 MHz eine Geschwindigkeit erzielen soll, die 0 Wait-States entspricht. Der CPU-Takt wird über einen Multiplikator aus dem internen RC-Takt oder einem externen Quarz-Takt abgeleitet.
* Externes Businterface (nur bei Gehäusen ab 100 Pin und nur bei STM32F4, STM32F2 und STM32F1 Performance line)
* LCD Treiber für 8x40 Punkte (nicht beim STM32F2xx)
* TFT Treiber bei STM32F429 / STM32F439
* Spannungsbereich 1,65 ... 3,6V, nur eine Betriebsspannung nötig
* Temperaturbereich bis 125 °C
* Bis zu 140 IOs, viele davon [[Pegelwandler|5V-tolerant]]
* Interner, kalibrierter RC-Oszillator mit 8MHz (16MHz bei STM32F2/F4xx)
* Externer Quarz
* Real Time Clock mit eigenem Quarz und separater Stromversorgung
* Bis zu 16 [[Timer]], je Timer bis zu 4 IC/OC/PWM Ausgänge. Davon 2x Motion Control Timer (bei STM32F103xF/G), (bis zu 32 PWM Ausgänge)
* Systick Counter
* Bis zu 3 12-Bit [[AD-Wandler]] mit insgesamt 24 AD-Eingängen, integrierter [[Temperatursensor]], Referenzspannung Vrefint und VBatt Spannungsmessung (STM32F4xx)
* Bis zu 2 12-Bit [[DA-Wandler]] (bis zu 3 beim STM32F3xx)
* Bis zu 2 [[DMA]] Controller mit bis zu 12 Kanälen (16 beim STM32F2/4xx)
* Bis zu 2x [[I2C|I²C]]
* Bis zu 5x [[UART|USART]] mit LIN, IrDA und Modem Control (bis zu 8 beim STM32F2/F4xx)
* Bis zu 3x [[SPI]] (bis zu 6 beim STM32F4xx)
* Bis zu 2x [[I2S|I²S]]
* Bis zu 2x [[CAN#STMicroelectronics STM32 (Cortex M3/M4)|CAN]]
* Hardware [[CRC]] Unit, bei der STM32F3xx Serie mit einem einstellbaren Polynom
* Unique device ID register (96 Bits)
* RNG - Random Number Generator (STM32F2/4xx)
* Cryptographic Processor (CRYP) (STM32F2/4xx)
* Hash Processor (HASH) (STM32F2/4xx)
* Kamera-Interface (DCMI) (STM32F2/4xx)
* [[USB]] 2.0 Full Speed / OTG
* [[USB]] 2.0 Hi Speed OTG mit extra PHY-Chip (STM32F2/4xx)
* SDIO Interface (z.B. SD-Card Reader)
* Ethernet
* Watchdog mit Window-Mode
* Jedes Peripheriemodul ist separat einschaltbar, wodurch sich erheblich [[Ultra low power|Strom sparen]] lässt
* [[JTAG]] und SWD (Serial Wire Debug) Interface
* Bis zu 6 Hardware-Breakpoints für Debuggen
* und vieles mehr . . .

== Struktur der Dokumentation: ==
Die Dokumentation der STM32 ist zwar umfangreicher und komplexer als z.B. die der [[AVR]], enthält aber dennoch alle nötigen Informationen. Sie teilt sich auf in mehrere Dokumente.
Als Beispiel der Dokumentation soll stellvertretend der [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1031/LN1565/PF164486 STM32F103RC] genannt werden. Die Seite von ST beinhaltet alle nötigen Informationen passend zu diesem Prozessor.

Diese Dokumente von ST beschreiben den Controller:

* Im [http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/datasheet/CD00191185.pdf STM32F103xC/D/E Datasheet] sind die speziellen Eigenschaften einer bestimmten Modellreihe beschrieben und die exakten Daten und Pinouts aufgeführt, sowie die Zuordnung Chipname - Flash/RAM-Größe. Die Peripheriemodule werden nur aufgeführt, nicht detailliert beschrieben.
* Im [http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/reference_manual/CD00171190.pdf Reference Manual (RM0008)] sind alle Peripheriemodule der jeweiligen STM32-Controllerfamilie im Detail beschrieben.
* Das [http://infocenter.arm.com/help/index.jsp?topic=/com.arm.doc.ddi0403c/index.html ARMv7M Architecture Reference Manual] beschreibt detailliert den Prozessorkern, wie das Exception Model, die CPU Instruktionen inklusive Encoding, etc.
* Das [http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/programming_manual/CD00228163.pdf STM32 Cortex-M3 Programming Manual] ist eine Zusammenfassung des ARMv7M Architecture Reference Manual bezogen auf die STM32.
* Wer nicht die ST Firmware-Library verwendet, der benötigt zusätzlich das [http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/programming_manual/CD00283419.pdf Flash Programming Manual] für die Betriebsart des Flash-ROMs, d.h. die frequenzabhängige Konfiguration der Waitstates.

Zusätzlich sollten auch die [http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/errata_sheet/CD00197763.pdf Errata Sheets] beachtet werden. Empfohlen sei auch die Appnote "[http://www.st.com/web/en/resource/technical/document/application_note/CD00164185.pdf AN2586 Getting started with STM32F10xxx hardware development]".
Die jeweiligen Dokumentations-PDFs sind auf der Produktseite von ST eines jeden Mikrocontrollers verlinkt.

== Hardware Zugriffs-Libraries ==
=== CMSIS ===

Die CMSIS (ARM® '''C'''ortex™ '''M'''icrocontroller '''S'''oftware '''I'''nterface '''S'''tandard) ist eine Library von ARM für den Zugriff auf die herstellerübergreifenden Funktionen des ARM-Cores. Hierzu gehört bei den Cortex-M4F-Cores auch die DSP und Floating-Point Funktionalität. Weiterhin existieren eine Zahl von Helferfunktionen für den NVIC, den Sys-Tick-Counter, sowie eine SystemInit-Funktion, welche sich um die PLL kümmert.

Im Rahmen des CMSIS-Standards ([http://www.onARM.com www.onARM.com]) wurden die Headerdateien standardisiert, der Zugriff auf die Register erfolgt per '''Peripheral->Register'''. Die CMSIS C-Dateien bzw. Header enthalten auch Anpassungen für die verschiedenen Compiler. Die Portierung eines Real-Time-Betriebsystems sollte unter Verwendung der CMSIS, für Chips der verschiedenen Hersteller, stark vereinfacht möglich sein (z.B. einheitliche Adressen für Core-Hardware/Sys-Tick-Counter).

Die CMSIS ist im Download der ‎STM32 Standard Peripheral Library enthalten. Die Compiler-Hersteller liefern eine jeweils zur ihrer Tool-Version passende bzw. geprüfte Library (incl. CMSIS) aus. Diese Libs können, gegenüber den Downloads beim Chip-Hersteller, auch ältere Version beinhalten.

=== ‎STM32 Standard Peripheral Library ===

ST bietet für jede Controller-Familie eine umfangreiche zur CMSIS passende Peripherie-Bibliothek. Alle Funktionen um die Peripherie zu benutzen sind gekapselt in einfache Strukturen und Funktionsaufrufe. Somit muss man sich nicht selbst um die Peripherie-Register kümmern. Diese Library und ihre Dokumentation setzen das grundlegende Verständnis der Funktion des jeweiligen Peripheriemoduls voraus, wie es die o.a. Referenz und diverse Appnotes vermitteln. Die Library beinhaltet außerdem für fast jede Peripherie mehrere Beispiele.
Für die USB Schnittstelle gibt es noch eine extra Library, genauso wie für Ethernet.

Auf der "Design Resources" Seite der Produktseite von ST eines jeden STM32 Mikrocontrollers kann die Library für den jeweiligen Controller heruntergeladen werden, z.B. [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/PF257890 hier für den o.g. STM32F103RC].

Library für STM32F4xx: [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/PF257901# STSW-STM32065 STM32F4 DSP and standard peripherals library]

== Programmierung ==
Zur Programmierung der STM32 gibt es verschiedene Möglichkeiten, sowohl kommerzielle proprietäre als auch mit Freier Software.

Der GCC (in seinen verschiedenen Binärdistributionen) ist der einzige ARM Compiler der [http://de.wikipedia.org/wiki/C%2B%2B11 C++11] unterstützt.

=== Freie Software/Freeware ===
==== Selber zusammenstellen ====
Man nehme...:
* Eine Entwicklungsumgebung nach Wahl:
** [http://www.eclipse.org Eclipse] mit [http://www.eclipse.org/cdt/ C/C++ Development Tooling] und [http://gnuarmeclipse.livius.net/blog/ GNU ARM Plug-in] (Bei Verwendung vom GCC-ARM-Embedded als Toolchain "Sourcery G++ Lite" auswählen, dieser sieht für eclipse gleich aus) (Linux, Windows)
** [http://netbeans.org/ Netbeans] mit [http://plugins.netbeans.org/plugin/37426/gdbserver GDBserver-Plugin] (Linux, Windows)
** [http://www.kdevelop.org/ KDevelop] (Linux)
** [http://www.geany.org/ Geany] (Linux, Windows)
** Oder ein einfacher Texteditor
* Einen C,C++ Compiler:
** Eine der [[ARM_GCC#GCC_Bin.C3.A4rdistributionen|GCC-Binärdistributionen]], siehe auch [[#GCC|GCC]] (je nach Distribution Linux, Windows)
* Programmiersoftware zum Flashen des Target:
** [http://openocd.sourceforge.net/ OpenOCD] unterstützt viele Debug/Programmier-Adapter (Linux, Windows)
** [https://github.com/texane/stlink Texane stlink] funktioniert gut mit den ST-Link Adaptern wie sie zB. auf den STM32 Discovery Boards zu finden sind (Linux)
** Turtelizer2 oder andere JTAG Programmieradapter
** Bei Verwendung eines Segger J-Link, den [http://www.segger.com/admin/uploads/productDocs/UM08005_JLinkGDBServer.pdf Segger GDB-Server] in Verbindung mit dem beim GCC mitgelieferten GDB (Linux, Windows)

==== Komplette IDE's ====
* [http://www.codesourcery.com/sgpp/lite_edition.html Codesourcery Lite Edition]
* [http://www.coocox.org/ Coocox Eclipse IDE] kostenlose IDE für STM32F0 / F1 / F4 Hilfreiche Infos gibt es im [http://www.mikrocontroller.net/topic/214719?goto=new#2228482 hier] und [http://www.mikrocontroller.net/topic/214719?goto=new#2229943 hier] Forum, Artikel: [[STM32 CooCox Installation]]
* [http://emide.org/ emIDE] kostenlose IDE die mit dem Segger J-LINK funktioniert.
* [http://www.emblocks.org EmBlocks] kostenlose IDE, Code::Blocks basiert, unterstützt STM32 L1/F0/F1/F2/F3/F4/W, integrierter Compiler (ARM-GCC), integrierter GDB Debugger, Jlink/ST-Link, System view (Peripherie Register anzeigen) beim Debuggen, Project Wizard (Eigene Wizards können mit Squirrel geschreiben werden), Basiert auf Code::Blocks, [http://www.mikrocontroller.net/articles/STM32_-_Einstieg_mit_Em::Blocks STM32 - Einstieg mit Em::Blocks]
* [http://www.seng.de/Anleitungen Eclipse IDE und integrierte Make Skripte] für STM32F1 unter GNU/Linux mit OpenOCD und Olimex ARM-USB-OCD-H

=== Kommerzielle Umgebungen ===

* [http://www.keil.com/arm/mdk.asp Keil µVision] (Demo max. 32KB Code): Die sehr komfortable µVison IDE ist neben dem ARM Compiler per Menue auch für einen beliebigen GNU-Compiler konfigurierbar. Damit besteht das 32k-Limit nur noch für den integrierten Debugger / Simulator. µVison selbst kann kostenlos mit dem MDK-Evaluationkit heruntergeladen werden. [https://www.keil.com/arm/demo/eval/arm.htm#DOWNLOAD download]
* [http://www.iar.com/en/Products/IAR-Embedded-Workbench/ IAR-Embedded-Workbench] (Demo max. 32KB Code) [http://supp.iar.com/Download/SW/?item=EWARM-EVAL download]
* [http://www.isystem.com/products/itag winIDEAiTag] Keine Code Limitierung, GCC und Testwerkzeug beinhaltet. Läuft mit dem iTag Adapter.
* [http://www.raisonance.com Raisonance Ride7] (GCC Compiler, kostenlose Version auf Debugging von max. 32KB Code limitiert, keine Limitierung beim Complilieren)
* [http://www.atollic.com Atollic] (Lite Version (bis V2.3.0) ohne Code-Limit, auf GCC basierend. Die neueste Version ab V3 hat fast keine Beschränkungen mehr außer jetzt einen Code-Limit von 32kB. Außerdem werden jetzt die meisten ARM Familien unterstützt. )
* [http://www.rowley.co.uk/arm/ Rowley Crossworks] (Demo 30 Tage unbeschränkt, 150$ für nichtkommerzielle Nutzung, auf GCC basierend)
* [http://www.code-red-tech.com Code Red] (GCC basierend)
* [http://www.sisy.de/index.php?id=17&no_cache=1 SiSy ARM oder SiSy Micrcontroller++] (Demo verfügbar keine Gößenbegrenzung, basiert auf GNU-Compiler, grafische Programmierung mit UML möglich, integrierter Debugger)
* [http://www.comsytec.eu/epsdebugger.php EPS Debugger Plugin, für STM32 Development mit Code::Blocks]
* [http://www.mikroe.com MikroE bietet neben Pascal auch C mit kompletter Oberfläche mit Compiler etc. pp relativ günstig]

=== Tutorials für diverse Tool-Kombinationen ===
[[STM32 Eclipse Installation|Windows,Linux, Eclipse + Yagarto/CodeSourcery + OpenOCD/ST-Link]]

* Windows
** Eclipse
*** [http://www.mikrocontroller.net/topic/216554 Windows, Eclipse, codesourcery, st-link ]
*** [http://www.firefly-power.de/ARM/debugging.html Eclipse Plugin "GDB Hardware Debugging" mit OpenOCD]
** Code::Blocks
*** [http://www.mikrocontroller.net/topic/265600 Windows, Code::Blocks, STM32F4]
** STM32 mit EmBlocks
*** [http://www.emblocks.org/web/downloads-main Download EmBlocks]
*** [https://www.youtube.com/watch?v=coHPJylnzC8 Video STM32 Project Wizzard in EmBlocks]
** Atollic TrueSTUDIO
*** [[STM32 LEDBlinken AtollicTrueStudio|Atollic TrueSTUDIO Installation + Demo]]
** MDK-ARM Lite mit Einstellungen für STM32F0/F4-Discovery Board
*** [https://www.keil.com/demo/eval/arm.htm KEIL MDK-ARM Download]
*** [https://www.youtube.com/watch?v=RXOOxby5nns&list=PL6-W3FoUyb48WFI5PQv3SDJj2G1t2FonV&index=1 Installations Video STM32F4 Discovery Board]
*** [https://www.youtube.com/watch?annotation_id=annotation_203294&feature=iv&index=4&list=PL6-W3FoUyb48WFI5PQv3SDJj2G1t2FonV&src_vid=sN4gDZ7H8gw&v=BeZcQjXxk9A Einstellungen STM32F0 Discovery Board Video]
** SiSy ARM, STM32
*** Download: [http://www.sisy.de/index.php?id=59 SiSy DEMO] kein Begrenzung der Codegröße
*** [http://www.youtube.com/watch?v=84Y3jYLWYpo Videobeispiel]
** Microsoft Visual Studio
*** [http://visualgdb.com/tutorials/arm/stm32/f4_discovery/ "STM32F4-Discovery tutorial with Visual Studio"]
* Ubuntu
** [http://www.seng.de/Anleitungen Eclipse IDE] für STM32F1 unter GNU/Linux mit OpenOCD und Olimex ARM-USB-OCD-H. Integrierte Make files, Linker Skripte und Startup-Code.
** [http://fun-tech.se/stm32/index.php Ubuntu, Selbstcompilierter GCC, STM32/Cortex-M3]
** [http://thetoolchain.com The ToolChain] - Automatisch installierende Entwicklungsumgebung mit eigenen und externen Treibern, Unterstützt QtCreator als IDE, Flexibel erweiterbar über Shellskripte

* [http://www.mikrocontroller.net/topic/214719 Tipps für Installation mit Eclipse]

===Programmieradapter===
* [http://www.segger.com/jlink-model-overview.html SEGGER J-LINK / J-TRACE] für u.a. alle ARM7/9/11, Cortex-M0/M1/M3/M4/A5/A8/A9/R4 als [http://www.segger.com/cms/j-link-edu.html NonComercial] J-LINK-EDU für ca. 60,- zu haben, läuft in µVision, IAR, GDB (Linux & Windows über einen eigenen [http://www.segger.com/admin/uploads/productDocs/UM08005_JLinkGDBServer.pdf GDB-Server]), Keil, ...
* Keil [http://www.keil.com/ulinkme/ ULINK-ME], [http://www.keil.com/arm/ulink2/ ULINK2], [http://www.keil.com/arm/ulinkpro/ ULINK pro]
* [http://www.st.com/internet/evalboard/product/219866.jsp ST-LINK], [http://www.st.com/internet/evalboard/product/251168.jsp ST-LINK/V2]
* Jedes STM32 Discovery board hat einen ST-Link für Programmierung/Debugging per SWD on-board, welcher auch für eigene STM32 Target Hardware benutzt werden kann (ca. 12,- bis 19,-€, je nach Typ).
* [http://www.raisonance.com/~rlink-debugger-programmer__microcontrollers__tool~tool__T018:4cn9ziz4bnx6.html Raisonance RLink]
* [http://www.amontec.com Amontec] (Achtung: keine Reaktion auf Bestellung, Telefon, Email...)
* [http://www.hjtag.com H-JTAG] Personal Edition für ca. 60,- zu haben, läuft mit ADS, SDT, IAR, Vision und RVDS
* [http://www.isystem.com/products/itag iTag] für 50.- bei Amazon zu bestellen, oder als Eigenbau version (offenes Design) läuft mit der freien winIDEAiTag version (siehe oben)

In der Regel haben die [[JTAG]] Adapter einen 20-Poligen Stecker, den man direkt auf die Demo-Boards, die auch einen 20-Poligen [[JTAG]]-Anschluss haben, einstecken kann. Die Pinbelegung ist genormt, siehe Artikel [[JTAG]]. Die Discovery-Boards haben keinen seperaten JTAG-Stecker, aber zumindest für das STM32F4 Discovery kann man sich leicht einen Adapter Pinheader->JTAG Stecker selber bauen.

Andere [[JTAG]] Adapter wie z.B. der ULink von Keil funktionieren nur mit dem Keil Compiler.

===Programmieradapter Open-Source===

* [https://www.olimex.com/Products/ARM/JTAG/ARM-JTAG-COOCOX/ ARM-JTAG-COOCOX], CoLinkEX Nachbau von Olimex, unterstützt JTAG sowie SWD
** [http://www.coocox.org/colinkEx.htm unterstützte uC]
** unterstütze IDEs: [http://www.keil.com/arm/mdk.asp Keil MDK-ARM 4.03] oder neuer, [http://www.iar.com/en/Products/IAR-Embedded-Workbench/ IAR Embedded Workbench 5.xx] oder neuer sowie die [http://www.coocox.org/CooCox_CoIDE.htm CooCox CoIDE]
* [https://www.olimex.com/Products/ARM/JTAG/ Olimex] ARM-USB-OCD (ca. 60.-, hat zusätzlich einen Spannungsausgen und einen COM Port)
* [http://www.oocdlink.com/ OOCDLink]
* [https://github.com/texane/stlink Stlink]
* [http://www.randomprojects.org/wiki/Floss-JTAG FLOSS-JTAG]
* [http://capitanio.org/mlink/ Linux Demo Code für die Discovery's ST-Link Programmierung]

Der Controller hat auch einen fest eingebauten Boot-Lader. Damit läßt er sich auch über eine gewöhnliche serielle Schnittstelle programmieren, ohne dass man einen JTAG-Adapter benötigt. Dies erfordert ggf. entsprechende Konfiguration über die BOOTx-Pins und/oder die Option-Bytes.

=== Demo-Projekte ===

* Einführung in die GPIO Programmierung der STM32F10x und STM32F30x Prozessoren am Beispiel des STM32F3 Discovery Boards und Vergleich zur AVR IO Registerstruktur [http://www.mikrocontroller.net/topic/300472#new]
* [[prog_bsp_timer_1_timer2|Programmbeispiel für die Verwendung von Timer2 zusammen mit dem Interrupt]]
* [http://www.firefly-power.de/ARM/printf.html Printf() debugging mit minimalem Aufwand]
* [[STM32_BLDC_Control_with_HALL_Sensor|Programmbeispiel für BLDC Motoransteuerung (Timer 1) mit HALLSensor (Timer 3)]]
* [[Cortex_M3_OCM3U]]
* Martin Thomas hat ein umfangreiches Projekt erstellt, in der die Eclipse Einstellungen enthalten sind:
** [http://www.siwawi.arubi.uni-kl.de/avr_projects/arm_projects/arm_memcards/index.html "ChaN's FAT-Module with STM32 SPI"]
* [[STM32 USB-FS-Device Lib]]
* Modellbau-Sender auf STM32-Basis mit vielen Treibern [http://www.rcos.eu www.rcos.eu]
* Ausführliches [https://github.com/jkerdels/stm32edu Einstiegs-Tutorial] in Codeform für das [http://www.st.com/internet/evalboard/product/252419.jsp STM32F4 discovery board]
* [http://www.redacom.ch/keillab/ Schweizer Gondelbahnsteuerung über Webserver auf ETT STM32F ARM KIT Board in Keil RTOS] mit Webcam
* Die [http://ethernut.svn.sourceforge.net/viewvc/ethernut/trunk/ Ethernut SVN Version] unterstützt inzwischen viele STM32 Typen, viele Devices und einige STM32 Demoboards
* [http://mikrocontroller.bplaced.net/wordpress/?page_id=744 Uwe Becker's Libraries für den STM32F4]
* [http://mikrocontroller.bplaced.net/wordpress/?page_id=3290 Uwe Becker's STM32F429 Discovery Board Oszilloskop], hier der [http://www.mikrocontroller.net/topic/319831#new Thread]
* [http://mikrocontroller.bplaced.net/wordpress/?page_id=3424 Uwe Becker's STM32F429 Discovery Board ZX-Spectrum Emulator]

== Debug- und Trace-Interface (CoreSight™ Debug and Trace Technologie)==

Übersicht über beide Funktionalitäten und den Schnittstellen:
http://www.keil.com/support/man/docs/ulink2/ulink2_cs_core_sight.htm

Die Coresight-Debug-Architektur ermöglicht ein nicht-invasives Debugging, d.h. es können während des Betriebes (meistens) ohne Beeinflussung des Prozessors Daten vom Speicher gelesen und in selbigen geschrieben werden.

=== Debugger Funktionen ===

Der Debugger-Teil besitzt drei Funktionen:
* Run Control: z.B. Programm-Start, Stopp und Einzel-Schritte.
* (Program) Break Points: Ein Programm hält an, wenn der Programm Counter eine bestimmte Programm-Adresse erreicht.
** Die maximale Anzahl der gleichzeitig möglichen Break Points ist begrenzt (z.B. 6 bei einem STM32).
** Die Anzahl der Break Points ist nahezu unbegrenzt, wenn ein Debugger über den Memory Access (s.u.) sogenannte Flash Break Points unterstützt. Dabei wird ein geladenes Programm im Flash umprogrammiert, um den Debugger anzuhalten. Diese Funktionalität ist meistens ein kostenpflichtiges Zusatz-Feature des Debugger-Herstellers.
** Beinhaltet keine Data Watch Funktionalität, welche im Trace-Teil (DWT) realisiert wird.
* Memory Access: Lesen und Schreiben von Speicheradressen.
** Diese Funktionalität beinhaltet keine direkte Flash-Programmierung. Der Programmiervorgang für einen Flash ist herstellerspezifisch und muss von dem verwendeten Debugger unterstützt werden.

=== Trace Funktionen ===
Die Trace-Funktionalität wird in drei Funktionen aufgeteilt:
* ETM (Embedded Trace Macrocell): Optional, nicht jede CPU besitzt diese Hardware (Kostenfaktor, Austattung).
* ITM (Instrumentation Trace Macrocell): Über diesen Kanal kann ein vereinfachtes Trace des Core ermöglicht werden, sowie "printf-ähnlich" Daten über den ITM Channel 0 geschickt und im Debugger ausgegeben werden.
* DWT (Data Watchpoint & Trace Unit):
** Data Watch: 4 Access-Break-Points ( z.B. der Debugger bleibt stehen, wenn das Programm auf einen Speicher zugreift oder der Wert einer Variablen einen bestimmten Wert annimmt).
** Trace Unit: Programmverlauf (durch Lesen des Program Counters) und Interrupt Aufrufe verfolgen, sowie Zeitmessungen.

Einige der Trace-Funktionalitäten können über die JTAG-Schnittstelle angesprochen werden. Die schnelle Trace-Funktionalität (mit 4 bit Parallel-Port) steht nur mit der erweiterten DEBUG + ETM Schnittstelle zur Verfügung. Im Gegensatz zum Debugger-Teil (Run Control, Break Points und Memory Access) werden Trace-Funktionen nicht von allen Debuggern unterstützt. Debugger mit der vollen Trace-Funktionalität kosten deutlich mehr.

* Beispiele für Trace-Port-Aktivierungen für verschiedene Hersteller: http://www.keil.com/support/man/docs/jlink/jlink_capture_tracedata.htm

Die Aktivierung des parallelen Trace-Ports erfordert, je nach CPU Hersteller, zusätzliche Debugger-Makros für die Aktivierung und Port-Freischaltung. Zusätzlich sind die Schnittstellenauswahl und Einstellung (Frequenzen) im Entwicklungs-Tool (IDE) wichtig, um erfolgreich den Programm-Verlauf "tracen" zu können.

=== Debug und Trace-Schnittstellen ===
Als Debug Interface stehen zwei Varianten zur Auswahl:
* [[JTAG]]: Dafür sind mindestens 6 Steuerleitungen nötig. Unterstützt Device Chaining: Mehrere verbundene Geräte können mit einem Debugger/Programmer gleichzeitig angesteuert werden.
* SWD (Serial Wire Debug): Hier mindestens 2 Steuerleitungen (3 mit SWO, zzgl GND und 3,3V). Die SWD Schnittstelle ist in der Regel schneller und kann auch Funktionen aus dem Trace-Teil beinhalten (z.B. ITM, dafür wird der SWO-Pin benötigt). Device Chaining ist mit dieser Schnittstelle nicht möglich.

Standard-JTAG Steckerbelegungen:
http://www.keil.com/support/man/docs/ulink2/ulink2_hw_connectors.htm

=== Der 10polige JTAG-Stecker von mmvisual ===
mmvisual hat mit dieser Steckerbelegung die Standard JTAG Schnittstelle erweitert:

Ich habe diesen Part in den Artikel [http://www.mikrocontroller.net/articles/JTAG#Der_10-polige_JTAG_Stecker_von_mmvisual JTAG] verschoben.
Hinzu gekommen ist die Adapterplatine 10-Polig auf Standard JTAG 20 Polig mit TTL/V24 Wandler. [http://www.mikrocontroller.net/articles/JTAG#Die_Adapterplatine Siehe hier.]

== Hardware-Beschaltung ==

Der STM32 benötigt für den Betrieb nur (Minimalbeschaltung):

* VCC 2..3,3V (je nach Typ)
* AVCC 2..3,3V (sehr wichtig, der STM32 lässt sich ohne diese Spannung nicht programmieren)
* GND
* Reset Pin 100nF nach GND (ein Pull-Up Widerstand von ca. 40k ist intern vorhanden)
* [[#Bootmodi|Boot-Pins]]

ansonsten nur ein paar einzelne Cs 100nF an VCC/GND.

Um Programmieren zu können wird entweder noch die serielle Schnittstelle (Programmieren über den vorprogrammierten Bootloader) oder JTAG oder die SWD Schnittstelle benötigt.

=== Bootmodi ===
Unterschiedliche Bootmodi lassen sich mittels der PINs BOOT0 und BOOT1 auswählen . Siehe Application Note [https://my.st.com/public/STe2ecommunities/mcu/Lists/cortex_mx_stm32/Attachments/18225/AN2606.pdf AN2606]. Ausser F1 besitzen neuere Familien ein SYSCFG_MEMR Register. In dieses Register kann man die gewünschten Boot0/1 Werte schreiben und nach einem Core-Reset (!= System_Reset) startet der Prozessor im gewünschten Mode. Eine Neu- bzw. Deinitialisierung der Peripherie empfiehlt sich!

==== Boot from FLASH ====
Startadresse wird von 0x08000004 geladen
BOOT0 Lo
BOOT1 X

==== Boot from SRAM ====
PC Startadresse wird an 0x200001E0 direkt angesprungen.
BOOT0 Hi
BOOT1 Hi
Da der interne FLASH der stm32f1x laut Datenblatt nur für 1000 Schreibvorgänge ausgelegt ist, kann mittels BOOT0 (High) und BOOT1 (High) auch aus dem zuvor mit dem Debugger (JTAG/SWD) beschriebenen SRAM booten.
Hierbei gilt zu beachten:
VTOR auf die NVIC Tabelle im SRAM vor dem auslösen des ersten Interrupts remappen.

Um ein vergleichbares Startverhalten zum FLASH zu erreichen, empfiehlt es sich,
0xF1E0F85F an 0x200001E0 zu schreiben. Diese implizite Ausführung von "ldr.w pc,
[pc, #-0x01E0]" beim Start erzwingt ein laden der Startadresse von 0x20000004.

==== Boot from SYSMEM (RS232, CAN und USB) ====
PC Startadresse wird von 0x1FFFF004 geladen
BOOT0 Hi
BOOT1 Lo

Ab F2 gibt es auch ein SYSCFG_MEMRMR Register. Schreibt man hier den Wert für "System Flash" und macht einen Corereset (keinen Systemreset), so landet ,man auch im Bootloader, unabhängig von dem wert der Boot Pins.

Auch ohne JTAG lässt sich ein STM32 programmieren (Bootloader-Aktivierung). Dabei stehen, je nach CPU-Typ, verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung:
* RS-232 (bisher alle STMs)
* USB (alle USB fähigen CPUs > F103)
* CAN (wie USB nur in bestimmten MCUs)

3 zusätzliche Verbindungen müssen auf dem Board gepatcht werden. Für einen Test geht es auch mit Tastern für RESET und BOOT0. 
RESET=RTS (L-aktiv) 
BOOT0=DTR (H-aktiv) 
BOOT1=LOW 

Details sind hier im Forum: [http://www.mikrocontroller.net/topic/141711 STM32 Programmiertool]

Tools für den Download über den STM32-Bootlaoder:
* [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/PF257525 STSW-MCU005 STM32 and STM8 Flash loader demonstrator]
* [https://code.google.com/p/stm32flash/ Open source flash program for the STM32 ARM processors using the ST serial bootloader (for Linux)]

== Bewertung ==
=== Vorteile ===

'''Vorteile gegenüber ARM7:'''

* Interrupt-Controller jetzt Teil des Prozessors (als Core Peripheral), die Vector Table ist jetzt eine echte Vektortabelle, keine Sprungliste wie bei ARM7. Durch Automatismen zwischen Core und NVIC (auto register save r0..r3, lr, sp, pc) bei Interrupt Entry wird eine deutlich schnellere Ausführungszeit bei Interrupts erreicht. Der Interrupt Code muss sich nicht mehr selbst um die Sicherung der o.g. Register kümmern und eine besondere Konfiguration der Handler im Compiler entfällt. Sind vor Beendigung einer ISR (d.h. Rücksprung zum User Code) weitere Interrupts pending, so werden diese ausgeführt, ohne dass eine komplette pop-push-sequenz der Register notwendig ist. Schön beschrieben ist es hier im [http://www.hitex.com/fileadmin/pdf/insiders-guides/stm32/isg-stm32-v18d-scr.pdf Insider's Guide] unter 2.4.5 / Seite 20.
* Thumb-2 Befehlssatz, deutlich schneller als Thumb-1 und ebenso kompakt
* Weniger Pins für Debugging benötigt durch SWD
* Mehr Hardware Breakpoints machen debuggen einfacher
* Software ist einfacher weil die Umschaltung zwischen ARM Mode und Thumb Mode wegfällt

'''Vorteile gegenüber LPC1700 und LPC1300:'''

* Flexiblere Gehäuseformen mit mehr Peripherie bei kleinen Gehäusen
* FW-Lib für alle STM32 gleich, alle AppNotes/Demos beziehen sich auf diese eine FW-Lib was die Entwicklung der eigenen Applikation sehr beschleunigt.
* Genauerer und flexiblerer ADC, insbesondere gegenüber LPC1300
* Flexiblere Varianten der Peripherie >> bei weniger einen deutlichen Preisvorteil
* ab 0,85 EUR (Stand 2010) Allerdings gibts den LPC1100 mit Cortex-M0 schon ab 0,65 $!

'''Vorteile gegenüber SAM3/4:'''

* Fast alle Pins sind 5-Volt tolerant.

'''Vorteile gegenüber anderen "Kleinen" wie z.B. PIC, Atmel usw.'''
* nahezu gleicher Preis bei Hobby Anwendungen
* 32 Bit ohne Umwege in Assembler rechenbar
* Schnelle direkte Offset-Adressierung ermöglich effizienten Zugriff auf Stack-Variablen, lokal gespeicherte Flash-Konstanten, struct/Array-Elemente
* Einfache einheitliche Adressierung des gesamten Adressraums, d.h. Pointer auf Peripherieregister, RAM & Flash können exakt gleich behandelt werden, keinerlei Banking/Umschalt-Mechanismen erforderlich auch bei großem Flash/RAM
* Interrupt-Prioritäten und Prioritätsgruppen
* Effiziente Pointerarithmetik da Registerbreite=Adressbreite
* bessere Peripherie wie USB, Ethernet, Vielzahl an Timern
* der ARM-Core hat eine höhere Taktfrequenz und kann gleichzeitig mehr in weniger Takten berechnen
* Hardware-Division, bei einigen FPU zur effizienten float-Berechnung
* Mit größerem Flash/RAM verfügbar
* Code kann direkt aus dem RAM ausgeführt werden, Speicherschutz und privilegierter Ausführungsmodus können "Kernel"- vor "Anwendungs"-Code schützen, somit wird das dynamische Nachladen von Anwendungen aus externem Speicher effizient & sicher möglich
* ... und weitere 1000 Punkte ...

'''Links'''
* [http://www.arm.com/files/pdf/ARM_Microcontroller_Code_Size_%28full%29.pdf Code Size Analyse zwischen verschiedenen µC]

=== Nachteile ===

'''Nachteil gegenüber LPC1700:'''
* STM32F1xx: nur 72 MHz statt 100 MHz (LPC1759: 120 MHz) Taktfrequenz; STM32F2xx hat diesen Nachteil nicht (ebenfalls 120MHz, STM32F4xx mit 180MHz)
* Der LPC1700 besitzt deutlich mehr Mechanismen, um die Auswirkung der Waitstates des Flash-ROMs auf Code- und Datenzugriffe zu reduzieren und das bedeutet mehr Performance bei gleicher Taktfrequenz. Beim STM32F2 entfällt dieser Nachteil wohl aufgrund des ART Accelerators.
* Alle LPC1xxx haben 32 Bit Timer. Bei den STM32 haben das nur die STM32F2xx (2 Stück)
* I2S Einheit von ST hat keinen FIFO und im 24/32Bit Modus müssen 2x16Bit Halbwörter übertragen werden. Wobei allgemein bei neuen ARM Prozessoren die vorhandenen DMA-Kanäle (basierend auf eigenen BUS-Kanälen und Speicherzugriffen) FIFO in beliebiger Größe bedeutet.

'''Nachteil für Hobby-Anwender'''

* Nicht direkt "Steckbrettauglich", da kein DIL Gehäuse verfügbar. Der ebay-Shop dipmicro führt jedoch sehr günstige Lötadapter für Umsetzung von LQFP48 auf DIP48. QFP64 in 0.5mm Pinabstand und nicht 0.8mm wie AVR. Von NXP gibt es Cortex-M0 µC im DIL Gehäuse.

* Viel Peripherie, Clocks müssen alle richtig eingestellt werden, ggf. Anpassung des Startup Codes usw.

'''

== Errata, Tipps und Tricks ==
=== Hardware ===
* AD-Wandler PA0: Im Errata steht, dass hier Fehler in der Wandlung entstehen könnten, also einen anderen Pin verwenden.
* CAN-Bus PD0/PD1: Remap geht erst ab der 100-Pin-Version. Steht im RM0008 unter 9.3.3.: "CAN1 alternate function remapping". Alle Infos von RM0008 9.3.x sind interessant
* CAN und USB sind bei der F1 Serie nur bei der "◦Connectivity-Line" gleichzeitig nutzbar. Siehe Datenblätter.
* Mit internem RC-Oszillator kann die CPU mit maximal 64MHz betrieben werden. Mit einem externen Quarz sind dann 72MHz möglich.
* Für USB Betrieb muss die CPU mit 48MHz oder 72MHz betrieben werden (bei STM32F1xx).
* Der Idle Interrupt vom Usart wird zwar ausgelöst, aber nicht vom entsprechenden Statusflag angezeigt
* Der DMA fängt beim aktivieren immer von vorn an zu zählen, auch wenn er nur kurz angehalten wurde
* STM32F2xx hat kein Flash Size Register, bei STM32F4xx ist zwar ein flash Size Register beschrieben, kollidiert aber in der Adresse mit einem anderen Register
* Derivate mit internem EEPROM und nur einer Speicherbank haben das "Feature" bei write/erase des Data-Flashes (EEPROM) einen kompletten stall der code execution zu verursachen (inkl. ISR's, DMA). Desgleichen bei write/erase des internen Flash (ISP-routinen, EEPROM-Emulation).
* Der I2C hat diverse Fehler, welche im Errata des jeweiligen Modells (z.B. [http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/errata_sheet/CD00238166.pdf STM32F105xx and STM32F107xx Errata sheet] ) zu finden sind. Workarounds hierzu finden sich in der Application Note [http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/application_note/CD00209826.pdf AN2824]. Am Besten benutzt man jedoch die I2C Communication peripheral application library (CPAL) von ST ([http://www.st.com/web/catalog/tools/FM147/CL1794/SC961/SS1743/PF258336 STSW-STM32127])
* [http://blog.frankvh.com/category/stm32/ weitere undokummentierte Features]
* Interrupt-Flags in Statusregistern der diversen Peripherals wie der Timer müssen zu '''Beginn''' (bzw. möglichst weit vor dem Return) der ISR zurückgesetzt werden, da die ISR sonst eventuell 2x ausgeführt wird ([http://www.mikrocontroller.net/topic/312393#new Siehe Forum]).

=== Software ===
==== GCC ====
Um den GCC direkt zu verwenden (zB. mit selbstgebautem makefile), falls man das nicht von einer Entwicklungsumgebung machen lässt, siehe zunächst [[ARM GCC]]. STM32-spezifisches ist:
* Wird die [[#.E2.80.8ESTM32_Standard_Peripheral_Library|STM32 Standard Peripheral Library]] und ein Quarz verwendet, so muss noch per Präprozessor-Definition die Frequenz des Quarzes angegeben werden mittels z.B. -DHSE_VALUE=8000000 für 8MHz (wie auf dem STM32F4 Discovery).

===== Startupcode & Linkerscript =====
* Damit der compilierte Code an den richtigen Stellen im Controller landet (d.h. dem Flash) muss man dem Linker ein Linkerscript mitgeben. Dies geht per "-T ''pfad_zum_linkerscript.ld''" an den Linker-Befehl. Im Archiv der [[#.E2.80.8ESTM32_Standard_Peripheral_Library|STM32 Standard Peripheral Library]] befindet sich ein Beispiel-Linkerscript für die Atollic TrueSTUDIO IDE, dieses kann direkt mit dem GCC verwendet werden. Beispielsweise für den STM32F4 befindet sich das Script im Pfad "/STM32F4xx_DSP_StdPeriph_Lib_V1.1.0/Project/STM32F4xx_StdPeriph_Templates/TrueSTUDIO/STM324x7I_EVAL/stm32_flash.ld" des Archives.
* Damit beim Starten die richtigen Initialisierungen vorgenommen werden (wie globale Variablen und bei C++ Konstruktoren globaler Objekt-Instanzen) muss als erstes ein Startupcode laufen, der dann die main()-Funktion aufruft. Der Startupcode ist meistens in Assembler geschrieben, C-Code ist aber auch möglich. Im Archiv der [[#.E2.80.8ESTM32_Standard_Peripheral_Library|STM32 Standard Peripheral Library]] befindet sich ein Beispiel-Startupcode für die Atollic TrueSTUDIO IDE, dieser kann direkt mit dem GCC verwendet werden. Beispielsweise für den STM32F4 befindet sich der Code in Assemblerform im Pfad "/STM32F4xx_DSP_StdPeriph_Lib_V1.1.0/Libraries/CMSIS/Device/ST/STM32F4xx/Source/Templates/TrueSTUDIO/startup_stm32f40xx.s" des Archives. Der Assemblercode kann per arm-none-eabi-as (Flags s.o.) assemblisiert werden, die resultierende .o -Datei normal mitgelinkt.

Zusammen bieten die beiden Dateien der Anwendung ein Standard-C-Interface, d.h. man kann wie gewohnt globale Variablen verwenden und seinen Code in die main()-Funktion schreiben.

=== Tipps für Umsteiger von Atmel/PIC/8051 ===
* Prozessortakt hat unterschiedliche Taktquellen und eine PLL.
* Alle Peripheriemodule haben einen extra Clock, den man aktivieren muss.
* Wenn man z.B. einen UART benutzen möchte, so muss man den Clock vom UART, Alternate Function IO (AFIO) und dem GPIO-Port aktivieren.
* Ansonsten hat man nahezu doppelt so viele Möglichkeiten in den Peripheriemodulen.
* Interrupt-Flags müssen in der ISR selber gelöscht werden
* Forum zu [http://www.mikrocontroller.net/topic/175888 Interrupts vs. Events]

=== Errata vom STM32F4xx die nicht im Errata von ST stehen ===
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/267439#2788478 Aktivieren von DMA], wenn mehr als 3 DMA Kanäle aktiviert werden, kann es sein dass die nicht alle korrekt bedient werden. Auch klappt der DMA mit dem FSMC nicht immer zuverlässig. [https://my.st.com/public/STe2ecommunities/mcu/Lists/cortex_mx_stm32/Flat.aspx?RootFolder=%2Fpublic%2FSTe2ecommunities%2Fmcu%2FLists%2Fcortex_mx_stm32%2FWarning%20limit%20simultaneous%20DMAs%20to%202&FolderCTID=0x01200200770978C69A1141439FE559EB459D7580009C4E14902C3CDE46A77F0FFD06506F5B&currentviews=811 siehe hier] [http://blog.frankvh.com/2012/01/13/stm32f2xx-stm32f4xx-dma-maximum-transactions/ und hier]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/260637#2700761 Nerviger Bug in "stm32f4xx.h"] Änderung Struktur GPIO_TypeDef
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/261690#2714754 Batterie wird leer gezogen], nur bei manchen Chips mit Rev. A
* [http://www.efton.sk/STM32/STM32F4xx_doc_errors.txt Liste von Dokumentations-Fehlern]

== Bezugsquellen ==

=== Controller ===

Versand Europaweit im endasmedia.ch Shop
* STM32F105 Controller für 2.50€ [http://shop.endasmedia.ch/index.php?id_product=8&controller=product&id_lang=1 shop.endasmedia.ch]

Versandhäuser für Privatpersonen
* [http://www.reichelt.de/STM-Controller/2/index.html?;ACTION=2;LA=2;GROUPID=2950; Reichelt]
* [http://darisusgmbh.de/shop/index.php?cat=c2692_ARM-Cortex.html Darisus]
* [http://www.hbe-shop.de HBE (Farnell Programm für Private)]
* [http://www.sander-electronic.de/be00069.html Sander]
* [http://www.tme.eu/de/katalog/index.phtml#cleanParameters%3D1%26search%3DSTM32F10%26bf_szukaj%3D+ TME]
* [http://teske-electronics.de/index.php?cPath=3_9_53 Teske electronics]
* [http://de.rs-online.com/web/c/halbleiter/prozessoren-und-mikrocontroller/mikrocontroller/?sort-by=default&sort-order=default&applied-dimensions=4294417325&lastAttributeSelectedBlock=4294425895 RS-Online]

Gewerblich liefern natürlich viele wie EBV, Mouser, Farnell, Digikey usw...

=== Evaluation Boards ===

* [http://shop.embedded-projects.net/index.php?module=artikel&action=gruppe&id=14 Im Shop von Embedded Projects]
* [http://www.watterott.com/de/Boards-Kits/ARM/ARM-Cortex-M3 Cortex M3 bei Watterott]
* [http://www.raisonance.com/~primer-starter-kits__microcontrollers__tool~tool__T018:4enfvamuxbtp.html Primer und Primer2 von Raisonance]
* [http://www.sander-electronic.de/es0028.html Sander Electronic]
* [http://www.mikrocontroller.net/articles/MP32F103-Stick:_Ein_Mini-Mikrocontroller-Board_mit_USB_und_bis_zu_4MB_Datenspeicher Artikel im Wiki, ARM mit USB und 4MB Speicher]
* [http://www.futurlec.com/STM32_Development_Board.shtml Futurlec Evalboard, ebenso Header-Board]
* [http://www.propox.com/products/t_174.html Propox, Header-Boards für 103R und 103V sowie Trägerplatine dafür]
* [http://www.mikrocontroller.net/articles/Cortex_M3_OCM3U Cortex M3 Artikel im Wiki]
* [http://olimex.com/dev/index.html STM32 bei Olimex]
* [http://de.farnell.com/jsp/displayProduct.jsp?sku=1824325&action=view&CMP=GRHS-1000962 STM32Discovery bei Farnell] Mikrocontroller Board (STM32F100RBT6B) mit onboard USB-Programming Interface für ca. 12,50€
* [http://www.de.rs-online.com/web/p/products/7458434/ STM32Discovery bei RS-Components] 12,65 € +MwSt.
* [http://www.segor.de/#Q=STM32 VL DISCOVERY] STM32 Discovery bei Segor
* [http://www.watterott.com/de/STM32F4Discovery STM32F4DISCOVERY] STM32F4 Cortex M4 Controller mit JTAG-Debugger auf der Platine bei Watterott für 16,66EUR.
* [http://www.conrad.de/ce/de/product/443910/ STM32F4 Discovery Kit bei Conrad] 17,11 €
* [http://www.mcu-raisonance.com/~open4-development-platform__microcontrollers__tool~tool__T018:g65gu6ghg2n.html/ Open 4 oder auch genannt Evo-Primer]
* [http://www.wayengineer.com/index.php?main_page=index&cPath=50_66&page=1&sort=3a WayEngineer]
* [http://thinkembedded.ch/ST-STMicroelectronics:::24.html Im Thinkembedded Shop] in der Schweiz / DiscoveryF4, div. ETT und Olimex Boarde ab 20,18 CHF / 16,15 EUR (inkl. MwSt.) zzgl. Versandkosten
* [http://shop.myavr.de/ARM-Produktlinie/STM32F4-Discovery.htm?sp=article.sp.php&artID=200072 Im myAVR Shop] DiscoveryF4 mit möglichem Zubehör 16,45 EUR (inkl. MwSt.) zzgl. Versandkosten
* [http://www.keil.com/boards/cortexm.asp Keil/ARM Demoboards]
* [http://www.phytec.de Phytec]
* [http://shop.myavr.de/index.php?sp=artlist_kat.sp.php&katID=37 verschiedene ARM Produkte und Erweiterungen bei myAVR]
* [http://re.reworld.eu/de/produkte/s64dil-405/index.htm S64DIL-405 STM32Fxxx ARM Cortex M3 Mikrocontrollermodul mit USB-Schnittstelle, Steckbretttauglich] (Leerplatine eignet sich auch für STM32F1xx Prozessoren.)

== Weblinks, Foren, Communities, Tutorials ==
* [http://www.mikrocontroller.net/articles/STM32_-_Einstieg_mit_Em::Blocks STM32 - Einstieg mit Em::Blocks Tutorial]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/173753 Diskussion zum Artikel]
* [http://www.mikrocontroller.net/forum/mikrocontroller-elektronik?filter=ARM*+STM32*+Cortex* Suche im Forum]
* [[STM32 für Einsteiger]]
* [[STM32 CooCox Installation]]
* [https://my.st.com/public/STe2ecommunities/mcu/Lists/ARM%20CortexM3%20STM32/AllItems.aspx Forum auf der ST Homepage]
* [http://www.stm32circle.com/hom/index.php STM32 Community]
*[http://joe-c.de/pages/posts/einstieg_mikrocontroller_stm32f103_101.php Einstieg: STM32board mit Kamera (deutsch)]
* [http://www.ebv.com/fileadmin/products/Press_Print/Brochures/Product_Brochures/EBV_Cortex%20Collection_V2.pdf Übersicht der Cortex Prozessoren und deren Hersteller (nicht nur ST, von EBV)]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/258652 Tutorial]
* [http://diller-technologies.de/stm32_wide.html STM32 Tutorial in Deutsch von Diller Technologies]
* [http://mySTM32.de STM32 C und C++ Tutorial in Deutsch ]
* [http://mikrocontroller.bplaced.net STM32F4 Quellcode-Librarys und CooCox-Projekte in Deutsch ]
* [http://myugl.de Tutorial für Grafik-Librarys und SiSy-Projekte in Deutsch ]
* [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/FM147/CL1794/SC961/SS1533/PF251717 MicroXplorer MCU graphical configuration tool ]
* [http://www.harerod.de/CoreMark_STM32.pdf Testbericht über CoreMark 1.0 auf Cortex-M3/M4 mit verschiedenen Compiler- und MCU-Einstellungen]
* [http://klaus4.blogspot.com/2014/05/stm32f4-discovery-mit-opensource.html STM32-Toolchain mit Eclipse CDT 4.3, GnuArmEclipse, OpenOCD 0.8.0, Gnu Arm GCC 4.8, STM32CubeMX]

<references/>
[[Kategorie:ARM]]
[[Kategorie:STM32]]
[[Kategorie:Mikrocontroller]]

STM32 für Einsteiger

2014-01-27T15:43:40Z

Mmvisual: /* Eigene Fähigkeiten und Wünsche */

Immer wiederkehrend hier im Forum "Mit welchem Mikrocontroller anfangen?". Es gibt eine große Auswahl und eben so viele Empfehlungen. In diesem Artikel soll zu erst geholfen werden ob ein STM32-Prozessor mit Cortex-M3/M4 Kern überhaupt der Richtige für den Start ist.
Nicht für jeden ist der [[STM32]] zu empfehlen, denn die Anforderungen und Wünsche die man realisieren möchte, sowie die eigenen Fähigkeiten sind verschieden.

Es werden meist die Prozessoren [[AVR]], [[PIC]], [[Arduino]], [[MSP430]], [[LPC1xxx]] und [[STM32]] empfohlen. Seltener auch 8051 und M16C. Alle haben Vorzüge und ebenso auch Nachteile.

[[Bild:STM32F407SB.jpg|thumb|right|340px|STM32F417 auf einem Selbstbau-Board]]

= Eigene Fähigkeiten und Wünsche =

Dieser Artikel geht davon aus, dass bereits Elektronik Kenntnisse vorhanden sind. Wenn nicht dann sollte man erst einmal den Artikel "[[Absolute Beginner]]" durcharbeiten, sowie die anderen Artikel aus der Kategorie "[http://www.mikrocontroller.net/articles/Kategorie:Grundlagen Grundlagen]".
 Weitere Artikel die andere Prozessoren näher darstellen da sich dieser Artikel hauptsächlich auf [[STM32]] konzentriert: [[Entscheidung Mikrocontroller]] und [[Mikrocontroller Vergleich]]. Die Seiten [[AVR]], [[MSP430]], [[LPC1xxx]] und [[PIC]] zeigen mehr Details über diese µC. Hier werden nur grob ein paar Tabelle zum Vergleichen gezeigt.

Zu erst einmal die Randbedingungen, mit der man sich selbst zu erst einmal einschätzen sollte:
{| {{Tabelle}}
|- bgcolor="#d0d0ff"
! Fähigkeit || [[STM32]] || [[AVR]] || colspan="3" | [[PIC]] || [[MSP430]] || [[Arduino]]
|-
| Bitbreite, jedoch unwichtig für Einsteiger || align="center" | 32-bit || align="center" | 8-bit || align="center" | 8-bit (PIC18) || align="center" | 16-bit (PIC24) || align="center" | 32-bit (PIC32) || align="center" | 16-bit || align="center" | 8-bit
|-
| Neueinsteiger, kaum Elektronikkenntnisse, noch nie programmiert
| align="center" | O
| align="center" | O <ref name="AVR_TUT1">[http://www.rn-wissen.de/index.php/AVR-Einstieg_leicht_gemacht], RoboterNetz: AVR-Einstieg leicht gemacht</ref><ref name="AVR_TUT2">[http://www.avr-asm-tutorial.net/avr_de/], Tutorial für das Erlernen der Assemblersprache von AVR-Einchip-Prozessoren</ref>
| colspan="3" align="center" | O
| align="center" | O
| align="center" | X
|-
| Wunsch ist SD-Card oder Grafik-Display
| align="center" | X
| align="center" | O
| align="center" | O <ref name="PIC_SD">[http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=2680&dDocName=en537999], Microchip Memory Disk Drive File System for PIC18 PIC24 dsPIC PIC32</ref> || align="center" | X<ref name="PIC_SD" /><ref name="PIC_LCD">[http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/technology/graphics/], Microchip Graphics Library</ref> || align="center" | X<ref name="PIC_SD" /><ref name="PIC_LCD" />
| align="center" | X
| align="center" | O
|-
| Wunsch ist TCP/IP Netzwerk
| align="center" | X
| align="center" | O
| colspan="3" align="center" | X <ref name="PIC_TCP">[http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=2505&param=en535724], Microchip TCP/IP stack</ref>
| align="center" | O
| align="center" | O
|-
|-
| Wunsch ist Kamera und Video-/Bildbearbeitung
| align="center" | X
| align="center" | -
| align="center" | - || align="center" | - || align="center" | X
| align="center" | -
| align="center" | -
|-
| Möchte die Erkenntnisse beruflich nutzen
| align="center" | X
| align="center" | X
| colspan="3" align="center" | X
| align="center" | X
| align="center" | -
|-
| Strom sparende Anwendungen
| align="center" | - 300 nA Sleep<ref name="STM_Power">[http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1295], [[STM32]] L1 series of ultra-low-power MCUs</ref> 230 μA/MHz
| align="center" | - 100 nA Sleep<ref name="AVR_Power1">[http://www.atmel.com/technologies/lowpower/default.aspx], Atmel picoPower Technology</ref> <ref name="AVR_Power2">[http:/www.futurlec.com/News/Atmel/PicoPower.shtml], Atmel Releases New picoPower AVR Microcontrollers</ref> 340 μA/MHz
| colspan="2" align="center" | X 9 nA Sleep<ref name="PIC_XLPvsTI">[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/39989A.pdf], The Truth about Power Consumption in PIC® MCUs with
XLP Technology vs. TI’s MSP430</ref><ref name="PIC_XLP">[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/30009941F.pdf], nanoWatt XLP eXtreme Low Power PIC® Microcontrollers</ref> 35 μA/MHz || align="center" | -
| align="center" | X 100 nA Sleep<ref name="TI_Power1">[http://www.ti.com/lit/wp/slay015/slay015.pdf], Texas Instruments: Ultra-Low Power Comparison: MSP430 vs. Microchip XLP</ref><ref name="TI_Power2">[http://www.ti.com/ww/mx/multimedia/webcasts/Aspectos_Generales_MSP430.pdf], Texas Instruments: Meet MSP430</ref> 100 μA/MHz
| align="center" | -
|-
| Multithreading, RTOS, Schedulern
| align="center" | X
| align="center" | - <ref name="AVR_RTOS1">[http://www.freertos.org/a00098.html], Atmel AVR freeRTOS port</ref><ref name="AVR_RTOS2">[http://www.femtoos.org/], Femto OS: RTOS for small MCU's like AVR</ref>
| align="center" | - <ref name="PIC_RTOS2">[http://www.freertos.org/a00097.html], Microchip PICmicro (PIC18) freeRTOS Port</ref> <ref name="PIC_RTOS3">[http://www.pumpkininc.com/], Salvo RTOS</ref>|| align="center" | X<ref name="PIC_RTOS">[http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=1406&dDocName=en531543&redirects=rtos], 3rd Party RTOS selection guide</ref> || align="center" | X<ref name="PIC_RTOS" />
| align="center" | X <ref name="TI_RTOS">[http://processors.wiki.ti.com/index.php/MSP430_Real_Time_Operating_Systems_Overview], TI Wiki: MSP430 Real Time Operating Systems Overview</ref>
| align="center" | -
|-
| Besonders große, speicherintensive Programme z.B. Grafiken, Fonts
| align="center" | bis 2MB Flash bis 256kB SRAM <ref name="STM32Ueb">[http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169], Übersicht aller verfügbaren [[STM32]] µC von ST</ref>
| align="center" | bis 256kB Flash bis 16kB SRAM
| align="center" | bis 128kB Flash bis 4kB SRAM || bis 2MB Flash bis 98kB SRAM || bis 2MB Flash bis 512kB SRAM
| align="center" | bis 512KB Flash bis 66kB SRAM
| align="center" | bis 256kB Flash bis 16kB SRAM
|-
| Sehr viel PWM mit komplexem Timing
| align="center" | X
| align="center" | AT90Spwm
| align="center" | - || align="center" | X || align="center" | X
| align="center" | O
| align="center" | -
|-
| Deutschsprachige Community
| align="center" | O
| align="center" | X
| align="center" | X <ref name="PIC-Projekte">[http://pic-projekte.de/], pic-projekte.de</ref> <ref name="SPRUT">[http://www.sprut.de/], sprut.de</ref> || align="center" | - || align="center" | -
| align="center" | -
| align="center" | X
|-
| Anzahl möglicher HW-Breakpoints
| align="center" | 4 bis 6
| align="center" | 2
| align="center" | 1 bis 5 <ref name="PIC_HWBP">[http://www.microchip.com/stellent/groups/SiteComm_sg/documents/DeviceDoc/en556761.pdf], PIC Hardware Breakpoints (Seite 6)</ref> || align="center" | 1 bis 10 <ref name="PIC_HWBP"/> || align="center" | 6<ref name="PIC_HWBP"/>
| align="center" | 2
| align="center" | 2
|}
* X = ja
* O = Teilweise, Einschränkungen
* - = nicht empfohlen
Nur um nicht zu verwirren, auch wenn Teile "nicht empfohlen" sind, heißt dass nicht dass es mit dem Prozessor nicht geht, vielmehr dass es mehr Aufwand ist das zu realisieren oder mehr Einschränkungen hat.
Viele Eigenschaften weisen nur bestimmte Modelle einer Mikrocontrollerfamilie auf. Der Wechsel innerhalb einer Familie gestaltet sich jedoch oft einfach (z.B. innerhalb [[STM32]] oder innerhalb PIC24).

Die Spalte [[STM32]] zeigt die Prozessorfamilie von STM32F0xx bis STM32F4xx mit einem Cortex-M0 oder M3/M4 Kern. Die technischen Daten sind ähnlich anderer Hersteller die auch einen Cortex-Mx Kern verbauen wie z.B. NXP ([[LPC1xxx]]), Freescale, Atmel, TI, Toshiba, usw. Jedoch bietet ST mit dem [[STM32]] eine hohe Flexibilität an Gehäuse-Variationen (vergleichbar mit NXP [[LPC1xxx]]) und ist privat recht leicht beschaffbar. Übersicht aller verfügbaren [[STM32]] µC von ST<ref name="STM32Ueb">[http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169], Übersicht aller verfügbaren [[STM32]] µC von ST</ref>.

Der STM32 ist in der tat nicht der beste in der Kategorie "Stromsparend", jedoch um eine Alternative mit Cortex-Mx Kern auf zu zeigen:
 "EFM32" von Silabs<ref name="EFM32">[http://www.silabs.com/products/mcu/lowpower/Pages/efm32-energy-modes.aspx], EFM32, der Stromsparende mit Cortex-Mx Kern</ref> benötigt nur 0,9 µA im Sleep Mode.

Die Spalte PIC zeigt die Eigenschaften der 8-Bit PIC18 (vergleichbar mit [[AVR]]), 16-Bit [[PIC24]]/[[dsPIC]] (vergleichbar mit [[MSP430]]) und 32-Bit [[PIC32]] (vergleichbar mit [[STM32]]). Ein Wechsel des Mikrocontrollers innerhalb der Familien ist Codetechnisch problemlos möglich. <ref name="PIC_codeswitch">[http://www.elektor.nl/Uploads/Files/PIC24FIntro_5f082806.pdf], Microchip: Introduction to the 16-bit PIC24F Microcontroller Family</ref> Hardwaretechnisch sind verschiedene Modelle gleicher Familie zudem auch meist Pin-Kompatibel <ref name="PIC_PinCompatibility">[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/00148m.pdf], Microchip: 2007 Product Selector Guide (Seite 114 ff.)</ref> sodass ohne Design-Änderung zwischen verschiedenen Modellen gewechselt werden kann.
Ein Wechsel zwischen den Familien ist Architekturbedingt aufwendiger, vor allem von 8-Bit auf 16/32-Bit. <ref name="PIC_8to16Migration">[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/39764a.pdf], Microchip: PIC18F to PIC24F Migration: An Overview</ref> Aufgrund gleichbleibender IDE (Mplab) sowie gleichbleibenden Libraries bei Verwendung einer Hochsprache (C) jedoch vor allem zwischen 16-Bit und 32-Bit ohne weitere Probleme möglich <ref name="PIC_16to32Migration">[http://www.embedded.com/design/mcus-processors-and-socs/4007683/Practical-migration-from-8-16-to-32-bit-PIC], Artikel: Practical migration from 8-/16- to 32-bit PIC</ref>.
 Ein PIC10/12/16 ist für den Einstieg nicht empfohlen, da diese Architekturbedingt viele Einschränkungen haben, die eher hinderlich für das Lernen sind.

Der "[[Arduino]]" ist kein eigenständiger Prozessor, sondern ein fertiges Board mit einer "[[Arduino]]" Programmierumgebung (und einem AVR Prozessor), extra geschaffen für Einsteiger. Allerdings ist da der Lerneffekt viel geringer da man den Prozessor mit der [[Arduino]]-Software programmiert und nicht direkt die Register. Anderseits ist der Arduino besser für jemanden geeignet, der eigentlich nicht lernen möchte, sondern nur mal schnell etwas steuern/basteln will und so ohne großartige µC Kenntnisse zum Ziel kommt. Für diese Zielgruppe ist der Arduino perfekt.

<references />

= Unwichtige Randbedingungen =

Oftmals werden fälschlicherweise Argumente für oder gegen eine µC-Familie ausgesprochen, die in der Praxis '''zum Einstieg''' (bei konkreten Anwendungen kann das anders aussehen) eher unwichtig sind.

* Spannungsversorgung 3,3V / 5V (Wobei z.B Atmel XMega keine 5V Tolerante Eingänge besitzt)
* 8 (z.B. [[AVR]]), 16 (z.B. [[MSP430]]) oder 32 (z.B. [[STM32]]) Bit
* Prozessorkern Cortex-M0/M3/M4, MIPS, ARM7/9/..., AVR-RISC, PIC-RISC, 8051, ...
* Interrupt System mit mehr oder weniger Features
* Programmiersprache (Assembler, Basic, C, C++, Pascal)
* Programmierumgebung - ist ohnehin Geschmackssache
* Assembler verstehen (Sollte nur theoretisch verstanden werden, ein Programm sollte in einer Hochsprache geschrieben sein)
* DIL Gehäuse - steckbretttauglich ([[STM32]]-Prozessoren gibt es auch fertig gelötet auf einem steckbretttauglichen Board)
* Programmieradapter - solange er auch debuggen kann
* zu 90% reicht doch ein kleiner Prozessor ([[AVR]]/PIC) - und für die restlichen kann man immer noch einen großen nehmen. Warum also nicht gleich einen großen nehmen?

= Kosten =

Grobe Abschätzung was das alles denn kosten wird. Hier sind nur einige Beispiele gezeigt (Einzelpreise bei Bezugsquellen in Deutschland).

{| {{Tabelle}}
|- bgcolor="#d0d0ff"
! Board || [[STM32]] || [[AVR]] || PIC18/24/32 || [[MSP430]] || [[Arduino]]
|-
| Demo-Board
| align="center" | <ref name="STM32F4DISCOVERY">[http://www.st.com/web/en/catalog/tools/FM116/SC959/SS1532/PF252419], ST STM32F4DISCOVERY Demoboard</ref> 9..20€ (incl. Programmieradapter und Debugger)
| align="center" | 5..500€, z.B. [[Arduino]] || align="center"| <ref name="PICDEMOBOARD">[http://www.microchipdirect.com/ProductDetails.aspx?Catalog=BuyMicrochip&Category=Starter%20Kits&mid=1&lmid=610], Microchip Demoborad</ref> durchschnittlich 18€ .. 50€]
| align="center" | <ref name="MSP430DEMOBOARD">[http://www.ti.com/tool/msp-exp430fr5739], MSP430 Demoborad</ref> ~35€
| align="center" | 20€
|-
| Steckbrettaugliches Board
| align="center" | s.o. oder <ref name="STM32F405Board">[http://re.reworld.eu/de/produkte/s64dil-405/index.htm], S64DIL-405 mit STM32F405</ref>S64DIL-405 30€
| align="center" | DIP IC
| align="center" | DIP IC
| align="center" | ??
| align="center" | ab ca. 4€ (Pro Mini)
|-
| Einzelchip (Einzelstückpreise)
| align="center"| 2..15€ nur SMD (TSSOP..LQFP..BGA)
| align="center"|0,6–5€ SMD + DIP
| align="center"|0,5-15€ SMD + DIP
| align="center"|??
| align="center"|siehe AVR
|-
| Programmieradapter
| align="center" | 0€ da Bootloader (ROM) UART / USB usw. unterstützt
| align="center" | ab 4€
| align="center" |
| align="center" |
| align="center" |
|-
| Programmieradapter mit Debugger
| align="center" | s.o. oder z.B <ref name="JLINKEDU">[http://www.segger.com/j-link-edu.html], Segger J-LINK EDU</ref> Segger J-LINK EDU 50€ (sehr schnell und unterstützt viele Prozessoren)
| align="center" | <ref name="AVRDragon">[http://www.atmel.com/tools/AVRDRAGON.aspx], Atmel AVR Dragon</ref> AVR Dragon 40€ <ref name="JTAGICE3">[http://www.atmel.com/tools/JTAGICE3.aspx], AT JTAG ICE3</ref> AT JTAG ICE3 99€
| align="center" | <ref name="PICKIT3">[http://www.microchipdirect.com/ProductSearch.aspx?keywords=PG164130], Microchip PICkit 3</ref> PICkit 3 30€
| align="center" | z.B. Dragon 50€
| align="center" | 20€ (Man muss DebugWire aktivieren)
|}

Das Demo-Board sollte ein Board sein, nicht zu teuer, um die ersten Erfahrungen zu sammeln. Wenn einem der Prozessor gefällt, so kann man später immer noch mit einem zweiten Demo-Board, z.B. mit Display aufrüsten.

Wenn man gerne mit einem Steckbrett sich die Schaltung zusammen stecken möchte, so kann man entweder die benötigten Drähte am Demo-Board anlöten oder bei z.B. [[AVR]]/[[PIC]] Prozessoren gibt es Ausführungen im DIL Gehäuse, die direkt steckbar sind.

Ein Programmieradapter sollte unbedingt auch einen Debugger beinhalten. Denn für den Start ist es ungemein hilfreich zu sehen was im Prozessor gerade geschieht. Die JTAG-Adapter für einen [[STM32]] Prozessor sind alle Debugger-Tauglich. Für die [[AVR]] Controller gibt es auch oft reine Programmer (AVR ISP oder Selbstbau-Lösungen über die serielle oder parallele Schnittstelle) welche den Mikrocontroller nur beschreiben können. Für die [[PIC]] Controller werden solche reinen Programmer vereinzelt auch noch angeboten. Sinvoller sind hingegen Debugger, die die Ausführung eines Mikrocontrollers anhalten können um die aktuelle Position im Programmcode, Variableninhalt, Register, ... auszulesen bzw. zur Laufzeit zu ändern.

Der für den [[STM32]] empfohlene Segger J-LINK EDU ist zwar nicht der günstigste (z.B. auf einem STM32F4DISCOVERY Borad ist ein ST-LINK/V2 mit drauf, den man für andere [[STM32]] nutzen kann) aber eines der besten, mit sehr guten Software-Tools und nutzbar für alle Prozessoren mit ARM-Kern (ARM7/9/11/... Cortex-Mx der Hersteller Atmel, Energy Micro, Freescale, Holtek, TI, NXP, Nuvoton, ST, Toshiba, ... unter Windows, Linux und MAC). Niemals am Werkzeug sparen und man hat viel mehr Freude bei der Arbeit.

<references />

= Programmierumgebungen=

Bei den Programmierumgebungen gibt es zu allen Prozessorfamilien kostenlose und Leistungsfähige Software

{| {{Tabelle}}
|- bgcolor="#d0d0ff"
! Betriebssystem || [[STM32]] || [[AVR]] || [[PIC]] || [[MSP430]] || [[Arduino]]
|-
| Windows
| align="center"|[http://www.coocox.org/CooCox_CoIDE.htm CooCox]
| align="center"|Atmel-Studio
| align="center"|[http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/ MPLAB X] (IDE inklusive compiler)
| align="center"|??
| align="center"|[[Arduino]] 1.0.5
|-
| Linux
| align="center"|[http://eclipse.org/downloads/ Eclipse IDE for C/C++ Developers]
| align="center"|z.B. [http://eclipse.org/downloads/ Eclipse IDE for C/C++ Developers]
| align="center"|[http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/ MPLAB X] (IDE inklusive compiler)
| align="center"|??
| align="center"|[[Arduino]] 1.0.5
|-
| MacOS
| align="center"|[http://eclipse.org/downloads/ Eclipse IDE for C/C++ Developers]
| align="center"|??
| align="center"|[http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/ MPLAB X] (IDE inklusive compiler)
| align="center"|??
| align="center"|[[Arduino]] 1.0.5
|}

natürlich gibt es noch viele weitere (für [[STM32]] siehe [[STM32#Programmierung]]), es sollte jedoch nur die jeweils einfachste kostenlose (und ohne Codebegrenzung) für den ersten Einstieg gezeigt werden.

* [http://www.coocox.org/CooCox_CoIDE.htm CooCox] Anleitung wie man innerhalb einer Stunde die LED eines Nagel neuen STM32F4DISCOVERY Boards zum blinken bekommt, Artikel: [[STM32 CooCox Installation]]. Diese Anleitung ist eine Schritt-Für-Schritt Anleitung um den aller ersten Start zu vereinfachen.
* Mit [http://www.coocox.org/CooCox_CoIDE.htm CooCox] können sehr viele Prozessoren mit Cortex-M0, M3 und M4 Kern programmiert werden. Unter anderem der Firmen Atmel, Energy Micro, Freescale, Holtek, TI, NXP, Nuvoton, ST und Toshiba. Somit hat man eine Entwicklungsumgebung und ist damit nicht an einen Hersteller der µC gebunden.
* Mit [http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/ MPLAB X] können alle Prozessoren von Microchip (z.B. PIC18, PIC24, PIC32, dsPIC) programmiert werden.

= Dokumentation=

Bevor man sich für einen Prozessor entscheidet sollte man unbedingt deren Dokumentation mal zumindest überfliegen und auch deren Errata's lesen. Nicht dass man eine Anwendung erstellen möchte und stellt hinterher fest, dass genau dieser Teil so buggy ist das er nicht genutzt werden kann.

Beim [[STM32]] hat die Dokumentation doch recht viele Seiten, viel mehr als bei einem [[AVR]] oder PIC, dabei ist vieles eher knapp beschrieben. Der Aufbau der [[STM32]] Dokumentation ist [http://www.mikrocontroller.net/articles/STM32#Struktur_der_Dokumentation: hier] beschrieben.
 Bei den PICs ist die Dokumentation wiederum anders strukturiert, [http://www.mikrocontroller.net/articles/PIC#Dokumenatation siehe im PIC Artikel].

Für die [[STM32]], [[AVR]] und [[PIC]] Mikrocontroller gibt es zudem viele, auch deutschsprachige Einsteigerhilfestellungen und Tutorials.

Parallel zur Dokumentation sollte man sich auch die Demo-Beispiele der Hersteller anschauen, dann wird vieles gleich verständlicher.

Eine Übersicht über die Funktionen gibt es im Artikel: [[STM32]]

= Die Arbeit mit dem [[STM32]]=

Zu erst einmal SOOO groß sind die Unterschiede zwischen den einzelnen Prozessoren nicht. Alle haben Ein-/Ausgänge und um mittels einem Port-Pin eine LED ansteuern zu können muss bei jedem Prozessor der Pin erst einmal parametriert werden, egal ob das jetzt ein [[STM32]] oder ein [[AVR]] oder ein [[MSP430]] ist. Nur hat man bei einem [[STM32]] doch einige Funktionen mehr, z.B. zuschaltbarer Pull-Up oder Pull-Down Widerstand und spezielle Setz-Rücksetzregister, die andere Prozessoren nicht haben, jedoch das Programmieren vereinfachen.
Der Haupt-Unterschied zu den anderen Prozessoren ist, dass der [[STM32]] so viele Peripherie-Module beherbergt, dass man die einzeln immer mit einem Clock aktivieren muss, denn damit lässt sich viel Strom sparen.

Und mal ganz ehrlich die Diskussion welcher µc einfacher zu konfigurieren ist, ist doch absoluter Unsinn. Der Weg ist immer der Gleiche:
*1. Blick ins Datenblatt welche Register für diese Funktion benötigt werden.
*2. Werte ermitteln die in die Register eingetragen werden.
*3. Werte ins Register schreiben. Da machte es GAR KEINEN UNTERSCHIED ob es ein [[AVR]], 8051/2, [[ARM]],...... ist.

Stimmt schon es gibt Unterschiede. Die Register haben anderen Namen, andere Adressen, andere Bitbedeutungen,...
Aber es steht doch alles im Datenblatt. Und ob ich jetzt einen [[AVR]] oder einen [[ARM]] das erste mal vor mir liegen hab. Ich brauch in allen Fällen die oben beschriebenen Schritte.

Das Interruptsystem ist bei einem [[STM32]] zusätzlich priorisiert, damit kann man festlegen welcher Interrupt vorrangig bearbeitet wird. Die Prioritätenvergabe ist auch kein Hexenwerk.

Zu allen Prozessoren liefern die jeweiligen Hersteller umfangreiche Demo-Codes und Libraries mit. Meist sind alle in C geschrieben, daher sollte auch die Programmiersprache C verwendet werden. Vor allem auch wenn man berufliche Absichten verfolgt.

Und wenn man einen [[STM32]] kann, dann ist ein Umstieg auf einen [[LPC1xxx]] (NXP) oder andere Hersteller überhaupt kein Problem (*), denn die bieten ebenfalls Prozessoren mit Cortex-M3 Kern und man kann diese mit der gleichen Programmierumgebung programmieren. Somit ist man nicht zwingend Herstellerabhängig. (* jeder Hersteller verbaut seine eigene Peripherie, die andere Funktionalitäten haben.)

Mit einem [[STM32]] kann man als Hobby-Baster und Professionell nahezu alle Anwendungen realisieren. Der hat genügend RAM und FLASH Speicher und auch genügend Geschwindigkeit. Viele Gehäuse-Varianten um kleine bis hin zu größere Geräte zu erstellen. Viele Schnittstellen, sind im Artikel [[STM32]] beschrieben.

Für den Einstig gibt es diverse, auch deutschsprachige, Tutorials im Netz. Eine Übersicht ist [http://www.mikrocontroller.net/articles/STM32#Weblinks.2C_Foren.2C_Communities.2C_Tutorials hier auf der STM32 Seite]. (Beispiel: [http://diller-technologies.de/stm32_wide.html STM32 Tutorial in Deutsch von Diller Technologies])
 Wobei dazugesagt werden muss dass diese meist auf die Standard ST-Libs aufbauen. Diese Libs vereinfachen zum einen das Ansteuern/die Benutzung der Peripheriefunktion zum anderen muss man diese erst mal kennen lernen. Vereinfacht wird das da ALLE [http://www.st.com/stonline/stappl/productcatalog/app?page=partNumberSearchPage&levelid=SS1577&parentid=1743&resourcetype=SW ST-Demo-Codebeispiele] ebenfalls auf diesen Lib's basieren und somit wird der Wechsel innerhalb des [[STM32]] deutlich vereinfacht.
 STM32F4xx Library von ST: [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/PF257901# "STSW-STM32065 STM32F4 DSP and standard peripherals library"] incl. Dokumentation und Demo-Projekte zu allen CPU Funktionen.

Der einzige Nachteil beim [[STM32]]: man muss etwas mehr lesen, da eine Peripherie doch viel mehr Funktionalität hat (sofern man das Modul überhaupt benötigt). Ansonsten kenne ich nicht wirklich einen Grund warum man als Neueinsteiger keinen [[STM32]] nehmen sollte.

= Programmiersprachen =
* Wie bei vielen anderen Controllern wird beim [[STM32]] auch hauptsächlich C und C++ verwendet. Kennen sollte man die Programmiersprache C schon, wenn man davon noch keine Ahnung hat dann sollte man erst mal mittels einem Tutorial auf einem PC ein Konsoleprogramm schreiben, sodass man es einigermaßen kennen lernt. Hier im Forum gibt es ebenfalls Artikel dazu. Zielt man auf die (spätere) Anwendung in der Industrie, sollte aufgrund der Verbreitung auf jeden Fall C (oder C++) gewählt werden; außerdem sind die meisten verfügbaren Libraries in C geschrieben.
* Assembler sollte man nur grob verstehen, Details wie ein Befehl arbeitet ist unwichtig. Selbst wenn man die Zyklen für einen Funktionsaufruf wissen will, so bietet der [[STM32]] (Cortex-M3) einen Cycle-Counter den man auslesen kann; durch die komplexere Pipeline und Cache-Effekte sind die Laufzeiten allerdings nicht genau vorhersehbar. Wird zyklengenause Timing benötigt, sollten Timer verwendet werden - davon hat der [[STM32]] genug.

Der 32bit-Adressraum, der RAM, Flash, I/O-Register vereinheitlicht ansprechen kann (im Gegensatz zu z.B. [[AVR]]) ist ideal für eine Verwendung durch Hochsprachen; bei Pointern muss keine zusätzliche Information verwaltet werden, in welche Art Speicher sie zeigen. Die Adresse gibt dies eindeutig an (es gibt nur '''eine''' Adresse 42, und nicht 2 wie z.B. beim [[AVR]] (Flash, RAM & I/O)) und die Hardware spricht automatisch den richtigen Speicher an. Die Möglichkeiten zur Offset-Adressierung, der Barrel-Shifter, Divsions-Einheit, die FPU (bei STM32F4), Interrupt-Modell etc. begünstigen ebenfalls die Erzeugung effizienteren Codes. Außerdem haben die [[STM32]] einfach mehr "rohe Leistung", d.h. mehr Flash/RAM-Speicher und höhere Taktfrequenzen. 
 
'''Folgerung''': Die Programmierung in Hochsprachen ist '''bequemer als bei 8-Bittern''', denn man muss sich einfach weniger Gedanken machen, ob der Compiler ein Programm nun effizent umsetzen kann (kann man natürlich trotzdem machen, um noch mehr Leistung "herauszuquetschen", wenn man will).

= Weitere Randbedingungen für die Entscheidung=

Der wichtige Punkt, der oftmals auch vergessen wird: die Beschaffbarkeit. Wenn jemand einen Renesas M16C oder Fujitsu empfiehlt, dann sucht man erst mal und findet nur wenige vereinzelte die man privat kaufen kann.

Oder auch die Unterstützung im Internet - ist bei einigen Exoten spärlich. Dieses Forum bietet die beste Hilfe für [[AVR]], PIC, [[MSP430]], [[LPC1xxx]] und [[STM32]].

Andere Prozessoren sind schon sehr alt, bzw. nicht mehr modern da deren Peripherie zum Teil doch recht eingeschränkte Funktionalität bietet. z.B. viele 8051 Typen oder PIC16 (oder auch dsPIC30). Die mögen für Mini-Anwenungen gut sein, aber wer will den schon gerne sich extra für eine Kleinanwendung mit einem kleinen µC auseinandersetzen, wenn er schon einen [[STM32]] kennt, mit dem er alles machen kann (und sich bereits gute Funktionen geschrieben hat)?

Daher mein Resümee: wer nicht gerade auf den Kopf gefallen ist, der kann getrost mit einem [[STM32]] starten. Ein [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/FM116/SC959/SS1532/PF252419?s_searchtype=keyword STM32F4DISCOVERY] Board kostet nur ca. 20 EUR - und mehr muss für den ersten Start nicht investiert werden - wenn es doch zu komplex sein sollte gibt es hier im Forum auch viel Hilfe. Jedenfalls sind diese 20 EUR wirklich keine große Investition.
 Wer berufliche Absichten verflogt, sollte zu einem späteren Zeitpunk sich unbedingt auch mit einem zweiten, anderen Prozessor beschäftigen um so die nötigen Erfahrungen zu gewinnen.

Ein paar Forenbeiträge:
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/317792#3481048 "Klein anfangen!" heisst die Devise]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/312330#3483218 Einen 8-Bitter nehme ich nur noch aus "Nostalgiegründen"]

= Übersicht CPU Funktionalitäten=

In diesem Abschnitt ist kurz gezeigt welche Möglichkeiten die CPUs bei den oben empfohlenen Einsteigerboards haben

=== STM32F407 - vom STM32F4DISCOVERY Board ===

{| class="wikitable"
|-
| [[Datei:STM32F407.png|mini|x400px]]
| [[Datei:stm32f4_discovery2.png|mini|x400px]]
|-
| [http://www.st.com/web/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1577/LN11/PF252140?s_searchtype=partnumber Blockdiagramm STM32F407]
| [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/FM116/SC959/SS1532/PF252419 STM32F4DISCOVERY Demoborad]
|}

Es sind sehr viele Peripheriemodule im µC implementiert. Jedes einzelne Peripherie-Modul (z.B. Ethernet, USB, CAN, Timer, AD-Wandler, usw.) kann aktiviert werden indem der Clock freigeschaltet ist. So lange der Clock nicht aktiviert wurde verhält sich das Modul so als ob es nicht vorhanden wäre und beeinträchtigt in keinster Weise die Bearbeitung vom Prozessor. Somit lässt sich der Stromverbrauch senken.

Eine ganze Auflistung der Einzelmodule steht im Artikel: [[STM32]] und [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169 auf der Homepage von ST]

Zu Anfang mag vielleicht die interne Busstruktur verwirren, jedoch braucht man dies nicht beachten. Wenn nun die CPU auf UART4 zugreifen möchte, so gehen die Daten durch die Buse "AHB1" > "ABH/APB1-Bride" > "APB1". Dies erledigt der µC ganz von alleine. Diese Unterteilung ist technisch nötig, da die Peripheriebuse nicht mit dem gleichen Prozessortakt betrieben werden (wie z.B. bei [[MSP430], siehe Schaubild unten), die "Bridge" managt ganz alleine das Handling und generiert automatisch Wait-Befehle für die CPU.
 Die "AHB-Bus-Matrix" ist ebenfalls für den Anwender meist uninteressant. ST hat damit ein System geschaffen, damit die CPU, DMA's und Displaycontroller gleichzeitig auf die verschiedenen RAM-Bereiche zugreifen können um mehr Daten parallel zu verarbeiten. Somit braucht man diese Matrix erst mal nicht beachten.

Ebenso braucht man zu Anfang sich auch keine Gedanken um den Prozessortakt machen, wenn man nichts initialisiert so läuft der STM32F4xx mit dem internen RC-Oszillator von 16MHz und die Peripheriebuse laufen ebenfalls mit der gleichen Geschwindigkeit. Erst wenn man später umfangreichere Applikationen schreibt bei der die 16MHz nicht mehr reichen, so kann man die PLL aktivieren und die Taktrate flexibel bis auf 168MHz hoch setzen. (Siehe Demo-Projekt von [[STM32 CooCox Installation]].)

=== [[AVR]] ([[Arduino]])===

Details können im Artikel [[AVR]] gelesen werden.

=== PIC18, PIC24, PIC32===

Details können im Artikel [[PIC]] gelesen werden.

=== MSP430 - vom MSP-EXP430FR5739 Experimentier-Board===

{| class="wikitable"
|-
| [[Datei:MSP430FR5739.gif|mini|450px]]
| [[Datei:MSP-EXP430FR5739.jpg|mini|x350px]]
|-
| Blockdiagramm MSP430FR5739
| MSP-EXP430FR5739 Demoboard
|}

Details können im Artikel [[MSP430]] gelesen werden.

=== LPC1x d.h. Cortex -M0 & -M3 Familie von NXP ===
Details können aus dem Leitartikel [[LPC1xxx]] und den darin verlinkten Artikeln entnommen werden.

= Tipps und Tricks bei der Programmierung=

===Interruptcontroller vom Cortex-M3/M4===

Der "Nested Vectored Interrupt Controller" (NVIC) ist eine Funktion der ARMv7M Architektur und ist über die CMSIS verwendbar.

Beim STM32 hat jeder Interrupt eine Priorität von 4 Bit (bei ARMv7M je nach Implementation bis 8bit möglich). Diese 4 Bit können in eine "pre-emption priority" und "subpriority" unterteilt werden.

Beispiel 2 Bit zu 2 Bit Unterteilung:
<syntaxhighlight lang="c">
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); // 2 Bits für pre-emption priority
</syntaxhighlight>

Somit kann "pre-emption priority" den Wert 0..3 und "subpriority" auch 0..3 erhalten. Um so kleiner die Zahl ist um so höherwertig ist der Interrupt.

Beispiel:
 ISR1 Pre 2 / Sub 1
 ISR2 Pre 1 / Sub 1
 ISR3 Pre 1 / Sub 2

Wenn jetzt ISR1 kommt, dann wird der aufgerufen. Kommt während dem ein ISR2 dann darf der den ISR1 unterbrechen, da er eine höhere "pre-emption priority" Wertigkeit hat.

Wenn ISR2 bereits aktiv ist, so darf ISR3 diesen nicht unterbrechen, ISR1 ebenfalls nicht.

Wenn ISR2 und ISR3 gleichzeitig kommen, so wird zu erst ISR2 bearbeitet, anschließend ISR3 da beide die gleiche "pre-emption priority" haben fällt die Entscheidung anhand der "subpriority".

Beispiel Interrupt Konfiguration für USART1 mittels CMSIS-Funktionen:
<syntaxhighlight lang="c">
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitSt;
NVIC_InitSt.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
NVIC_InitSt.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 3; // << Tiefe Prio
NVIC_InitSt.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
NVIC_InitSt.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitSt);
</syntaxhighlight>

=== Taktzeitberechnung und Überwachung===

Bei Zeitkritischen Applikationen stellt sich immer wieder die Frage wie viele Prozessortakte nun die Funktion verbraucht. Ist der Interrupt auch wirklich nicht zu lange und wie viel Reserve gibt es noch?
 Der ARMv7M -Kern hat dafür extra einen Takt-Zähler in der DWT-Einheit implementiert, den man mittels der CMSIS nutzen kann:

<syntaxhighlight lang="c">
#include <stdint.h> // Für die Standard-Typen uint32_t etc.
#include <stm32f4xx.h> // Hier die Header-Datei der CMSIS für die jeweilige Familie verwenden.

// Takt-Zähler - Messen der Anzahl der Befehle des Prozessors:
inline void DWT_CycCounterEn () {
DWT->CTRL = 0x40000001;
}
inline void DWT_CycCounterDis () {
DWT->CTRL = 0x40000000;
}
inline uint32_t DWT_CycCounterRead () {
return DWT->CYCCNT;
}
inline void DWT_CycCounterClear () {
DWT->CYCCNT = 0;
}

int main () {
// ... Programmcode ...

// Systick-Zähler benutzen
DWT_CycCounterEn (); // Zähler aktivieren
DWT_CycCounterClear (); // Zähler löschen
// ... Programmbearbeitung ...
uint32_t iZ = DWT_CycCounterRead (); // Zähler auslesen

// ... weiterer Programmcode ...
}
</syntaxhighlight>

In iZ steht nun wie viele Maschinentakte der Prozessor für die Bearbeitung benötigt hat und kann mit folgender Formel umgerechnet werden:

Zeit in µSec = iZ / CPU-Takt in MHz

= FAQ - Anfängerfragen=

* Muss ich, wenn ich die Debugging-Funktionen nutzen möchte einen JTAG Adapter anschließen? - Ja. Auf dem STM32F4DISCOVERY ist jedoch bereits einer mit drauf.
* Mit diesem kann ich dann den µC auch programmieren? - Ja, programmieren und debuggen.
* Ich möchte eine eigene Platine entwickelt, jedoch der 20polige [[JTAG]]-Anschluss ist mir zu groß, gibt es eine Alternative? - Ja, [http://www.mikrocontroller.net/articles/JTAG#Der_10-polige_JTAG_Stecker_von_mmvisual "Der 10-polige JTAG Stecker von mmvisual"]

= Weblinks, Foren, Communities, Tutorials =
* [[STM32]] Hauptartikel, [http://www.mikrocontroller.net/articles/STM32#Weblinks.2C_Foren.2C_Communities.2C_Tutorials dortige Linksammlung]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/319328 Diskussion zum Artikel]
* [[STM32 CooCox Installation]]
* [[STM32 Eclipse Installation]]
* [[LPC1xxx für Umsteiger]]

<references/>
[[Kategorie:ARM]]
[[Kategorie:STM32]]
[[Kategorie:Mikrocontroller]]

STM32 für Einsteiger

2014-01-25T19:45:05Z

Mmvisual: /* Taktzeitberechnung und Überwachung */

Immer wiederkehrend hier im Forum "Mit welchem Mikrocontroller anfangen?". Es gibt eine große Auswahl und eben so viele Empfehlungen. In diesem Artikel soll zu erst geholfen werden ob ein STM32-Prozessor mit Cortex-M3/M4 Kern überhaupt der Richtige für den Start ist.
Nicht für jeden ist der [[STM32]] zu empfehlen, denn die Anforderungen und Wünsche die man realisieren möchte, sowie die eigenen Fähigkeiten sind verschieden.

Es werden meist die Prozessoren [[AVR]], [[PIC]], [[Arduino]], [[MSP430]], [[LPC1xxx]] und [[STM32]] empfohlen. Seltener auch 8051 und M16C. Alle haben Vorzüge und ebenso auch Nachteile.

[[Bild:STM32F407SB.jpg|thumb|right|340px|STM32F417 auf einem Selbstbau-Board]]

= Eigene Fähigkeiten und Wünsche =

Dieser Artikel geht davon aus, dass bereits Elektronik Kenntnisse vorhanden sind. Wenn nicht dann sollte man erst einmal den Artikel "[[Absolute Beginner]]" durcharbeiten, sowie die anderen Artikel aus der Kategorie "[http://www.mikrocontroller.net/articles/Kategorie:Grundlagen Grundlagen]".
 Weitere Artikel die andere Prozessoren näher darstellen da sich dieser Artikel hauptsächlich auf [[STM32]] konzentriert: [[Entscheidung Mikrocontroller]] und [[Mikrocontroller Vergleich]]. Die Seiten [[AVR]], [[MSP430]], [[LPC1xxx]] und [[PIC]] zeigen mehr Details über diese µC. Hier werden nur grob ein paar Tabelle zum Vergleichen gezeigt.

Zu erst einmal die Randbedingungen, mit der man sich selbst zu erst einmal einschätzen sollte:
{| {{Tabelle}}
|- bgcolor="#d0d0ff"
! Fähigkeit || [[STM32]] || [[AVR]] || colspan="3" | [[PIC]] || [[MSP430]] || [[Arduino]]
|-
| Bitbreite, jedoch unwichtig für Einsteiger || align="center" | 32-bit || align="center" | 8-bit || align="center" | 8-bit (PIC18) || align="center" | 16-bit (PIC24) || align="center" | 32-bit (PIC32) || align="center" | 16-bit || align="center" | 8-bit
|-
| Neueinsteiger, kaum Elektronikkenntnisse, noch nie programmiert
| align="center" | O
| align="center" | O <ref name="AVR_TUT1">[http://www.rn-wissen.de/index.php/AVR-Einstieg_leicht_gemacht], RoboterNetz: AVR-Einstieg leicht gemacht</ref><ref name="AVR_TUT2">[http://www.avr-asm-tutorial.net/avr_de/], Tutorial für das Erlernen der Assemblersprache von AVR-Einchip-Prozessoren</ref>
| colspan="3" align="center" | O
| align="center" | O
| align="center" | X
|-
| Wunsch ist SD-Card oder Grafik-Display
| align="center" | X
| align="center" | O
| align="center" | O <ref name="PIC_SD">[http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=2680&dDocName=en537999], Microchip Memory Disk Drive File System for PIC18 PIC24 dsPIC PIC32</ref> || align="center" | X<ref name="PIC_SD" /><ref name="PIC_LCD">[http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/technology/graphics/], Microchip Graphics Library</ref> || align="center" | X<ref name="PIC_SD" /><ref name="PIC_LCD" />
| align="center" | X
| align="center" | O
|-
| Wunsch ist TCP/IP Netzwerk
| align="center" | X
| align="center" | O
| colspan="3" align="center" | X <ref name="PIC_TCP">[http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=2505&param=en535724], Microchip TCP/IP stack</ref>
| align="center" | O
| align="center" | O
|-
|-
| Wunsch ist Kamera und Video-/Bildbearbeitung
| align="center" | X
| align="center" | -
| align="center" | - || align="center" | - || align="center" | X
| align="center" | -
| align="center" | -
|-
| Möchte die Erkenntnisse beruflich nutzen
| align="center" | X
| align="center" | X
| colspan="3" align="center" | X
| align="center" | X
| align="center" | -
|-
| Strom sparende Anwendungen
| align="center" | - 300 nA Sleep<ref name="STM_Power">[http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1295], [[STM32]] L1 series of ultra-low-power MCUs</ref> 230 μA/MHz
| align="center" | - 100 nA Sleep<ref name="AVR_Power1">[http://www.atmel.com/technologies/lowpower/default.aspx], Atmel picoPower Technology</ref> <ref name="AVR_Power2">[http:/www.futurlec.com/News/Atmel/PicoPower.shtml], Atmel Releases New picoPower AVR Microcontrollers</ref> 340 μA/MHz
| colspan="2" align="center" | X 9 nA Sleep<ref name="PIC_XLPvsTI">[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/39989A.pdf], The Truth about Power Consumption in PIC® MCUs with
XLP Technology vs. TI’s MSP430</ref><ref name="PIC_XLP">[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/30009941F.pdf], nanoWatt XLP eXtreme Low Power PIC® Microcontrollers</ref> 35 μA/MHz || align="center" | -
| align="center" | X 100 nA Sleep<ref name="TI_Power1">[http://www.ti.com/lit/wp/slay015/slay015.pdf], Texas Instruments: Ultra-Low Power Comparison: MSP430 vs. Microchip XLP</ref><ref name="TI_Power2">[http://www.ti.com/ww/mx/multimedia/webcasts/Aspectos_Generales_MSP430.pdf], Texas Instruments: Meet MSP430</ref> 100 μA/MHz
| align="center" | -
|-
| Multithreading, RTOS, Schedulern
| align="center" | X
| align="center" | - <ref name="AVR_RTOS1">[http://www.freertos.org/a00098.html], Atmel AVR freeRTOS port</ref><ref name="AVR_RTOS2">[http://www.femtoos.org/], Femto OS: RTOS for small MCU's like AVR</ref>
| align="center" | - <ref name="PIC_RTOS2">[http://www.freertos.org/a00097.html], Microchip PICmicro (PIC18) freeRTOS Port</ref> <ref name="PIC_RTOS3">[http://www.pumpkininc.com/], Salvo RTOS</ref>|| align="center" | X<ref name="PIC_RTOS">[http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=1406&dDocName=en531543&redirects=rtos], 3rd Party RTOS selection guide</ref> || align="center" | X<ref name="PIC_RTOS" />
| align="center" | X <ref name="TI_RTOS">[http://processors.wiki.ti.com/index.php/MSP430_Real_Time_Operating_Systems_Overview], TI Wiki: MSP430 Real Time Operating Systems Overview</ref>
| align="center" | -
|-
| Besonders große, speicherintensive Programme z.B. Grafiken, Fonts
| align="center" | bis 2MB Flash bis 256kB SRAM <ref name="STM32Ueb">[http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169], Übersicht aller verfügbaren [[STM32]] µC von ST</ref>
| align="center" | bis 256kB Flash bis 16kB SRAM
| align="center" | bis 128kB Flash bis 4kB SRAM || bis 2MB Flash bis 98kB SRAM || bis 2MB Flash bis 512kB SRAM
| align="center" | bis 512KB Flash bis 66kB SRAM
| align="center" | bis 256kB Flash bis 16kB SRAM
|-
| Sehr viel PWM mit komplexem Timing
| align="center" | X
| align="center" | AT90Spwm
| align="center" | - || align="center" | X || align="center" | X
| align="center" | O
| align="center" | -
|-
| Deutschsprachige Community
| align="center" | O
| align="center" | X
| align="center" | X <ref name="PIC-Projekte">[http://pic-projekte.de/], pic-projekte.de</ref> <ref name="SPRUT">[http://www.sprut.de/], sprut.de</ref> || align="center" | - || align="center" | -
| align="center" | -
| align="center" | X
|-
| Anzahl möglicher HW-Breakpoints
| align="center" | 4 bis 6
| align="center" | 2
| align="center" | 1 bis 5 <ref name="PIC_HWBP">[http://www.microchip.com/stellent/groups/SiteComm_sg/documents/DeviceDoc/en556761.pdf], PIC Hardware Breakpoints (Seite 6)</ref> || align="center" | 1 bis 10 <ref name="PIC_HWBP"/> || align="center" | 6<ref name="PIC_HWBP"/>
| align="center" | 2
| align="center" | 2
|}
* X = ja
* O = Teilweise, Einschränkungen
* - = nicht empfohlen
Nur um nicht zu verwirren, auch wenn Teile "nicht empfohlen" sind, heißt dass nicht dass es mit dem Prozessor nicht geht, vielmehr dass es mehr Aufwand ist das zu realisieren oder mehr Einschränkungen hat.
Viele Eigenschaften weisen nur bestimmte Modelle einer Mikrocontrollerfamilie auf. Der Wechsel innerhalb einer Familie gestaltet sich jedoch oft einfach (z.B. innerhalb [[STM32]] oder innerhalb PIC24).

Die Spalte [[STM32]] zeigt die Prozessorfamilie von STM32F0xx bis STM32F4xx mit einem Cortex-M0 oder M3/M4 Kern. Die technischen Daten sind ähnlich anderer Hersteller die auch einen Cortex-Mx Kern verbauen wie z.B. NXP ([[LPC1xxx]]), Freescale, Atmel, TI, Toshiba, usw. Jedoch bietet ST mit dem [[STM32]] eine hohe Flexibilität an Gehäuse-Variationen (vergleichbar mit NXP [[LPC1xxx]]) und ist privat recht leicht beschaffbar. Übersicht aller verfügbaren [[STM32]] µC von ST<ref name="STM32Ueb">[http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169], Übersicht aller verfügbaren [[STM32]] µC von ST</ref>.

Die Spalte PIC zeigt die Eigenschaften der 8-Bit PIC18 (vergleichbar mit [[AVR]]), 16-Bit [[PIC24]]/[[dsPIC]] (vergleichbar mit [[MSP430]]) und 32-Bit [[PIC32]] (vergleichbar mit [[STM32]]). Ein Wechsel des Mikrocontrollers innerhalb der Familien ist Codetechnisch problemlos möglich. <ref name="PIC_codeswitch">[http://www.elektor.nl/Uploads/Files/PIC24FIntro_5f082806.pdf], Microchip: Introduction to the 16-bit PIC24F Microcontroller Family</ref> Hardwaretechnisch sind verschiedene Modelle gleicher Familie zudem auch meist Pin-Kompatibel <ref name="PIC_PinCompatibility">[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/00148m.pdf], Microchip: 2007 Product Selector Guide (Seite 114 ff.)</ref> sodass ohne Design-Änderung zwischen verschiedenen Modellen gewechselt werden kann.
Ein Wechsel zwischen den Familien ist Architekturbedingt aufwendiger, vor allem von 8-Bit auf 16/32-Bit. <ref name="PIC_8to16Migration">[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/39764a.pdf], Microchip: PIC18F to PIC24F Migration: An Overview</ref> Aufgrund gleichbleibender IDE (Mplab) sowie gleichbleibenden Libraries bei Verwendung einer Hochsprache (C) jedoch vor allem zwischen 16-Bit und 32-Bit ohne weitere Probleme möglich <ref name="PIC_16to32Migration">[http://www.embedded.com/design/mcus-processors-and-socs/4007683/Practical-migration-from-8-16-to-32-bit-PIC], Artikel: Practical migration from 8-/16- to 32-bit PIC</ref>.
 Ein PIC10/12/16 ist für den Einstieg nicht empfohlen, da diese Architekturbedingt viele Einschränkungen haben, die eher hinderlich für das Lernen sind.

Der "[[Arduino]]" ist kein eigenständiger Prozessor, sondern ein fertiges Board mit einer "[[Arduino]]" Programmierumgebung (und einem AVR Prozessor), extra geschaffen für Einsteiger. Allerdings ist da der Lerneffekt viel geringer da man den Prozessor mit der [[Arduino]]-Software programmiert und nicht direkt die Register. Anderseits ist der Arduino besser für jemanden geeignet, der eigentlich nicht lernen möchte, sondern nur mal schnell etwas steuern/basteln will und so ohne großartige µC Kenntnisse zum Ziel kommt. Für diese Zielgruppe ist der Arduino perfekt.

<references />

= Unwichtige Randbedingungen =

Oftmals werden fälschlicherweise Argumente für oder gegen eine µC-Familie ausgesprochen, die in der Praxis '''zum Einstieg''' (bei konkreten Anwendungen kann das anders aussehen) eher unwichtig sind.

* Spannungsversorgung 3,3V / 5V (Wobei z.B Atmel XMega keine 5V Tolerante Eingänge besitzt)
* 8 (z.B. [[AVR]]), 16 (z.B. [[MSP430]]) oder 32 (z.B. [[STM32]]) Bit
* Prozessorkern Cortex-M0/M3/M4, MIPS, ARM7/9/..., AVR-RISC, PIC-RISC, 8051, ...
* Interrupt System mit mehr oder weniger Features
* Programmiersprache (Assembler, Basic, C, C++, Pascal)
* Programmierumgebung - ist ohnehin Geschmackssache
* Assembler verstehen (Sollte nur theoretisch verstanden werden, ein Programm sollte in einer Hochsprache geschrieben sein)
* DIL Gehäuse - steckbretttauglich ([[STM32]]-Prozessoren gibt es auch fertig gelötet auf einem steckbretttauglichen Board)
* Programmieradapter - solange er auch debuggen kann
* zu 90% reicht doch ein kleiner Prozessor ([[AVR]]/PIC) - und für die restlichen kann man immer noch einen großen nehmen. Warum also nicht gleich einen großen nehmen?

= Kosten =

Grobe Abschätzung was das alles denn kosten wird. Hier sind nur einige Beispiele gezeigt (Einzelpreise bei Bezugsquellen in Deutschland).

{| {{Tabelle}}
|- bgcolor="#d0d0ff"
! Board || [[STM32]] || [[AVR]] || PIC18/24/32 || [[MSP430]] || [[Arduino]]
|-
| Demo-Board
| align="center" | <ref name="STM32F4DISCOVERY">[http://www.st.com/web/en/catalog/tools/FM116/SC959/SS1532/PF252419], ST STM32F4DISCOVERY Demoboard</ref> 9..20€ (incl. Programmieradapter und Debugger)
| align="center" | 5..500€, z.B. [[Arduino]] || align="center"| <ref name="PICDEMOBOARD">[http://www.microchipdirect.com/ProductDetails.aspx?Catalog=BuyMicrochip&Category=Starter%20Kits&mid=1&lmid=610], Microchip Demoborad</ref> durchschnittlich 18€ .. 50€]
| align="center" | <ref name="MSP430DEMOBOARD">[http://www.ti.com/tool/msp-exp430fr5739], MSP430 Demoborad</ref> ~35€
| align="center" | 20€
|-
| Steckbrettaugliches Board
| align="center" | s.o. oder <ref name="STM32F405Board">[http://re.reworld.eu/de/produkte/s64dil-405/index.htm], S64DIL-405 mit STM32F405</ref>S64DIL-405 30€
| align="center" | DIP IC
| align="center" | DIP IC
| align="center" | ??
| align="center" | ab ca. 4€ (Pro Mini)
|-
| Einzelchip (Einzelstückpreise)
| align="center"| 2..15€ nur SMD (TSSOP..LQFP..BGA)
| align="center"|0,6–5€ SMD + DIP
| align="center"|0,5-15€ SMD + DIP
| align="center"|??
| align="center"|siehe AVR
|-
| Programmieradapter
| align="center" | 0€ da Bootloader (ROM) UART / USB usw. unterstützt
| align="center" | ab 4€
| align="center" |
| align="center" |
| align="center" |
|-
| Programmieradapter mit Debugger
| align="center" | s.o. oder z.B <ref name="JLINKEDU">[http://www.segger.com/j-link-edu.html], Segger J-LINK EDU</ref> Segger J-LINK EDU 50€ (sehr schnell und unterstützt viele Prozessoren)
| align="center" | <ref name="AVRDragon">[http://www.atmel.com/tools/AVRDRAGON.aspx], Atmel AVR Dragon</ref> AVR Dragon 40€ <ref name="JTAGICE3">[http://www.atmel.com/tools/JTAGICE3.aspx], AT JTAG ICE3</ref> AT JTAG ICE3 99€
| align="center" | <ref name="PICKIT3">[http://www.microchipdirect.com/ProductSearch.aspx?keywords=PG164130], Microchip PICkit 3</ref> PICkit 3 30€
| align="center" | z.B. Dragon 50€
| align="center" | 20€ (Man muss DebugWire aktivieren)
|}

Das Demo-Board sollte ein Board sein, nicht zu teuer, um die ersten Erfahrungen zu sammeln. Wenn einem der Prozessor gefällt, so kann man später immer noch mit einem zweiten Demo-Board, z.B. mit Display aufrüsten.

Wenn man gerne mit einem Steckbrett sich die Schaltung zusammen stecken möchte, so kann man entweder die benötigten Drähte am Demo-Board anlöten oder bei z.B. [[AVR]]/[[PIC]] Prozessoren gibt es Ausführungen im DIL Gehäuse, die direkt steckbar sind.

Ein Programmieradapter sollte unbedingt auch einen Debugger beinhalten. Denn für den Start ist es ungemein hilfreich zu sehen was im Prozessor gerade geschieht. Die JTAG-Adapter für einen [[STM32]] Prozessor sind alle Debugger-Tauglich. Für die [[AVR]] Controller gibt es auch oft reine Programmer (AVR ISP oder Selbstbau-Lösungen über die serielle oder parallele Schnittstelle) welche den Mikrocontroller nur beschreiben können. Für die [[PIC]] Controller werden solche reinen Programmer vereinzelt auch noch angeboten. Sinvoller sind hingegen Debugger, die die Ausführung eines Mikrocontrollers anhalten können um die aktuelle Position im Programmcode, Variableninhalt, Register, ... auszulesen bzw. zur Laufzeit zu ändern.

Der für den [[STM32]] empfohlene Segger J-LINK EDU ist zwar nicht der günstigste (z.B. auf einem STM32F4DISCOVERY Borad ist ein ST-LINK/V2 mit drauf, den man für andere [[STM32]] nutzen kann) aber eines der besten, mit sehr guten Software-Tools und nutzbar für alle Prozessoren mit ARM-Kern (ARM7/9/11/... Cortex-Mx der Hersteller Atmel, Energy Micro, Freescale, Holtek, TI, NXP, Nuvoton, ST, Toshiba, ... unter Windows, Linux und MAC). Niemals am Werkzeug sparen und man hat viel mehr Freude bei der Arbeit.

<references />

= Programmierumgebungen=

Bei den Programmierumgebungen gibt es zu allen Prozessorfamilien kostenlose und Leistungsfähige Software

{| {{Tabelle}}
|- bgcolor="#d0d0ff"
! Betriebssystem || [[STM32]] || [[AVR]] || [[PIC]] || [[MSP430]] || [[Arduino]]
|-
| Windows
| align="center"|[http://www.coocox.org/CooCox_CoIDE.htm CooCox]
| align="center"|Atmel-Studio
| align="center"|[http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/ MPLAB X] (IDE inklusive compiler)
| align="center"|??
| align="center"|[[Arduino]] 1.0.5
|-
| Linux
| align="center"|[http://eclipse.org/downloads/ Eclipse IDE for C/C++ Developers]
| align="center"|z.B. [http://eclipse.org/downloads/ Eclipse IDE for C/C++ Developers]
| align="center"|[http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/ MPLAB X] (IDE inklusive compiler)
| align="center"|??
| align="center"|[[Arduino]] 1.0.5
|-
| MacOS
| align="center"|[http://eclipse.org/downloads/ Eclipse IDE for C/C++ Developers]
| align="center"|??
| align="center"|[http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/ MPLAB X] (IDE inklusive compiler)
| align="center"|??
| align="center"|[[Arduino]] 1.0.5
|}

natürlich gibt es noch viele weitere (für [[STM32]] siehe [[STM32#Programmierung]]), es sollte jedoch nur die jeweils einfachste kostenlose (und ohne Codebegrenzung) für den ersten Einstieg gezeigt werden.

* [http://www.coocox.org/CooCox_CoIDE.htm CooCox] Anleitung wie man innerhalb einer Stunde die LED eines Nagel neuen STM32F4DISCOVERY Boards zum blinken bekommt, Artikel: [[STM32 CooCox Installation]]. Diese Anleitung ist eine Schritt-Für-Schritt Anleitung um den aller ersten Start zu vereinfachen.
* Mit [http://www.coocox.org/CooCox_CoIDE.htm CooCox] können sehr viele Prozessoren mit Cortex-M0, M3 und M4 Kern programmiert werden. Unter anderem der Firmen Atmel, Energy Micro, Freescale, Holtek, TI, NXP, Nuvoton, ST und Toshiba. Somit hat man eine Entwicklungsumgebung und ist damit nicht an einen Hersteller der µC gebunden.
* Mit [http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/ MPLAB X] können alle Prozessoren von Microchip (z.B. PIC18, PIC24, PIC32, dsPIC) programmiert werden.

= Dokumentation=

Bevor man sich für einen Prozessor entscheidet sollte man unbedingt deren Dokumentation mal zumindest überfliegen und auch deren Errata's lesen. Nicht dass man eine Anwendung erstellen möchte und stellt hinterher fest, dass genau dieser Teil so buggy ist das er nicht genutzt werden kann.

Beim [[STM32]] hat die Dokumentation doch recht viele Seiten, viel mehr als bei einem [[AVR]] oder PIC, dabei ist vieles eher knapp beschrieben. Der Aufbau der [[STM32]] Dokumentation ist [http://www.mikrocontroller.net/articles/STM32#Struktur_der_Dokumentation: hier] beschrieben.
 Bei den PICs ist die Dokumentation wiederum anders strukturiert, [http://www.mikrocontroller.net/articles/PIC#Dokumenatation siehe im PIC Artikel].

Für die [[STM32]], [[AVR]] und [[PIC]] Mikrocontroller gibt es zudem viele, auch deutschsprachige Einsteigerhilfestellungen und Tutorials.

Parallel zur Dokumentation sollte man sich auch die Demo-Beispiele der Hersteller anschauen, dann wird vieles gleich verständlicher.

Eine Übersicht über die Funktionen gibt es im Artikel: [[STM32]]

= Die Arbeit mit dem [[STM32]]=

Zu erst einmal SOOO groß sind die Unterschiede zwischen den einzelnen Prozessoren nicht. Alle haben Ein-/Ausgänge und um mittels einem Port-Pin eine LED ansteuern zu können muss bei jedem Prozessor der Pin erst einmal parametriert werden, egal ob das jetzt ein [[STM32]] oder ein [[AVR]] oder ein [[MSP430]] ist. Nur hat man bei einem [[STM32]] doch einige Funktionen mehr, z.B. zuschaltbarer Pull-Up oder Pull-Down Widerstand und spezielle Setz-Rücksetzregister, die andere Prozessoren nicht haben, jedoch das Programmieren vereinfachen.
Der Haupt-Unterschied zu den anderen Prozessoren ist, dass der [[STM32]] so viele Peripherie-Module beherbergt, dass man die einzeln immer mit einem Clock aktivieren muss, denn damit lässt sich viel Strom sparen.

Und mal ganz ehrlich die Diskussion welcher µc einfacher zu konfigurieren ist, ist doch absoluter Unsinn. Der Weg ist immer der Gleiche:
*1. Blick ins Datenblatt welche Register für diese Funktion benötigt werden.
*2. Werte ermitteln die in die Register eingetragen werden.
*3. Werte ins Register schreiben. Da machte es GAR KEINEN UNTERSCHIED ob es ein [[AVR]], 8051/2, [[ARM]],...... ist.

Stimmt schon es gibt Unterschiede. Die Register haben anderen Namen, andere Adressen, andere Bitbedeutungen,...
Aber es steht doch alles im Datenblatt. Und ob ich jetzt einen [[AVR]] oder einen [[ARM]] das erste mal vor mir liegen hab. Ich brauch in allen Fällen die oben beschriebenen Schritte.

Das Interruptsystem ist bei einem [[STM32]] zusätzlich priorisiert, damit kann man festlegen welcher Interrupt vorrangig bearbeitet wird. Die Prioritätenvergabe ist auch kein Hexenwerk.

Zu allen Prozessoren liefern die jeweiligen Hersteller umfangreiche Demo-Codes und Libraries mit. Meist sind alle in C geschrieben, daher sollte auch die Programmiersprache C verwendet werden. Vor allem auch wenn man berufliche Absichten verfolgt.

Und wenn man einen [[STM32]] kann, dann ist ein Umstieg auf einen [[LPC1xxx]] (NXP) oder andere Hersteller überhaupt kein Problem (*), denn die bieten ebenfalls Prozessoren mit Cortex-M3 Kern und man kann diese mit der gleichen Programmierumgebung programmieren. Somit ist man nicht zwingend Herstellerabhängig. (* jeder Hersteller verbaut seine eigene Peripherie, die andere Funktionalitäten haben.)

Mit einem [[STM32]] kann man als Hobby-Baster und Professionell nahezu alle Anwendungen realisieren. Der hat genügend RAM und FLASH Speicher und auch genügend Geschwindigkeit. Viele Gehäuse-Varianten um kleine bis hin zu größere Geräte zu erstellen. Viele Schnittstellen, sind im Artikel [[STM32]] beschrieben.

Für den Einstig gibt es diverse, auch deutschsprachige, Tutorials im Netz. Eine Übersicht ist [http://www.mikrocontroller.net/articles/STM32#Weblinks.2C_Foren.2C_Communities.2C_Tutorials hier auf der STM32 Seite]. (Beispiel: [http://diller-technologies.de/stm32_wide.html STM32 Tutorial in Deutsch von Diller Technologies])
 Wobei dazugesagt werden muss dass diese meist auf die Standard ST-Libs aufbauen. Diese Libs vereinfachen zum einen das Ansteuern/die Benutzung der Peripheriefunktion zum anderen muss man diese erst mal kennen lernen. Vereinfacht wird das da ALLE [http://www.st.com/stonline/stappl/productcatalog/app?page=partNumberSearchPage&levelid=SS1577&parentid=1743&resourcetype=SW ST-Demo-Codebeispiele] ebenfalls auf diesen Lib's basieren und somit wird der Wechsel innerhalb des [[STM32]] deutlich vereinfacht.
 STM32F4xx Library von ST: [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/PF257901# "STSW-STM32065 STM32F4 DSP and standard peripherals library"] incl. Dokumentation und Demo-Projekte zu allen CPU Funktionen.

Der einzige Nachteil beim [[STM32]]: man muss etwas mehr lesen, da eine Peripherie doch viel mehr Funktionalität hat (sofern man das Modul überhaupt benötigt). Ansonsten kenne ich nicht wirklich einen Grund warum man als Neueinsteiger keinen [[STM32]] nehmen sollte.

= Programmiersprachen =
* Wie bei vielen anderen Controllern wird beim [[STM32]] auch hauptsächlich C und C++ verwendet. Kennen sollte man die Programmiersprache C schon, wenn man davon noch keine Ahnung hat dann sollte man erst mal mittels einem Tutorial auf einem PC ein Konsoleprogramm schreiben, sodass man es einigermaßen kennen lernt. Hier im Forum gibt es ebenfalls Artikel dazu. Zielt man auf die (spätere) Anwendung in der Industrie, sollte aufgrund der Verbreitung auf jeden Fall C (oder C++) gewählt werden; außerdem sind die meisten verfügbaren Libraries in C geschrieben.
* Assembler sollte man nur grob verstehen, Details wie ein Befehl arbeitet ist unwichtig. Selbst wenn man die Zyklen für einen Funktionsaufruf wissen will, so bietet der [[STM32]] (Cortex-M3) einen Cycle-Counter den man auslesen kann; durch die komplexere Pipeline und Cache-Effekte sind die Laufzeiten allerdings nicht genau vorhersehbar. Wird zyklengenause Timing benötigt, sollten Timer verwendet werden - davon hat der [[STM32]] genug.

Der 32bit-Adressraum, der RAM, Flash, I/O-Register vereinheitlicht ansprechen kann (im Gegensatz zu z.B. [[AVR]]) ist ideal für eine Verwendung durch Hochsprachen; bei Pointern muss keine zusätzliche Information verwaltet werden, in welche Art Speicher sie zeigen. Die Adresse gibt dies eindeutig an (es gibt nur '''eine''' Adresse 42, und nicht 2 wie z.B. beim [[AVR]] (Flash, RAM & I/O)) und die Hardware spricht automatisch den richtigen Speicher an. Die Möglichkeiten zur Offset-Adressierung, der Barrel-Shifter, Divsions-Einheit, die FPU (bei STM32F4), Interrupt-Modell etc. begünstigen ebenfalls die Erzeugung effizienteren Codes. Außerdem haben die [[STM32]] einfach mehr "rohe Leistung", d.h. mehr Flash/RAM-Speicher und höhere Taktfrequenzen. 
 
'''Folgerung''': Die Programmierung in Hochsprachen ist '''bequemer als bei 8-Bittern''', denn man muss sich einfach weniger Gedanken machen, ob der Compiler ein Programm nun effizent umsetzen kann (kann man natürlich trotzdem machen, um noch mehr Leistung "herauszuquetschen", wenn man will).

= Weitere Randbedingungen für die Entscheidung=

Der wichtige Punkt, der oftmals auch vergessen wird: die Beschaffbarkeit. Wenn jemand einen Renesas M16C oder Fujitsu empfiehlt, dann sucht man erst mal und findet nur wenige vereinzelte die man privat kaufen kann.

Oder auch die Unterstützung im Internet - ist bei einigen Exoten spärlich. Dieses Forum bietet die beste Hilfe für [[AVR]], PIC, [[MSP430]], [[LPC1xxx]] und [[STM32]].

Andere Prozessoren sind schon sehr alt, bzw. nicht mehr modern da deren Peripherie zum Teil doch recht eingeschränkte Funktionalität bietet. z.B. viele 8051 Typen oder PIC16 (oder auch dsPIC30). Die mögen für Mini-Anwenungen gut sein, aber wer will den schon gerne sich extra für eine Kleinanwendung mit einem kleinen µC auseinandersetzen, wenn er schon einen [[STM32]] kennt, mit dem er alles machen kann (und sich bereits gute Funktionen geschrieben hat)?

Daher mein Resümee: wer nicht gerade auf den Kopf gefallen ist, der kann getrost mit einem [[STM32]] starten. Ein [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/FM116/SC959/SS1532/PF252419?s_searchtype=keyword STM32F4DISCOVERY] Board kostet nur ca. 20 EUR - und mehr muss für den ersten Start nicht investiert werden - wenn es doch zu komplex sein sollte gibt es hier im Forum auch viel Hilfe. Jedenfalls sind diese 20 EUR wirklich keine große Investition.
 Wer berufliche Absichten verflogt, sollte zu einem späteren Zeitpunk sich unbedingt auch mit einem zweiten, anderen Prozessor beschäftigen um so die nötigen Erfahrungen zu gewinnen.

Ein paar Forenbeiträge:
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/317792#3481048 "Klein anfangen!" heisst die Devise]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/312330#3483218 Einen 8-Bitter nehme ich nur noch aus "Nostalgiegründen"]

= Übersicht CPU Funktionalitäten=

In diesem Abschnitt ist kurz gezeigt welche Möglichkeiten die CPUs bei den oben empfohlenen Einsteigerboards haben

=== STM32F407 - vom STM32F4DISCOVERY Board ===

{| class="wikitable"
|-
| [[Datei:STM32F407.png|mini|x400px]]
| [[Datei:stm32f4_discovery2.png|mini|x400px]]
|-
| [http://www.st.com/web/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1577/LN11/PF252140?s_searchtype=partnumber Blockdiagramm STM32F407]
| [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/FM116/SC959/SS1532/PF252419 STM32F4DISCOVERY Demoborad]
|}

Es sind sehr viele Peripheriemodule im µC implementiert. Jedes einzelne Peripherie-Modul (z.B. Ethernet, USB, CAN, Timer, AD-Wandler, usw.) kann aktiviert werden indem der Clock freigeschaltet ist. So lange der Clock nicht aktiviert wurde verhält sich das Modul so als ob es nicht vorhanden wäre und beeinträchtigt in keinster Weise die Bearbeitung vom Prozessor. Somit lässt sich der Stromverbrauch senken.

Eine ganze Auflistung der Einzelmodule steht im Artikel: [[STM32]] und [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169 auf der Homepage von ST]

Zu Anfang mag vielleicht die interne Busstruktur verwirren, jedoch braucht man dies nicht beachten. Wenn nun die CPU auf UART4 zugreifen möchte, so gehen die Daten durch die Buse "AHB1" > "ABH/APB1-Bride" > "APB1". Dies erledigt der µC ganz von alleine. Diese Unterteilung ist technisch nötig, da die Peripheriebuse nicht mit dem gleichen Prozessortakt betrieben werden (wie z.B. bei [[MSP430], siehe Schaubild unten), die "Bridge" managt ganz alleine das Handling und generiert automatisch Wait-Befehle für die CPU.
 Die "AHB-Bus-Matrix" ist ebenfalls für den Anwender meist uninteressant. ST hat damit ein System geschaffen, damit die CPU, DMA's und Displaycontroller gleichzeitig auf die verschiedenen RAM-Bereiche zugreifen können um mehr Daten parallel zu verarbeiten. Somit braucht man diese Matrix erst mal nicht beachten.

Ebenso braucht man zu Anfang sich auch keine Gedanken um den Prozessortakt machen, wenn man nichts initialisiert so läuft der STM32F4xx mit dem internen RC-Oszillator von 16MHz und die Peripheriebuse laufen ebenfalls mit der gleichen Geschwindigkeit. Erst wenn man später umfangreichere Applikationen schreibt bei der die 16MHz nicht mehr reichen, so kann man die PLL aktivieren und die Taktrate flexibel bis auf 168MHz hoch setzen. (Siehe Demo-Projekt von [[STM32 CooCox Installation]].)

=== [[AVR]] ([[Arduino]])===

Details können im Artikel [[AVR]] gelesen werden.

=== PIC18, PIC24, PIC32===

Details können im Artikel [[PIC]] gelesen werden.

=== MSP430 - vom MSP-EXP430FR5739 Experimentier-Board===

{| class="wikitable"
|-
| [[Datei:MSP430FR5739.gif|mini|x350px]]
| [[Datei:MSP-EXP430FR5739.jpg|mini|x350px]]
|-
| Blockdiagramm MSP430FR5739
| MSP-EXP430FR5739 Demoboard
|}

Details können im Artikel [[MSP430]] gelesen werden.

=== LPC1x d.h. Cortex -M0 & -M3 Familie von NXP ===
Details können aus dem Leitartikel [[LPC1xxx]] und den darin verlinkten Artikeln entnommen werden.

= Tipps und Tricks bei der Programmierung=

===Interruptcontroller vom Cortex-M3/M4===

Der [[STM32]] NVIC Controller (Interruptcontroller) ist eine Funktion des Cortex-Mx Kerns und alle Funktionen sind in der CMSIS hinterlegt.

Jeder Interrupt hat eine Priorität von 4 Bit. Diese 4 Bit können in eine "pre-emption priority" und "subpriority" unterteilt werden.

Beispiel 2 Bit zu 2 Bit Unterteilung:
<syntaxhighlight lang="c">
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); // 2 Bits für pre-emption priority
</syntaxhighlight>

Somit kann "pre-emption priority" den Wert 0..3 und "subpriority" auch 0..3 erhalten. Um so kleiner die Zahl ist um so höherwertig ist der Interrupt.

Beispiel:
 ISR1 Pre 2 / Sub 1
 ISR2 Pre 1 / Sub 1
 ISR3 Pre 1 / Sub 2

Wenn jetzt ISR1 kommt, dann wird der aufgerufen. Kommt während dem ein ISR2 dann darf der den ISR1 unterbrechen, da er eine höhere "pre-emption priority" Wertigkeit hat.

Wenn ISR2 bereits aktiv ist, so darf ISR3 diesen nicht unterbrechen, ISR1 ebenfalls nicht.

Wenn ISR2 und ISR3 gleichzeitig kommen, so wird zu erst ISR2 bearbeitet, anschließend ISR3 da beide die gleiche "pre-emption priority" haben fällt die Entscheidung anhand der "subpriority".

Beispiel Interrupt Konfiguration für USART1 mittels ST-LIB Funktionen:
<syntaxhighlight lang="c">
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitSt;
NVIC_InitSt.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
NVIC_InitSt.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 3; // << Tiefe Prio
NVIC_InitSt.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
NVIC_InitSt.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitSt);
</syntaxhighlight>

=== Taktzeitberechnung und Überwachung===

Bei Zeitkritischen Applikationen stellt sich immer wieder die Frage wie viele Prozessortakte nun die Funktion verbraucht. Ist der Interrupt auch wirklich nicht zu lange und wie viel Reserve gibt es noch?
 Der Cortex-Mx Kern hat dafür extra einen Core Systick-Zähler implementiert, die man mittels der CMSIS nutzen kann:

<syntaxhighlight lang="c">
// Sys-Tick Counter - Messen der Anzahl der Befehle des Prozessors:
#define CORE_SysTickEn() (*((u32*)0xE0001000)) = 0x40000001
#define CORE_SysTickDis() (*((u32*)0xE0001000)) = 0x40000000
#define CORE_GetSysTick() (*((u32*)0xE0001004))
#define CORE_ClearSysTick() (*((u32*)0xE0001004)) = 0

// Systick-Zähler benutzen
CORE_SysTickEn(); // Zähler akrivieren
CORE_ClearSysTick(); // Zähler löschen
: : : // Programmbearbeitung
uint32_t iZ = CORE_GetSysTick(); // Zähler auslesen
</syntaxhighlight>

In iZ steht nun wie viele Maschinentakte der Prozessor für die Bearbeitung benötigt hat und kann mit folgender Formel umgerechnet werden:

Zeit in µSec = iZ / CPU-Takt in MHz

= FAQ - Anfängerfragen=

* Muss ich, wenn ich die Debugging-Funktionen nutzen möchte einen JTAG Adapter anschließen? - Ja. Auf dem STM32F4DISCOVERY ist jedoch bereits einer mit drauf.
* Mit diesem kann ich dann den µC auch programmieren? - Ja, programmieren und debuggen.
* Ich möchte eine eigene Platine entwickelt, jedoch der 20polige [[JTAG]]-Anschluss ist mir zu groß, gibt es eine Alternative? - Ja, [http://www.mikrocontroller.net/articles/JTAG#Der_10-polige_JTAG_Stecker_von_mmvisual "Der 10-polige JTAG Stecker von mmvisual"]

= Weblinks, Foren, Communities, Tutorials =
* [[STM32]] Hauptartikel, [http://www.mikrocontroller.net/articles/STM32#Weblinks.2C_Foren.2C_Communities.2C_Tutorials dortige Linksammlung]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/319328 Diskussion zum Artikel]
* [[STM32 CooCox Installation]]
* [[STM32 Eclipse Installation]]
* [[LPC1xxx für Umsteiger]]

<references/>
[[Kategorie:ARM]]
[[Kategorie:STM32]]
[[Kategorie:Mikrocontroller]]

STM32 Eclipse Installation

2014-01-24T18:10:10Z

Mmvisual: /* MicroXplorer - MCU graphical configuration tool */

Dieser Artikel beschreibt, wie man Eclipse unter Windows installiert und für den Prozessor STM32 einrichtet, so dass ein Debuggen möglich ist.

== Installation von Eclipse unter Windows ==

'''Die Zusammenhänge:'''
* Eclipse - der Editor, ist eigentlich nichts weiteres als ein Editor, mit sehr viel Intelligenz
* Toolchain (make, Compiler, Linker, GDB, Bibliotheken, etc.). Hier gibt es verschiedene Möglichkeiten, für eine vollständige Auflistung siehe [[ARM GCC]].
** [https://launchpad.net/gcc-arm-embedded GCC-ARM-Embedded]. Um diese Toolchain mit Eclipse zu nutzen benötigt man zusätzlich make und rm z.B. durch Installation der [http://gnuwin32.sourceforge.net/packages/make.htm gnuwin packages] oder aus den Yagarto-Tools. GDB und newlib enthalten.
** CodeSourcery - beinhaltet alle benötigten Tools, wie make, GCC, GDB, Newlib usw.
** Die YAGARTO GNU ARM toolchain (wird nicht mehr weiterentwickelt) - der Compiler und Debugger für Cortex-M3. Zusätzlich werden die Yagarto-Tools (make und sonstige Programme) benötigt.
* CDT - Plugin, das Eclipse erweitert, sodaß C/C++ Programme editiert, kompiliert und gelinkt werden können. CDT steht für "C/C++ Development Tooling". Man kann Eclipse auch mit schon integrierten CDT auf der Eclipse Homepage bekommen.
* GDB Hardware Debugging - ein weiteres Eclipse-Plugin, welches notwendig ist, um mittels GDB und weiteren Tools Programme zu debuggen.
* GDB - der GNU Debugger, mit ihm ist es möglich, entsprechend kompilierte Programme auf C-Sourcelevel (und auch Assembler) zu debuggen. Er kann allerdings nicht direkt mit einem JTAG-Interface sprechen. Er "verbindet" sich dafür mit einem GDB-Server, der dann das JTAG-I/F anspricht.
* GDB-Server - stellt eine Verbindung mit GDB und dem JTAG-Interface her. Er führt die Kommandos des GDBs aus. Der Server muss vor dem debuggen gestartet werden, da GDB einen laufenden GDB-Server erwartet. Die Verbindung zwischen dem GDB und dem GDB-Server wird über eine TCP/IP Verbindung hergestellt.
** [http://www.freddiechopin.info/en/download/category/4-openocd OpenOCD] - ein freier GDB-Server
** Texane STlink - ebenfalls frei
* JTAG-Interface, z.B. Olimex ARM-USB-OCD, ST-Link oder diverse andere. Meist über USB an den PC angeschlossen, über ein JTAG-Kabel wird der Adapter mit der Prozessor-Platine verbunden. Der GDB-Server nimmt Kommandos vom GDB entgegen und führt diese über das JTAG-I/F des Prozessors aus.
* STM32-Prozessor, ja den braucht es auch noch, sonst gibt es nichts zu debuggen.

Es sieht zwar auf den ersten Blick etwas komplex aus, aber es ist dennoch logisch aufgebaut.

== Downloads ==

Die benötigten Dateien für Eclipse:

* [http://yagarto.de/ Yagarto-Tools http://yagarto.de/]
* [http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/index.html Java JDK] Installation um Eclipse starten zu können.
* [http://eclipse.org/downloads/ Eclipse], der Download "Eclipse IDE for C/C++ Developers"
* [http://www.freddiechopin.info/ OpenOCD http://www.freddiechopin.info/] >> Download >> Software >> OpenOCD

''' Eclipse Demo-Projekt: '''

[[Media: Proj_Demo.zip | Blink-LED, komplettes Eclipse-Workspace von MmVisual]]
* Eclipse Workspace
* Mit OpenOCD und Dateien für den Olimex ARM-USB-OCD
* FW-Lib 3.4.0 von ST
* Start-Up Code als C-Datei, keine einzige Assembler-Datei
* Für STM32F103RB (128K Flash) wegen Initialisierung Stack-Pointer
* Nutzt make Tool, muss aber zu gmake umbenannt werden, ist weiter unten beschrieben

== Installation ==
=== Installation von Eclipse ===
Damit Eclipse gestartet werden kann, ist es nötig, dass zunächst Java installiert wird. Dabei muss einfach den Anweisungen des Installers gefolgt werden. Nachdem diese Installation abgeschlossen wurde, kann mit der Eclipse "Installation" fortgefahren werden.

Eclipse befindet sich (sofern im Download ausgewählt) in einem ZIP-Archiv. In diesem Archiv sind alle benötigten Dateien vorhanden, um Eclipse direkt starten zu können. Dieses ZIP-Archiv sollte dann zu C:\eclipse\ entpackt werden. In diesem Beispiel wird davon ausgegangen, dass eclipse zu den o.g. Pfad entpackt wird.

Sobald Eclipse vollständig entpackt wurde, kann eclipse gestartet werden. Während Eclipse startet, muss ein sog. Workspace ausgewählt werden. In diesem Workspace werden später alle Projekte und Sourcecodes abgelegt. Die Nachfolgende Grafik zeigt dieses Dialog-Fenster.
[[Datei:choose_workspace.png]]
Nachdem Eclipse erfolgreich gestartet werden kann, ist die Installation natürlich nicht abgeschlossen, da noch ein Compiler usw. für dem ARM-Mikrocontroller fehlt.

Für die Toolchain, sprich Compiler, newlib usw. hat man nun die Qual der Wahl, entweder man nimmt Yagarto-Tools oder Codesourcery. Der Unterschied zwischen den beiden toolchains ist nicht direkt erkennbar und soll an dieser Stelle nicht weiter behandelt werden. Ich verweise an dieser Stelle an den folgenden Foreneintrag:
[[http://www.mikrocontroller.net/topic/158503#1503836 Unterschied WinARM und Codesourcery]]

Ich persönlich habe mich für Codesourcery entschieden, da Truestuido von Atollic ebenfalls den none-eabi Compiler verwendet und dadurch die Linkerscripts direkt von Truestudio übernommen werden können.

=== Installation der Code-Sourcery Umgebung ===
Wer sich nun für die Code-Sourcery Umgebung entschieden hat, steht nun schon vor einem kleinerem Problem - Welche Version von Code-Sourcery soll man wählen?
Zur Auswahl stehen folgende Versionen:
* uCLinux
* EABI
* GNU/Linux
* SymbianOS
Hier ist die Wahl auf EABI beschränkt. Für weitere Hinweise siehe: [[http://www.codesourcery.com/sgpp/lite/arm/portal/doc9876/getting-started.pdf Codesourcery Getting-Started]]

Die Installation von Code-Sourcery ist komplett Menü geführt und entsprechend intuitiv durchzuführen. Dabei werden nachfolgend die wichtigsten Komponenten kurz erläutert:

CodeSourcery Common Startup Code Sequence
Diese vordefinierten Startup-Codes werden für den Start des Mikrocontrollers benutzt. Dabei wird der Stackpointer, die Interrupt-Handler usw. initialisiert. Die Benutzung dieser Startupcodes wird hier nicht näher Betrachtet, da STM vorgefertigte Startup-Codes kostenlos anbietet.

* CodeSourcery Debug Sprite for ARM
Die Debug-Sprite Umgebung ermöglicht das Debuggen eines Mikrocontrollers über JTAG. Debug-Sprite kann dabei über XML-Dateien konfiguriert werden. Jedoch kann Debug-Sprite nicht für das Debuggen von STM32-Mikrocontrollern verwendet werden.
GNU Binary Utilities (Binutils)
Die Binutils beinhaltet den GNU-Assembler sowie den für das Übersetzen eines C-Software-Modules benötigen Linker.

* GNU C Compiler (GCC)
Der GNU-C Compiler übersetzt den C-Code zu den sog. Object-Codes.

* GNU C++ Compiler (G++)
Der G++ Compiler übersetzt ein C++-Software-Modul zu Object-Codes, um damit die Verwendung von C++ auf einem Mikrocontroller zu ermöglichen.

* GNU C++ Runtime Library (Libstdc++)
Diese Library stellt C++ spezifische Funktionen zu Verfügung.

* GNU Debugger (GDB)
Der Debugger ist der GDB-Client, der für das Debuggen eines Software-Moduls genutzt wird.

* Newlib C Library

Die Newlib stellt die std-Lib für einen Mikrocontroller zu Verfügung. Dabei ist zu beachten, das die Newlib syscalls und stubs nutzt, um so eine Betriebssystemunabhängige Benutzung zu ermöglichen. Dies ermöglicht die Benutzung der Newlib auf einem Bare-Metal-System und auf einem uC-Linux basiertem Software-Modul.

Ich persönlich habe als Installationsverzeichnis C:\WinARM benutzt, damit die entsprechenden Pfade zu bestimmten binaris keine großartigen Sonderzeichen aufweisen.

=== Installation der Yagarto Umgebung ===
Die Installation sollte so ausgeführt werden, dass alles nach "C:\WinARM\" installiert wird, dazu müssen in den Setup-Paketen während des Setups immer die Pfade "C:\Programme\" angepasst werden. Damit kann man die gesamte Entwicklung und Konfiguration einfach sichern als ZIP Datei und sogar bei einem zweiten Rechner wieder einspielen.

Zu erst werden die Downloads von Yagarto geladen und installiert. Dort ist auch sehr gut beschrieben wie das Einrichten geht.
Allerdings fehlt auf der Yagarto-Seite der Hinweis auf den Download-Link des eigentlichen Eclipse Programms, daher ist er oben im Artikel aufgeführt.

Wenn man diese [http://yagarto.de/howto/yagarto2/index.html#download Yagarto-Anleitung] abgeschlossen hat kommt die Einrichtung von OpenOCD.
Eine Debugger-Einrichtung ist bei [http://yagarto.de/howto/yagarto2/index.html#cbug Yagarto] auch beschrieben, allerdings nicht für den STM32 Prozessor.

Nach der Installation von Yagarto-Tools muss eine Datei geändert werden:
C:\WinARM\yagarto-tools\bin\make.exe muss nach gmake.exe umbenannt werden.
Grund: Wenn man Delphi installiert hat, dann würde Eclipse das make Tool von Delphi finden und man kann das Eclipse Projekt nicht kompilieren.
Das Demo-Projekt nutzt auch das "gmake.exe".
Alternativ kann auch make.exe kopiert zu gmake.exe werden, wenn man kein Delphi installiert hat.

==== Start mit dem Demo-Projekt ====

Für alle Projekte habe ich das Verzeichnis C:\WinARM\Projekt\ vorgesehen, damit ist immer alles zusammen. Nun entpackt man das Demo-Projekt nach C:\WinARM\Projekt\ somit müsste dort ein neues Unterverzeichnis "Proj_Demo" vorhanden sein samt allen unterordnern.

Nun Eclipse Öffnen. Menü "File" >> "Switch Workspace" >> "Other...". In der Eingabezeile "Workspace:" wird nun das Verzeichnis "C:\WinARM\Projekt\Proj_Demo" eingegeben. Mit OK wird sich Eclipse beenden und neu starten.

Links im Baum sieht man das Projekt "BlinkLED":
* inc: die eigenen Includes
* lib: die FW-Lib von ST
* out: die kompilierten Dateien und listings
* prj: OpenOCD und LD Linker-Datei
* src: die eigenen Quellcodes
* makefile

Das Projekt wurde geschrieben für den STM32F103RC (256K Flash/48K RAM), läuft aber auch mit einem STM32F103xB da der Stack-Pointer auf 20K initialisiert wird. Details stehen in der Datei "src/stm32f10x_vector.c", Zeile 29,30:
<syntaxhighlight lang="c">#define STACK_TOP (0x20005000 - 4)
//#define STACK_TOP (0x2000C000 - 4)</syntaxhighlight>
Damit wird der Stack-Pointer für den RAM im Chip initialisiert.

Zum kompilieren rechten Mausklick auf das Projekt (normalerweise links im Navigator oder Projekt-Explorer) und dann im aufgehenden Kontextmenu auf "Build" klicken.
Mit Strg+B wird nicht nur das Projekt neu kompiliert sondern ALLE Projekte im aktuellen Workspace gerade offen sind. Wenn man dort nur ein Projekt hat geht auch CTRL-B.

''' Die Funktionen des Demo-Projekts '''
* Blink-LED auf Prot A.0, Port C.7, PortD.3,4,7,13 (STM3210C-EVAL Board)
* Initialisieren aller Variablen
* Initialisieren Clock auf HSI, 8MHz
* Initialisieren IO-Pins der LED's
* Initialisieren Timer für Systick
* Main-Schleife in der die Timer-Variablen gesetzt und die LED's ausgegeben werden
* Debug-Helper, siehe "src\DebugHelper.c"
* Systick-Interrupt
* komplett in C programmiert, kein Assembler
* ST FW-Lib V3.4.0 wird für alle Funktionen genutzt

'''Erster Start mit dem Demo-Projekt'''

Mit Eclipse mit der grünen Play-Taste mit dem roten Koffer "Run OpenOCD BlinkLED" "OpenOCD BlinkLED starten. Damit wird der GDB Server OpenOCD mit dem JTAG-Key ARM-USB-OCD gestartet. Wenn man einen anderen JTAG Adapter hat, so kann der mit dem kleinen schwarzen Pfeil im Menü "External Tools Configuration..." eingestellt werden. OpenOCD wird mit Start-Parametern gestartet, z.B. "-f .\prj\arm-usb-ocd.cfg" für das Olimex JTAG Interface. Wenn man nun ein anderes JTAG Interface hat, so muss hier der Dateiname geändert und in das Projekt nach "prj\" muss die CFG-Datei einkopiert werden.

Mit Eclipase mit der grünen Käfertaste (Debug BlinkLED), der kleine Pfeil nach unten, "BlinkLED OpenOCD Reset Load Run" ausführen. Damit wird der GDB Debugger gestartet, das Projekt geladen und gestartet. Der Debugger beendet sich dann automatisch und die CPU läuft.

=== Weitere Plug-Ins für Eclipse ===
Damit das Arbeiten mit Eclipse einfacher wird, gibt es zahlreiche Plug-Ins. Diese können mittels Eclipse heruntergeladen werden und werden dann automatisch installiert.

Die in meinen Augen wichtigsten Plug-Ins sind folgende:
* ARM-Plug-In
* Register View
* GDB-Plug-In

Das ARM-PlugIn stellt einen Wizzard bereit, in dem projektspezifische Einstellungen über den Compiler, Linkerscript usw. mit Hilfe einer GUI getroffen werden können.

Register View ermöglicht das Einsehen der General-Purpose Registern im Mikrocontroller. Dies kann beim Debuggen Hilfreich sein, da man anhand des Stack-Registers evtl. Stack-Overflows erkennen kann.

GDB-PlugIn mittels dem GDB-PlugIn ist es über Eclipse möglich, sich auf einen GDB-Server zu Connecten. Dabei kann dann aus Eclipse heraus direkt der Code-Debuggt werden.

== Einrichten eines eigenen Projektes ==

== Einrichtung GDB-Server ==

Ein GDB-Server wird immer unter "External Tools Configuration..." eingerichtet.

[[bild:MenuExternalTool.png]]

Mit Hilfe dieser Funktion kann ein beliebiges Programm gestartet werden.

=== OpenOCD mit ARM-USB-OCD von Olimex ===

Der Aufruf, mit Parameter HW-Interface und Prozessor:

[[bild:MenuExternalToolOOCD1.png]]

Der Eintrag im Eclipse-Menü:

[[bild:MenuExternalToolOOCD2.png]]

Die restlichen Reiter sind ohne Änderung.

=== JLink mit Segger GDB-Server einrichten ===

Im Demo-Projekt ist eine Konfiguration für den Segger GDB-Server enthalten. Dabei wird der GDB-Server so gestartet dass SWD als Kommunikation genutzt wird.

Der Aufruf, mit Parameter für SWD (Single Wire Debug):

[[bild:MenuExternalToolJLink.png]]

Der Pfad zum "JLinkGDBServer.exe" muss so angepasst werden je nach dem wohin er installiert wurde.

=== Einrichtung ST-Link (SWD Programmer vom Eval Board) ===
==== Einrichtung unter Windows ====
==== Einrichtung unter Linux ====

!!! Achtung !!! Das ST-Link projekt für Linux ist mit den neueren 3.0.X Kernel nicht mehr lauffähig und lässt den gesamten Rechner einfrieren !!!
Sollte sich dort etwas ändern, so werde ich dies hier bekannt geben.

Vielfach wurde genannt, daß es schade sei, daß das Discoveryboard oder das STLink nur unter Windows benutzen zu können. Mittlerweile hat sich dieses geändert, ohne das, dass STLink mit einer neuen Firmware beschrieben werden muss. Es gibt eine kleine Gruppe, die einen STLink GDB-Server für Linux realisiert haben. Mittlerweile befindet sich dieses Projekt noch in der Beta-Phase, jedoch konnten die ersten Tests überzeugen.

Dazu muss der Sourcecode von der Seite [[https://github.com/whitequark/stlink/blob/master/src/stlink-hw.c Projekt-Seite]] mittels git gecloned werden. (GIT Link: https://github.com/whitequark/stlink.git)
Damit ein Compilieren des Sourcecodes funktioniert, muss mittels apt-get oä. folgendes Paket installiert werden:
<pre>libsgutils2-dev</pre>
Nachdem dieses Paket installiert wurde, muss im Sourcecode noch einige Änderungen durchgeführt werden, da dort "unsauber" gecasted wurde.
Dieses Bezieht sich auf die Datei: "stlink-hw.c" und dort in den Zeilen:
1420, 1491, 1514.
Dort muss ein explizieter Cast zu (unsigned int) durchgeführt werden, so dass in der Zeile 1420 statt:
<syntaxhighlight lang="c">fprintf(stderr, "run_flash_loader(0x%x) == -1\n", addr + off);</syntaxhighlight>
nun
<syntaxhighlight lang="c">fprintf(stderr, "run_flash_loader(0x%x) == -1\n", addr + (unsigned int)off);</syntaxhighlight> steht. Diese Änderung ist bei den beiden verbleibenden Zeilen durchzuführen.
Nachdem dies abgeschlossen wurde müssen die Sourcecodes mittels dem Befehl:
<pre> make -C build </pre>
compiliert werden.
Der Start dieses GDB-Servers wird durch die Kommandozeile initiiert:
<pre>./build/st-util <<PORT>> /dev/sg<<SG-NUMBER>> </pre>
Mittels des Attributes <<PORT>> wird die Port-Nummer des GDB-Servers angegeben. Die ST-Link "Geräte Datei" wird (zumindest bei mir) nicht immer an dem gleichen Pfaden angegeben.

Nach dem Start sollte folgende Meldung (beim Discoverboard) erscheinen:
<pre>
*** stlink_open [/dev/sg4] ***
Chip ID is 10016420.
Device connected: Medium-density value line device
Device parameters: SRAM: 0x2000 bytes, Flash: up to 0x20000 bytes in pages of 0x400 bytes
Flash size is 128 KiB.
Listening at *:1234...
</pre>
Nun ist der GDB-Server aktiv und kann mittels Eclipse genutzt werden. Für die Einrichtung von Eclipse siehe: Einrichtung unter Windows.

== Tipps, Tricks und Stolpersteine ==

* Die Dateiendung einer C/H Datei muss kleingeschrieben sein, denn sonst meint der GCC Compiler dass es C++ Dateien sind.

* Wird VBox benutzt und einen Filter für den ST-Link bzw. des USB-Devices des Discovery-Boards eingerichtet, so kommt es zu schwerwiegenden Konflikten bei dem nächsten Start von VBox. Das Problem ist die Seriennummer vom ST-Link, welche nicht sichtbare Zeichen enthält. Ein Workaround zu diesem Problem: In dem eingerichtetem Filter muss die Seriennummer entfernt werden.

== MicroXplorer - MCU graphical configuration tool ==

Der [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/PF251717 MicroXplorer von ST] ist ein Eclipse Plugin (auch als standalone Version verfügbar) mit dem man sich die Peripheriefunktionen zusammen klicken kann die man beim STM32 Prozessor benötigt. Das Tool zeigt auch Kombinationen die nicht gehen. Somit kann man die Peripherie leichter planen.

Jedoch sollte man bei diesem Tool aufpassen: Wenn man z.B. zu erst CAN1 heraussucht und später FS_USB, so ist FS_USB nicht möglich. Wenn man das anders herum macht, so wird CAN1 auf alternative Pins gelegt und die Zuordnung klappt. Somit sollte man erst die Peripherie auswählen, die mit größerer Geschwindigkeit arbeitet, denn die hat meistens keine alternative Ports verfügbar und dann die mit langsameren Geschwindigkeiten, bzw. die von denen mehrere verfügbar sind. Beispiel: zu erst Ethernet oder SDIO, dann USB, dann CAN, dann UART.
 Dennoch hilft es die Peripherie einfacher planen zu können.

== Weblinks, Foren, Communities ==
* Artikel [[STM32]]
* Artikel [[STM32 CooCox Installation]]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/214719 Thread zu diesem Thema]

[[Kategorie:STM32| ]]

STM32 Eclipse Installation

2014-01-23T21:25:50Z

Mmvisual: /* Tipps, Tricks und Stolpersteine */

Dieser Artikel beschreibt, wie man Eclipse unter Windows installiert und für den Prozessor STM32 einrichtet, so dass ein Debuggen möglich ist.

== Installation von Eclipse unter Windows ==

'''Die Zusammenhänge:'''
* Eclipse - der Editor, ist eigentlich nichts weiteres als ein Editor, mit sehr viel Intelligenz
* Yagarto-Tools - die make, und sonstige Programme
* YAGARTO GNU ARM toolchain - GCC, GDB, Libs usw., der Compiler und Debugger für Cortex-M3
* (Alternative zu Yagarto) Code-Sourcery beinhaltet alle benötigten Tools, wie make, GCC, GDB, Newlib usw.
* CDT - Plugin, das Eclipse erweitert, sodaß C/C++ Programme editiert, kompiliert und gelinkt werden können. CDT steht für "C/C++ Development Tooling". Man kann Eclipse auch mit schon integrierten CDT auf der Eclipse Homepage bekommen.
* GDB Hardware Debugging - ein weiteres Eclipse-Plugin, welches notwendig ist, um mittels GDB und weiteren Tools Programme zu debuggen.
* GDB - der GNU Debugger, mit ihm ist es möglich, entsprechend kompilierte Programme auf C-Sourcelevel (und auch Assembler) zu debuggen. Er kann allerdings nicht direkt mit einem JTAG-Interface sprechen. Er "verbindet" sich dafür mit einem GDB-Server, der dann das JTAG-I/F anspricht.
* OpenOCD - Ein freier GDB-Server, der die Verbindung mit GDB und dem JTAG-Interface herstellt. Er führt die Kommandos des GDBs aus. OpenOCD muss vor dem debuggen gestartet werden, da GDB einen laufenden GDB-Server erwartet. Die Verbindung zwischen dem GDB und dem GDB-Server wird über eine TCP/IP Verbindung hergestellt.
* JTAG-Interface, z.B. Olimex ARM-USB-OCD, oder diverse andere. Meist über USB an den PC angeschlossen, über ein JTAG-Kabel wird der Adapter mit der Prozessor-Platine verbunden. Der GDB-Server nimmt Kommandos vom GDB entgegen und führt diese über das JTAG-I/F des Prozessors aus.
* STM32-Prozessor, ja den braucht es auch noch, sonst gibt es nichts zu debuggen.

Es sieht zwar auf den ersten Blick etwas komplex aus, aber es ist dennoch logisch aufgebaut.

== Downloads ==

Die benötigten Dateien für Eclipse:

* [http://yagarto.de/ Yagarto-Tools http://yagarto.de/]
* [http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/index.html Java JDK] Installation um Eclipse starten zu können.
* [http://eclipse.org/downloads/ Eclipse], der Download "Eclipse IDE for C/C++ Developers"
* [http://www.freddiechopin.info/ OpenOCD http://www.freddiechopin.info/] >> Download >> Software >> OpenOCD

''' Eclipse Demo-Projekt: '''

[[Media: Proj_Demo.zip | Blink-LED, komplettes Eclipse-Workspace von MmVisual]]
* Eclipse Workspace
* Mit OpenOCD und Dateien für den Olimex ARM-USB-OCD
* FW-Lib 3.4.0 von ST
* Start-Up Code als C-Datei, keine einzige Assembler-Datei
* Für STM32F103RB (128K Flash) wegen Initialisierung Stack-Pointer
* Nutzt make Tool, muss aber zu gmake umbenannt werden, ist weiter unten beschrieben

== Installation ==
=== Installation von Eclipse ===
Damit Eclipse gestartet werden kann, ist es nötig, dass zunächst Java installiert wird. Dabei muss einfach den Anweisungen des Installers gefolgt werden. Nachdem diese Installation abgeschlossen wurde, kann mit der Eclipse "Installation" fortgefahren werden.

Eclipse befindet sich (sofern im Download ausgewählt) in einem ZIP-Archiv. In diesem Archiv sind alle benötigten Dateien vorhanden, um Eclipse direkt starten zu können. Dieses ZIP-Archiv sollte dann zu C:\eclipse\ entpackt werden. In diesem Beispiel wird davon ausgegangen, dass eclipse zu den o.g. Pfad entpackt wird.

Sobald Eclipse vollständig entpackt wurde, kann eclipse gestartet werden. Während Eclipse startet, muss ein sog. Workspace ausgewählt werden. In diesem Workspace werden später alle Projekte und Sourcecodes abgelegt. Die Nachfolgende Grafik zeigt dieses Dialog-Fenster.
[[Datei:choose_workspace.png]]
Nachdem Eclipse erfolgreich gestartet werden kann, ist die Installation natürlich nicht abgeschlossen, da noch ein Compiler usw. für dem ARM-Mikrocontroller fehlt.

Für die Toolchain, sprich Compiler, newlib usw. hat man nun die Qual der Wahl, entweder man nimmt Yagarto-Tools oder Codesourcery. Der Unterschied zwischen den beiden toolchains ist nicht direkt erkennbar und soll an dieser Stelle nicht weiter behandelt werden. Ich verweise an dieser Stelle an den folgenden Foreneintrag:
[[http://www.mikrocontroller.net/topic/158503#1503836 Unterschied WinARM und Codesourcery]]

Ich persönlich habe mich für Codesourcery entschieden, da Truestuido von Atollic ebenfalls den none-eabi Compiler verwendet und dadurch die Linkerscripts direkt von Truestudio übernommen werden können.

=== Installation der Code-Sourcery Umgebung ===
Wer sich nun für die Code-Sourcery Umgebung entschieden hat, steht nun schon vor einem kleinerem Problem - Welche Version von Code-Sourcery soll man wählen?
Zur Auswahl stehen folgende Versionen:
* uCLinux
* EABI
* GNU/Linux
* SymbianOS
Hier ist die Wahl auf EABI beschränkt. Für weitere Hinweise siehe: [[http://www.codesourcery.com/sgpp/lite/arm/portal/doc9876/getting-started.pdf Codesourcery Getting-Started]]

Die Installation von Code-Sourcery ist komplett Menü geführt und entsprechend intuitiv durchzuführen. Dabei werden nachfolgend die wichtigsten Komponenten kurz erläutert:

CodeSourcery Common Startup Code Sequence
Diese vordefinierten Startup-Codes werden für den Start des Mikrocontrollers benutzt. Dabei wird der Stackpointer, die Interrupt-Handler usw. initialisiert. Die Benutzung dieser Startupcodes wird hier nicht näher Betrachtet, da STM vorgefertigte Startup-Codes kostenlos anbietet.

* CodeSourcery Debug Sprite for ARM
Die Debug-Sprite Umgebung ermöglicht das Debuggen eines Mikrocontrollers über JTAG. Debug-Sprite kann dabei über XML-Dateien konfiguriert werden. Jedoch kann Debug-Sprite nicht für das Debuggen von STM32-Mikrocontrollern verwendet werden.
GNU Binary Utilities (Binutils)
Die Binutils beinhaltet den GNU-Assembler sowie den für das Übersetzen eines C-Software-Modules benötigen Linker.

* GNU C Compiler (GCC)
Der GNU-C Compiler übersetzt den C-Code zu den sog. Object-Codes.

* GNU C++ Compiler (G++)
Der G++ Compiler übersetzt ein C++-Software-Modul zu Object-Codes, um damit die Verwendung von C++ auf einem Mikrocontroller zu ermöglichen.

* GNU C++ Runtime Library (Libstdc++)
Diese Library stellt C++ spezifische Funktionen zu Verfügung.

* GNU Debugger (GDB)
Der Debugger ist der GDB-Client, der für das Debuggen eines Software-Moduls genutzt wird.

* Newlib C Library

Die Newlib stellt die std-Lib für einen Mikrocontroller zu Verfügung. Dabei ist zu beachten, das die Newlib syscalls und stubs nutzt, um so eine Betriebssystemunabhängige Benutzung zu ermöglichen. Dies ermöglicht die Benutzung der Newlib auf einem Bare-Metal-System und auf einem uC-Linux basiertem Software-Modul.

Ich persönlich habe als Installationsverzeichnis C:\WinARM benutzt, damit die entsprechenden Pfade zu bestimmten binaris keine großartigen Sonderzeichen aufweisen.

=== Installation der Yagarto Umgebung ===
Die Installation sollte so ausgeführt werden, dass alles nach "C:\WinARM\" installiert wird, dazu müssen in den Setup-Paketen während des Setups immer die Pfade "C:\Programme\" angepasst werden. Damit kann man die gesamte Entwicklung und Konfiguration einfach sichern als ZIP Datei und sogar bei einem zweiten Rechner wieder einspielen.

Zu erst werden die Downloads von Yagarto geladen und installiert. Dort ist auch sehr gut beschrieben wie das Einrichten geht.
Allerdings fehlt auf der Yagarto-Seite der Hinweis auf den Download-Link des eigentlichen Eclipse Programms, daher ist er oben im Artikel aufgeführt.

Wenn man diese [http://yagarto.de/howto/yagarto2/index.html#download Yagarto-Anleitung] abgeschlossen hat kommt die Einrichtung von OpenOCD.
Eine Debugger-Einrichtung ist bei [http://yagarto.de/howto/yagarto2/index.html#cbug Yagarto] auch beschrieben, allerdings nicht für den STM32 Prozessor.

Nach der Installation von Yagarto-Tools muss eine Datei geändert werden:
C:\WinARM\yagarto-tools\bin\make.exe muss nach gmake.exe umbenannt werden.
Grund: Wenn man Delphi installiert hat, dann würde Eclipse das make Tool von Delphi finden und man kann das Eclipse Projekt nicht kompilieren.
Das Demo-Projekt nutzt auch das "gmake.exe".
Alternativ kann auch make.exe kopiert zu gmake.exe werden, wenn man kein Delphi installiert hat.

==== Start mit dem Demo-Projekt ====

Für alle Projekte habe ich das Verzeichnis C:\WinARM\Projekt\ vorgesehen, damit ist immer alles zusammen. Nun entpackt man das Demo-Projekt nach C:\WinARM\Projekt\ somit müsste dort ein neues Unterverzeichnis "Proj_Demo" vorhanden sein samt allen unterordnern.

Nun Eclipse Öffnen. Menü "File" >> "Switch Workspace" >> "Other...". In der Eingabezeile "Workspace:" wird nun das Verzeichnis "C:\WinARM\Projekt\Proj_Demo" eingegeben. Mit OK wird sich Eclipse beenden und neu starten.

Links im Baum sieht man das Projekt "BlinkLED":
* inc: die eigenen Includes
* lib: die FW-Lib von ST
* out: die kompilierten Dateien und listings
* prj: OpenOCD und LD Linker-Datei
* src: die eigenen Quellcodes
* makefile

Das Projekt wurde geschrieben für den STM32F103RC (256K Flash/48K RAM), läuft aber auch mit einem STM32F103xB da der Stack-Pointer auf 20K initialisiert wird. Details stehen in der Datei "src/stm32f10x_vector.c", Zeile 29,30:
<syntaxhighlight lang="c">#define STACK_TOP (0x20005000 - 4)
//#define STACK_TOP (0x2000C000 - 4)</syntaxhighlight>
Damit wird der Stack-Pointer für den RAM im Chip initialisiert.

Zum kompilieren rechten Mausklick auf das Projekt (normalerweise links im Navigator oder Projekt-Explorer) und dann im aufgehenden Kontextmenu auf "Build" klicken.
Mit Strg+B wird nicht nur das Projekt neu kompiliert sondern ALLE Projekte im aktuellen Workspace gerade offen sind. Wenn man dort nur ein Projekt hat geht auch CTRL-B.

''' Die Funktionen des Demo-Projekts '''
* Blink-LED auf Prot A.0, Port C.7, PortD.3,4,7,13 (STM3210C-EVAL Board)
* Initialisieren aller Variablen
* Initialisieren Clock auf HSI, 8MHz
* Initialisieren IO-Pins der LED's
* Initialisieren Timer für Systick
* Main-Schleife in der die Timer-Variablen gesetzt und die LED's ausgegeben werden
* Debug-Helper, siehe "src\DebugHelper.c"
* Systick-Interrupt
* komplett in C programmiert, kein Assembler
* ST FW-Lib V3.4.0 wird für alle Funktionen genutzt

'''Erster Start mit dem Demo-Projekt'''

Mit Eclipse mit der grünen Play-Taste mit dem roten Koffer "Run OpenOCD BlinkLED" "OpenOCD BlinkLED starten. Damit wird der GDB Server OpenOCD mit dem JTAG-Key ARM-USB-OCD gestartet. Wenn man einen anderen JTAG Adapter hat, so kann der mit dem kleinen schwarzen Pfeil im Menü "External Tools Configuration..." eingestellt werden. OpenOCD wird mit Start-Parametern gestartet, z.B. "-f .\prj\arm-usb-ocd.cfg" für das Olimex JTAG Interface. Wenn man nun ein anderes JTAG Interface hat, so muss hier der Dateiname geändert und in das Projekt nach "prj\" muss die CFG-Datei einkopiert werden.

Mit Eclipase mit der grünen Käfertaste (Debug BlinkLED), der kleine Pfeil nach unten, "BlinkLED OpenOCD Reset Load Run" ausführen. Damit wird der GDB Debugger gestartet, das Projekt geladen und gestartet. Der Debugger beendet sich dann automatisch und die CPU läuft.

=== Weitere Plug-Ins für Eclipse ===
Damit das Arbeiten mit Eclipse einfacher wird, gibt es zahlreiche Plug-Ins. Diese können mittels Eclipse heruntergeladen werden und werden dann automatisch installiert.

Die in meinen Augen wichtigsten Plug-Ins sind folgende:
* ARM-Plug-In
* Register View
* GDB-Plug-In

Das ARM-PlugIn stellt einen Wizzard bereit, in dem projektspezifische Einstellungen über den Compiler, Linkerscript usw. mit Hilfe einer GUI getroffen werden können.

Register View ermöglicht das Einsehen der General-Purpose Registern im Mikrocontroller. Dies kann beim Debuggen Hilfreich sein, da man anhand des Stack-Registers evtl. Stack-Overflows erkennen kann.

GDB-PlugIn mittels dem GDB-PlugIn ist es über Eclipse möglich, sich auf einen GDB-Server zu Connecten. Dabei kann dann aus Eclipse heraus direkt der Code-Debuggt werden.

== Einrichten eines eigenen Projektes ==

== Einrichtung GDB-Server ==

Ein GDB-Server wird immer unter "External Tools Configuration..." eingerichtet.

[[bild:MenuExternalTool.png]]

Mit Hilfe dieser Funktion kann ein beliebiges Programm gestartet werden.

=== OpenOCD mit ARM-USB-OCD von Olimex ===

Der Aufruf, mit Parameter HW-Interface und Prozessor:

[[bild:MenuExternalToolOOCD1.png]]

Der Eintrag im Eclipse-Menü:

[[bild:MenuExternalToolOOCD2.png]]

Die restlichen Reiter sind ohne Änderung.

=== JLink mit Segger GDB-Server einrichten ===

Im Demo-Projekt ist eine Konfiguration für den Segger GDB-Server enthalten. Dabei wird der GDB-Server so gestartet dass SWD als Kommunikation genutzt wird.

Der Aufruf, mit Parameter für SWD (Single Wire Debug):

[[bild:MenuExternalToolJLink.png]]

Der Pfad zum "JLinkGDBServer.exe" muss so angepasst werden je nach dem wohin er installiert wurde.

=== Einrichtung ST-Link (SWD Programmer vom Eval Board) ===
==== Einrichtung unter Windows ====
==== Einrichtung unter Linux ====

!!! Achtung !!! Das ST-Link projekt für Linux ist mit den neueren 3.0.X Kernel nicht mehr lauffähig und lässt den gesamten Rechner einfrieren !!!
Sollte sich dort etwas ändern, so werde ich dies hier bekannt geben.

Vielfach wurde genannt, daß es schade sei, daß das Discoveryboard oder das STLink nur unter Windows benutzen zu können. Mittlerweile hat sich dieses geändert, ohne das, dass STLink mit einer neuen Firmware beschrieben werden muss. Es gibt eine kleine Gruppe, die einen STLink GDB-Server für Linux realisiert haben. Mittlerweile befindet sich dieses Projekt noch in der Beta-Phase, jedoch konnten die ersten Tests überzeugen.

Dazu muss der Sourcecode von der Seite [[https://github.com/whitequark/stlink/blob/master/src/stlink-hw.c Projekt-Seite]] mittels git gecloned werden. (GIT Link: https://github.com/whitequark/stlink.git)
Damit ein Compilieren des Sourcecodes funktioniert, muss mittels apt-get oä. folgendes Paket installiert werden:
<pre>libsgutils2-dev</pre>
Nachdem dieses Paket installiert wurde, muss im Sourcecode noch einige Änderungen durchgeführt werden, da dort "unsauber" gecasted wurde.
Dieses Bezieht sich auf die Datei: "stlink-hw.c" und dort in den Zeilen:
1420, 1491, 1514.
Dort muss ein explizieter Cast zu (unsigned int) durchgeführt werden, so dass in der Zeile 1420 statt:
<syntaxhighlight lang="c">fprintf(stderr, "run_flash_loader(0x%x) == -1\n", addr + off);</syntaxhighlight>
nun
<syntaxhighlight lang="c">fprintf(stderr, "run_flash_loader(0x%x) == -1\n", addr + (unsigned int)off);</syntaxhighlight> steht. Diese Änderung ist bei den beiden verbleibenden Zeilen durchzuführen.
Nachdem dies abgeschlossen wurde müssen die Sourcecodes mittels dem Befehl:
<pre> make -C build </pre>
compiliert werden.
Der Start dieses GDB-Servers wird durch die Kommandozeile initiiert:
<pre>./build/st-util <<PORT>> /dev/sg<<SG-NUMBER>> </pre>
Mittels des Attributes <<PORT>> wird die Port-Nummer des GDB-Servers angegeben. Die ST-Link "Geräte Datei" wird (zumindest bei mir) nicht immer an dem gleichen Pfaden angegeben.

Nach dem Start sollte folgende Meldung (beim Discoverboard) erscheinen:
<pre>
*** stlink_open [/dev/sg4] ***
Chip ID is 10016420.
Device connected: Medium-density value line device
Device parameters: SRAM: 0x2000 bytes, Flash: up to 0x20000 bytes in pages of 0x400 bytes
Flash size is 128 KiB.
Listening at *:1234...
</pre>
Nun ist der GDB-Server aktiv und kann mittels Eclipse genutzt werden. Für die Einrichtung von Eclipse siehe: Einrichtung unter Windows.

== Tipps, Tricks und Stolpersteine ==

* Die Dateiendung einer C/H Datei muss kleingeschrieben sein, denn sonst meint der GCC Compiler dass es C++ Dateien sind.

* Wird VBox benutzt und einen Filter für den ST-Link bzw. des USB-Devices des Discovery-Boards eingerichtet, so kommt es zu schwerwiegenden Konflikten bei dem nächsten Start von VBox. Das Problem ist die Seriennummer vom ST-Link, welche nicht sichtbare Zeichen enthält. Ein Workaround zu diesem Problem: In dem eingerichtetem Filter muss die Seriennummer entfernt werden.

== MicroXplorer - MCU graphical configuration tool ==

Der [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/PF251717 MicroXplorer von ST] ist ein Eclipse Plugin mit dem man sich die Peripheriefunktionen zusammen klicken kann die man beim STM32 Prozessor benötigt. Das Tool zeigt auch Kombinationen die nicht gehen. Somit kann man die Peripherie leichter planen.

Jedoch sollte man bei diesem Tool aufpassen: Wenn man z.B. zu erst CAN1 heraussucht und später FS_USB, so ist FS_USB nicht möglich. Wenn man das anders herum macht, so wird CAN1 auf alternative Pins gelegt und die Zuordnung klappt. Dennoch hilft es die Peripherie einfacher planen zu können.

== Weblinks, Foren, Communities ==
* Artikel [[STM32]]
* Artikel [[STM32 CooCox Installation]]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/214719 Thread zu diesem Thema]

[[Kategorie:STM32| ]]

STM32 CooCox Installation

2014-01-19T13:00:56Z

Mmvisual: /* Clock auf 168MHz einstellen */

Dieser Artikel beschreibt, wie man CooCox unter Windows installiert und für den Prozessor STM32 einrichtet, so dass ein Debuggen möglich ist.

= Installation von CooCox unter Windows=

Zu nächst müssen ein paar Programme, Tool und Bibliotheken aus dem Internet geladen und installiert werden. Zudem ist es vom Vorteil wenn man ein STM32F4DISCOVERY Board bereits besitzt, denn das gezeigte Demo-Blink LED Programm nutzt dieses Board. Es kann natürlich auch jedes andere Board genutzt werden, das einen STM32F2xx oder STM32F4xx Prozessor beinhaltet.

Die ersten Downloads - die IDE sowie der GCC Compiler:

* [http://www.coocox.org/CooCox_CoIDE.htm 1. die CooCox CoIDE laden] (In diesem Beispiel V1.7.5)
* [https://launchpad.net/gcc-arm-embedded/+download 2. GCC Toolchain] (In diesem Beispiel "gcc-arm-none-eabi-4_8-2013q4-20131204-win32.zip", das ZIP Archiv, nicht die EXE)

Die Installation der CoIDE nach z.B. C:\CooCox ausführen.

Den Ordner C:\CooCox\CoIDE\gcc-arm-none-eabi-4.8 anlegen und die Dateien aus dem zweiten Download dort hinein entpacken. (Das ZIP reicht, da GCC weder Einträge in Systemverzeichnisse noch Registry benötigt.)

Nun muss der GCC Compiler in die CoIDE eingebunden werden. Das ist gut in der Doku von CooCox beschrieben: [http://www.coocox.org/CoIDE/Compiler_Settings.html "Select Toolchain Path"]

= Start des ersten Projektes=

Hierzu hilft die [http://www.coocox.org/CoIDE/CoIDE_QuickStart.htm Quikstart-Guide] von CooCox ebenfalls weiter.

* Auswahl "ST"
* Auswahl STM32F407VG (der Prozessor vom STM32F4DISCOVERY Board)
* Auswahl der Peripheriefunktionen, für das BlinkLED wird nur GPIO benötigt
* Frage: "Do you want create a new project now?" mit Yes beantworten
* Projektname: "BlinkLED" eingeben
* Nun die CoIDE bereits ein Projekt angelegt und noch weitere Häkchen automatisch gesetzt

[[Datei:CooCox_STM32_Start.png]]

= Einstellung der Konfiguration=

In der Konfigurations-Ansicht werden erst mal keine Änderungen vorgenommen. Da per Default als Debugger schon der Adapter ST-Link eingetragen ist.

[[Datei:CooCox_STM32_Config1.png]]

[[Datei:CooCox_STM32_Config2.png]]

= Die Programmierung=

Im linken Baum sind nun einige Dateien enthalten. Die wichtigste ist wohl die "stm32f4xx.h", denn darin sind alle Deklarationen der Prozessor Peripherieregister. Diese Datei ist mehrere 1000 Zeilen groß. Die Bezeichnungen stimmen mit der Dokumentation von ST überein. CoIDE kann diese Datei jedoch nicht komplett darstellen, da nach der Installation nur 5000 Codezeilen berücksichtigt werden und diesen Parameter muss man ändern: Menü "Edit" > "Preferences":

[[Datei:CooCox_STM32_Preferences.png]]

Das eigene Programm beginnt in der Datei "main.c". Diese wird mit Doppelklick geöffnet und es erscheint eine leere main() Routine, mit einer Endlos-While-Schleife. Nach dem Start vom Prozessor wird CooCox diesen schon automatisch initialisieren (Variablen) und anschließend wird in main() gesprungen, ab da ist man selbst für alles weitere was geschieht verantwortlich.

[[Datei:CooCox_STM32_Prog1.png]]

Das Programm:

Wir wollen auf dem Discovery Board nun LED's blinken lassen, in der der Doku vom Discovery Board sieht man wo die 4 LED's angeschlossen sind: an PortD 12..15

Zu erst muss die Datei "stm32F4xx.h" in main.c mit eingebunden werden, damit man Zugriff auf die Peripheriefunktionen hat.

Anschließend wird der Takt für Port D aktiviert und erst danach (ganz wichtig!) wird der Port initialisiert. Solange die Peripherieeinheit keinen Takt hat verhält sie sich so, als wenn sie nicht existent wäre.

In der while(1) Scheife werden die LED's gelöscht und nacheinander wieder gesetzt. Da der Prozessor mit gefühlter Lichtgeschwindigkeit das machen würde muss die Ausgabe mit einem Delay() verzögert werden.

Der Code:
<syntaxhighlight lang="c">
// Demo Blink-LED für STM32F4xx mit einem STM32F4DISCOVERY Board
// (c) 2013, Markus Müller
// Dieser Code darf frei verwendet, modifiziert und kopiert werden. Benutzung auf eigene Gefahr.
#include "stm32f4xx.h" // Deklaration der Peripheriefunktionen

void Delay(long i);

// Haupt-Programmschleife
int main(void)
{

RCC->AHB1ENR |= RCC_AHB1ENR_GPIODEN; // Clock für Port D aktivieren

GPIOD->MODER = 0x55000000; // Pin 12..15 als Ausgang deklarieren

while(1) // Endlos SChleife
{
GPIOD->BSRRH = 0xF000; // Alle LED's aus
Delay(1000000);
GPIOD->BSRRL = 0x1000; // LED 1 ein
Delay(1000000);
GPIOD->BSRRL = 0x2000; // LED 2 ein
Delay(1000000);
GPIOD->BSRRL = 0x4000; // LED 3 ein
Delay(1000000);
GPIOD->BSRRL = 0x8000; // LED 4 ein
Delay(1000000);
}
}

// Delay für Verzögerungen
void Delay(long i)
{
volatile long iZ = i;
while (iZ--);
}
</syntaxhighlight>

Nun kann das Programm mit der Taste "Build" (F7) übersetzt werden. Es öffnet sich unten ein Console-Fenster und wenn alles richtigt abgetippt wurde erscheint "BUILD SUCCESSFIL". Ab nun ist das geschriebene Programm übersetzt in ein Binärformat das in den Prozessor geladen werden kann.

=== Das Demo-Projekt===

[[Media: BlinkLED_CooCox.zip | Hier kann das Demo-Projekt geladen werden.]]

= Einspielen in das Board=

== Den ST-LINK zum ersten mal benutzen ==

Zu erst einmal muss das Board STM32F4DISCOVERY mit dem PC verbunden werden. Dazu nimmt man ein USB Kabel Mini-USB Stecker steckt das im Stecker "CN1" der Platine ein. Der Stecker ist der Anschluss vom ST-LINK, also dem Debugger vom STM32F407 Chip. Vor dem ersten einstecken muss zu nächst ein USB Treiber installiert werden. Da der ST-LINK von ST kommt muss auch von deren Homepage der Treiber erst geladen werden:

* [http://www.st.com/web/catalog/tools/FM146/CL1984/SC724/SS1677/PF251168 3. ST-LINK/V2 Utility] > STSW-LINK004 (Version 3.2.1)

Dieses Setup wird am besten nach "C:\CooCox\STM32 ST-LINK Utility" installiert, dann ist alles was CooCox benötigt in einem Ordner.

Nun kann das DISCOVERY Board eingesteckt werden, es wird automatisch der Gerätetreiber für den ST-LINK installiert. Wenn man doch schon vorher das Board einmal eingesteckt hatte, so installiert das doofe Windows einen NULL-Treiber den man im Gerätemanager (beim eingestecktem Discovery-Board) wieder löschen muss.

Nun sollte man auf dem Discovery Board den ST-LINK erst einmal updaten, da er vermutlich eine alte Firmware hat: "C:\CooCox\STM32 ST-LINK Utility\ST-LINK Utility\ST-LinkUpgrade.exe" erledigt das. "Device Connect" findet den ST-LINK und "YES >>>>" macht einen Upgrade.

== Jetzt geht's los==

Das STM32F4DISCOVERY Board ist eingesteckt, und somit hat auch die Ziel-CPU eine Stromversorgung.

In CoIDE wird nun die Debug-Sitzung mit Ctrl+F5 gestartet. Damit wird CoIDE automatisch das Projekt übersetzen und mittels J-LINK in die CPU laden und startet die CPU. Ein Breakpoint ist beim main() gesetzt die CPU (CoIDE) wartet auf weitere Befehle vom Anwender.

Die Taste "Run" (F5) startet anschließend das Programm.

Nun müssten die LED's nacheinander aufleuchten und wieder alle aus gehen.

Mit "Pause" (F9) kann man ein programm jederzeit anhalten. Dabei zeigt CoIDE automatisch die Programmposition. Mit dem Fahren der Maus über Variablen wird deren Inhalt gezeigt. "Run" (F5) führt die Bearbeitung fort.

Jederzeit kann man mittels Doppelklick am linken Editor-Rand einen Breakpoint setzen. Sobald die CPU an der Programmposition vorbei kommt bleibt diese stehen und dies wird in CoIDE gezeigt. Mit F10/F11 kann man in Einzelschritten weiter steppen.

[[Datei:CooCox_STM32_Prog2.png]]

= Clock auf 168MHz einstellen =

Nun da das erste BlinkLED läuft ist der erste Schritt getan und ohne Takt Initialisierung läuft der STM32F4xx mit dem HSI 16MHz (interner RC-Oszillator). Mit Aufruf der Funktion "SystemInit();" aus der ST Library wird:
* HSE aktivieren (externer Quarz)
* PLL aktivieren
Da ST jedoch nicht weiß welcher Quarz am Borad angeschlossen ist, so ist in der Datei "system_stm32f4xx.c" der Quarz auf 25MHz voreingestellt. Diese Einstellung muss man ändern indem man die Datei "system_stm32f4xx.c" öffnet und das "#define PLL_M" auf die richtige Quarzfrequenz einstellt. Beispiel:
* PLL_M 25 << Quarz mit 25MHz
* PLL_M 8 << Quarz mit 8MHz
In der Datei "main.c" wird nun noch die h-Datei mit eingebunden:
 
<syntaxhighlight lang="c">#include "system_stm32f4xx.h"</syntaxhighlight>
Und zu Anfang in der Routine main() der Aufruf
 
<syntaxhighlight lang="c">SystemInit();</syntaxhighlight>
mit hinzugefügt. Nun sollte das Blink-LED Demo in etwa der 10-Fachen Geschwindigkeit laufen.

Damit die anderen ST-Lib Funktionen korrekt funktionieren muss in "stm32f4xx.h" folgenden Wert auf den Quarz geändert werden (Eingabe in Hz):

<syntaxhighlight lang="c">#define HSE_VALUE ((uint32_t)8000000)</syntaxhighlight>

= Weblinks, Foren, Communities =
* Artikel [[STM32]]
* Artikel [[STM32 Eclipse Installation]]
* [http://mikrocontroller.bplaced.net/wordpress/?page_id=2708 CoIDE und STM32F429]

<references/>
[[Kategorie:ARM]]
[[Kategorie:STM32]]

STM32 CooCox Installation

2014-01-18T08:19:04Z

Mmvisual: /* Clock auf 168MHz einstellen */

Dieser Artikel beschreibt, wie man CooCox unter Windows installiert und für den Prozessor STM32 einrichtet, so dass ein Debuggen möglich ist.

= Installation von CooCox unter Windows=

Zu nächst müssen ein paar Programme, Tool und Bibliotheken aus dem Internet geladen und installiert werden. Zudem ist es vom Vorteil wenn man ein STM32F4DISCOVERY Board bereits besitzt, denn das gezeigte Demo-Blink LED Programm nutzt dieses Board. Es kann natürlich auch jedes andere Board genutzt werden, das einen STM32F2xx oder STM32F4xx Prozessor beinhaltet.

Die ersten Downloads - die IDE sowie der GCC Compiler:

* [http://www.coocox.org/CooCox_CoIDE.htm 1. die CooCox CoIDE laden] (In diesem Beispiel V1.7.5)
* [https://launchpad.net/gcc-arm-embedded/+download 2. GCC Toolchain] (In diesem Beispiel "gcc-arm-none-eabi-4_8-2013q4-20131204-win32.zip", das ZIP Archiv, nicht die EXE)

Die Installation der CoIDE nach z.B. C:\CooCox ausführen.

Den Ordner C:\CooCox\CoIDE\gcc-arm-none-eabi-4.8 anlegen und die Dateien aus dem zweiten Download dort hinein entpacken. (Das ZIP reicht, da GCC weder Einträge in Systemverzeichnisse noch Registry benötigt.)

Nun muss der GCC Compiler in die CoIDE eingebunden werden. Das ist gut in der Doku von CooCox beschrieben: [http://www.coocox.org/CoIDE/Compiler_Settings.html "Select Toolchain Path"]

= Start des ersten Projektes=

Hierzu hilft die [http://www.coocox.org/CoIDE/CoIDE_QuickStart.htm Quikstart-Guide] von CooCox ebenfalls weiter.

* Auswahl "ST"
* Auswahl STM32F407VG (der Prozessor vom STM32F4DISCOVERY Board)
* Auswahl der Peripheriefunktionen, für das BlinkLED wird nur GPIO benötigt
* Frage: "Do you want create a new project now?" mit Yes beantworten
* Projektname: "BlinkLED" eingeben
* Nun die CoIDE bereits ein Projekt angelegt und noch weitere Häkchen automatisch gesetzt

[[Datei:CooCox_STM32_Start.png]]

= Einstellung der Konfiguration=

In der Konfigurations-Ansicht werden erst mal keine Änderungen vorgenommen. Da per Default als Debugger schon der Adapter ST-Link eingetragen ist.

[[Datei:CooCox_STM32_Config1.png]]

[[Datei:CooCox_STM32_Config2.png]]

= Die Programmierung=

Im linken Baum sind nun einige Dateien enthalten. Die wichtigste ist wohl die "stm32f4xx.h", denn darin sind alle Deklarationen der Prozessor Peripherieregister. Diese Datei ist mehrere 1000 Zeilen groß. Die Bezeichnungen stimmen mit der Dokumentation von ST überein. CoIDE kann diese Datei jedoch nicht komplett darstellen, da nach der Installation nur 5000 Codezeilen berücksichtigt werden und diesen Parameter muss man ändern: Menü "Edit" > "Preferences":

[[Datei:CooCox_STM32_Preferences.png]]

Das eigene Programm beginnt in der Datei "main.c". Diese wird mit Doppelklick geöffnet und es erscheint eine leere main() Routine, mit einer Endlos-While-Schleife. Nach dem Start vom Prozessor wird CooCox diesen schon automatisch initialisieren (Variablen) und anschließend wird in main() gesprungen, ab da ist man selbst für alles weitere was geschieht verantwortlich.

[[Datei:CooCox_STM32_Prog1.png]]

Das Programm:

Wir wollen auf dem Discovery Board nun LED's blinken lassen, in der der Doku vom Discovery Board sieht man wo die 4 LED's angeschlossen sind: an PortD 12..15

Zu erst muss die Datei "stm32F4xx.h" in main.c mit eingebunden werden, damit man Zugriff auf die Peripheriefunktionen hat.

Anschließend wird der Takt für Port D aktiviert und erst danach (ganz wichtig!) wird der Port initialisiert. Solange die Peripherieeinheit keinen Takt hat verhält sie sich so, als wenn sie nicht existent wäre.

In der while(1) Scheife werden die LED's gelöscht und nacheinander wieder gesetzt. Da der Prozessor mit gefühlter Lichtgeschwindigkeit das machen würde muss die Ausgabe mit einem Delay() verzögert werden.

Der Code:
<syntaxhighlight lang="c">
// Demo Blink-LED für STM32F4xx mit einem STM32F4DISCOVERY Board
// (c) 2013, Markus Müller
// Dieser Code darf frei verwendet, modifiziert und kopiert werden. Benutzung auf eigene Gefahr.
#include "stm32f4xx.h" // Deklaration der Peripheriefunktionen

void Delay(long i);

// Haupt-Programmschleife
int main(void)
{

RCC->AHB1ENR |= RCC_AHB1ENR_GPIODEN; // Clock für Port D aktivieren

GPIOD->MODER = 0x55000000; // Pin 12..15 als Ausgang deklarieren

while(1) // Endlos SChleife
{
GPIOD->BSRRH = 0xF000; // Alle LED's aus
Delay(1000000);
GPIOD->BSRRL = 0x1000; // LED 1 ein
Delay(1000000);
GPIOD->BSRRL = 0x2000; // LED 2 ein
Delay(1000000);
GPIOD->BSRRL = 0x4000; // LED 3 ein
Delay(1000000);
GPIOD->BSRRL = 0x8000; // LED 4 ein
Delay(1000000);
}
}

// Delay für Verzögerungen
void Delay(long i)
{
volatile long iZ = i;
while (iZ--);
}
</syntaxhighlight>

Nun kann das Programm mit der Taste "Build" (F7) übersetzt werden. Es öffnet sich unten ein Console-Fenster und wenn alles richtigt abgetippt wurde erscheint "BUILD SUCCESSFIL". Ab nun ist das geschriebene Programm übersetzt in ein Binärformat das in den Prozessor geladen werden kann.

=== Das Demo-Projekt===

[[Media: BlinkLED_CooCox.zip | Hier kann das Demo-Projekt geladen werden.]]

= Einspielen in das Board=

== Den ST-LINK zum ersten mal benutzen ==

Zu erst einmal muss das Board STM32F4DISCOVERY mit dem PC verbunden werden. Dazu nimmt man ein USB Kabel Mini-USB Stecker steckt das im Stecker "CN1" der Platine ein. Der Stecker ist der Anschluss vom ST-LINK, also dem Debugger vom STM32F407 Chip. Vor dem ersten einstecken muss zu nächst ein USB Treiber installiert werden. Da der ST-LINK von ST kommt muss auch von deren Homepage der Treiber erst geladen werden:

* [http://www.st.com/web/catalog/tools/FM146/CL1984/SC724/SS1677/PF251168 3. ST-LINK/V2 Utility] > STSW-LINK004 (Version 3.2.1)

Dieses Setup wird am besten nach "C:\CooCox\STM32 ST-LINK Utility" installiert, dann ist alles was CooCox benötigt in einem Ordner.

Nun kann das DISCOVERY Board eingesteckt werden, es wird automatisch der Gerätetreiber für den ST-LINK installiert. Wenn man doch schon vorher das Board einmal eingesteckt hatte, so installiert das doofe Windows einen NULL-Treiber den man im Gerätemanager (beim eingestecktem Discovery-Board) wieder löschen muss.

Nun sollte man auf dem Discovery Board den ST-LINK erst einmal updaten, da er vermutlich eine alte Firmware hat: "C:\CooCox\STM32 ST-LINK Utility\ST-LINK Utility\ST-LinkUpgrade.exe" erledigt das. "Device Connect" findet den ST-LINK und "YES >>>>" macht einen Upgrade.

== Jetzt geht's los==

Das STM32F4DISCOVERY Board ist eingesteckt, und somit hat auch die Ziel-CPU eine Stromversorgung.

In CoIDE wird nun die Debug-Sitzung mit Ctrl+F5 gestartet. Damit wird CoIDE automatisch das Projekt übersetzen und mittels J-LINK in die CPU laden und startet die CPU. Ein Breakpoint ist beim main() gesetzt die CPU (CoIDE) wartet auf weitere Befehle vom Anwender.

Die Taste "Run" (F5) startet anschließend das Programm.

Nun müssten die LED's nacheinander aufleuchten und wieder alle aus gehen.

Mit "Pause" (F9) kann man ein programm jederzeit anhalten. Dabei zeigt CoIDE automatisch die Programmposition. Mit dem Fahren der Maus über Variablen wird deren Inhalt gezeigt. "Run" (F5) führt die Bearbeitung fort.

Jederzeit kann man mittels Doppelklick am linken Editor-Rand einen Breakpoint setzen. Sobald die CPU an der Programmposition vorbei kommt bleibt diese stehen und dies wird in CoIDE gezeigt. Mit F10/F11 kann man in Einzelschritten weiter steppen.

[[Datei:CooCox_STM32_Prog2.png]]

= Clock auf 168MHz einstellen =

Nun da das erste BlinkLED läuft ist der erste Schritt getan und ohne Takt Initialisierung läuft der STM32F4xx mit dem HSI 16MHz (interner RC-Oszillator). Mit Aufruf der Funktion "SystemInit();" aus der ST Library wird:
* HSE aktivieren (externer Quarz)
* PLL aktivieren
Da ST jedoch nicht weiß welcher Quarz am Borad angeschlossen ist, so ist in der Datei "system_stm32f4xx.c" der Quarz auf 25MHz voreingestellt. Diese Einstellung muss man ändern indem man die Datei "system_stm32f4xx.c" öffnet und das "#define PLL_M" auf die richtige Quarzfrequenz einstellt. Beispiel:
* PLL_M 25 << Quarz mit 25MHz
* PLL_M 8 << Quarz mit 8MHz
In der Datei "main.c" wird nun noch die h-Datei mit eingebunden:
 
<syntaxhighlight lang="c">#include "system_stm32f4xx.h"</syntaxhighlight>
Und zu Anfang in der Routine main() der Aufruf
 
<syntaxhighlight lang="c">SystemInit();</syntaxhighlight>
mit hinzugefügt. Nun sollte das Blink-LED Demo in etwa der 10-Fachen Geschwindigkeit laufen.

= Weblinks, Foren, Communities =
* Artikel [[STM32]]
* Artikel [[STM32 Eclipse Installation]]
* [http://mikrocontroller.bplaced.net/wordpress/?page_id=2708 CoIDE und STM32F429]

<references/>
[[Kategorie:ARM]]
[[Kategorie:STM32]]

STM32 CooCox Installation

2014-01-18T08:17:11Z

Mmvisual: /* Einspielen in das Board */

Dieser Artikel beschreibt, wie man CooCox unter Windows installiert und für den Prozessor STM32 einrichtet, so dass ein Debuggen möglich ist.

= Installation von CooCox unter Windows=

Zu nächst müssen ein paar Programme, Tool und Bibliotheken aus dem Internet geladen und installiert werden. Zudem ist es vom Vorteil wenn man ein STM32F4DISCOVERY Board bereits besitzt, denn das gezeigte Demo-Blink LED Programm nutzt dieses Board. Es kann natürlich auch jedes andere Board genutzt werden, das einen STM32F2xx oder STM32F4xx Prozessor beinhaltet.

Die ersten Downloads - die IDE sowie der GCC Compiler:

* [http://www.coocox.org/CooCox_CoIDE.htm 1. die CooCox CoIDE laden] (In diesem Beispiel V1.7.5)
* [https://launchpad.net/gcc-arm-embedded/+download 2. GCC Toolchain] (In diesem Beispiel "gcc-arm-none-eabi-4_8-2013q4-20131204-win32.zip", das ZIP Archiv, nicht die EXE)

Die Installation der CoIDE nach z.B. C:\CooCox ausführen.

Den Ordner C:\CooCox\CoIDE\gcc-arm-none-eabi-4.8 anlegen und die Dateien aus dem zweiten Download dort hinein entpacken. (Das ZIP reicht, da GCC weder Einträge in Systemverzeichnisse noch Registry benötigt.)

Nun muss der GCC Compiler in die CoIDE eingebunden werden. Das ist gut in der Doku von CooCox beschrieben: [http://www.coocox.org/CoIDE/Compiler_Settings.html "Select Toolchain Path"]

= Start des ersten Projektes=

Hierzu hilft die [http://www.coocox.org/CoIDE/CoIDE_QuickStart.htm Quikstart-Guide] von CooCox ebenfalls weiter.

* Auswahl "ST"
* Auswahl STM32F407VG (der Prozessor vom STM32F4DISCOVERY Board)
* Auswahl der Peripheriefunktionen, für das BlinkLED wird nur GPIO benötigt
* Frage: "Do you want create a new project now?" mit Yes beantworten
* Projektname: "BlinkLED" eingeben
* Nun die CoIDE bereits ein Projekt angelegt und noch weitere Häkchen automatisch gesetzt

[[Datei:CooCox_STM32_Start.png]]

= Einstellung der Konfiguration=

In der Konfigurations-Ansicht werden erst mal keine Änderungen vorgenommen. Da per Default als Debugger schon der Adapter ST-Link eingetragen ist.

[[Datei:CooCox_STM32_Config1.png]]

[[Datei:CooCox_STM32_Config2.png]]

= Die Programmierung=

Im linken Baum sind nun einige Dateien enthalten. Die wichtigste ist wohl die "stm32f4xx.h", denn darin sind alle Deklarationen der Prozessor Peripherieregister. Diese Datei ist mehrere 1000 Zeilen groß. Die Bezeichnungen stimmen mit der Dokumentation von ST überein. CoIDE kann diese Datei jedoch nicht komplett darstellen, da nach der Installation nur 5000 Codezeilen berücksichtigt werden und diesen Parameter muss man ändern: Menü "Edit" > "Preferences":

[[Datei:CooCox_STM32_Preferences.png]]

Das eigene Programm beginnt in der Datei "main.c". Diese wird mit Doppelklick geöffnet und es erscheint eine leere main() Routine, mit einer Endlos-While-Schleife. Nach dem Start vom Prozessor wird CooCox diesen schon automatisch initialisieren (Variablen) und anschließend wird in main() gesprungen, ab da ist man selbst für alles weitere was geschieht verantwortlich.

[[Datei:CooCox_STM32_Prog1.png]]

Das Programm:

Wir wollen auf dem Discovery Board nun LED's blinken lassen, in der der Doku vom Discovery Board sieht man wo die 4 LED's angeschlossen sind: an PortD 12..15

Zu erst muss die Datei "stm32F4xx.h" in main.c mit eingebunden werden, damit man Zugriff auf die Peripheriefunktionen hat.

Anschließend wird der Takt für Port D aktiviert und erst danach (ganz wichtig!) wird der Port initialisiert. Solange die Peripherieeinheit keinen Takt hat verhält sie sich so, als wenn sie nicht existent wäre.

In der while(1) Scheife werden die LED's gelöscht und nacheinander wieder gesetzt. Da der Prozessor mit gefühlter Lichtgeschwindigkeit das machen würde muss die Ausgabe mit einem Delay() verzögert werden.

Der Code:
<syntaxhighlight lang="c">
// Demo Blink-LED für STM32F4xx mit einem STM32F4DISCOVERY Board
// (c) 2013, Markus Müller
// Dieser Code darf frei verwendet, modifiziert und kopiert werden. Benutzung auf eigene Gefahr.
#include "stm32f4xx.h" // Deklaration der Peripheriefunktionen

void Delay(long i);

// Haupt-Programmschleife
int main(void)
{

RCC->AHB1ENR |= RCC_AHB1ENR_GPIODEN; // Clock für Port D aktivieren

GPIOD->MODER = 0x55000000; // Pin 12..15 als Ausgang deklarieren

while(1) // Endlos SChleife
{
GPIOD->BSRRH = 0xF000; // Alle LED's aus
Delay(1000000);
GPIOD->BSRRL = 0x1000; // LED 1 ein
Delay(1000000);
GPIOD->BSRRL = 0x2000; // LED 2 ein
Delay(1000000);
GPIOD->BSRRL = 0x4000; // LED 3 ein
Delay(1000000);
GPIOD->BSRRL = 0x8000; // LED 4 ein
Delay(1000000);
}
}

// Delay für Verzögerungen
void Delay(long i)
{
volatile long iZ = i;
while (iZ--);
}
</syntaxhighlight>

Nun kann das Programm mit der Taste "Build" (F7) übersetzt werden. Es öffnet sich unten ein Console-Fenster und wenn alles richtigt abgetippt wurde erscheint "BUILD SUCCESSFIL". Ab nun ist das geschriebene Programm übersetzt in ein Binärformat das in den Prozessor geladen werden kann.

=== Das Demo-Projekt===

[[Media: BlinkLED_CooCox.zip | Hier kann das Demo-Projekt geladen werden.]]

= Einspielen in das Board=

== Den ST-LINK zum ersten mal benutzen ==

Zu erst einmal muss das Board STM32F4DISCOVERY mit dem PC verbunden werden. Dazu nimmt man ein USB Kabel Mini-USB Stecker steckt das im Stecker "CN1" der Platine ein. Der Stecker ist der Anschluss vom ST-LINK, also dem Debugger vom STM32F407 Chip. Vor dem ersten einstecken muss zu nächst ein USB Treiber installiert werden. Da der ST-LINK von ST kommt muss auch von deren Homepage der Treiber erst geladen werden:

* [http://www.st.com/web/catalog/tools/FM146/CL1984/SC724/SS1677/PF251168 3. ST-LINK/V2 Utility] > STSW-LINK004 (Version 3.2.1)

Dieses Setup wird am besten nach "C:\CooCox\STM32 ST-LINK Utility" installiert, dann ist alles was CooCox benötigt in einem Ordner.

Nun kann das DISCOVERY Board eingesteckt werden, es wird automatisch der Gerätetreiber für den ST-LINK installiert. Wenn man doch schon vorher das Board einmal eingesteckt hatte, so installiert das doofe Windows einen NULL-Treiber den man im Gerätemanager (beim eingestecktem Discovery-Board) wieder löschen muss.

Nun sollte man auf dem Discovery Board den ST-LINK erst einmal updaten, da er vermutlich eine alte Firmware hat: "C:\CooCox\STM32 ST-LINK Utility\ST-LINK Utility\ST-LinkUpgrade.exe" erledigt das. "Device Connect" findet den ST-LINK und "YES >>>>" macht einen Upgrade.

== Jetzt geht's los==

Das STM32F4DISCOVERY Board ist eingesteckt, und somit hat auch die Ziel-CPU eine Stromversorgung.

In CoIDE wird nun die Debug-Sitzung mit Ctrl+F5 gestartet. Damit wird CoIDE automatisch das Projekt übersetzen und mittels J-LINK in die CPU laden und startet die CPU. Ein Breakpoint ist beim main() gesetzt die CPU (CoIDE) wartet auf weitere Befehle vom Anwender.

Die Taste "Run" (F5) startet anschließend das Programm.

Nun müssten die LED's nacheinander aufleuchten und wieder alle aus gehen.

Mit "Pause" (F9) kann man ein programm jederzeit anhalten. Dabei zeigt CoIDE automatisch die Programmposition. Mit dem Fahren der Maus über Variablen wird deren Inhalt gezeigt. "Run" (F5) führt die Bearbeitung fort.

Jederzeit kann man mittels Doppelklick am linken Editor-Rand einen Breakpoint setzen. Sobald die CPU an der Programmposition vorbei kommt bleibt diese stehen und dies wird in CoIDE gezeigt. Mit F10/F11 kann man in Einzelschritten weiter steppen.

[[Datei:CooCox_STM32_Prog2.png]]

= Clock auf 168MHz einstellen =

Nun da das erste BlinkLED läuft ist der erste Schritt getan und ohne Takt Initialisierung läuft der STM32F4xx mit dem HSI 16MHz (interner RC-Oszillator). Mit Aufruf der Funktion "SystemInit();" aus der ST Library wird:
* HSE aktivieren (externer Quarz)
* PLL aktivieren
Da ST jedoch nicht weiß welcher Quarz am Borad angeschlossen ist, so ist in der Datei "system_stm32f4xx.c" der Quarz auf 25MHz voreingestellt. Diese Einstellung muss man ändern indem man die Datei "system_stm32f4xx.c" öffnet und das "#define PLL_M" auf die richtige Quarzfrequenz einstellt. Beispiel:
* PLL_M 25 << Quarz mit 25MHz
* PLL_M 8 << Quarz mit 8MHz
In der Datei "main.c" wird nun noch die h-Datei mit eingebunden:
 #include "system_stm32f4xx.h"
 Und zu Anfang in der Routine main() der Aufruf
 SystemInit();
 mit hinzugefügt. Nun sollte das Blink-LED Demo in etwa der 10-Fachen Geschwindigkeit laufen.

= Weblinks, Foren, Communities =
* Artikel [[STM32]]
* Artikel [[STM32 Eclipse Installation]]
* [http://mikrocontroller.bplaced.net/wordpress/?page_id=2708 CoIDE und STM32F429]

<references/>
[[Kategorie:ARM]]
[[Kategorie:STM32]]

STM32

2014-01-14T08:31:17Z

Mmvisual: /* Tutorials für diverse Tool-Kombinationen */

STM32 ist ein Mikrocontroller-Familie von [http://www.st.com/mcu/inchtml-pages-stm32.html ST] mit einer 32-Bit [http://www.arm.com/products/processors/cortex-m/index.php ARM Cortex-M0/M3/M4] CPU. Diese Architektur ist speziell für den Einsatz in Microcontrollern neu entwickelt und löst damit die bisherigen ARM7-basierten Controller weitestgehend ab. Den STM32 gibt es von ST in unzähligen Varianten mit variabler Peripherie und verschiedenen Gehäusegrößen und -formen. Durch die geringe Chipfläche des Cores ist es ST möglich, eine 32 Bit-CPU für weniger als 1 € anzubieten.

[[Bild:stm32F103xc.png|thumb|right|340px|Blockdiagramm STM32F103xC/D/E]]

== STM32-Familien ==

Bisher gibt es sieben STM32-Familien:
* [http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1588.jsp STM32F0]
** Cortex M0
** Mikrocontroller zum Einstieg
** Bis 48MHz
* [http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1169.jsp STM32F1]
** Cortex M3
** Bis 72MHz
**Verschiedene Unterfamilien:
*** Connectivity line
*** Performance line
*** USB Access line
*** Access Line
*** Value line
* [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1575 STM32F2]
** Cortex M3
** Bis 120MHz
** Wie die STM32F1 Serie, Camera-Interface, 32-Bit Timer, Crypto-Engine...
* [http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1605.jsp STM32F3]
** Cortex M4F
** DSP und FPU
** Bis 72MHz
** Fast 12-bit 5 MSPS and precise 16-bit sigma-delta ADCs
** Touch sensing controller (TSC)
* [http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1521.jsp STM32F4]
** Cortex M4F
** DSP und FPU
** Bis 180MHz
** Bis zu 2MB Flash
* [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1295 STM32L1]
** Cortex M3
** Low Power
** mit LCD Treiber
** Bis 32MHz
* [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1581 STM32W]
** Cortex M3
** BIS 24MHz
** RF-MCU
[http://www.st.com/internet/mcu/class/1734.jsp Hier eine Übersicht zum Auswählen eines STM32Fxxx]

===Features===
* Cortex-M0 / Cortex-M3 / Cortex-M4F Kern (mit FPU)
* 16KB ... 2MB [[Flash-ROM]]
* 4KB ... 256KB [[Speicher#SRAM|SRAM]]
* 4KB [[Speicher#EEPROM|EEPROM]] (STM32L)
* SDRAM-Controller bei den [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1577/LN1806 STM32F42xxx und STM32F43xxx], bis 512 MByte externer SDRAM addressierbar
* 512 one-time programmable Bytes(STM32F2/4)
* [[IC-Gehäuseformen | Gehäuse]] 20 ... 216 Pins als TSSOP, QFN, LQFP und BGA
* Derzeit sind über '''250''' [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169 STM32 Derivate/Varianten verfügbar]
* Bis 72MHz CPU-Takt, bis 120MHz beim STM32F2xx, bis 168/180 MHz beim STM32F4xx, wobei eine spezielle prefetch-hardware bis 120/168 MHz eine Geschwindigkeit erzielen soll, die 0 Wait-States entspricht. Der CPU-Takt wird über einen Multiplikator aus dem internen RC-Takt oder einem externen Quarz-Takt abgeleitet.
* Externes Businterface (nur bei Gehäusen ab 100 Pin und nur bei STM32F4, STM32F2 und STM32F1 Performance line)
* LCD Treiber für 8x40 Punkte (nicht beim STM32F2xx)
* TFT Treiber bei STM32F429 / STM32F439
* Spannungsbereich 1,65 ... 3,6V, nur eine Betriebsspannung nötig
* Temperaturbereich bis 125 °C
* Bis zu 140 IOs, viele davon [[Pegelwandler|5V-tolerant]]
* Interner, kalibrierter RC-Oszillator mit 8MHz (16MHz bei STM32F2/F4xx)
* Externer Quarz
* Real Time Clock mit eigenem Quarz und separater Stromversorgung
* Bis zu 16 [[Timer]], je Timer bis zu 4 IC/OC/PWM Ausgänge. Davon 2x Motion Control Timer (bei STM32F103xF/G), (bis zu 32 PWM Ausgänge)
* Systick Counter
* Bis zu 3 12-Bit [[AD-Wandler]] mit insgesamt 24 AD-Eingängen, integrierter [[Temperatursensor]], Referenzspannung Vrefint und VBatt Spannungsmessung (STM32F4xx)
* Bis zu 2 12-Bit [[DA-Wandler]] (bis zu 3 beim STM32F3xx)
* Bis zu 2 [[DMA]] Controller mit bis zu 12 Kanälen (16 beim STM32F2/4xx)
* Bis zu 2x [[I2C|I²C]]
* Bis zu 5x [[UART|USART]] mit LIN, IrDA und Modem Control (bis zu 8 beim STM32F2/F4xx)
* Bis zu 3x [[SPI]] (bis zu 6 beim STM32F4xx)
* Bis zu 2x [[I2S|I²S]]
* Bis zu 2x [[CAN#STMicroelectronics STM32 (Cortex M3/M4)|CAN]]
* Hardware [[CRC]] Unit, bei der STM32F3xx Serie mit einem einstellbaren Polynom
* Unique device ID register (96 Bits)
* RNG - Random Number Generator (STM32F2/4xx)
* Cryptographic Processor (CRYP) (STM32F2/4xx)
* Hash Processor (HASH) (STM32F2/4xx)
* Kamera-Interface (DCMI) (STM32F2/4xx)
* [[USB]] 2.0 Full Speed / OTG
* [[USB]] 2.0 Hi Speed OTG mit extra PHY-Chip (STM32F2/4xx)
* SDIO Interface (z.B. SD-Card Reader)
* Ethernet
* Watchdog mit Window-Mode
* Jedes Peripheriemodul ist separat einschaltbar, wodurch sich erheblich [[Ultra low power|Strom sparen]] lässt
* [[JTAG]] und SWD (Serial Wire Debug) Interface
* Bis zu 6 Hardware-Breakpoints für Debuggen
* und vieles mehr . . .

== Struktur der Dokumentation: ==
Die Dokumentation der STM32 ist zwar umfangreicher und komplexer z.B. die der [[AVR]], enthält aber dennoch alle nötigen Informationen. Sie teilt sich auf in mehrere Dokumente.
Als Beispiel der Dokumentation soll stellvertretend der [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1031/LN1565/PF164486 STM32F103RC] genannt werden. Die Seite von ST beinhaltet alle nötigen Informationen passend zu diesem Prozessor.

Diese Dokumente von ST beschreiben den Controller:

* Im [http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/datasheet/CD00191185.pdf STM32F103xC/D/E Datasheet] sind die speziellen Eigenschaften einer bestimmten Modellreihe beschrieben und die exakten Daten und Pinouts aufgeführt, sowie die Zuordnung Chipname - Flash/RAM-Größe. Die Peripheriemodule werden nur aufgeführt, nicht detailliert beschrieben.
* Im [http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/reference_manual/CD00171190.pdf Reference Manual (RM0008)] sind alle Peripheriemodule der jeweiligen STM32-Controllerfamilie im Detail beschrieben.
* Das [http://infocenter.arm.com/help/index.jsp?topic=/com.arm.doc.ddi0403c/index.html ARMv7M Architecture Reference Manual] beschreibt detailliert den Prozessorkern, wie das Exception Model, die CPU Instruktionen inklusive Encoding, etc.
* Das [http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/programming_manual/CD00228163.pdf STM32 Cortex-M3 Programming Manual] ist eine Zusammenfassung des ARMv7M Architecture Reference Manual bezogen auf die STM32.
* Wer nicht die ST Firmware-Library verwendet, der benötigt zusätzlich das [http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/programming_manual/CD00283419.pdf Flash Programming Manual] für die Betriebsart des Flash-ROMs, d.h. die frequenzabhängige Konfiguration der Waitstates.

Zusätzlich sollten auch die [http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/errata_sheet/CD00197763.pdf Errata Sheets] beachtet werden. Empfohlen sei auch die Appnote "[http://www.st.com/web/en/resource/technical/document/application_note/CD00164185.pdf AN2586 Getting started with STM32F10xxx hardware development]".
Die jeweiligen Dokumentations-PDFs sind auf der Produktseite von ST eines jeden Mikrocontrollers verlinkt.

== Hardware Zugriffs-Libraries ==
=== CMSIS ===

Die CMSIS (ARM® '''C'''ortex™ '''M'''icrocontroller '''S'''oftware '''I'''nterface '''S'''tandard) ist eine Library von ARM für den Zugriff auf die herstellerübergreifenden Funktionen des ARM-Cores. Hierzu gehört bei den Cortex-M4F-Cores auch die DSP und Floating-Point Funktionalität. Weiterhin existieren eine Zahl von Helferfunktionen für den NVIC, den Sys-Tick-Counter, sowie eine SystemInit-Funktion, welche sich um die PLL kümmert.

Im Rahmen des CMSIS-Standards ([http://www.onARM.com www.onARM.com]) wurden die Headerdateien standardisiert, der Zugriff auf die Register erfolgt per '''Peripheral->Register'''. Die CMSIS C-Dateien bzw. Header enthalten auch Anpassungen für die verschiedenen Compiler. Die Portierung eines Real-Time-Betriebsystems sollte unter Verwendung der CMSIS, für Chips der verschiedenen Hersteller, stark vereinfacht möglich sein (z.B. einheitliche Adressen für Core-Hardware/Sys-Tick-Counter).

Die CMSIS ist im Download der ‎STM32 Standard Peripheral Library enthalten. Die Compiler-Hersteller liefern eine jeweils zur ihrer Tool-Version passende bzw. geprüfte Library (incl. CMSIS) aus. Diese Libs können, gegenüber den Downloads beim Chip-Hersteller, auch ältere Version beinhalten.

=== ‎STM32 Standard Peripheral Library ===

ST bietet für jede Controller-Familie eine umfangreiche zur CMSIS passende Peripherie-Bibliothek. Alle Funktionen um die Peripherie zu benutzen sind gekapselt in einfache Strukturen und Funktionsaufrufe. Somit muss man sich nicht selbst um die Peripherie-Register kümmern. Diese Library und ihre Dokumentation setzen das grundlegende Verständnis der Funktion des jeweiligen Peripheriemoduls voraus, wie es die o.a. Referenz und diverse Appnotes vermitteln. Die Library beinhaltet außerdem für fast jede Peripherie mehrere Beispiele.
Für die USB Schnittstelle gibt es noch eine extra Library, genauso wie für Ethernet.

Auf der "Design Resources" Seite der Produktseite von ST eines jeden STM32 Mikrocontrollers kann die Library für den jeweiligen Controller heruntergeladen werden, z.B. [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/PF257890 hier] für den o.g. STM32F103RC.

Library für STM32F4xx: [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/PF257901# STSW-STM32065 STM32F4 DSP and standard peripherals library]

== Programmierung ==
Zur Programmierung der STM32 gibt es verschiedene Möglichkeiten, sowohl kommerzielle proprietäre als auch mit Freier Software.

Der GCC (in seinen verschiedenen Binärdistributionen) ist der einzige ARM Compiler der [http://de.wikipedia.org/wiki/C%2B%2B11 C++11] unterstützt.

=== Freie Software/Freeware ===
==== Selber zusammenstellen ====
Man nehme...:
* Eine Entwicklungsumgebung nach Wahl:
** [http://www.eclipse.org Eclipse] mit [http://www.eclipse.org/cdt/ C/C++ Development Tooling] und [http://gnuarmeclipse.livius.net/blog/ GNU ARM Plug-in] (Bei Verwendung vom GCC-ARM-Embedded als Toolchain "Sourcery G++ Lite" auswählen, dieser sieht für eclipse gleich aus) (Linux, Windows)
** [http://netbeans.org/ Netbeans] mit [http://plugins.netbeans.org/plugin/37426/gdbserver GDBserver-Plugin] (Linux, Windows)
** [http://www.kdevelop.org/ KDevelop] (Linux)
** [http://www.geany.org/ Geany] (Linux, Windows)
** Oder ein einfacher Texteditor
* Einen C,C++ Compiler:
** Eine der [[ARM_GCC#GCC_Bin.C3.A4rdistributionen|GCC-Binärdistributionen]], siehe auch [[#GCC|GCC]] (je nach Distribution Linux, Windows)
* Programmiersoftware zum Flashen des Target:
** [http://openocd.sourceforge.net/ OpenOCD] unterstützt viele Debug/Programmier-Adapter (Linux, Windows)
** [https://github.com/texane/stlink Texane stlink] funktioniert gut mit den ST-Link Adaptern wie sie zB. auf den STM32 Discovery Boards zu finden sind (Linux)
** Turtelizer2 oder andere JTAG Programmieradapter
** Bei Verwendung eines Segger J-Link, den [http://www.segger.com/admin/uploads/productDocs/UM08005_JLinkGDBServer.pdf Segger GDB-Server] in Verbindung mit dem beim GCC mitgelieferten GDB (Linux, Windows)

==== Komplette IDE's ====
* [http://www.codesourcery.com/sgpp/lite_edition.html Codesourcery Lite Edition]
* [http://www.coocox.org/ Coocox Eclipse IDE] kostenlose IDE für STM32F0 / F1 / F4 Hilfreiche Infos gibt es im [http://www.mikrocontroller.net/topic/214719?goto=new#2228482 hier] und [http://www.mikrocontroller.net/topic/214719?goto=new#2229943 hier] Forum, Artikel: [[STM32 CooCox Installation]]
* [http://emide.org/ emIDE] kostenlose IDE die mit dem Segger J-LINK funktioniert.
* [http://www.emblocks.org EmBlocks] kostenlose IDE, Code::Blocks basiert, unterstützt STM32 L1/F0/F1/F2/F3/F4/W, integrierter GDB Debugger, Jlink/ST-Link, System view (Peripherie Register anzeigen) beim Debuggen, Project Wizzard

=== Kommerzielle Umgebungen ===

* [http://www.keil.com/arm/mdk.asp Keil µVision] (Demo max. 32KB Code): Die sehr komfortable µVison IDE ist neben dem ARM Compiler per Menue auch für einen beliebigen GNU-Compiler konfigurierbar. Damit besteht das 32k-Limit nur noch für den integrierten Debugger / Simulator. µVison selbst kann kostenlos mit dem MDK-Evaluationkit heruntergeladen werden. [https://www.keil.com/arm/demo/eval/arm.htm#DOWNLOAD download]
* [http://www.iar.com/en/Products/IAR-Embedded-Workbench/ IAR-Embedded-Workbench] (Demo max. 32KB Code) [http://supp.iar.com/Download/SW/?item=EWARM-EVAL download]
* [http://www.isystem.com/products/itag winIDEAiTag] Keine Code Limitierung, GCC und Testwerkzeug beinhaltet. Läuft mit dem iTag Adapter.
* [http://www.raisonance.com Raisonance Ride7] (GCC Compiler, kostenlose Version auf Debugging von max. 32KB Code limitiert, keine Limitierung beim Complilieren)
* [http://www.atollic.com Atollic] (Lite Version (bis V2.3.0) ohne Code-Limit, auf GCC basierend. Die neueste Version ab V3 hat fast keine Beschränkungen mehr außer jetzt einen Code-Limit von 32kB. Außerdem werden jetzt die meisten ARM Familien unterstützt. )
* [http://www.rowley.co.uk/arm/ Rowley Crossworks] (Demo 30 Tage unbeschränkt, 150$ für nichtkommerzielle Nutzung, auf GCC basierend)
* [http://www.code-red-tech.com Code Red] (GCC basierend)
* [http://www.sisy.de/index.php?id=17&no_cache=1 SiSy ARM oder SiSy Micrcontroller++] (Demo verfügbar keine Gößenbegrenzung, basiert auf GNU-Compiler, grafische Programmierung mit UML möglich, integrierter Debugger)
* [http://www.comsytec.eu/epsdebugger.php EPS Debugger Plugin, für STM32 Development mit Code::Blocks]

=== Tutorials für diverse Tool-Kombinationen ===
[[STM32 Eclipse Installation|Windows,Linux, Eclipse + Yagarto/CodeSourcery + OpenOCD/ST-Link]]

* Windows
** Eclipse
*** [http://www.mikrocontroller.net/topic/216554 Windows, Eclipse, codesourcery, st-link ]
*** [http://www.firefly-power.de/ARM/debugging.html Eclipse Plugin "GDB Hardware Debugging" mit OpenOCD]
** Code::Blocks
*** [http://www.mikrocontroller.net/topic/265600 Windows, Code::Blocks, STM32F4]
** STM32 mit EmBlocks
*** [http://www.emblocks.org/web/downloads-main Download EmBlocks]
*** [https://www.youtube.com/watch?v=coHPJylnzC8 Video STM32 Project Wizzard in EmBlocks]
** Atollic TrueSTUDIO
*** [[STM32 LEDBlinken AtollicTrueStudio|Atollic TrueSTUDIO Installation + Demo]]
** MDK-ARM Lite mit Einstellungen für STM32F0/F4-Discovery Board
*** [https://www.keil.com/demo/eval/arm.htm KEIL MDK-ARM Download]
*** [https://www.youtube.com/watch?v=RXOOxby5nns&list=PL6-W3FoUyb48WFI5PQv3SDJj2G1t2FonV&index=1 Installations Video STM32F4 Discovery Board]
*** [https://www.youtube.com/watch?annotation_id=annotation_203294&feature=iv&index=4&list=PL6-W3FoUyb48WFI5PQv3SDJj2G1t2FonV&src_vid=sN4gDZ7H8gw&v=BeZcQjXxk9A Einstellungen STM32F0 Discovery Board Video]
** SiSy ARM, STM32
*** Download: [http://www.sisy.de/index.php?id=59 SiSy DEMO] kein Begrenzung der Codegröße
*** [http://www.youtube.com/watch?v=84Y3jYLWYpo Videobeispiel]
** Microsoft Visual Studio
*** [http://visualgdb.com/tutorials/arm/stm32/f4_discovery/ "STM32F4-Discovery tutorial with Visual Studio"]
* Ubuntu
** [http://www.seng.de/downloads/HowTo_ToolChain_STM32_Ubuntu.pdf Ubuntu, eclipse, Code Sourcery, OpenOCD] ([http://www.seng.de/downloads/HowTo_ToolChain_STM32_Ubuntu.odt Das Gleiche im bearbeitbaren ODT-Format])
** [http://fun-tech.se/stm32/index.php Ubuntu, Selbstcompilierter GCC, STM32/Cortex-M3]
** [http://thetoolchain.com The ToolChain] - Automatisch installierende Entwicklungsumgebung mit eigenen und externen Treibern, Unterstützt QtCreator als IDE, Flexibel erweiterbar über Shellskripte

* [http://www.mikrocontroller.net/topic/214719 Tipps für Installation mit Eclipse]

===Programmieradapter===
* [http://www.segger.com/jlink-model-overview.html SEGGER J-LINK / J-TRACE] für u.a. alle ARM7/9/11, Cortex-M0/M1/M3/M4/A5/A8/A9/R4 als [http://www.segger.com/cms/j-link-edu.html NonComercial] J-LINK-EDU für ca. 60,- zu haben, läuft in µVision, IAR, GDB (Linux & Windows über einen eigenen [http://www.segger.com/admin/uploads/productDocs/UM08005_JLinkGDBServer.pdf GDB-Server]), Keil, ...
* Keil [http://www.keil.com/ulinkme/ ULINK-ME], [http://www.keil.com/arm/ulink2/ ULINK2], [http://www.keil.com/arm/ulinkpro/ ULINK pro]
* [http://www.st.com/internet/evalboard/product/219866.jsp ST-LINK], [http://www.st.com/internet/evalboard/product/251168.jsp ST-LINK/V2]
* Jedes STM32 Discovery board hat einen ST-Link für Programmierung/Debugging per SWD on-board, welcher auch für eigene STM32 Target Hardware benutzt werden kann (ca. 12,- bis 19,-€, je nach Typ).
* [http://www.raisonance.com/~rlink-debugger-programmer__microcontrollers__tool~tool__T018:4cn9ziz4bnx6.html Raisonance RLink]
* [http://www.amontec.com Amontec]
* [http://www.hjtag.com H-JTAG] Personal Edition für ca. 60,- zu haben, läuft mit ADS, SDT, IAR, Vision und RVDS
* [http://www.isystem.com/products/itag iTag] für 50.- bei Amazon zu bestellen, oder als Eigenbau version (offenes Design) läuft mit der freien winIDEAiTag version (siehe oben)

In der Regel haben die [[JTAG]] Adapter einen 20-Poligen Stecker, den man direkt auf die Demo-Boards, die auch einen 20-Poligen [[JTAG]]-Anschluss haben, einstecken kann. Die Pinbelegung ist genormt, siehe Artikel [[JTAG]]. Die Discovery-Boards haben keinen seperaten JTAG-Stecker, aber zumindest für das STM32F4 Discovery kann man sich leicht einen Adapter Pinheader->JTAG Stecker selber bauen.

Andere [[JTAG]] Adapter wie z.B. der ULink von Keil funktionieren nur mit dem Keil Compiler.

===Programmieradapter Open-Source===

* [https://www.olimex.com/Products/ARM/JTAG/ARM-JTAG-COOCOX/ ARM-JTAG-COOCOX], CoLinkEX Nachbau von Olimex, unterstützt JTAG sowie SWD
** [http://www.coocox.org/colinkEx.htm unterstützte uC]
** unterstütze IDEs: [http://www.keil.com/arm/mdk.asp Keil MDK-ARM 4.03] oder neuer, [http://www.iar.com/en/Products/IAR-Embedded-Workbench/ IAR Embedded Workbench 5.xx] oder neuer sowie die [http://www.coocox.org/CooCox_CoIDE.htm CooCox CoIDE]
* [https://www.olimex.com/Products/ARM/JTAG/ Olimex] ARM-USB-OCD (ca. 60.-, hat zusätzlich einen Spannungsausgen und einen COM Port)
* [http://www.oocdlink.com/ OOCDLink]
* [https://github.com/texane/stlink Stlink]
* [http://www.randomprojects.org/wiki/Floss-JTAG FLOSS-JTAG]
* [http://capitanio.org/mlink/ Linux Demo Code für die Discovery's ST-Link Programmierung]

Der Controller hat auch einen fest eingebauten Boot-Lader. Damit läßt er sich auch über eine gewöhnliche serielle Schnittstelle programmieren, ohne dass man einen JTAG-Adapter benötigt. Dies erfordert ggf. entsprechende Konfiguration über die BOOTx-Pins und/oder die Option-Bytes.

=== Demo-Projekte ===

* Einführung in die GPIO Programmierung der STM32F10x und STM32F30x Prozessoren am Beispiel des STM32F3 Discovery Boards und Vergleich zur AVR IO Registerstruktur [http://www.mikrocontroller.net/topic/300472#new]
* [[prog_bsp_timer_1_timer2|Programmbeispiel für die Verwendung von Timer2 zusammen mit dem Interrupt]]
* [http://www.firefly-power.de/ARM/printf.html Printf() debugging mit minimalem Aufwand]
* [[STM32_BLDC_Control_with_HALL_Sensor|Programmbeispiel für BLDC Motoransteuerung (Timer 1) mit HALLSensor (Timer 3)]]
* [[Cortex_M3_OCM3U]]
* Martin Thomas hat ein umfangreiches Projekt erstellt, in der die Eclipse Einstellungen enthalten sind:
** [http://www.siwawi.arubi.uni-kl.de/avr_projects/arm_projects/arm_memcards/index.html "ChaN's FAT-Module with STM32 SPI"]
* [[STM32 USB-FS-Device Lib]]
* Modellbau-Sender auf STM32-Basis mit vielen Treibern [http://www.rcos.eu www.rcos.eu]
* Ausführliches [https://github.com/jkerdels/stm32edu Einstiegs-Tutorial] in Codeform für das [http://www.st.com/internet/evalboard/product/252419.jsp STM32F4 discovery board]
* [http://www.redacom.ch/keillab/ Schweizer Gondelbahnsteuerung über Webserver auf ETT STM32F ARM KIT Board in Keil RTOS] mit Webcam
* Die [http://ethernut.svn.sourceforge.net/viewvc/ethernut/trunk/ Ethernut SVN Version] unterstützt inzwischen viele STM32 Typen, viele Devices und einige STM32 Demoboards
* [http://mikrocontroller.bplaced.net/wordpress/?page_id=744 Uwe Bonnes' Libraries für den STM32F4]
* [http://mikrocontroller.bplaced.net/wordpress/?page_id=3290 Uwe Bonnes' STM32F429 Discovery Board Oszilloskop], hier der [http://www.mikrocontroller.net/topic/319831#new Thread]

== Debug- und Trace-Interface (CoreSight™ Debug and Trace Technologie)==

Übersicht über beide Funktionalitäten und den Schnittstellen:
http://www.keil.com/support/man/docs/ulink2/ulink2_cs_core_sight.htm

Die Coresight-Debug-Architektur ermöglicht ein nicht-invasives Debugging, d.h. es können während des Betriebes (meistens) ohne Beeinflussung des Prozessors Daten vom Speicher gelesen und in selbigen geschrieben werden.

=== Debugger Funktionen ===

Der Debugger-Teil besitzt drei Funktionen:
* Run Control: z.B. Programm-Start, Stopp und Einzel-Schritte.
* (Program) Break Points: Ein Programm hält an, wenn der Programm Counter eine bestimmte Programm-Adresse erreicht.
** Die maximale Anzahl der gleichzeitig möglichen Break Points ist begrenzt (z.B. 6 bei einem STM32).
** Die Anzahl der Break Points ist nahezu unbegrenzt, wenn ein Debugger über den Memory Access (s.u.) sogenannte Flash Break Points unterstützt. Dabei wird ein geladenes Programm im Flash umprogrammiert, um den Debugger anzuhalten. Diese Funktionalität ist meistens ein kostenpflichtiges Zusatz-Feature des Debugger-Herstellers.
** Beinhaltet keine Data Watch Funktionalität, welche im Trace-Teil (DWT) realisiert wird.
* Memory Access: Lesen und Schreiben von Speicheradressen.
** Diese Funktionalität beinhaltet keine direkte Flash-Programmierung. Der Programmiervorgang für einen Flash ist herstellerspezifisch und muss von dem verwendeten Debugger unterstützt werden.

=== Trace Funktionen ===
Die Trace-Funktionalität wird in drei Funktionen aufgeteilt:
* ETM (Embedded Trace Macrocell): Optional, nicht jede CPU besitzt diese Hardware (Kostenfaktor, Austattung).
* ITM (Instrumentation Trace Macrocell): Über diesen Kanal kann ein vereinfachtes Trace des Core ermöglicht werden, sowie "printf-ähnlich" Daten über den ITM Channel 0 geschickt und im Debugger ausgegeben werden.
* DWT (Data Watchpoint & Trace Unit):
** Data Watch: 4 Access-Break-Points ( z.B. der Debugger bleibt stehen, wenn das Programm auf einen Speicher zugreift oder der Wert einer Variablen einen bestimmten Wert annimmt).
** Trace Unit: Programmverlauf (durch Lesen des Program Counters) und Interrupt Aufrufe verfolgen, sowie Zeitmessungen.

Einige der Trace-Funktionalitäten können über die JTAG-Schnittstelle angesprochen werden. Die schnelle Trace-Funktionalität (mit 4 bit Parallel-Port) steht nur mit der erweiterten DEBUG + ETM Schnittstelle zur Verfügung. Im Gegensatz zum Debugger-Teil (Run Control, Break Points und Memory Access) werden Trace-Funktionen nicht von allen Debuggern unterstützt. Debugger mit der vollen Trace-Funktionalität kosten deutlich mehr.

* Beispiele für Trace-Port-Aktivierungen für verschiedene Hersteller: http://www.keil.com/support/man/docs/jlink/jlink_capture_tracedata.htm

Die Aktivierung des parallelen Trace-Ports erfordert, je nach CPU Hersteller, zusätzliche Debugger-Makros für die Aktivierung und Port-Freischaltung. Zusätzlich sind die Schnittstellenauswahl und Einstellung (Frequenzen) im Entwicklungs-Tool (IDE) wichtig, um erfolgreich den Programm-Verlauf "tracen" zu können.

=== Debug und Trace-Schnittstellen ===
Als Debug Interface stehen zwei Varianten zur Auswahl:
* [[JTAG]]: Dafür sind mindestens 6 Steuerleitungen nötig. Unterstützt Device Chaining: Mehrere verbundene Geräte können mit einem Debugger/Programmer gleichzeitig angesteuert werden.
* SWD (Serial Wire Debug): Hier mindestens 2 Steuerleitungen (3 mit SWO, zzgl GND und 3,3V). Die SWD Schnittstelle ist in der Regel schneller und kann auch Funktionen aus dem Trace-Teil beinhalten (z.B. ITM, dafür wird der SWO-Pin benötigt). Device Chaining ist mit dieser Schnittstelle nicht möglich.

Standard-JTAG Steckerbelegungen:
http://www.keil.com/support/man/docs/ulink2/ulink2_hw_connectors.htm

=== Der 10polige JTAG-Stecker von mmvisual ===
mmvisual hat mit dieser Steckerbelegung die Standard JTAG Schnittstelle erweitert:

Ich habe diesen Part in den Artikel [http://www.mikrocontroller.net/articles/JTAG#Der_10-polige_JTAG_Stecker_von_mmvisual JTAG] verschoben.
Hinzu gekommen ist die Adapterplatine 10-Polig auf Standard JTAG 20 Polig mit TTL/V24 Wandler. [http://www.mikrocontroller.net/articles/JTAG#Die_Adapterplatine Siehe hier.]

== Hardware-Beschaltung ==

Der STM32 benötigt für den Betrieb nur (Minimalbeschaltung):

* VCC 2..3,3V (je nach Typ)
* AVCC 2..3,3V (sehr wichtig, der STM32 lässt sich ohne diese Spannung nicht programmieren)
* GND
* Reset Pin 100nF nach GND (ein Pull-Up Widerstand von ca. 40k ist intern vorhanden)
* [[#Bootmodi|Boot-Pins]]

ansonsten nur ein paar einzelne Cs 100nF an VCC/GND.

Um Programmieren zu können wird entweder noch die serielle Schnittstelle (Programmieren über den vorprogrammierten Bootloader) oder JTAG oder die SWD Schnittstelle benötigt.

=== Bootmodi ===
Unterschiedliche Bootmodi lassen sich mittels der PINs BOOT0 und BOOT1 auswählen . Siehe Application Note [https://my.st.com/public/STe2ecommunities/mcu/Lists/cortex_mx_stm32/Attachments/18225/AN2606.pdf AN2606]. Ausser F1 besitzen neuere Familien ein SYSCFG_MEMR Register. In dieses Register kann man die gewünschten Boot0/1 Werte schreiben und nach einem Core-Reset (!= System_Reset) startet der Prozessor im gewünschten Mode. Eine Neu- bzw. Deinitialisierung der Peripherie empfiehlt sich!

==== Boot from FLASH ====
Startadresse wird von 0x08000004 geladen
BOOT0 Lo
BOOT1 X

==== Boot from SRAM ====
PC Startadresse wird an 0x200001E0 direkt angesprungen.
BOOT0 Hi
BOOT1 Hi
Da der interne FLASH der stm32f1x laut Datenblatt nur für 1000 Schreibvorgänge ausgelegt ist, kann mittels BOOT0 (High) und BOOT1 (High) auch aus dem zuvor mit dem Debugger (JTAG/SWD) beschriebenen SRAM booten.
Hierbei gilt zu beachten:
VTOR auf die NVIC Tabelle im SRAM vor dem auslösen des ersten Interrupts remappen.

Um ein vergleichbares Startverhalten zum FLASH zu erreichen, empfiehlt es sich,
0xF1E0F85F an 0x200001E0 zu schreiben. Diese implizite Ausführung von "ldr.w pc,
[pc, #-0x01E0]" beim Start erzwingt ein laden der Startadresse von 0x20000004.

==== Boot from SYSMEM (RS232, CAN und USB) ====
PC Startadresse wird von 0x1FFFF004 geladen
BOOT0 Hi
BOOT1 Lo

Ab F2 gibt es auch ein SYSCFG_MEMRMR Register. Schreibt man hier den Wert für "System Flash" und macht einen Corereset (keinen Systemreset), so landet ,man auch im Bootloader, unabhängig von dem wert der Boot Pins.

Auch ohne JTAG lässt sich ein STM32 programmieren (Bootloader-Aktivierung). Dabei stehen, je nach CPU-Typ, verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung:
* RS-232 (bisher alle STMs)
* USB (alle USB fähigen CPUs > F103)
* CAN (wie USB nur in bestimmten MCUs)

3 zusätzliche Verbindungen müssen auf dem Board gepatcht werden. Für einen Test geht es auch mit Tastern für RESET und BOOT0. 
RESET=RTS (L-aktiv) 
BOOT0=DTR (H-aktiv) 
BOOT1=LOW 

Details sind hier im Forum: [http://www.mikrocontroller.net/topic/141711 STM32 Programmiertool]

Tools für den Download über den STM32-Bootlaoder:
* [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/PF257525 STSW-MCU005 STM32 and STM8 Flash loader demonstrator]
* [https://code.google.com/p/stm32flash/ Open source flash program for the STM32 ARM processors using the ST serial bootloader (for Linux)]

== Bewertung ==
=== Vorteile ===

'''Vorteile gegenüber ARM7:'''

* Interrupt-Controller jetzt Teil des Prozessors (als Core Peripheral), die Vector Table ist jetzt eine echte Vektortabelle, keine Sprungliste wie bei ARM7. Durch Automatismen zwischen Core und NVIC (auto register save r0..r3, lr, sp, pc) bei Interrupt Entry wird eine deutlich schnellere Ausführungszeit bei Interrupts erreicht. Der Interrupt Code muss sich nicht mehr selbst um die Sicherung der o.g. Register kümmern und eine besondere Konfiguration der Handler im Compiler entfällt. Sind vor Beendigung einer ISR (d.h. Rücksprung zum User Code) weitere Interrupts pending, so werden diese ausgeführt, ohne dass eine komplette pop-push-sequenz der Register notwendig ist. Schön beschrieben ist es hier im [http://www.st.com/mcu/files/mcu/1221142709.pdf Insider's Guide] unter 2.4.5 / Seite 20.
* Thumb-2 Befehlssatz, deutlich schneller als Thumb-1 und ebenso kompakt
* Weniger Pins für Debugging benötigt durch SWD
* Mehr Hardware Breakpoints machen debuggen einfacher
* Software ist einfacher weil die Umschaltung zwischen ARM Mode und Thumb Mode wegfällt

'''Vorteile gegenüber LPC1700 und LPC1300:'''

* Flexiblere Gehäuseformen mit mehr Peripherie bei kleinen Gehäusen
* FW-Lib für alle STM32 gleich, alle AppNotes/Demos beziehen sich auf diese eine FW-Lib was die Entwicklung der eigenen Applikation sehr beschleunigt.
* Genauerer und flexiblerer ADC, insbesondere gegenüber LPC1300
* Flexiblere Varianten der Peripherie >> bei weniger einen deutlichen Preisvorteil
* ab 0,85 EUR (Stand 2010) Allerdings gibts den LPC1100 mit Cortex-M0 schon ab 0,65 $!

'''Vorteile gegenüber SAM3/4:'''

* Fast alle Pins sind 5-Volt tolerant.

'''Vorteile gegenüber anderen "Kleinen" wie z.B. PIC, Atmel usw.'''
* nahezu gleicher Preis bei Hobby Anwendungen
* 32 Bit ohne Umwege in Assembler rechenbar
* Schnelle direkte Offset-Adressierung ermöglich effizienten Zugriff auf Stack-Variablen, lokal gespeicherte Flash-Konstanten, struct/Array-Elemente
* Einfache einheitliche Adressierung des gesamten Adressraums, d.h. Pointer auf Peripherieregister, RAM & Flash können exakt gleich behandelt werden, keinerlei Banking/Umschalt-Mechanismen erforderlich auch bei großem Flash/RAM
* Interrupt-Prioritäten und Prioritätsgruppen
* Effiziente Pointerarithmetik da Registerbreite=Adressbreite
* bessere Peripherie wie USB, Ethernet, Vielzahl an Timern
* der ARM-Core hat eine höhere Taktfrequenz und kann gleichzeitig mehr in weniger Takten berechnen
* Hardware-Division, bei einigen FPU zur effizienten float-Berechnung
* Mit größerem Flash/RAM verfügbar
* Code kann direkt aus dem RAM ausgeführt werden, Speicherschutz und privilegierter Ausführungsmodus können "Kernel"- vor "Anwendungs"-Code schützen, somit wird das dynamische Nachladen von Anwendungen aus externem Speicher effizient & sicher möglich
* ... und weitere 1000 Punkte ...

=== Nachteile ===

'''Nachteil gegenüber LPC1700:'''
* STM32F1xx: nur 72 MHz statt 100 MHz (LPC1759: 120 MHz) Taktfrequenz; STM32F2xx hat diesen Nachteil nicht (ebenfalls 120MHz, STM32F4xx mit 180MHz)
* Der LPC1700 besitzt deutlich mehr Mechanismen, um die Auswirkung der Waitstates des Flash-ROMs auf Code- und Datenzugriffe zu reduzieren und das bedeutet mehr Performance bei gleicher Taktfrequenz. Beim STM32F2 entfällt dieser Nachteil wohl aufgrund des ART Accelerators.
* Alle LPC1xxx haben 32 Bit Timer. Bei den STM32 haben das nur die STM32F2xx (2 Stück)
* I2S Einheit von ST hat keinen FIFO und im 24/32Bit Modus müssen 2x16Bit Halbwörter übertragen werden. Wobei allgemein bei neuen ARM Prozessoren die vorhandenen DMA-Kanäle (basierend auf eigenen BUS-Kanälen und Speicherzugriffen) FIFO in beliebiger Größe bedeutet.

'''Nachteil für Hobby-Anwender'''

* Nicht direkt "Steckbrettauglich", da kein DIL Gehäuse verfügbar. Der ebay-Shop dipmicro führt jedoch sehr günstige Lötadapter für Umsetzung von LQFP48 auf DIP48. QFP64 in 0.5mm Pinabstand und nicht 0.8mm wie AVR

* Viel Peripherie, Clocks müssen alle richtig eingestellt werden, ggf. Anpassung des Startup Codes usw.
** => Daher nicht besonders gut für Mikrcontroller Anfänger/Einsteiger geeignet.

'''

== Errata, Tipps und Tricks ==
=== Hardware ===
* AD-Wandler PA0: Im Errata steht, dass hier Fehler in der Wandlung entstehen könnten, also einen anderen Pin verwenden.
* CAN-Bus PD0/PD1: Remap geht erst ab der 100-Pin-Version. Steht im RM0008 unter 9.3.3.: "CAN1 alternate function remapping". Alle Infos von RM0008 9.3.x sind interessant
* CAN und USB sind bei der F1 Serie nur bei der "◦Connectivity-Line" gleichzeitig nutzbar. Siehe Datenblätter.
* Mit internem RC-Oszillator kann die CPU mit maximal 64MHz betrieben werden. Mit einem externen Quarz sind dann 72MHz möglich.
* Für USB Betrieb muss die CPU mit 48MHz oder 72MHz betrieben werden (bei STM32F1xx).
* Der Idle Interrupt vom Usart wird zwar ausgelöst, aber nicht vom entsprechenden Statusflag angezeigt
* Der DMA fängt beim aktivieren immer von vorn an zu zählen, auch wenn er nur kurz angehalten wurde
* STM32F2xx hat kein Flash Size Register, bei STM32F4xx ist zwar ein flash Size Register beschrieben, kollidiert aber in der Adresse mit einem anderen Register
* Derivate mit internem EEPROM und nur einer Speicherbank haben das "Feature" bei write/erase des Data-Flashes (EEPROM) einen kompletten stall der code execution zu verursachen (inkl. ISR's, DMA). Desgleichen bei write/erase des internen Flash (ISP-routinen, EEPROM-Emulation).
* Der I2C hat diverse Fehler, welche im Errata des jeweiligen Modells (z.B. [http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/errata_sheet/CD00238166.pdf STM32F105xx and STM32F107xx Errata sheet] ) zu finden sind. Workarounds hierzu finden sich in der Application Note [http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/application_note/CD00209826.pdf AN2824]. Am Besten benutzt man jedoch die I2C Communication peripheral application library (CPAL) von ST ([http://www.st.com/web/catalog/tools/FM147/CL1794/SC961/SS1743/PF258336 STSW-STM32127])
* [http://blog.frankvh.com/category/stm32/ weitere undokummentierte Features]
* Interrupt-Flags in Statusregistern der diversen Peripherals wie der Timer müssen zu '''Beginn''' (bzw. möglichst weit vor dem Return) der ISR zurückgesetzt werden, da die ISR sonst eventuell 2x ausgeführt wird ([http://www.mikrocontroller.net/topic/312393#new Siehe Forum]).

=== Software ===
==== GCC ====
Um den GCC direkt zu verwenden (zB. mit selbstgebautem makefile), falls man das nicht von einer Entwicklungsumgebung machen lässt, siehe zunächst [[ARM GCC]]. STM32-spezifisches ist:
* Wird die [[#.E2.80.8ESTM32_Standard_Peripheral_Library|STM32 Standard Peripheral Library]] und ein Quarz verwendet, so muss noch per Präprozessor-Definition die Frequenz des Quarzes angegeben werden mittels z.B. -DHSE_VALUE=8000000 für 8MHz (wie auf dem STM32F4 Discovery).

===== Startupcode & Linkerscript =====
* Damit der compilierte Code an den richtigen Stellen im Controller landet (d.h. dem Flash) muss man dem Linker ein Linkerscript mitgeben. Dies geht per "-T ''pfad_zum_linkerscript.ld''" an den Linker-Befehl. Im Archiv der [[#.E2.80.8ESTM32_Standard_Peripheral_Library|STM32 Standard Peripheral Library]] befindet sich ein Beispiel-Linkerscript für die Atollic TrueSTUDIO IDE, dieses kann direkt mit dem GCC verwendet werden. Beispielsweise für den STM32F4 befindet sich das Script im Pfad "/STM32F4xx_DSP_StdPeriph_Lib_V1.1.0/Project/STM32F4xx_StdPeriph_Templates/TrueSTUDIO/STM324x7I_EVAL/stm32_flash.ld" des Archives.
* Damit beim Starten die richtigen Initialisierungen vorgenommen werden (wie globale Variablen und bei C++ Konstruktoren globaler Objekt-Instanzen) muss als erstes ein Startupcode laufen, der dann die main()-Funktion aufruft. Der Startupcode ist meistens in Assembler geschrieben, C-Code ist aber auch möglich. Im Archiv der [[#.E2.80.8ESTM32_Standard_Peripheral_Library|STM32 Standard Peripheral Library]] befindet sich ein Beispiel-Startupcode für die Atollic TrueSTUDIO IDE, dieser kann direkt mit dem GCC verwendet werden. Beispielsweise für den STM32F4 befindet sich der Code in Assemblerform im Pfad "/STM32F4xx_DSP_StdPeriph_Lib_V1.1.0/Libraries/CMSIS/Device/ST/STM32F4xx/Source/Templates/TrueSTUDIO/startup_stm32f40xx.s" des Archives. Der Assemblercode kann per arm-none-eabi-as (Flags s.o.) assemblisiert werden, die resultierende .o -Datei normal mitgelinkt.

Zusammen bieten die beiden Dateien der Anwendung ein Standard-C-Interface, d.h. man kann wie gewohnt globale Variablen verwenden und seinen Code in die main()-Funktion schreiben.

=== Tipps für Umsteiger von Atmel/PIC/8051 ===
* Prozessortakt hat unterschiedliche Taktquellen und eine PLL.
* Alle Peripheriemodule haben einen extra Clock, den man aktivieren muss.
* Wenn man z.B. einen UART benutzen möchte, so muss man den Clock vom UART, Alternate Function IO (AFIO) und dem GPIO-Port aktivieren.
* Ansonsten hat man nahezu doppelt so viele Möglichkeiten in den Peripheriemodulen.
* Interrupt-Flags müssen in der ISR selber gelöscht werden
* Forum zu [http://www.mikrocontroller.net/topic/175888 Interrupts vs. Events]

=== Errata vom STM32F4xx die nicht im Errata von ST stehen ===
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/267439#2788478 Aktivieren von DMA], wenn mehr als 3 DMA Kanäle aktiviert werden, kann es sein dass die nicht alle korrekt bedient werden. Auch klappt der DMA mit dem FSMC nicht immer zuverlässig. [https://my.st.com/public/STe2ecommunities/mcu/Lists/cortex_mx_stm32/Flat.aspx?RootFolder=%2Fpublic%2FSTe2ecommunities%2Fmcu%2FLists%2Fcortex_mx_stm32%2FWarning%20limit%20simultaneous%20DMAs%20to%202&FolderCTID=0x01200200770978C69A1141439FE559EB459D7580009C4E14902C3CDE46A77F0FFD06506F5B&currentviews=811 siehe hier] [http://blog.frankvh.com/2012/01/13/stm32f2xx-stm32f4xx-dma-maximum-transactions/ und hier]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/260637#2700761 Nerviger Bug in "stm32f4xx.h"] Änderung Struktur GPIO_TypeDef
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/261690#2714754 Batterie wird leer gezogen], nur bei manchen Chips mit Rev. A
* [http://www.efton.sk/STM32/STM32F4xx_doc_errors.txt Liste von Dokumentations-Fehlern]

== Bezugsquellen ==

=== Controller ===

Versandhäuser für Privatpersonen
* [http://www.reichelt.de/STM-Controller/2/index.html?;ACTION=2;LA=2;GROUPID=2950; Reichelt]
* [http://darisusgmbh.de/shop/index.php?cat=c2692_ARM-Cortex.html Darisus]
* [http://www.hbe-shop.de HBE (Farnell Programm für Private)]
* [http://www.sander-electronic.de/be00069.html Sander]
* [http://www.tme.eu/de/katalog/index.phtml#cleanParameters%3D1%26search%3DSTM32F10%26bf_szukaj%3D+ TME]
* [http://teske-electronics.de/index.php?cPath=3_9_53 Teske electronics]
* [http://de.rs-online.com/web/c/halbleiter/prozessoren-und-mikrocontroller/mikrocontroller/?sort-by=default&sort-order=default&applied-dimensions=4294417325&lastAttributeSelectedBlock=4294425895 RS-Online]

Gewerblich liefern natürlich viele wie EBV, Mouser, Farnell, Digikey usw...

=== Evaluation Boards ===

* [http://shop.embedded-projects.net/index.php?module=artikel&action=gruppe&id=14 Im Shop von Embedded Projects]
* [http://www.watterott.com/de/Boards-Kits/ARM/ARM-Cortex-M3 Cortex M3 bei Watterott]
* [http://www.raisonance.com/~primer-starter-kits__microcontrollers__tool~tool__T018:4enfvamuxbtp.html Primer und Primer2 von Raisonance]
* [http://www.sander-electronic.de/es0028.html Sander Electronic]
* [http://www.mikrocontroller.net/articles/MP32F103-Stick:_Ein_Mini-Mikrocontroller-Board_mit_USB_und_bis_zu_4MB_Datenspeicher Artikel im Wiki, ARM mit USB und 4MB Speicher]
* [http://www.futurlec.com/STM32_Development_Board.shtml Futurlec Evalboard, ebenso Header-Board]
* [http://www.propox.com/products/t_174.html Propox, Header-Boards für 103R und 103V sowie Trägerplatine dafür]
* [http://www.mikrocontroller.net/articles/Cortex_M3_OCM3U Cortex M3 Artikel im Wiki]
* [http://olimex.com/dev/index.html STM32 bei Olimex]
* [http://de.farnell.com/jsp/displayProduct.jsp?sku=1824325&action=view&CMP=GRHS-1000962 STM32Discovery bei Farnell] Mikrocontroller Board (STM32F100RBT6B) mit onboard USB-Programming Interface für ca. 12,50€
* [http://www.de.rs-online.com/web/p/products/7458434/ STM32Discovery bei RS-Components] 12,65 € +MwSt.
* [http://www.segor.de/#Q=STM32 VL DISCOVERY] STM32 Discovery bei Segor
* [http://www.watterott.com/de/STM32F4Discovery STM32F4DISCOVERY] STM32F4 Cortex M4 Controller mit JTAG-Debugger auf der Platine bei Watterott für 16,66EUR.
* [http://www.conrad.de/ce/de/product/443910/ STM32F4 Discovery Kit bei Conrad] 17,11 €
* [http://www.mcu-raisonance.com/~open4-development-platform__microcontrollers__tool~tool__T018:g65gu6ghg2n.html/ Open 4 oder auch genannt Evo-Primer]
* [http://www.wayengineer.com/index.php?main_page=index&cPath=50_66&page=1&sort=3a WayEngineer]
* [http://thinkembedded.ch/ST-STMicroelectronics:::24.html Im Thinkembedded Shop] in der Schweiz / DiscoveryF4, div. ETT und Olimex Boarde ab 20,18 CHF / 16,15 EUR (inkl. MwSt.) zzgl. Versandkosten
* [http://shop.myavr.de/ARM-Produktlinie/STM32F4-Discovery.htm?sp=article.sp.php&artID=200072 Im myAVR Shop] DiscoveryF4 mit möglichem Zubehör 16,45 EUR (inkl. MwSt.) zzgl. Versandkosten
* [http://www.keil.com/boards/cortexm.asp Keil/ARM Demoboards]
* [http://www.phytec.de Phytec]
* [http://shop.myavr.de/index.php?sp=artlist_kat.sp.php&katID=37 verschiedene ARM Produkte und Erweiterungen bei myAVR]
* [http://re.reworld.eu/de/produkte/s64dil-405/index.htm S64DIL-405 STM32Fxxx ARM Cortex M3 Mikrocontrollermodul mit USB-Schnittstelle, Steckbretttauglich] (Leerplatine eignet sich auch für STM32F1xx Prozessoren.)

== Weblinks, Foren, Communities, Tutorials ==
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/173753 Diskussion zum Artikel]
* [http://www.mikrocontroller.net/forum/mikrocontroller-elektronik?filter=ARM*+STM32*+Cortex* Suche im Forum]
* [[STM32 für Einsteiger]]
* [[STM32 CooCox Installation]]
* [https://my.st.com/public/STe2ecommunities/mcu/Lists/ARM%20CortexM3%20STM32/AllItems.aspx Forum auf der ST Homepage]
* [http://www.stm32circle.com/hom/index.php STM32 Community]
*[http://joe-c.de/pages/posts/einstieg_mikrocontroller_stm32f103_101.php Einstieg: STM32board mit Kamera (deutsch)]
* [http://www.ebv.com/fileadmin/products/Press_Print/Brochures/Product_Brochures/EBV_Cortex%20Collection_V2.pdf Übersicht der Cortex Prozessoren und deren Hersteller (nicht nur ST, von EBV)]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/258652 Tutorial]
* [http://diller-technologies.de/stm32_wide.html STM32 Tutorial in Deutsch von Diller Technologies]
* [http://mySTM32.de STM32 C und C++ Tutorial in Deutsch ]
* [http://mikrocontroller.bplaced.net STM32F4 Quellcode-Librarys und CooCox-Projekte in Deutsch ]
* [http://myugl.de Tutorial für Grafik-Librarys und SiSy-Projekte in Deutsch ]

<references/>
[[Kategorie:ARM]]
[[Kategorie:STM32]]
[[Kategorie:Mikrocontroller]]

STM32 CooCox Installation

2014-01-13T17:14:26Z

Mmvisual: /* Weblinks, Foren, Communities */

Dieser Artikel beschreibt, wie man CooCox unter Windows installiert und für den Prozessor STM32 einrichtet, so dass ein Debuggen möglich ist.

= Installation von CooCox unter Windows=

Zu nächst müssen ein paar Programme, Tool und Bibliotheken aus dem Internet geladen und installiert werden. Zudem ist es vom Vorteil wenn man ein STM32F4DISCOVERY Board bereits besitzt, denn das gezeigte Demo-Blink LED Programm nutzt dieses Board. Es kann natürlich auch jedes andere Board genutzt werden, das einen STM32F2xx oder STM32F4xx Prozessor beinhaltet.

Die ersten Downloads - die IDE sowie der GCC Compiler:

* [http://www.coocox.org/CooCox_CoIDE.htm 1. die CooCox CoIDE laden] (In diesem Beispiel V1.7.5)
* [https://launchpad.net/gcc-arm-embedded/+download 2. GCC Toolchain] (In diesem Beispiel "gcc-arm-none-eabi-4_8-2013q4-20131204-win32.zip", das ZIP Archiv, nicht die EXE)

Die Installation der CoIDE nach z.B. C:\CooCox ausführen.

Den Ordner C:\CooCox\CoIDE\gcc-arm-none-eabi-4.8 anlegen und die Dateien aus dem zweiten Download dort hinein entpacken. (Das ZIP reicht, da GCC weder Einträge in Systemverzeichnisse noch Registry benötigt.)

Nun muss der GCC Compiler in die CoIDE eingebunden werden. Das ist gut in der Doku von CooCox beschrieben: [http://www.coocox.org/CoIDE/Compiler_Settings.html "Select Toolchain Path"]

= Start des ersten Projektes=

Hierzu hilft die [http://www.coocox.org/CoIDE/CoIDE_QuickStart.htm Quikstart-Guide] von CooCox ebenfalls weiter.

* Auswahl "ST"
* Auswahl STM32F407VG (der Prozessor vom STM32F4DISCOVERY Board)
* Auswahl der Peripheriefunktionen, für das BlinkLED wird nur GPIO benötigt
* Frage: "Do you want create a new project now?" mit Yes beantworten
* Projektname: "BlinkLED" eingeben
* Nun die CoIDE bereits ein Projekt angelegt und noch weitere Häkchen automatisch gesetzt

[[Datei:CooCox_STM32_Start.png]]

= Einstellung der Konfiguration=

In der Konfigurations-Ansicht werden erst mal keine Änderungen vorgenommen. Da per Default als Debugger schon der Adapter ST-Link eingetragen ist.

[[Datei:CooCox_STM32_Config1.png]]

[[Datei:CooCox_STM32_Config2.png]]

= Die Programmierung=

Im linken Baum sind nun einige Dateien enthalten. Die wichtigste ist wohl die "stm32f4xx.h", denn darin sind alle Deklarationen der Prozessor Peripherieregister. Diese Datei ist mehrere 1000 Zeilen groß. Die Bezeichnungen stimmen mit der Dokumentation von ST überein. CoIDE kann diese Datei jedoch nicht komplett darstellen, da nach der Installation nur 5000 Codezeilen berücksichtigt werden und diesen Parameter muss man ändern: Menü "Edit" > "Preferences":

[[Datei:CooCox_STM32_Preferences.png]]

Das eigene Programm beginnt in der Datei "main.c". Diese wird mit Doppelklick geöffnet und es erscheint eine leere main() Routine, mit einer Endlos-While-Schleife. Nach dem Start vom Prozessor wird CooCox diesen schon automatisch initialisieren (Variablen) und anschließend wird in main() gesprungen, ab da ist man selbst für alles weitere was geschieht verantwortlich.

[[Datei:CooCox_STM32_Prog1.png]]

Das Programm:

Wir wollen auf dem Discovery Board nun LED's blinken lassen, in der der Doku vom Discovery Board sieht man wo die 4 LED's angeschlossen sind: an PortD 12..15

Zu erst muss die Datei "stm32F4xx.h" in main.c mit eingebunden werden, damit man Zugriff auf die Peripheriefunktionen hat.

Anschließend wird der Takt für Port D aktiviert und erst danach (ganz wichtig!) wird der Port initialisiert. Solange die Peripherieeinheit keinen Takt hat verhält sie sich so, als wenn sie nicht existent wäre.

In der while(1) Scheife werden die LED's gelöscht und nacheinander wieder gesetzt. Da der Prozessor mit gefühlter Lichtgeschwindigkeit das machen würde muss die Ausgabe mit einem Delay() verzögert werden.

Der Code:
<syntaxhighlight lang="c">
// Demo Blink-LED für STM32F4xx mit einem STM32F4DISCOVERY Board
// (c) 2013, Markus Müller
// Dieser Code darf frei verwendet, modifiziert und kopiert werden. Benutzung auf eigene Gefahr.
#include "stm32f4xx.h" // Deklaration der Peripheriefunktionen

void Delay(long i);

// Haupt-Programmschleife
int main(void)
{

RCC->AHB1ENR |= RCC_AHB1ENR_GPIODEN; // Clock für Port D aktivieren

GPIOD->MODER = 0x55000000; // Pin 12..15 als Ausgang deklarieren

while(1) // Endlos SChleife
{
GPIOD->BSRRH = 0xF000; // Alle LED's aus
Delay(1000000);
GPIOD->BSRRL = 0x1000; // LED 1 ein
Delay(1000000);
GPIOD->BSRRL = 0x2000; // LED 2 ein
Delay(1000000);
GPIOD->BSRRL = 0x4000; // LED 3 ein
Delay(1000000);
GPIOD->BSRRL = 0x8000; // LED 4 ein
Delay(1000000);
}
}

// Delay für Verzögerungen
void Delay(long i)
{
volatile long iZ = i;
while (iZ--);
}
</syntaxhighlight>

Nun kann das Programm mit der Taste "Build" (F7) übersetzt werden. Es öffnet sich unten ein Console-Fenster und wenn alles richtigt abgetippt wurde erscheint "BUILD SUCCESSFIL". Ab nun ist das geschriebene Programm übersetzt in ein Binärformat das in den Prozessor geladen werden kann.

=== Das Demo-Projekt===

[[Media: BlinkLED_CooCox.zip | Hier kann das Demo-Projekt geladen werden.]]

= Einspielen in das Board=

== Den ST-LINK zum ersten mal benutzen ==

Zu erst einmal muss das Board STM32F4DISCOVERY mit dem PC verbunden werden. Dazu nimmt man ein USB Kabel Mini-USB Stecker steckt das im Stecker "CN1" der Platine ein. Der Stecker ist der Anschluss vom ST-LINK, also dem Debugger vom STM32F407 Chip. Vor dem ersten einstecken muss zu nächst ein USB Treiber installiert werden. Da der ST-LINK von ST kommt muss auch von deren Homepage der Treiber erst geladen werden:

* [http://www.st.com/web/catalog/tools/FM146/CL1984/SC724/SS1677/PF251168 3. ST-LINK/V2 Utility] > STSW-LINK004 (Version 3.2.1)

Dieses Setup wird am besten nach "C:\CooCox\STM32 ST-LINK Utility" installiert, dann ist alles was CooCox benötigt in einem Ordner.

Nun kann das DISCOVERY Board eingesteckt werden, es wird automatisch der Gerätetreiber für den ST-LINK installiert. Wenn man doch schon vorher das Board einmal eingesteckt hatte, so installiert das doofe Windows einen NULL-Treiber den man im Gerätemanager (beim eingestecktem Discovery-Board) wieder löschen muss.

Nun sollte man auf dem Discovery Board den ST-LINK erst einmal updaten, da er vermutlich eine alte Firmware hat: "C:\CooCox\STM32 ST-LINK Utility\ST-LINK Utility\ST-LinkUpgrade.exe" erledigt das. "Device Connect" findet den ST-LINK und "YES >>>>" macht einen Upgrade.

== Jetzt geht's los==

Das STM32F4DISCOVERY Board ist eingesteckt, und somit hat auch die Ziel-CPU eine Stromversorgung.

In CoIDE wird nun die Debug-Sitzung mit Ctrl+F5 gestartet. Damit wird CoIDE automatisch das Projekt übersetzen und mittels J-LINK in die CPU laden und startet die CPU. Ein Breakpoint ist beim main() gesetzt die CPU (CoIDE) wartet auf weitere Befehle vom Anwender.

Die Taste "Run" (F5) startet anschließend das Programm.

Nun müssten die LED's nacheinander aufleuchten und wieder alle aus gehen.

Mit "Pause" (F9) kann man ein programm jederzeit anhalten. Dabei zeigt CoIDE automatisch die Programmposition. Mit dem Fahren der Maus über Variablen wird deren Inhalt gezeigt. "Run" (F5) führt die Bearbeitung fort.

Jederzeit kann man mittels Doppelklick am linken Editor-Rand einen Breakpoint setzen. Sobald die CPU an der Programmposition vorbei kommt bleibt diese stehen und dies wird in CoIDE gezeigt. Mit F10/F11 kann man in Einzelschritten weiter steppen.

[[Datei:CooCox_STM32_Prog2.png]]

= Weblinks, Foren, Communities =
* Artikel [[STM32]]
* Artikel [[STM32 Eclipse Installation]]
* [http://mikrocontroller.bplaced.net/wordpress/?page_id=2708 CoIDE und STM32F429]

<references/>
[[Kategorie:ARM]]
[[Kategorie:STM32]]

STM32 für Einsteiger

2014-01-12T09:22:51Z

Mmvisual: /* Weitere Randbedingungen für die Entscheidung */

Immer wiederkehrend hier im Forum "Mit welchem Mikrocontroller anfangen?". Es gibt eine große Auswahl und eben so viele Empfehlungen. In diesem Artikel soll zu erst geholfen werden ob ein STM32-Prozessor mit Cortex-M3/M4 Kern überhaupt der Richtige für den Start ist.
Nicht für jeden ist der [[STM32]] zu empfehlen, denn die Anforderungen und Wünsche die man realisieren möchte, sowie die eigenen Fähigkeiten sind verschieden.

Es werden meist die Prozessoren [[AVR]], [[PIC]], [[Arduino]], [[MSP430]], [[LPC1xxx]] und [[STM32]] empfohlen. Seltener auch 8051 und M16C. Alle haben Vorzüge und ebenso auch Nachteile.

[[Bild:STM32F407SB.jpg|thumb|right|340px|STM32F417 auf einem Selbstbau-Board]]

= Eigene Fähigkeiten und Wünsche =

Dieser Artikel geht davon aus, dass bereits Elektronik Kenntnisse vorhanden sind. Wenn nicht dann sollte man erst einmal den Artikel "[[Absolute Beginner]]" durcharbeiten, sowie die anderen Artikel aus der Kategorie "[http://www.mikrocontroller.net/articles/Kategorie:Grundlagen Grundlagen]".
 Weitere Artikel die andere Prozessoren näher darstellen da sich dieser Artikel hauptsächlich auf [[STM32]] konzentriert: [[Entscheidung Mikrocontroller]] und [[Mikrocontroller Vergleich]]. Die Seiten [[AVR]], [[MSP430]], [[LPC1xxx]] und [[PIC]] zeigen mehr Details über diese µC. Hier werden nur grob ein paar Tabelle zum Vergleichen gezeigt.

Zu erst einmal die Randbedingungen, mit der man sich selbst zu erst einmal einschätzen sollte:
{| {{Tabelle}}
|- bgcolor="#d0d0ff"
! Fähigkeit || [[STM32]] || [[AVR]] || colspan="3" | [[PIC]] || [[MSP430]] || [[Arduino]]
|-
| Bitbreite, jedoch unwichtig für Einsteiger || align="center" | 32-bit || align="center" | 8-bit || align="center" | 8-bit (PIC18) || align="center" | 16-bit (PIC24) || align="center" | 32-bit (PIC32) || align="center" | 16-bit || align="center" | 8-bit
|-
| Neueinsteiger, kaum Elektronikkenntnisse, noch nie programmiert
| align="center" | O
| align="center" | O <ref name="AVR_TUT1">[http://www.rn-wissen.de/index.php/AVR-Einstieg_leicht_gemacht], RoboterNetz: AVR-Einstieg leicht gemacht</ref><ref name="AVR_TUT2">[http://www.avr-asm-tutorial.net/avr_de/], Tutorial für das Erlernen der Assemblersprache von AVR-Einchip-Prozessoren</ref>
| colspan="3" align="center" | O
| align="center" | O
| align="center" | X
|-
| Wunsch ist SD-Card oder Grafik-Display
| align="center" | X
| align="center" | O
| align="center" | O <ref name="PIC_SD">[http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=2680&dDocName=en537999], Microchip Memory Disk Drive File System for PIC18 PIC24 dsPIC PIC32</ref> || align="center" | X<ref name="PIC_SD" /><ref name="PIC_LCD">[http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/technology/graphics/], Microchip Graphics Library</ref> || align="center" | X<ref name="PIC_SD" /><ref name="PIC_LCD" />
| align="center" | X
| align="center" | O
|-
| Wunsch ist TCP/IP Netzwerk
| align="center" | X
| align="center" | O
| colspan="3" align="center" | X <ref name="PIC_TCP">[http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=2505&param=en535724], Microchip TCP/IP stack</ref>
| align="center" | O
| align="center" | O
|-
|-
| Wunsch ist Kamera und Video-/Bildbearbeitung
| align="center" | X
| align="center" | -
| align="center" | - || align="center" | - || align="center" | X
| align="center" | -
| align="center" | -
|-
| Möchte die Erkenntnisse beruflich nutzen
| align="center" | X
| align="center" | X
| colspan="3" align="center" | X
| align="center" | X
| align="center" | -
|-
| Strom sparende Anwendungen
| align="center" | - 300 nA Sleep<ref name="STM_Power">[http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1295], [[STM32]] L1 series of ultra-low-power MCUs</ref> 230 μA/MHz
| align="center" | - 100 nA Sleep<ref name="AVR_Power1">[http://www.atmel.com/technologies/lowpower/default.aspx], Atmel picoPower Technology</ref> <ref name="AVR_Power2">[http:/www.futurlec.com/News/Atmel/PicoPower.shtml], Atmel Releases New picoPower AVR Microcontrollers</ref> 340 μA/MHz
| colspan="2" align="center" | X 9 nA Sleep<ref name="PIC_XLPvsTI">[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/39989A.pdf], The Truth about Power Consumption in PIC® MCUs with
XLP Technology vs. TI’s MSP430</ref><ref name="PIC_XLP">[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/30009941F.pdf], nanoWatt XLP eXtreme Low Power PIC® Microcontrollers</ref> 35 μA/MHz || align="center" | -
| align="center" | X 100 nA Sleep<ref name="TI_Power1">[http://www.ti.com/lit/wp/slay015/slay015.pdf], Texas Instruments: Ultra-Low Power Comparison: MSP430 vs. Microchip XLP</ref><ref name="TI_Power2">[http://www.ti.com/ww/mx/multimedia/webcasts/Aspectos_Generales_MSP430.pdf], Texas Instruments: Meet MSP430</ref> 100 μA/MHz
| align="center" | -
|-
| Multithreading, RTOS, Schedulern
| align="center" | X
| align="center" | - <ref name="AVR_RTOS1">[http://www.freertos.org/a00098.html], Atmel AVR freeRTOS port</ref><ref name="AVR_RTOS2">[http://www.femtoos.org/], Femto OS: RTOS for small MCU's like AVR</ref>
| align="center" | - <ref name="PIC_RTOS2">[http://www.freertos.org/a00097.html], Microchip PICmicro (PIC18) freeRTOS Port</ref> <ref name="PIC_RTOS3">[http://www.pumpkininc.com/], Salvo RTOS</ref>|| align="center" | X<ref name="PIC_RTOS">[http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=1406&dDocName=en531543&redirects=rtos], 3rd Party RTOS selection guide</ref> || align="center" | X<ref name="PIC_RTOS" />
| align="center" | X <ref name="TI_RTOS">[http://processors.wiki.ti.com/index.php/MSP430_Real_Time_Operating_Systems_Overview], TI Wiki: MSP430 Real Time Operating Systems Overview</ref>
| align="center" | -
|-
| Besonders große, speicherintensive Programme z.B. Grafiken, Fonts
| align="center" | bis 2MB Flash bis 256kB SRAM <ref name="STM32Ueb">[http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169], Übersicht aller verfügbaren [[STM32]] µC von ST</ref>
| align="center" | bis 256kB Flash bis 16kB SRAM
| align="center" | bis 128kB Flash bis 4kB SRAM || bis 2MB Flash bis 98kB SRAM || bis 2MB Flash bis 512kB SRAM
| align="center" | bis 512KB Flash bis 66kB SRAM
| align="center" | bis 256kB Flash bis 16kB SRAM
|-
| Sehr viel PWM mit komplexem Timing
| align="center" | X
| align="center" | AT90Spwm
| align="center" | - || align="center" | X || align="center" | X
| align="center" | O
| align="center" | -
|-
| Deutschsprachige Community
| align="center" | O
| align="center" | X
| align="center" | X <ref name="SPRUT">[http://www.sprut.de/], sprut.de</ref> || align="center" | - || align="center" | -
| align="center" | -
| align="center" | X
|-
| Anzahl möglicher HW-Breakpoints
| align="center" | 4 bis 6
| align="center" | 2
| align="center" | 1 bis 5 <ref name="PIC_HWBP">[http://www.microchip.com/stellent/groups/SiteComm_sg/documents/DeviceDoc/en556761.pdf], PIC Hardware Breakpoints (Seite 6)</ref> || align="center" | 1 bis 10 <ref name="PIC_HWBP"/> || align="center" | 6<ref name="PIC_HWBP"/>
| align="center" | 2
| align="center" | 2
|}
* X = ja
* O = Teilweise, Einschränkungen
* - = nicht empfohlen
Nur um nicht zu verwirren, auch wenn Teile "nicht empfohlen" sind, heißt dass nicht dass es mit dem Prozessor nicht geht, vielmehr dass es mehr Aufwand ist das zu realisieren oder mehr Einschränkungen hat.
Viele Eigenschaften weisen nur bestimmte Modelle einer Mikrocontrollerfamilie auf. Der Wechsel innerhalb einer Familie gestaltet sich jedoch oft einfach (z.B. innerhalb [[STM32]] oder innerhalb PIC24).

Die Spalte [[STM32]] zeigt die Prozessorfamilie von STM32F0xx bis STM32F4xx mit einem Cortex-M0 oder M3/M4 Kern. Die technischen Daten sind ähnlich anderer Hersteller die auch einen Cortex-Mx Kern verbauen wie z.B. NXP ([[LPC1xxx]]), Freescale, Atmel, TI, Toshiba, usw. Jedoch bietet ST mit dem [[STM32]] eine hohe Flexibilität an Gehäuse-Variationen (vergleichbar mit NXP [[LPC1xxx]]) und ist privat recht leicht beschaffbar. Übersicht aller verfügbaren [[STM32]] µC von ST<ref name="STM32Ueb">[http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169], Übersicht aller verfügbaren [[STM32]] µC von ST</ref>.

Die Spalte PIC zeigt die Eigenschaften der 8-Bit PIC18 (vergleichbar mit [[AVR]]), 16-Bit [[PIC24]]/[[dsPIC]] (vergleichbar mit [[MSP430]]) und 32-Bit [[PIC32]] (vergleichbar mit [[STM32]]). Ein Wechsel des Mikrocontrollers innerhalb der Familien ist Codetechnisch problemlos möglich. <ref name="PIC_codeswitch">[http://www.elektor.nl/Uploads/Files/PIC24FIntro_5f082806.pdf], Microchip: Introduction to the 16-bit PIC24F Microcontroller Family</ref> Hardwaretechnisch sind verschiedene Modelle gleicher Familie zudem auch meist Pin-Kompatibel <ref name="PIC_PinCompatibility">[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/00148m.pdf], Microchip: 2007 Product Selector Guide (Seite 114 ff.)</ref> sodass ohne Design-Änderung zwischen verschiedenen Modellen gewechselt werden kann.
Ein Wechsel zwischen den Familien ist Architekturbedingt aufwendiger, vor allem von 8-Bit auf 16/32-Bit. <ref name="PIC_8to16Migration">[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/39764a.pdf], Microchip: PIC18F to PIC24F Migration: An Overview</ref> Aufgrund gleichbleibender IDE (Mplab) sowie gleichbleibenden Libraries bei Verwendung einer Hochsprache (C) jedoch vor allem zwischen 16-Bit und 32-Bit ohne weitere Probleme möglich <ref name="PIC_16to32Migration">[http://www.embedded.com/design/mcus-processors-and-socs/4007683/Practical-migration-from-8-16-to-32-bit-PIC], Artikel: Practical migration from 8-/16- to 32-bit PIC</ref>.
 Ein PIC10/12/16 ist für den Einstieg nicht empfohlen, da diese Architekturbedingt viele Einschränkungen haben, die eher hinderlich für das Lernen sind.

Der "[[Arduino]]" ist kein eigenständiger Prozessor, sondern ein fertiges Board mit einer "[[Arduino]]" Programmierumgebung (und einem AVR Prozessor), extra geschaffen für Einsteiger. Allerdings ist da der Lerneffekt viel geringer da man den Prozessor mit der [[Arduino]]-Software programmiert und nicht direkt die Register. Anderseits ist der Arduino besser für jemanden geeignet, der eigentlich nicht lernen möchte, sondern nur mal schnell etwas steuern/basteln will und so ohne großartige µC Kenntnisse zum Ziel kommt. Für diese Zielgruppe ist der Arduino perfekt.

<references />

= Unwichtige Randbedingungen =

Oftmals werden fälschlicherweise Argumente für oder gegen eine µC-Familie ausgesprochen, die in der Praxis '''zum Einstieg''' (bei konkreten Anwendungen kann das anders aussehen) eher unwichtig sind.

* Spannungsversorgung 3,3V / 5V (Wobei z.B Atmel XMega keine 5V Tolerante Eingänge besitzt)
* 8 (z.B. [[AVR]]), 16 (z.B. [[MSP430]]) oder 32 (z.B. [[STM32]]) Bit
* Prozessorkern Cortex-M0/M3/M4, MIPS, ARM7/9/..., AVR-RISC, PIC-RISC, 8051, ...
* Interrupt System mit mehr oder weniger Features
* Programmiersprache (Assembler, Basic, C, C++, Pascal)
* Programmierumgebung - ist ohnehin Geschmackssache
* Assembler verstehen (Sollte nur theoretisch verstanden werden, ein Programm sollte in einer Hochsprache geschrieben sein)
* DIL Gehäuse - steckbretttauglich ([[STM32]]-Prozessoren gibt es auch fertig gelötet auf einem steckbretttauglichen Board)
* Programmieradapter - solange er auch debuggen kann
* zu 90% reicht doch ein kleiner Prozessor ([[AVR]]/PIC) - und für die restlichen kann man immer noch einen großen nehmen. Warum also nicht gleich einen großen nehmen?

= Kosten =

Grobe Abschätzung was das alles denn kosten wird. Hier sind nur einige Beispiele gezeigt (Einzelpreise bei Bezugsquellen in Deutschland).

{| {{Tabelle}}
|- bgcolor="#d0d0ff"
! Board || [[STM32]] || [[AVR]] || PIC18/24/32 || [[MSP430]] || [[Arduino]]
|-
| Demo-Board
| align="center" | <ref name="STM32F4DISCOVERY">[http://www.st.com/web/en/catalog/tools/FM116/SC959/SS1532/PF252419], ST STM32F4DISCOVERY Demoboard</ref> 9..20€ (incl. Programmieradapter und Debugger)
| align="center" | 5..500€, z.B. [[Arduino]] || align="center"| <ref name="PICDEMOBOARD">[http://www.microchipdirect.com/ProductDetails.aspx?Catalog=BuyMicrochip&Category=Starter%20Kits&mid=1&lmid=610], Microchip Demoborad</ref> durchschnittlich 18€ .. 50€]
| align="center" | <ref name="MSP430DEMOBOARD">[http://www.ti.com/tool/msp-exp430fr5739], MSP430 Demoborad</ref> ~35€
| align="center" | 20€
|-
| Steckbrettaugliches Board
| align="center" | s.o. oder <ref name="STM32F405Board">[http://re.reworld.eu/de/produkte/s64dil-405/index.htm], S64DIL-405 mit STM32F405</ref>S64DIL-405 30€
| align="center" | DIP IC
| align="center" | DIP IC
| align="center" | ??
| align="center" | ab ca. 4€ (Pro Mini)
|-
| Einzelchip (Einzelstückpreise)
| align="center"| 2..15€ nur SMD (TSSOP..LQFP..BGA)
| align="center"|0,6–5€ SMD + DIP
| align="center"|0,5-15€ SMD + DIP
| align="center"|??
| align="center"|siehe AVR
|-
| Programmieradapter
| align="center" | 0€ da Bootloader (ROM) UART / USB usw. unterstützt
| align="center" | ab 4€
| align="center" |
| align="center" |
| align="center" |
|-
| Programmieradapter mit Debugger
| align="center" | s.o. oder z.B <ref name="JLINKEDU">[http://www.segger.com/j-link-edu.html], Segger J-LINK EDU</ref> Segger J-LINK EDU 50€ (sehr schnell und unterstützt viele Prozessoren)
| align="center" | <ref name="AVRDragon">[http://www.atmel.com/tools/AVRDRAGON.aspx], Atmel AVR Dragon</ref> AVR Dragon 40€ <ref name="JTAGICE3">[http://www.atmel.com/tools/JTAGICE3.aspx], AT JTAG ICE3</ref> AT JTAG ICE3 99€
| align="center" | <ref name="PICKIT3">[http://www.microchipdirect.com/ProductSearch.aspx?keywords=PG164130], Microchip PICkit 3</ref> PICkit 3 30€
| align="center" | z.B. Dragon 50€
| align="center" | 20€ (Man muss DebugWire aktivieren)
|}

Das Demo-Board sollte ein Board sein, nicht zu teuer, um die ersten Erfahrungen zu sammeln. Wenn einem der Prozessor gefällt, so kann man später immer noch mit einem zweiten Demo-Board, z.B. mit Display aufrüsten.

Wenn man gerne mit einem Steckbrett sich die Schaltung zusammen stecken möchte, so kann man entweder die benötigten Drähte am Demo-Board anlöten oder bei z.B. [[AVR]]/[[PIC]] Prozessoren gibt es Ausführungen im DIL Gehäuse, die direkt steckbar sind.

Ein Programmieradapter sollte unbedingt auch einen Debugger beinhalten. Denn für den Start ist es ungemein hilfreich zu sehen was im Prozessor gerade geschieht. Die JTAG-Adapter für einen [[STM32]] Prozessor sind alle Debugger-Tauglich. Für die [[AVR]] Controller gibt es auch oft reine Programmer (AVR ISP oder Selbstbau-Lösungen über die serielle oder parallele Schnittstelle) welche den Mikrocontroller nur beschreiben können. Für die [[PIC]] Controller werden solche reinen Programmer vereinzelt auch noch angeboten. Sinvoller sind hingegen Debugger, die die Ausführung eines Mikrocontrollers anhalten können um die aktuelle Position im Programmcode, Variableninhalt, Register, ... auszulesen bzw. zur Laufzeit zu ändern.

Der für den [[STM32]] empfohlene Segger J-LINK EDU ist zwar nicht der günstigste (z.B. auf einem STM32F4DISCOVERY Borad ist ein ST-LINK/V2 mit drauf, den man für andere [[STM32]] nutzen kann) aber eines der besten, mit sehr guten Software-Tools und nutzbar für alle Prozessoren mit ARM-Kern (ARM7/9/11/... Cortex-Mx der Hersteller Atmel, Energy Micro, Freescale, Holtek, TI, NXP, Nuvoton, ST, Toshiba, ... unter Windows, Linux und MAC). Niemals am Werkzeug sparen und man hat viel mehr Freude bei der Arbeit.

<references />

= Programmierumgebungen=

Bei den Programmierumgebungen gibt es zu allen Prozessorfamilien kostenlose und Leistungsfähige Software

{| {{Tabelle}}
|- bgcolor="#d0d0ff"
! Betriebssystem || [[STM32]] || [[AVR]] || [[PIC]] || [[MSP430]] || [[Arduino]]
|-
| Windows
| align="center"|[http://www.coocox.org/CooCox_CoIDE.htm CooCox]
| align="center"|Atmel-Studio
| align="center"|[http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/ MPLAB X] (IDE inklusive compiler)
| align="center"|??
| align="center"|[[Arduino]] 1.0.5
|-
| Linux
| align="center"|[http://eclipse.org/downloads/ Eclipse IDE for C/C++ Developers]
| align="center"|??
| align="center"|[http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/ MPLAB X] (IDE inklusive compiler)
| align="center"|??
| align="center"|[[Arduino]] 1.0.5
|-
| MacOS
| align="center"|[http://eclipse.org/downloads/ Eclipse IDE for C/C++ Developers]
| align="center"|??
| align="center"|[http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/ MPLAB X] (IDE inklusive compiler)
| align="center"|??
| align="center"|[[Arduino]] 1.0.5
|}

natürlich gibt es noch viele weitere (für [[STM32]] siehe [[STM32#Programmierung]]), es sollte jedoch nur die jeweils einfachste kostenlose (und ohne Codebegrenzung) für den ersten Einstieg gezeigt werden.

* [http://www.coocox.org/CooCox_CoIDE.htm CooCox] Anleitung wie man innerhalb einer Stunde die LED eines Nagel neuen STM32F4DISCOVERY Boards zum blinken bekommt, Artikel: [[STM32 CooCox Installation]]. Diese Anleitung ist eine Schritt-Für-Schritt Anleitung um den aller ersten Start zu vereinfachen.
* Mit [http://www.coocox.org/CooCox_CoIDE.htm CooCox] können sehr viele Prozessoren mit Cortex-M0, M3 und M4 Kern programmiert werden. Unter anderem der Firmen Atmel, Energy Micro, Freescale, Holtek, TI, NXP, Nuvoton, ST und Toshiba. Somit hat man eine Entwicklungsumgebung und ist damit nicht an einen Hersteller der µC gebunden.
* Mit [http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/ MPLAB X] können alle Prozessoren von Microchip (z.B. PIC18, PIC24, PIC32, dsPIC) programmiert werden.

= Dokumentation=

Bevor man sich für einen Prozessor entscheidet sollte man unbedingt deren Dokumentation mal zumindest überfliegen und auch deren Errata's lesen. Nicht dass man eine Anwendung erstellen möchte und stellt hinterher fest, dass genau dieser Teil so buggy ist das er nicht genutzt werden kann.

Beim [[STM32]] hat die Dokumentation doch recht viele Seiten, viel mehr als bei einem [[AVR]] oder PIC, dabei ist vieles eher knapp beschrieben. Der Aufbau der [[STM32]] Dokumentation ist [http://www.mikrocontroller.net/articles/STM32#Struktur_der_Dokumentation: hier] beschrieben.
 Bei den PICs ist die Dokumentation wiederum anders strukturiert, [http://www.mikrocontroller.net/articles/PIC#Dokumenatation siehe im PIC Artikel].

Für die [[STM32]], [[AVR]] und [[PIC]] Mikrocontroller gibt es zudem viele, auch deutschsprachige Einsteigerhilfestellungen und Tutorials.

Parallel zur Dokumentation sollte man sich auch die Demo-Beispiele der Hersteller anschauen, dann wird vieles gleich verständlicher.

Eine Übersicht über die Funktionen gibt es im Artikel: [[STM32]]

= Die Arbeit mit dem [[STM32]]=

Zu erst einmal SOOO groß sind die Unterschiede zwischen den einzelnen Prozessoren nicht. Alle haben Ein-/Ausgänge und um mittels einem Port-Pin eine LED ansteuern zu können muss bei jedem Prozessor der Pin erst einmal parametriert werden, egal ob das jetzt ein [[STM32]] oder ein [[AVR]] oder ein [[MSP430]] ist. Nur hat man bei einem [[STM32]] doch einige Funktionen mehr, z.B. zuschaltbarer Pull-Up oder Pull-Down Widerstand und spezielle Setz-Rücksetzregister, die andere Prozessoren nicht haben, jedoch das Programmieren vereinfachen.
Der Haupt-Unterschied zu den anderen Prozessoren ist, dass der [[STM32]] so viele Peripherie-Module beherbergt, dass man die einzeln immer mit einem Clock aktivieren muss, denn damit lässt sich viel Strom sparen.

Und mal ganz ehrlich die Diskussion welcher µc einfacher zu konfigurieren ist, ist doch absoluter Unsinn. Der Weg ist immer der Gleiche:
*1. Blick ins Datenblatt welche Register für diese Funktion benötigt werden.
*2. Werte ermitteln die in die Register eingetragen werden.
*3. Werte ins Register schreiben. Da machte es GAR KEINEN UNTERSCHIED ob es ein [[AVR]], 8051/2, [[ARM]],...... ist.

Stimmt schon es gibt Unterschiede. Die Register haben anderen Namen, andere Adressen, andere Bitbedeutungen,...
Aber es steht doch alles im Datenblatt. Und ob ich jetzt einen [[AVR]] oder einen [[ARM]] das erste mal vor mir liegen hab. Ich brauch in allen Fällen die oben beschriebenen Schritte.

Das Interruptsystem ist bei einem [[STM32]] zusätzlich priorisiert, damit kann man festlegen welcher Interrupt vorrangig bearbeitet wird. Die Prioritätenvergabe ist auch kein Hexenwerk.

Zu allen Prozessoren liefern die jeweiligen Hersteller umfangreiche Demo-Codes und Libraries mit. Meist sind alle in C geschrieben, daher sollte auch die Programmiersprache C verwendet werden. Vor allem auch wenn man berufliche Absichten verfolgt.

Und wenn man einen [[STM32]] kann, dann ist ein Umstieg auf einen [[LPC1xxx]] (NXP) oder andere Hersteller überhaupt kein Problem (*), denn die bieten ebenfalls Prozessoren mit Cortex-M3 Kern und man kann diese mit der gleichen Programmierumgebung programmieren. Somit ist man nicht zwingend Herstellerabhängig. (* jeder Hersteller verbaut seine eigene Peripherie, die andere Funktionalitäten haben.)

Mit einem [[STM32]] kann man als Hobby-Baster und Professionell nahezu alle Anwendungen realisieren. Der hat genügend RAM und FLASH Speicher und auch genügend Geschwindigkeit. Viele Gehäuse-Varianten um kleine bis hin zu größere Geräte zu erstellen. Viele Schnittstellen, sind im Artikel [[STM32]] beschrieben.

Für den Einstig gibt es diverse, auch deutschsprachige, Tutorials im Netz. Eine Übersicht ist [http://www.mikrocontroller.net/articles/STM32#Weblinks.2C_Foren.2C_Communities.2C_Tutorials hier auf der STM32 Seite]. (Beispiel: [http://diller-technologies.de/stm32_wide.html STM32 Tutorial in Deutsch von Diller Technologies])
 Wobei dazugesagt werden muss dass diese meist auf die Standard ST-Libs aufbauen. Diese Libs vereinfachen zum einen das Ansteuern/die Benutzung der Peripheriefunktion zum anderen muss man diese erst mal kennen lernen. Vereinfacht wird das da ALLE [http://www.st.com/stonline/stappl/productcatalog/app?page=partNumberSearchPage&levelid=SS1577&parentid=1743&resourcetype=SW ST-Demo-Codebeispiele] ebenfalls auf diesen Lib's basieren und somit wird der Wechsel innerhalb des [[STM32]] deutlich vereinfacht.
 STM32F4xx Library von ST: [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/PF257901# "STSW-STM32065 STM32F4 DSP and standard peripherals library"] incl. Dokumentation und Demo-Projekte zu allen CPU Funktionen.

Der einzige Nachteil beim [[STM32]]: man muss etwas mehr lesen, da eine Peripherie doch viel mehr Funktionalität hat (sofern man das Modul überhaupt benötigt). Ansonsten kenne ich nicht wirklich einen Grund warum man als Neueinsteiger keinen [[STM32]] nehmen sollte.

= Programmiersprachen =
* Wie bei vielen anderen Controllern wird beim [[STM32]] auch hauptsächlich C und C++ verwendet. Kennen sollte man die Programmiersprache C schon, wenn man davon noch keine Ahnung hat dann sollte man erst mal mittels einem Tutorial auf einem PC ein Konsoleprogramm schreiben, sodass man es einigermaßen kennen lernt. Hier im Forum gibt es ebenfalls Artikel dazu. Zielt man auf die (spätere) Anwendung in der Industrie, sollte aufgrund der Verbreitung auf jeden Fall C (oder C++) gewählt werden; außerdem sind die meisten verfügbaren Libraries in C geschrieben.
* Assembler sollte man nur grob verstehen, Details wie ein Befehl arbeitet ist unwichtig. Selbst wenn man die Zyklen für einen Funktionsaufruf wissen will, so bietet der [[STM32]] (Cortex-M3) einen Cycle-Counter den man auslesen kann; durch die komplexere Pipeline und Cache-Effekte sind die Laufzeiten allerdings nicht genau vorhersehbar. Wird zyklengenause Timing benötigt, sollten Timer verwendet werden - davon hat der [[STM32]] genug.

Der 32bit-Adressraum, der RAM, Flash, I/O-Register vereinheitlicht ansprechen kann (im Gegensatz zu z.B. [[AVR]]) ist ideal für eine Verwendung durch Hochsprachen; bei Pointern muss keine zusätzliche Information verwaltet werden, in welche Art Speicher sie zeigen. Die Adresse gibt dies eindeutig an (es gibt nur '''eine''' Adresse 42, und nicht 2 wie z.B. beim [[AVR]] (Flash, RAM & I/O)) und die Hardware spricht automatisch den richtigen Speicher an. Die Möglichkeiten zur Offset-Adressierung, der Barrel-Shifter, Divsions-Einheit, die FPU (bei STM32F4), Interrupt-Modell etc. begünstigen ebenfalls die Erzeugung effizienteren Codes. Außerdem haben die [[STM32]] einfach mehr "rohe Leistung", d.h. mehr Flash/RAM-Speicher und höhere Taktfrequenzen. 
 
'''Folgerung''': Die Programmierung in Hochsprachen ist '''bequemer als bei 8-Bittern''', denn man muss sich einfach weniger Gedanken machen, ob der Compiler ein Programm nun effizent umsetzen kann (kann man natürlich trotzdem machen, um noch mehr Leistung "herauszuquetschen", wenn man will).

= Weitere Randbedingungen für die Entscheidung=

Der wichtige Punkt, der oftmals auch vergessen wird: die Beschaffbarkeit. Wenn jemand einen Renesas M16C oder Fujitsu empfiehlt, dann sucht man erst mal und findet nur wenige vereinzelte die man privat kaufen kann.

Oder auch die Unterstützung im Internet - ist bei einigen Exoten spärlich. Dieses Forum bietet die beste Hilfe für [[AVR]], PIC, [[MSP430]], [[LPC1xxx]] und [[STM32]].

Andere Prozessoren sind schon sehr alt, bzw. nicht mehr modern da deren Peripherie zum Teil doch recht eingeschränkte Funktionalität bietet. z.B. viele 8051 Typen oder PIC16 (oder auch dsPIC30). Die mögen für Mini-Anwenungen gut sein, aber wer will den schon gerne sich extra für eine Kleinanwendung mit einem kleinen µC auseinandersetzen, wenn er schon einen [[STM32]] kennt, mit dem er alles machen kann (und sich bereits gute Funktionen geschrieben hat)?

Daher mein Resümee: wer nicht gerade auf den Kopf gefallen ist, der kann getrost mit einem [[STM32]] starten. Ein [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/FM116/SC959/SS1532/PF252419?s_searchtype=keyword STM32F4DISCOVERY] Board kostet nur ca. 20 EUR - und mehr muss für den ersten Start nicht investiert werden - wenn es doch zu komplex sein sollte gibt es hier im Forum auch viel Hilfe. Jedenfalls sind diese 20 EUR wirklich keine große Investition.
 Wer berufliche Absichten verflogt, sollte zu einem späteren Zeitpunk sich unbedingt auch mit einem zweiten, anderen Prozessor beschäftigen um so die nötigen Erfahrungen zu gewinnen.

Ein paar Forumbeiträge:
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/317792#3481048 "Klein anfangen!" heisst die Devise]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/312330#3483218 Einen 8-Bitter nehme ich nur noch aus "Nostalgiegründen"]

= Übersicht CPU Funktionalitäten=

In diesem Abschnitt ist kurz gezeigt welche Möglichkeiten die CPUs bei den oben empfohlenen Einsteigerboards haben

=== STM32F407 - vom STM32F4DISCOVERY Board ===

{| class="wikitable"
|-
| [[Datei:STM32F407.png|mini|x400px]]
| [[Datei:stm32f4_discovery2.png|mini|x400px]]
|-
| [http://www.st.com/web/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1577/LN11/PF252140?s_searchtype=partnumber Blockdiagramm STM32F407]
| [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/FM116/SC959/SS1532/PF252419 STM32F4DISCOVERY Demoborad]
|}

Es sind sehr viele Peripheriemodule im µC implementiert. Jedes einzelne Peripherie-Modul (z.B. Ethernet, USB, CAN, Timer, AD-Wandler, usw.) kann aktiviert werden indem der Clock freigeschaltet ist. So lange der Clock nicht aktiviert wurde verhält sich das Modul so als ob es nicht vorhanden wäre und beeinträchtigt in keinster Weise die Bearbeitung vom Prozessor. Somit lässt sich der Stromverbrauch senken.

Eine ganze Auflistung der Einzelmodule steht im Artikel: [[STM32]] und [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169 auf der Homepage von ST]

Zu Anfang mag vielleicht die interne Busstruktur verwirren, jedoch braucht man dies nicht beachten. Wenn nun die CPU auf UART4 zugreifen möchte, so gehen die Daten durch die Buse "AHB1" > "ABH/APB1-Bride" > "APB1". Dies erledigt der µC ganz von alleine. Diese Unterteilung ist technisch nötig, da die Peripheriebuse nicht mit dem gleichen Prozessortakt betrieben werden (wie z.B. bei [[MSP430], siehe Schaubild unten), die "Bridge" managt ganz alleine das Handling und generiert automatisch Wait-Befehle für die CPU.
 Die "AHB-Bus-Matrix" ist ebenfalls für den Anwender meist uninteressant. ST hat damit ein System geschaffen, damit die CPU, DMA's und Displaycontroller gleichzeitig auf die verschiedenen RAM-Bereiche zugreifen können um mehr Daten parallel zu verarbeiten. Somit braucht man diese Matrix erst mal nicht beachten.

Ebenso braucht man zu Anfang sich auch keine Gedanken um den Prozessortakt machen, wenn man nichts initialisiert so läuft der STM32F4xx mit dem internen RC-Oszillator von 16MHz und die Peripheriebuse laufen ebenfalls mit der gleichen Geschwindigkeit. Erst wenn man später umfangreichere Applikationen schreibt bei der die 16MHz nicht mehr reichen, so kann man die PLL aktivieren und die Taktrate flexibel bis auf 168MHz hoch setzen. (Siehe Demo-Projekt von [[STM32 CooCox Installation]].)

=== [[AVR]] ([[Arduino]])===

Details können im Artikel [[AVR]] gelesen werden.

=== PIC18, PIC24, PIC32===

Details können im Artikel [[PIC]] gelesen werden.

=== MSP430 - vom MSP-EXP430FR5739 Experimentier-Board===

{| class="wikitable"
|-
| [[Datei:MSP430FR5739.gif|mini|x350px]]
| [[Datei:MSP-EXP430FR5739.jpg|mini|x350px]]
|-
| Blockdiagramm MSP430FR5739
| MSP-EXP430FR5739 Demoboard
|}

Details können im Artikel [[MSP430]] gelesen werden.

=== LPC1x d.h. Cortex -M0 & -M3 Familie von NXP ===
Details können aus dem Leitartikel [[LPC1xxx]] und den darin verlinkten Artikeln entnommen werden.

= Tipps und Tricks bei der Programmierung=

===Interruptcontroller vom Cortex-M3/M4===

Der [[STM32]] NVIC Controller (Interruptcontroller) ist eine Funktion des Cortex-Mx Kerns und alle Funktionen sind in der CMSIS hinterlegt.

Jeder Interrupt hat eine Priorität von 4 Bit. Diese 4 Bit können in eine "pre-emption priority" und "subpriority" unterteilt werden.

Beispiel 2 Bit zu 2 Bit Unterteilung:
<syntaxhighlight lang="c">
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); // 2 Bits für pre-emption priority
</syntaxhighlight>

Somit kann "pre-emption priority" den Wert 0..3 und "subpriority" auch 0..3 erhalten. Um so kleiner die Zahl ist um so höherwertig ist der Interrupt.

Beispiel:
 ISR1 Pre 2 / Sub 1
 ISR2 Pre 1 / Sub 1
 ISR3 Pre 1 / Sub 2

Wenn jetzt ISR1 kommt, dann wird der aufgerufen. Kommt während dem ein ISR2 dann darf der den ISR1 unterbrechen, da er eine höhere "pre-emption priority" Wertigkeit hat.

Wenn ISR2 bereits aktiv ist, so darf ISR3 diesen nicht unterbrechen, ISR1 ebenfalls nicht.

Wenn ISR2 und ISR3 gleichzeitig kommen, so wird zu erst ISR2 bearbeitet, anschließend ISR3 da beide die gleiche "pre-emption priority" haben fällt die Entscheidung anhand der "subpriority".

Beispiel Interrupt Konfiguration für USART1 mittels ST-LIB Funktionen:
<syntaxhighlight lang="c">
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitSt;
NVIC_InitSt.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
NVIC_InitSt.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 3; // << Tiefe Prio
NVIC_InitSt.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
NVIC_InitSt.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitSt);
</syntaxhighlight>

=== Taktzeitberechnung und Überwachung===

Bei Zeitkritischen Applikationen stellt sich immer wieder die Frage wie viele Prozessortakte nun die Funktion verbraucht. Ist der Interrupt auch wirklich nicht zu lange und wie viel Reserve gibt es noch?
 Der Cortex-Mx Kern hat dafür extra einen Core Systick-Zähler implementiert, die man mittels der CMSIS nutzen kann:

<syntaxhighlight lang="c">
CORE_ClearSysTick(); // Zähler löschen
: : : // Programmbearbeitung
uint32_t iZ = CORE_GetSysTick(); // Zähler auslesen
</syntaxhighlight>

In iZ steht nun wie viele Maschinentakte der Prozessor für die Bearbeitung benötigt hat und kann mit folgender Formel umgerechnet werden:

Zeit in µSec = iZ / CPU-Takt in MHz

= FAQ - Anfängerfragen=

* Muss ich, wenn ich die Debugging-Funktionen nutzen möchte einen JTAG Adapter anschließen? - Ja. Auf dem STM32F4DISCOVERY ist jedoch bereits einer mit drauf.
* Mit diesem kann ich dann den µC auch programmieren? - Ja, programmieren und debuggen.
* Ich möchte eine eigene Platine entwickelt, jedoch der 20polige [[JTAG]]-Anschluss ist mir zu groß, gibt es eine Alternative? - Ja, [http://www.mikrocontroller.net/articles/JTAG#Der_10-polige_JTAG_Stecker_von_mmvisual "Der 10-polige JTAG Stecker von mmvisual"]

= Weblinks, Foren, Communities, Tutorials =
* [[STM32]] Hauptartikel, [http://www.mikrocontroller.net/articles/STM32#Weblinks.2C_Foren.2C_Communities.2C_Tutorials dortige Linksammlung]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/319328 Diskussion zum Artikel]
* [[STM32 CooCox Installation]]
* [[STM32 Eclipse Installation]]
* [[LPC1xxx für Umsteiger]]

<references/>
[[Kategorie:ARM]]
[[Kategorie:STM32]]
[[Kategorie:Mikrocontroller]]

STM32 für Einsteiger

2014-01-10T13:41:03Z

Mmvisual: /* Weitere Randbedingungen für die Entscheidung */

Immer wiederkehrend hier im Forum "Mit welchem Mikrocontroller anfangen?". Es gibt eine große Auswahl und eben so viele Empfehlungen. In diesem Artikel soll zu erst geholfen werden ob ein STM32-Prozessor mit Cortex-M3/M4 Kern überhaupt der Richtige für den Start ist.
Nicht für jeden ist der [[STM32]] zu empfehlen, denn die Anforderungen und Wünsche die man realisieren möchte, sowie die eigenen Fähigkeiten sind verschieden.

Es werden meist die Prozessoren [[AVR]], [[PIC]], [[Arduino]], [[MSP430]], [[LPC1xxx]] und [[STM32]] empfohlen. Seltener auch 8051 und M16C. Alle haben Vorzüge und ebenso auch Nachteile.

[[Bild:STM32F407SB.jpg|thumb|right|340px|STM32F417 auf einem Selbstbau-Board]]

= Eigene Fähigkeiten und Wünsche =

Dieser Artikel geht davon aus, dass bereits Elektronik Kenntnisse vorhanden sind. Wenn nicht dann sollte man erst einmal den Artikel "[[Absolute Beginner]]" durcharbeiten, sowie die anderen Artikel aus der Kategorie "[http://www.mikrocontroller.net/articles/Kategorie:Grundlagen Grundlagen]".
 Weitere Artikel die andere Prozessoren näher darstellen da sich dieser Artikel hauptsächlich auf [[STM32]] konzentriert: [[Entscheidung Mikrocontroller]] und [[Mikrocontroller Vergleich]]. Die Seiten [[AVR]], [[MSP430]], [[LPC1xxx]] und [[PIC]] zeigen mehr Details über diese µC. Hier werden nur grob ein paar Tabelle zum Vergleichen gezeigt.

Zu erst einmal die Randbedingungen, mit der man sich selbst zu erst einmal einschätzen sollte:
{| {{Tabelle}}
|- bgcolor="#d0d0ff"
! Fähigkeit || [[STM32]] || [[AVR]] || colspan="3" | [[PIC]] || [[MSP430]] || [[Arduino]]
|-
| Bitbreite, jedoch unwichtig für Einsteiger || align="center" | 32-bit || align="center" | 8-bit || align="center" | 8-bit (PIC18) || align="center" | 16-bit (PIC24) || align="center" | 32-bit (PIC32) || align="center" | 16-bit || align="center" | 8-bit
|-
| Neueinsteiger, kaum Elektronikkenntnisse, noch nie programmiert
| align="center" | O
| align="center" | O <ref name="AVR_TUT1">[http://www.rn-wissen.de/index.php/AVR-Einstieg_leicht_gemacht], RoboterNetz: AVR-Einstieg leicht gemacht</ref><ref name="AVR_TUT2">[http://www.avr-asm-tutorial.net/avr_de/], Tutorial für das Erlernen der Assemblersprache von AVR-Einchip-Prozessoren</ref>
| colspan="3" align="center" | O
| align="center" | O
| align="center" | X
|-
| Wunsch ist SD-Card oder Grafik-Display
| align="center" | X
| align="center" | O
| align="center" | O <ref name="PIC_SD">[http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=2680&dDocName=en537999], Microchip Memory Disk Drive File System for PIC18 PIC24 dsPIC PIC32</ref> || align="center" | X<ref name="PIC_SD" /><ref name="PIC_LCD">[http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/technology/graphics/], Microchip Graphics Library</ref> || align="center" | X<ref name="PIC_SD" /><ref name="PIC_LCD" />
| align="center" | X
| align="center" | O
|-
| Wunsch ist TCP/IP Netzwerk
| align="center" | X
| align="center" | O
| colspan="3" align="center" | X <ref name="PIC_TCP">[http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=2505&param=en535724], Microchip TCP/IP stack</ref>
| align="center" | O
| align="center" | O
|-
|-
| Wunsch ist Kamera und Video-/Bildbearbeitung
| align="center" | X
| align="center" | -
| align="center" | - || align="center" | - || align="center" | X
| align="center" | -
| align="center" | -
|-
| Möchte die Erkenntnisse beruflich nutzen
| align="center" | X
| align="center" | X
| colspan="3" align="center" | X
| align="center" | X
| align="center" | -
|-
| Strom sparende Anwendungen
| align="center" | - 300 nA Sleep<ref name="STM_Power">[http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1295], [[STM32]] L1 series of ultra-low-power MCUs</ref> 230 μA/MHz
| align="center" | - 100 nA Sleep<ref name="AVR_Power1">[http://www.atmel.com/technologies/lowpower/default.aspx], Atmel picoPower Technology</ref> <ref name="AVR_Power2">[http:/www.futurlec.com/News/Atmel/PicoPower.shtml], Atmel Releases New picoPower AVR Microcontrollers</ref> 340 μA/MHz
| colspan="2" align="center" | X 9 nA Sleep<ref name="PIC_XLPvsTI">[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/39989A.pdf], The Truth about Power Consumption in PIC® MCUs with
XLP Technology vs. TI’s MSP430</ref><ref name="PIC_XLP">[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/30009941F.pdf], nanoWatt XLP eXtreme Low Power PIC® Microcontrollers</ref> 35 μA/MHz || align="center" | -
| align="center" | X 100 nA Sleep<ref name="TI_Power1">[http://www.ti.com/lit/wp/slay015/slay015.pdf], Texas Instruments: Ultra-Low Power Comparison: MSP430 vs. Microchip XLP</ref><ref name="TI_Power2">[http://www.ti.com/ww/mx/multimedia/webcasts/Aspectos_Generales_MSP430.pdf], Texas Instruments: Meet MSP430</ref> 100 μA/MHz
| align="center" | -
|-
| Multithreading, RTOS, Schedulern
| align="center" | X
| align="center" | - <ref name="AVR_RTOS1">[http://www.freertos.org/a00098.html], Atmel AVR freeRTOS port</ref><ref name="AVR_RTOS2">[http://www.femtoos.org/], Femto OS: RTOS for small MCU's like AVR</ref>
| align="center" | - <ref name="PIC_RTOS2">[http://www.freertos.org/a00097.html], Microchip PICmicro (PIC18) freeRTOS Port</ref> <ref name="PIC_RTOS3">[http://www.pumpkininc.com/], Salvo RTOS</ref>|| align="center" | X<ref name="PIC_RTOS">[http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=1406&dDocName=en531543&redirects=rtos], 3rd Party RTOS selection guide</ref> || align="center" | X<ref name="PIC_RTOS" />
| align="center" | X <ref name="TI_RTOS">[http://processors.wiki.ti.com/index.php/MSP430_Real_Time_Operating_Systems_Overview], TI Wiki: MSP430 Real Time Operating Systems Overview</ref>
| align="center" | -
|-
| Besonders große, speicherintensive Programme z.B. Grafiken, Fonts
| align="center" | bis 2MB Flash bis 256kB SRAM <ref name="STM32Ueb">[http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169], Übersicht aller verfügbaren [[STM32]] µC von ST</ref>
| align="center" | bis 256kB Flash bis 16kB SRAM
| align="center" | bis 128kB Flash bis 4kB SRAM || bis 2MB Flash bis 98kB SRAM || bis 2MB Flash bis 512kB SRAM
| align="center" | bis 512KB Flash bis 66kB SRAM
| align="center" | bis 256kB Flash bis 16kB SRAM
|-
| Sehr viel PWM mit komplexem Timing
| align="center" | X
| align="center" | AT90Spwm
| align="center" | - || align="center" | X || align="center" | X
| align="center" | O
| align="center" | -
|-
| Deutschsprachige Community
| align="center" | O
| align="center" | X
| align="center" | X <ref name="SPRUT">[http://www.sprut.de/], sprut.de</ref> || align="center" | - || align="center" | -
| align="center" | -
| align="center" | X
|-
| Anzahl möglicher HW-Breakpoints
| align="center" | 4 bis 6
| align="center" | 2
| align="center" | 1 bis 5 <ref name="PIC_HWBP">[http://www.microchip.com/stellent/groups/SiteComm_sg/documents/DeviceDoc/en556761.pdf], PIC Hardware Breakpoints (Seite 6)</ref> || align="center" | 1 bis 10 <ref name="PIC_HWBP"/> || align="center" | 6<ref name="PIC_HWBP"/>
| align="center" | 2
| align="center" | 2
|}
* X = ja
* O = Teilweise, Einschränkungen
* - = nicht empfohlen
Nur um nicht zu verwirren, auch wenn Teile "nicht empfohlen" sind, heißt dass nicht dass es mit dem Prozessor nicht geht, vielmehr dass es mehr Aufwand ist das zu realisieren oder mehr Einschränkungen hat.
Viele Eigenschaften weisen nur bestimmte Modelle einer Mikrocontrollerfamilie auf. Der Wechsel innerhalb einer Familie gestaltet sich jedoch oft einfach (z.B. innerhalb [[STM32]] oder innerhalb PIC24).

Die Spalte [[STM32]] zeigt die Prozessorfamilie von STM32F0xx bis STM32F4xx mit einem Cortex-M0 oder M3/M4 Kern. Die technischen Daten sind ähnlich anderer Hersteller die auch einen Cortex-Mx Kern verbauen wie z.B. NXP ([[LPC1xxx]]), Freescale, Atmel, TI, Toshiba, usw. Jedoch bietet ST mit dem [[STM32]] eine hohe Flexibilität an Gehäuse-Variationen (vergleichbar mit NXP [[LPC1xxx]]) und ist privat recht leicht beschaffbar. Übersicht aller verfügbaren [[STM32]] µC von ST<ref name="STM32Ueb">[http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169], Übersicht aller verfügbaren [[STM32]] µC von ST</ref>.

Die Spalte PIC zeigt die Eigenschaften der 8-Bit PIC18 (vergleichbar mit [[AVR]]), 16-Bit [[PIC24]]/[[dsPIC]] (vergleichbar mit [[MSP430]]) und 32-Bit [[PIC32]] (vergleichbar mit [[STM32]]). Ein Wechsel des Mikrocontrollers innerhalb der Familien ist Codetechnisch problemlos möglich. <ref name="PIC_codeswitch">[http://www.elektor.nl/Uploads/Files/PIC24FIntro_5f082806.pdf], Microchip: Introduction to the 16-bit PIC24F Microcontroller Family</ref> Hardwaretechnisch sind verschiedene Modelle gleicher Familie zudem auch meist Pin-Kompatibel <ref name="PIC_PinCompatibility">[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/00148m.pdf], Microchip: 2007 Product Selector Guide (Seite 114 ff.)</ref> sodass ohne Design-Änderung zwischen verschiedenen Modellen gewechselt werden kann.
Ein Wechsel zwischen den Familien ist Architekturbedingt aufwendiger, vor allem von 8-Bit auf 16/32-Bit. <ref name="PIC_8to16Migration">[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/39764a.pdf], Microchip: PIC18F to PIC24F Migration: An Overview</ref> Aufgrund gleichbleibender IDE (Mplab) sowie gleichbleibenden Libraries bei Verwendung einer Hochsprache (C) jedoch vor allem zwischen 16-Bit und 32-Bit ohne weitere Probleme möglich <ref name="PIC_16to32Migration">[http://www.embedded.com/design/mcus-processors-and-socs/4007683/Practical-migration-from-8-16-to-32-bit-PIC], Artikel: Practical migration from 8-/16- to 32-bit PIC</ref>.
 Ein PIC10/12/16 ist für den Einstieg nicht empfohlen, da diese Architekturbedingt viele Einschränkungen haben, die eher hinderlich für das Lernen sind.

Der "[[Arduino]]" ist kein eigenständiger Prozessor, sondern ein fertiges Board mit einer "[[Arduino]]" Programmierumgebung (und einem AVR Prozessor), extra geschaffen für Einsteiger. Allerdings ist da der Lerneffekt viel geringer da man den Prozessor mit der [[Arduino]]-Software programmiert und nicht direkt die Register. Anderseits ist der Arduino besser für jemanden geeignet, der eigentlich nicht lernen möchte, sondern nur mal schnell etwas steuern/basteln will und so ohne großartige µC Kenntnisse zum Ziel kommt. Für diese Zielgruppe ist der Arduino perfekt.

<references />

= Unwichtige Randbedingungen =

Oftmals werden fälschlicherweise Argumente für oder gegen eine µC-Familie ausgesprochen, die in der Praxis '''zum Einstieg''' (bei konkreten Anwendungen kann das anders aussehen) eher unwichtig sind.

* Spannungsversorgung 3,3V / 5V (Wobei z.B Atmel XMega keine 5V Tolerante Eingänge besitzt)
* 8 (z.B. [[AVR]]), 16 (z.B. [[MSP430]]) oder 32 (z.B. [[STM32]]) Bit
* Prozessorkern Cortex-M0/M3/M4, MIPS, ARM7/9/..., AVR-RISC, PIC-RISC, 8051, ...
* Interrupt System mit mehr oder weniger Features
* Programmiersprache (Assembler, Basic, C, C++, Pascal)
* Programmierumgebung - ist ohnehin Geschmackssache
* Assembler verstehen (Sollte nur theoretisch verstanden werden, ein Programm sollte in einer Hochsprache geschrieben sein)
* DIL Gehäuse - steckbretttauglich ([[STM32]]-Prozessoren gibt es auch fertig gelötet auf einem steckbretttauglichen Board)
* Programmieradapter - solange er auch debuggen kann
* zu 90% reicht doch ein kleiner Prozessor ([[AVR]]/PIC) - und für die restlichen kann man immer noch einen großen nehmen. Warum also nicht gleich einen großen nehmen?

= Kosten =

Grobe Abschätzung was das alles denn kosten wird. Hier sind nur einige Beispiele gezeigt (Einzelpreise bei Bezugsquellen in Deutschland).

{| {{Tabelle}}
|- bgcolor="#d0d0ff"
! Board || [[STM32]] || [[AVR]] || PIC18/24/32 || [[MSP430]] || [[Arduino]]
|-
| Demo-Board
| align="center" | <ref name="STM32F4DISCOVERY">[http://www.st.com/web/en/catalog/tools/FM116/SC959/SS1532/PF252419], ST STM32F4DISCOVERY Demoboard</ref> 9..20€ (incl. Programmieradapter und Debugger)
| align="center" | 5..500€, z.B. [[Arduino]] || align="center"| <ref name="PICDEMOBOARD">[http://www.microchipdirect.com/ProductDetails.aspx?Catalog=BuyMicrochip&Category=Starter%20Kits&mid=1&lmid=610], Microchip Demoborad</ref> durchschnittlich 18€ .. 50€]
| align="center" | <ref name="MSP430DEMOBOARD">[http://www.ti.com/tool/msp-exp430fr5739], MSP430 Demoborad</ref> ~35€
| align="center" | 20€
|-
| Steckbrettaugliches Board
| align="center" | s.o. oder <ref name="STM32F405Board">[http://re.reworld.eu/de/produkte/s64dil-405/index.htm], S64DIL-405 mit STM32F405</ref>S64DIL-405 30€
| align="center" | DIP IC
| align="center" | DIP IC
| align="center" | ??
| align="center" | ab ca. 4€ (Pro Mini)
|-
| Einzelchip (Einzelstückpreise)
| align="center"| 2..15€ nur SMD (TSSOP..LQFP..BGA)
| align="center"|0,6–5€ SMD + DIP
| align="center"|0,5-15€ SMD + DIP
| align="center"|??
| align="center"|siehe AVR
|-
| Programmieradapter
| align="center" | 0€ da Bootloader (ROM) UART / USB usw. unterstützt
| align="center" | ab 4€
| align="center" |
| align="center" |
| align="center" |
|-
| Programmieradapter mit Debugger
| align="center" | s.o. oder z.B <ref name="JLINKEDU">[http://www.segger.com/j-link-edu.html], Segger J-LINK EDU</ref> Segger J-LINK EDU 50€ (sehr schnell und unterstützt viele Prozessoren)
| align="center" | <ref name="AVRDragon">[http://www.atmel.com/tools/AVRDRAGON.aspx], Atmel AVR Dragon</ref> AVR Dragon 40€ <ref name="JTAGICE3">[http://www.atmel.com/tools/JTAGICE3.aspx], AT JTAG ICE3</ref> AT JTAG ICE3 99€
| align="center" | <ref name="PICKIT3">[http://www.microchipdirect.com/ProductSearch.aspx?keywords=PG164130], Microchip PICkit 3</ref> PICkit 3 30€
| align="center" | z.B. Dragon 50€
| align="center" | 20€ (Man muss DebugWire aktivieren)
|}

Das Demo-Board sollte ein Board sein, nicht zu teuer, um die ersten Erfahrungen zu sammeln. Wenn einem der Prozessor gefällt, so kann man später immer noch mit einem zweiten Demo-Board, z.B. mit Display aufrüsten.

Wenn man gerne mit einem Steckbrett sich die Schaltung zusammen stecken möchte, so kann man entweder die benötigten Drähte am Demo-Board anlöten oder bei z.B. [[AVR]]/[[PIC]] Prozessoren gibt es Ausführungen im DIL Gehäuse, die direkt steckbar sind.

Ein Programmieradapter sollte unbedingt auch einen Debugger beinhalten. Denn für den Start ist es ungemein hilfreich zu sehen was im Prozessor gerade geschieht. Die JTAG-Adapter für einen [[STM32]] Prozessor sind alle Debugger-Tauglich. Für die [[AVR]] Controller gibt es auch oft reine Programmer (AVR ISP oder Selbstbau-Lösungen über die serielle oder parallele Schnittstelle) welche den Mikrocontroller nur beschreiben können. Für die [[PIC]] Controller werden solche reinen Programmer vereinzelt auch noch angeboten. Sinvoller sind hingegen Debugger, die die Ausführung eines Mikrocontrollers anhalten können um die aktuelle Position im Programmcode, Variableninhalt, Register, ... auszulesen bzw. zur Laufzeit zu ändern.

Der für den [[STM32]] empfohlene Segger J-LINK EDU ist zwar nicht der günstigste (z.B. auf einem STM32F4DISCOVERY Borad ist ein ST-LINK/V2 mit drauf, den man für andere [[STM32]] nutzen kann) aber eines der besten, mit sehr guten Software-Tools und nutzbar für alle Prozessoren mit ARM-Kern (ARM7/9/11/... Cortex-Mx der Hersteller Atmel, Energy Micro, Freescale, Holtek, TI, NXP, Nuvoton, ST, Toshiba, ... unter Windows, Linux und MAC). Niemals am Werkzeug sparen und man hat viel mehr Freude bei der Arbeit.

<references />

= Programmierumgebungen=

Bei den Programmierumgebungen gibt es zu allen Prozessorfamilien kostenlose und Leistungsfähige Software

{| {{Tabelle}}
|- bgcolor="#d0d0ff"
! Betriebssystem || [[STM32]] || [[AVR]] || [[PIC]] || [[MSP430]] || [[Arduino]]
|-
| Windows
| align="center"|[http://www.coocox.org/CooCox_CoIDE.htm CooCox]
| align="center"|Atmel-Studio
| align="center"|[http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/ MPLAB X] (IDE inklusive compiler)
| align="center"|??
| align="center"|[[Arduino]] 1.0.5
|-
| Linux
| align="center"|[http://eclipse.org/downloads/ Eclipse IDE for C/C++ Developers]
| align="center"|??
| align="center"|[http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/ MPLAB X] (IDE inklusive compiler)
| align="center"|??
| align="center"|[[Arduino]] 1.0.5
|-
| MacOS
| align="center"|[http://eclipse.org/downloads/ Eclipse IDE for C/C++ Developers]
| align="center"|??
| align="center"|[http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/ MPLAB X] (IDE inklusive compiler)
| align="center"|??
| align="center"|[[Arduino]] 1.0.5
|}

natürlich gibt es noch viele weitere (für [[STM32]] siehe [[STM32#Programmierung]]), es sollte jedoch nur die jeweils einfachste kostenlose (und ohne Codebegrenzung) für den ersten Einstieg gezeigt werden.

* [http://www.coocox.org/CooCox_CoIDE.htm CooCox] Anleitung wie man innerhalb einer Stunde die LED eines Nagel neuen STM32F4DISCOVERY Boards zum blinken bekommt, Artikel: [[STM32 CooCox Installation]]. Diese Anleitung ist eine Schritt-Für-Schritt Anleitung um den aller ersten Start zu vereinfachen.
* Mit [http://www.coocox.org/CooCox_CoIDE.htm CooCox] können sehr viele Prozessoren mit Cortex-M0, M3 und M4 Kern programmiert werden. Unter anderem der Firmen Atmel, Energy Micro, Freescale, Holtek, TI, NXP, Nuvoton, ST und Toshiba. Somit hat man eine Entwicklungsumgebung und ist damit nicht an einen Hersteller der µC gebunden.
* Mit [http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/ MPLAB X] können alle Prozessoren von Microchip (z.B. PIC18, PIC24, PIC32, dsPIC) programmiert werden.

= Dokumentation=

Bevor man sich für einen Prozessor entscheidet sollte man unbedingt deren Dokumentation mal zumindest überfliegen und auch deren Errata's lesen. Nicht dass man eine Anwendung erstellen möchte und stellt hinterher fest, dass genau dieser Teil so buggy ist das er nicht genutzt werden kann.

Beim [[STM32]] hat die Dokumentation doch recht viele Seiten, viel mehr als bei einem [[AVR]] oder PIC, dabei ist vieles eher knapp beschrieben. Der Aufbau der [[STM32]] Dokumentation ist [http://www.mikrocontroller.net/articles/STM32#Struktur_der_Dokumentation: hier] beschrieben.
 Bei den PICs ist die Dokumentation wiederum anders strukturiert, [http://www.mikrocontroller.net/articles/PIC#Dokumenatation siehe im PIC Artikel].

Für die [[STM32]], [[AVR]] und [[PIC]] Mikrocontroller gibt es zudem viele, auch deutschsprachige Einsteigerhilfestellungen und Tutorials.

Parallel zur Dokumentation sollte man sich auch die Demo-Beispiele der Hersteller anschauen, dann wird vieles gleich verständlicher.

Eine Übersicht über die Funktionen gibt es im Artikel: [[STM32]]

= Die Arbeit mit dem [[STM32]]=

Zu erst einmal SOOO groß sind die Unterschiede zwischen den einzelnen Prozessoren nicht. Alle haben Ein-/Ausgänge und um mittels einem Port-Pin eine LED ansteuern zu können muss bei jedem Prozessor der Pin erst einmal parametriert werden, egal ob das jetzt ein [[STM32]] oder ein [[AVR]] oder ein [[MSP430]] ist. Nur hat man bei einem [[STM32]] doch einige Funktionen mehr, z.B. zuschaltbarer Pull-Up oder Pull-Down Widerstand und spezielle Setz-Rücksetzregister, die andere Prozessoren nicht haben, jedoch das Programmieren vereinfachen.
Der Haupt-Unterschied zu den anderen Prozessoren ist, dass der [[STM32]] so viele Peripherie-Module beherbergt, dass man die einzeln immer mit einem Clock aktivieren muss, denn damit lässt sich viel Strom sparen.

Und mal ganz ehrlich die Diskussion welcher µc einfacher zu konfigurieren ist, ist doch absoluter Unsinn. Der Weg ist immer der Gleiche:
*1. Blick ins Datenblatt welche Register für diese Funktion benötigt werden.
*2. Werte ermitteln die in die Register eingetragen werden.
*3. Werte ins Register schreiben. Da machte es GAR KEINEN UNTERSCHIED ob es ein [[AVR]], 8051/2, [[ARM]],...... ist.

Stimmt schon es gibt Unterschiede. Die Register haben anderen Namen, andere Adressen, andere Bitbedeutungen,...
Aber es steht doch alles im Datenblatt. Und ob ich jetzt einen [[AVR]] oder einen [[ARM]] das erste mal vor mir liegen hab. Ich brauch in allen Fällen die oben beschriebenen Schritte.

Das Interruptsystem ist bei einem [[STM32]] zusätzlich priorisiert, damit kann man festlegen welcher Interrupt vorrangig bearbeitet wird. Die Prioritätenvergabe ist auch kein Hexenwerk.

Zu allen Prozessoren liefern die jeweiligen Hersteller umfangreiche Demo-Codes und Libraries mit. Meist sind alle in C geschrieben, daher sollte auch die Programmiersprache C verwendet werden. Vor allem auch wenn man berufliche Absichten verfolgt.

Und wenn man einen [[STM32]] kann, dann ist ein Umstieg auf einen [[LPC1xxx]] (NXP) oder andere Hersteller überhaupt kein Problem (*), denn die bieten ebenfalls Prozessoren mit Cortex-M3 Kern und man kann diese mit der gleichen Programmierumgebung programmieren. Somit ist man nicht zwingend Herstellerabhängig. (* jeder Hersteller verbaut seine eigene Peripherie, die andere Funktionalitäten haben.)

Mit einem [[STM32]] kann man als Hobby-Baster und Professionell nahezu alle Anwendungen realisieren. Der hat genügend RAM und FLASH Speicher und auch genügend Geschwindigkeit. Viele Gehäuse-Varianten um kleine bis hin zu größere Geräte zu erstellen. Viele Schnittstellen, sind im Artikel [[STM32]] beschrieben.

Für den Einstig gibt es diverse, auch deutschsprachige, Tutorials im Netz. Eine Übersicht ist [http://www.mikrocontroller.net/articles/STM32#Weblinks.2C_Foren.2C_Communities.2C_Tutorials hier auf der STM32 Seite]. (Beispiel: [http://diller-technologies.de/stm32_wide.html STM32 Tutorial in Deutsch von Diller Technologies])
 Wobei dazugesagt werden muss dass diese meist auf die Standard ST-Libs aufbauen. Diese Libs vereinfachen zum einen das Ansteuern/die Benutzung der Peripheriefunktion zum anderen muss man diese erst mal kennen lernen. Vereinfacht wird das da ALLE [http://www.st.com/stonline/stappl/productcatalog/app?page=partNumberSearchPage&levelid=SS1577&parentid=1743&resourcetype=SW ST-Demo-Codebeispiele] ebenfalls auf diesen Lib's basieren und somit wird der Wechsel innerhalb des [[STM32]] deutlich vereinfacht.
 STM32F4xx Library von ST: [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/PF257901# "STSW-STM32065 STM32F4 DSP and standard peripherals library"] incl. Dokumentation und Demo-Projekte zu allen CPU Funktionen.

Der einzige Nachteil beim [[STM32]]: man muss etwas mehr lesen, da eine Peripherie doch viel mehr Funktionalität hat (sofern man das Modul überhaupt benötigt). Ansonsten kenne ich nicht wirklich einen Grund warum man als Neueinsteiger keinen [[STM32]] nehmen sollte.

= Programmiersprachen =
* Wie bei vielen anderen Controllern wird beim [[STM32]] auch hauptsächlich C und C++ verwendet. Kennen sollte man die Programmiersprache C schon, wenn man davon noch keine Ahnung hat dann sollte man erst mal mittels einem Tutorial auf einem PC ein Konsoleprogramm schreiben, sodass man es einigermaßen kennen lernt. Hier im Forum gibt es ebenfalls Artikel dazu. Zielt man auf die (spätere) Anwendung in der Industrie, sollte aufgrund der Verbreitung auf jeden Fall C (oder C++) gewählt werden; außerdem sind die meisten verfügbaren Libraries in C geschrieben.
* Assembler sollte man nur grob verstehen, Details wie ein Befehl arbeitet ist unwichtig. Selbst wenn man die Zyklen für einen Funktionsaufruf wissen will, so bietet der [[STM32]] (Cortex-M3) einen Cycle-Counter den man auslesen kann; durch die komplexere Pipeline und Cache-Effekte sind die Laufzeiten allerdings nicht genau vorhersehbar. Wird zyklengenause Timing benötigt, sollten Timer verwendet werden - davon hat der [[STM32]] genug.

Der 32bit-Adressraum, der RAM, Flash, I/O-Register vereinheitlicht ansprechen kann (im Gegensatz zu z.B. [[AVR]]) ist ideal für eine Verwendung durch Hochsprachen; bei Pointern muss keine zusätzliche Information verwaltet werden, in welche Art Speicher sie zeigen. Die Adresse gibt dies eindeutig an (es gibt nur '''eine''' Adresse 42, und nicht 2 wie z.B. beim [[AVR]] (Flash, RAM & I/O)) und die Hardware spricht automatisch den richtigen Speicher an. Die Möglichkeiten zur Offset-Adressierung, der Barrel-Shifter, Divsions-Einheit, die FPU (bei STM32F4), Interrupt-Modell etc. begünstigen ebenfalls die Erzeugung effizienteren Codes. Außerdem haben die [[STM32]] einfach mehr "rohe Leistung", d.h. mehr Flash/RAM-Speicher und höhere Taktfrequenzen. 
 
'''Folgerung''': Die Programmierung in Hochsprachen ist '''bequemer als bei 8-Bittern''', denn man muss sich einfach weniger Gedanken machen, ob der Compiler ein Programm nun effizent umsetzen kann (kann man natürlich trotzdem machen, um noch mehr Leistung "herauszuquetschen", wenn man will).

= Weitere Randbedingungen für die Entscheidung=

Der wichtige Punkt, der oftmals auch vergessen wird: die Beschaffbarkeit. Wenn jemand einen Renesas M16C oder Fujitsu empfiehlt, dann sucht man erst mal und findet nur wenige vereinzelte die man privat kaufen kann.

Oder auch die Unterstützung im Internet - ist bei einigen Exoten spärlich. Dieses Forum bietet die beste Hilfe für [[AVR]], PIC, [[MSP430]], [[LPC1xxx]] und [[STM32]].

Andere Prozessoren sind schon sehr alt, bzw. nicht mehr modern da deren Peripherie zum Teil doch recht eingeschränkte Funktionalität bietet. z.B. viele 8051 Typen oder PIC16 (oder auch dsPIC30). Die mögen für Mini-Anwenungen gut sein, aber wer will den schon gerne sich extra für eine Kleinanwendung mit einem kleinen µC auseinandersetzen, wenn er schon einen [[STM32]] kennt, mit dem er alles machen kann (und sich bereits gute Funktionen geschrieben hat)?

Daher mein Resümee: wer nicht gerade auf den Kopf gefallen ist, der kann getrost mit einem [[STM32]] starten. Ein [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/FM116/SC959/SS1532/PF252419?s_searchtype=keyword STM32F4DISCOVERY] Board kostet nur ca. 20 EUR - und mehr muss für den ersten Start nicht investiert werden - wenn es doch zu komplex sein sollte gibt es hier im Forum auch viel Hilfe. Jedenfalls sind diese 20 EUR wirklich keine große Investition.
 Wer berufliche Absichten verflogt, sollte zu einem späteren Zeitpunk sich unbedingt auch mit einem zweiten, anderen Prozessor beschäftigen um so die nötigen Erfahrungen zu gewinnen.

Ein paar Forumbeiträge:
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/317792#3481048 "Klein anfangen!" heisst die Devise]

= Übersicht CPU Funktionalitäten=

In diesem Abschnitt ist kurz gezeigt welche Möglichkeiten die CPUs bei den oben empfohlenen Einsteigerboards haben

=== STM32F407 - vom STM32F4DISCOVERY Board ===

{| class="wikitable"
|-
| [[Datei:STM32F407.png|mini|x400px]]
| [[Datei:stm32f4_discovery2.png|mini|x400px]]
|-
| [http://www.st.com/web/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1577/LN11/PF252140?s_searchtype=partnumber Blockdiagramm STM32F407]
| [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/FM116/SC959/SS1532/PF252419 STM32F4DISCOVERY Demoborad]
|}

Es sind sehr viele Peripheriemodule im µC implementiert. Jedes einzelne Peripherie-Modul (z.B. Ethernet, USB, CAN, Timer, AD-Wandler, usw.) kann aktiviert werden indem der Clock freigeschaltet ist. So lange der Clock nicht aktiviert wurde verhält sich das Modul so als ob es nicht vorhanden wäre und beeinträchtigt in keinster Weise die Bearbeitung vom Prozessor. Somit lässt sich der Stromverbrauch senken.

Eine ganze Auflistung der Einzelmodule steht im Artikel: [[STM32]] und [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169 auf der Homepage von ST]

Zu Anfang mag vielleicht die interne Busstruktur verwirren, jedoch braucht man dies nicht beachten. Wenn nun die CPU auf UART4 zugreifen möchte, so gehen die Daten durch die Buse "AHB1" > "ABH/APB1-Bride" > "APB1". Dies erledigt der µC ganz von alleine. Diese Unterteilung ist technisch nötig, da die Peripheriebuse nicht mit dem gleichen Prozessortakt betrieben werden (wie z.B. bei [[MSP430], siehe Schaubild unten), die "Bridge" managt ganz alleine das Handling und generiert automatisch Wait-Befehle für die CPU.
 Die "AHB-Bus-Matrix" ist ebenfalls für den Anwender meist uninteressant. ST hat damit ein System geschaffen, damit die CPU, DMA's und Displaycontroller gleichzeitig auf die verschiedenen RAM-Bereiche zugreifen können um mehr Daten parallel zu verarbeiten. Somit braucht man diese Matrix erst mal nicht beachten.

Ebenso braucht man zu Anfang sich auch keine Gedanken um den Prozessortakt machen, wenn man nichts initialisiert so läuft der STM32F4xx mit dem internen RC-Oszillator von 16MHz und die Peripheriebuse laufen ebenfalls mit der gleichen Geschwindigkeit. Erst wenn man später umfangreichere Applikationen schreibt bei der die 16MHz nicht mehr reichen, so kann man die PLL aktivieren und die Taktrate flexibel bis auf 168MHz hoch setzen. (Siehe Demo-Projekt von [[STM32 CooCox Installation]].)

=== [[AVR]] ([[Arduino]])===

Details können im Artikel [[AVR]] gelesen werden.

=== PIC18, PIC24, PIC32===

Details können im Artikel [[PIC]] gelesen werden.

=== MSP430 - vom MSP-EXP430FR5739 Experimentier-Board===

{| class="wikitable"
|-
| [[Datei:MSP430FR5739.gif|mini|x350px]]
| [[Datei:MSP-EXP430FR5739.jpg|mini|x350px]]
|-
| Blockdiagramm MSP430FR5739
| MSP-EXP430FR5739 Demoboard
|}

Details können im Artikel [[MSP430]] gelesen werden.

=== LPC1x d.h. Cortex -M0 & -M3 Familie von NXP ===
Details können aus dem Leitartikel [[LPC1xxx]] und den darin verlinkten Artikeln entnommen werden.

= Tipps und Tricks bei der Programmierung=

===Interruptcontroller vom Cortex-M3/M4===

Der [[STM32]] NVIC Controller (Interruptcontroller) ist eine Funktion des Cortex-Mx Kerns und alle Funktionen sind in der CMSIS hinterlegt.

Jeder Interrupt hat eine Priorität von 4 Bit. Diese 4 Bit können in eine "pre-emption priority" und "subpriority" unterteilt werden.

Beispiel 2 Bit zu 2 Bit Unterteilung:
<syntaxhighlight lang="c">
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); // 2 Bits für pre-emption priority
</syntaxhighlight>

Somit kann "pre-emption priority" den Wert 0..3 und "subpriority" auch 0..3 erhalten. Um so kleiner die Zahl ist um so höherwertig ist der Interrupt.

Beispiel:
 ISR1 Pre 2 / Sub 1
 ISR2 Pre 1 / Sub 1
 ISR3 Pre 1 / Sub 2

Wenn jetzt ISR1 kommt, dann wird der aufgerufen. Kommt während dem ein ISR2 dann darf der den ISR1 unterbrechen, da er eine höhere "pre-emption priority" Wertigkeit hat.

Wenn ISR2 bereits aktiv ist, so darf ISR3 diesen nicht unterbrechen, ISR1 ebenfalls nicht.

Wenn ISR2 und ISR3 gleichzeitig kommen, so wird zu erst ISR2 bearbeitet, anschließend ISR3 da beide die gleiche "pre-emption priority" haben fällt die Entscheidung anhand der "subpriority".

Beispiel Interrupt Konfiguration für USART1 mittels ST-LIB Funktionen:
<syntaxhighlight lang="c">
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitSt;
NVIC_InitSt.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
NVIC_InitSt.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 3; // << Tiefe Prio
NVIC_InitSt.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
NVIC_InitSt.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitSt);
</syntaxhighlight>

=== Taktzeitberechnung und Überwachung===

Bei Zeitkritischen Applikationen stellt sich immer wieder die Frage wie viele Prozessortakte nun die Funktion verbraucht. Ist der Interrupt auch wirklich nicht zu lange und wie viel Reserve gibt es noch?
 Der Cortex-Mx Kern hat dafür extra einen Core Systick-Zähler implementiert, die man mittels der CMSIS nutzen kann:

<syntaxhighlight lang="c">
CORE_ClearSysTick(); // Zähler löschen
: : : // Programmbearbeitung
uint32_t iZ = CORE_GetSysTick(); // Zähler auslesen
</syntaxhighlight>

In iZ steht nun wie viele Maschinentakte der Prozessor für die Bearbeitung benötigt hat und kann mit folgender Formel umgerechnet werden:

Zeit in µSec = iZ / CPU-Takt in MHz

= FAQ - Anfängerfragen=

* Muss ich, wenn ich die Debugging-Funktionen nutzen möchte einen JTAG Adapter anschließen? - Ja. Auf dem STM32F4DISCOVERY ist jedoch bereits einer mit drauf.
* Mit diesem kann ich dann den µC auch programmieren? - Ja, programmieren und debuggen.
* Ich möchte eine eigene Platine entwickelt, jedoch der 20polige [[JTAG]]-Anschluss ist mir zu groß, gibt es eine Alternative? - Ja, [http://www.mikrocontroller.net/articles/JTAG#Der_10-polige_JTAG_Stecker_von_mmvisual "Der 10-polige JTAG Stecker von mmvisual"]

= Weblinks, Foren, Communities, Tutorials =
* [[STM32]] Hauptartikel, [http://www.mikrocontroller.net/articles/STM32#Weblinks.2C_Foren.2C_Communities.2C_Tutorials dortige Linksammlung]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/319328 Diskussion zum Artikel]
* [[STM32 CooCox Installation]]
* [[STM32 Eclipse Installation]]
* [[LPC1xxx für Umsteiger]]

<references/>
[[Kategorie:ARM]]
[[Kategorie:STM32]]
[[Kategorie:Mikrocontroller]]

STM32 für Einsteiger

2014-01-07T19:10:50Z

Mmvisual: /* Eigene Fähigkeiten und Wünsche */

Immer wiederkehrend hier im Forum "Mit welchem Mikrocontroller anfangen?". Es gibt eine große Auswahl und eben so viele Empfehlungen. In diesem Artikel soll zu erst geholfen werden ob ein STM32-Prozessor mit Cortex-M3/M4 Kern überhaupt der Richtige für den Start ist.
Nicht für jeden ist der [[STM32]] zu empfehlen, denn die Anforderungen und Wünsche die man realisieren möchte, sowie die eigenen Fähigkeiten sind verschieden.

Es werden meist die Prozessoren [[AVR]], [[PIC]], [[Arduino]], [[MSP430]], [[LPC1xxx]] und [[STM32]] empfohlen. Seltener auch 8051 und M16C. Alle haben Vorzüge und ebenso auch Nachteile.

[[Bild:STM32F407SB.jpg|thumb|right|340px|STM32F417 auf einem Selbstbau-Board]]

= Eigene Fähigkeiten und Wünsche =

Dieser Artikel geht davon aus, dass bereits Elektronik Kenntnisse vorhanden sind. Wenn nicht dann sollte man erst einmal den Artikel "[[Absolute Beginner]]" durcharbeiten, sowie die anderen Artikel aus der Kategorie "[http://www.mikrocontroller.net/articles/Kategorie:Grundlagen Grundlagen]".
 Weitere Artikel die andere Prozessoren näher darstellen da sich dieser Artikel hauptsächlich auf [[STM32]] konzentriert: [[Entscheidung Mikrocontroller]] und [[Mikrocontroller Vergleich]]. Die Seiten [[AVR]], [[MSP430]], [[LPC1xxx]] und [[PIC]] zeigen mehr Details über diese µC. Hier werden nur grob ein paar Tabelle zum Vergleichen gezeigt.

Zu erst einmal die Randbedingungen, mit der man sich selbst zu erst einmal einschätzen sollte:
{| {{Tabelle}}
|- bgcolor="#d0d0ff"
! Fähigkeit || [[STM32]] || [[AVR]] || colspan="3" | [[PIC]] || [[MSP430]] || [[Arduino]]
|-
| Bitbreite, jedoch unwichtig für Einsteiger || align="center" | 32-bit || align="center" | 8-bit || align="center" | 8-bit (PIC18) || align="center" | 16-bit (PIC24) || align="center" | 32-bit (PIC32) || align="center" | 16-bit || align="center" | 8-bit
|-
| Neueinsteiger, kaum Elektronikkenntnisse, noch nie programmiert
| align="center" | O
| align="center" | O <ref name="AVR_TUT1">[http://www.rn-wissen.de/index.php/AVR-Einstieg_leicht_gemacht], RoboterNetz: AVR-Einstieg leicht gemacht</ref><ref name="AVR_TUT2">[http://www.avr-asm-tutorial.net/avr_de/], Tutorial für das Erlernen der Assemblersprache von AVR-Einchip-Prozessoren</ref>
| colspan="3" align="center" | O
| align="center" | O
| align="center" | X
|-
| Wunsch ist SD-Card oder Grafik-Display
| align="center" | X
| align="center" | O
| align="center" | O <ref name="PIC_SD">[http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=2680&dDocName=en537999], Microchip Memory Disk Drive File System for PIC18 PIC24 dsPIC PIC32</ref> || align="center" | X<ref name="PIC_SD" /><ref name="PIC_LCD">[http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/technology/graphics/], Microchip Graphics Library</ref> || align="center" | X<ref name="PIC_SD" /><ref name="PIC_LCD" />
| align="center" | X
| align="center" | O
|-
| Wunsch ist TCP/IP Netzwerk
| align="center" | X
| align="center" | O
| colspan="3" align="center" | X <ref name="PIC_TCP">[http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=2505&param=en535724], Microchip TCP/IP stack</ref>
| align="center" | O
| align="center" | O
|-
|-
| Wunsch ist Kamera und Video-/Bildbearbeitung
| align="center" | X
| align="center" | -
| align="center" | - || align="center" | - || align="center" | X
| align="center" | -
| align="center" | -
|-
| Möchte die Erkenntnisse beruflich nutzen
| align="center" | X
| align="center" | X
| colspan="3" align="center" | X
| align="center" | X
| align="center" | -
|-
| Strom sparende Anwendungen
| align="center" | - 300 nA Sleep<ref name="STM_Power">[http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1295], [[STM32]] L1 series of ultra-low-power MCUs</ref> 230 μA/MHz
| align="center" | - 100 nA Sleep<ref name="AVR_Power1">[http://www.atmel.com/technologies/lowpower/default.aspx], Atmel picoPower Technology</ref> <ref name="AVR_Power2">[http:/www.futurlec.com/News/Atmel/PicoPower.shtml], Atmel Releases New picoPower AVR Microcontrollers</ref> 340 μA/MHz
| colspan="2" align="center" | X 9 nA Sleep<ref name="PIC_XLPvsTI">[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/39989A.pdf], The Truth about Power Consumption in PIC® MCUs with
XLP Technology vs. TI’s MSP430</ref><ref name="PIC_XLP">[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/30009941F.pdf], nanoWatt XLP eXtreme Low Power PIC® Microcontrollers</ref> 35 μA/MHz || align="center" | -
| align="center" | X 100 nA Sleep<ref name="TI_Power1">[http://www.ti.com/lit/wp/slay015/slay015.pdf], Texas Instruments: Ultra-Low Power Comparison: MSP430 vs. Microchip XLP</ref><ref name="TI_Power2">[http://www.ti.com/ww/mx/multimedia/webcasts/Aspectos_Generales_MSP430.pdf], Texas Instruments: Meet MSP430</ref> 100 μA/MHz
| align="center" | -
|-
| Multithreading, RTOS, Schedulern
| align="center" | X
| align="center" | - <ref name="AVR_RTOS1">[http://www.freertos.org/a00098.html], Atmel AVR freeRTOS port</ref><ref name="AVR_RTOS2">[http://www.femtoos.org/], Femto OS: RTOS for small MCU's like AVR</ref>
| align="center" | - <ref name="PIC_RTOS2">[http://www.freertos.org/a00097.html], Microchip PICmicro (PIC18) freeRTOS Port</ref> <ref name="PIC_RTOS3">[http://www.pumpkininc.com/], Salvo RTOS</ref>|| align="center" | X<ref name="PIC_RTOS">[http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=1406&dDocName=en531543&redirects=rtos], 3rd Party RTOS selection guide</ref> || align="center" | X<ref name="PIC_RTOS" />
| align="center" | X <ref name="TI_RTOS">[http://processors.wiki.ti.com/index.php/MSP430_Real_Time_Operating_Systems_Overview], TI Wiki: MSP430 Real Time Operating Systems Overview</ref>
| align="center" | -
|-
| Besonders große, speicherintensive Programme z.B. Grafiken, Fonts
| align="center" | bis 2MB Flash bis 256kB SRAM <ref name="STM32Ueb">[http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169], Übersicht aller verfügbaren [[STM32]] µC von ST</ref>
| align="center" | bis 256kB Flash bis 16kB SRAM
| align="center" | bis 128kB Flash bis 4kB SRAM || bis 2MB Flash bis 98kB SRAM || bis 2MB Flash bis 512kB SRAM
| align="center" | bis 512KB Flash bis 66kB SRAM
| align="center" | bis 256kB Flash bis 16kB SRAM
|-
| Sehr viel PWM mit komplexem Timing
| align="center" | X
| align="center" | AT90Spwm
| align="center" | - || align="center" | X || align="center" | X
| align="center" | O
| align="center" | -
|-
| Deutschsprachige Community
| align="center" | O
| align="center" | X
| align="center" | X <ref name="SPRUT">[http://www.sprut.de/], sprut.de</ref> || align="center" | - || align="center" | -
| align="center" | -
| align="center" | X
|-
| Anzahl möglicher HW-Breakpoints
| align="center" | 4 bis 6
| align="center" | 2
| align="center" | 1 bis 5 <ref name="PIC_HWBP">[http://www.microchip.com/stellent/groups/SiteComm_sg/documents/DeviceDoc/en556761.pdf], PIC Hardware Breakpoints (Seite 6)</ref> || align="center" | 1 bis 10 <ref name="PIC_HWBP"/> || align="center" | 6<ref name="PIC_HWBP"/>
| align="center" | 2
| align="center" | 2
|}
* X = ja
* O = Teilweise, Einschränkungen
* - = nicht empfohlen
Nur um nicht zu verwirren, auch wenn Teile "nicht empfohlen" sind, heißt dass nicht dass es mit dem Prozessor nicht geht, vielmehr dass es mehr Aufwand ist das zu realisieren oder mehr Einschränkungen hat.
Viele Eigenschaften weisen nur bestimmte Modelle einer Mikrocontrollerfamilie auf. Der Wechsel innerhalb einer Familie gestaltet sich jedoch oft einfach (z.B. innerhalb [[STM32]] oder innerhalb PIC24).

Die Spalte [[STM32]] zeigt die Prozessorfamilie von STM32F0xx bis STM32F4xx mit einem Cortex-M0 oder M3/M4 Kern. Die technischen Daten sind ähnlich anderer Hersteller die auch einen Cortex-Mx Kern verbauen wie z.B. NXP ([[LPC1xxx]]), Freescale, Atmel, TI, Toshiba, usw. Jedoch bietet ST mit dem [[STM32]] eine hohe Flexibilität an Gehäuse-Variationen (vergleichbar mit NXP [[LPC1xxx]]) und ist privat recht leicht beschaffbar. Übersicht aller verfügbaren [[STM32]] µC von ST<ref name="STM32Ueb">[http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169], Übersicht aller verfügbaren [[STM32]] µC von ST</ref>.

Die Spalte PIC zeigt die Eigenschaften der 8-Bit PIC18 (vergleichbar mit [[AVR]]), 16-Bit [[PIC24]]/[[dsPIC]] (vergleichbar mit [[MSP430]]) und 32-Bit [[PIC32]] (vergleichbar mit [[STM32]]). Ein Wechsel des Mikrocontrollers innerhalb der Familien ist Codetechnisch problemlos möglich. <ref name="PIC_codeswitch">[http://www.elektor.nl/Uploads/Files/PIC24FIntro_5f082806.pdf], Microchip: Introduction to the 16-bit PIC24F Microcontroller Family</ref> Hardwaretechnisch sind verschiedene Modelle gleicher Familie zudem auch meist Pin-Kompatibel <ref name="PIC_PinCompatibility">[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/00148m.pdf], Microchip: 2007 Product Selector Guide (Seite 114 ff.)</ref> sodass ohne Design-Änderung zwischen verschiedenen Modellen gewechselt werden kann.
Ein Wechsel zwischen den Familien ist Architekturbedingt aufwendiger, vor allem von 8-Bit auf 16/32-Bit. <ref name="PIC_8to16Migration">[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/39764a.pdf], Microchip: PIC18F to PIC24F Migration: An Overview</ref> Aufgrund gleichbleibender IDE (Mplab) sowie gleichbleibenden Libraries bei Verwendung einer Hochsprache (C) jedoch vor allem zwischen 16-Bit und 32-Bit ohne weitere Probleme möglich <ref name="PIC_16to32Migration">[http://www.embedded.com/design/mcus-processors-and-socs/4007683/Practical-migration-from-8-16-to-32-bit-PIC], Artikel: Practical migration from 8-/16- to 32-bit PIC</ref>.
 Ein PIC10/12/16 ist für den Einstieg nicht empfohlen, da diese Architekturbedingt viele Einschränkungen haben, die eher hinderlich für das Lernen sind.

Der "[[Arduino]]" ist kein eigenständiger Prozessor, sondern ein fertiges Board mit einer "[[Arduino]]" Programmierumgebung (und einem AVR Prozessor), extra geschaffen für Einsteiger. Allerdings ist da der Lerneffekt viel geringer da man den Prozessor mit der [[Arduino]]-Software programmiert und nicht direkt die Register. Anderseits ist der Arduino besser für jemanden geeignet, der eigentlich nicht lernen möchte, sondern nur mal schnell etwas steuern/basteln will und so ohne großartige µC Kenntnisse zum Ziel kommt. Für diese Zielgruppe ist der Arduino perfekt.

<references />

= Unwichtige Randbedingungen =

Oftmals werden fälschlicherweise Argumente für oder gegen eine µC-Familie ausgesprochen, die in der Praxis '''zum Einstieg''' (bei konkreten Anwendungen kann das anders aussehen) eher unwichtig sind.

* Spannungsversorgung 3,3V / 5V (Wobei z.B Atmel XMega keine 5V Tolerante Eingänge besitzt)
* 8 (z.B. [[AVR]]), 16 (z.B. [[MSP430]]) oder 32 (z.B. [[STM32]]) Bit
* Prozessorkern Cortex-M0/M3/M4, MIPS, ARM7/9/..., AVR-RISC, PIC-RISC, 8051, ...
* Interrupt System mit mehr oder weniger Features
* Programmiersprache (Assembler, Basic, C, C++, Pascal)
* Programmierumgebung - ist ohnehin Geschmackssache
* Assembler verstehen (Sollte nur theoretisch verstanden werden, ein Programm sollte in einer Hochsprache geschrieben sein)
* DIL Gehäuse - steckbretttauglich ([[STM32]]-Prozessoren gibt es auch fertig gelötet auf einem steckbretttauglichen Board)
* Programmieradapter - solange er auch debuggen kann
* zu 90% reicht doch ein kleiner Prozessor ([[AVR]]/PIC) - und für die restlichen kann man immer noch einen großen nehmen. Warum also nicht gleich einen großen nehmen?

= Kosten =

Grobe Abschätzung was das alles denn kosten wird. Hier sind nur einige Beispiele gezeigt (Einzelpreise bei Bezugsquellen in Deutschland).

{| {{Tabelle}}
|- bgcolor="#d0d0ff"
! Board || [[STM32]] || [[AVR]] || PIC18/24/32 || [[MSP430]] || [[Arduino]]
|-
| Demo-Board
| align="center" | <ref name="STM32F4DISCOVERY">[http://www.st.com/web/en/catalog/tools/FM116/SC959/SS1532/PF252419], ST STM32F4DISCOVERY Demoboard</ref> 9..20€ (incl. Programmieradapter und Debugger)
| align="center" | 5..500€, z.B. [[Arduino]] || align="center"| <ref name="PICDEMOBOARD">[http://www.microchipdirect.com/ProductDetails.aspx?Catalog=BuyMicrochip&Category=Starter%20Kits&mid=1&lmid=610], Microchip Demoborad</ref> durchschnittlich 18€ .. 50€]
| align="center" | <ref name="MSP430DEMOBOARD">[http://www.ti.com/tool/msp-exp430fr5739], MSP430 Demoborad</ref> ~35€
| align="center" | 20€
|-
| Steckbrettaugliches Board
| align="center" | s.o. oder <ref name="STM32F405Board">[http://re.reworld.eu/de/produkte/s64dil-405/index.htm], S64DIL-405 mit STM32F405</ref>S64DIL-405 30€
| align="center" | DIP IC
| align="center" | DIP IC
| align="center" | ??
| align="center" | ab ca. 4€ (Pro Mini)
|-
| Einzelchip (Einzelstückpreise)
| align="center"| 2..15€ nur SMD (TSSOP..LQFP..BGA)
| align="center"|0,6–5€ SMD + DIP
| align="center"|0,5-15€ SMD + DIP
| align="center"|??
| align="center"|siehe AVR
|-
| Programmieradapter
| align="center" | 0€ da Bootloader (ROM) UART / USB usw. unterstützt
| align="center" | ab 4€
| align="center" |
| align="center" |
| align="center" |
|-
| Programmieradapter mit Debugger
| align="center" | s.o. oder z.B <ref name="JLINKEDU">[http://www.segger.com/j-link-edu.html], Segger J-LINK EDU</ref> Segger J-LINK EDU 50€ (sehr schnell und unterstützt viele Prozessoren)
| align="center" | <ref name="AVRDragon">[http://www.atmel.com/tools/AVRDRAGON.aspx], Atmel AVR Dragon</ref> AVR Dragon 40€ <ref name="JTAGICE3">[http://www.atmel.com/tools/JTAGICE3.aspx], AT JTAG ICE3</ref> AT JTAG ICE3 99€
| align="center" | <ref name="PICKIT3">[http://www.microchipdirect.com/ProductSearch.aspx?keywords=PG164130], Microchip PICkit 3</ref> PICkit 3 30€
| align="center" | z.B. Dragon 50€
| align="center" | 20€ (Man muss DebugWire aktivieren)
|}

Das Demo-Board sollte ein Board sein, nicht zu teuer, um die ersten Erfahrungen zu sammeln. Wenn einem der Prozessor gefällt, so kann man später immer noch mit einem zweiten Demo-Board, z.B. mit Display aufrüsten.

Wenn man gerne mit einem Steckbrett sich die Schaltung zusammen stecken möchte, so kann man entweder die benötigten Drähte am Demo-Board anlöten oder bei z.B. [[AVR]]/[[PIC]] Prozessoren gibt es Ausführungen im DIL Gehäuse, die direkt steckbar sind.

Ein Programmieradapter sollte unbedingt auch einen Debugger beinhalten. Denn für den Start ist es ungemein hilfreich zu sehen was im Prozessor gerade geschieht. Die JTAG-Adapter für einen [[STM32]] Prozessor sind alle Debugger-Tauglich. Für die [[AVR]] Controller gibt es auch oft reine Programmer (AVR ISP oder Selbstbau-Lösungen über die serielle oder parallele Schnittstelle) welche den Mikrocontroller nur beschreiben können. Für die [[PIC]] Controller werden solche reinen Programmer vereinzelt auch noch angeboten. Sinvoller sind hingegen Debugger, die die Ausführung eines Mikrocontrollers anhalten können um die aktuelle Position im Programmcode, Variableninhalt, Register, ... auszulesen bzw. zur Laufzeit zu ändern.

Der für den [[STM32]] empfohlene Segger J-LINK EDU ist zwar nicht der günstigste (z.B. auf einem STM32F4DISCOVERY Borad ist ein ST-LINK/V2 mit drauf, den man für andere [[STM32]] nutzen kann) aber eines der besten, mit sehr guten Software-Tools und nutzbar für alle Prozessoren mit ARM-Kern (ARM7/9/11/... Cortex-Mx der Hersteller Atmel, Energy Micro, Freescale, Holtek, TI, NXP, Nuvoton, ST, Toshiba, ... unter Windows, Linux und MAC). Niemals am Werkzeug sparen und man hat viel mehr Freude bei der Arbeit.

<references />

= Programmierumgebungen=

Bei den Programmierumgebungen gibt es zu allen Prozessorfamilien kostenlose und Leistungsfähige Software

{| {{Tabelle}}
|- bgcolor="#d0d0ff"
! Betriebssystem || [[STM32]] || [[AVR]] || [[PIC]] || [[MSP430]] || [[Arduino]]
|-
| Windows
| align="center"|[http://www.coocox.org/CooCox_CoIDE.htm CooCox]
| align="center"|Atmel-Studio
| align="center"|[http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/ MPLAB X] (IDE inklusive compiler)
| align="center"|??
| align="center"|[[Arduino]] 1.0.5
|-
| Linux
| align="center"|[http://eclipse.org/downloads/ Eclipse IDE for C/C++ Developers]
| align="center"|??
| align="center"|[http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/ MPLAB X] (IDE inklusive compiler)
| align="center"|??
| align="center"|[[Arduino]] 1.0.5
|-
| MacOS
| align="center"|[http://eclipse.org/downloads/ Eclipse IDE for C/C++ Developers]
| align="center"|??
| align="center"|[http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/ MPLAB X] (IDE inklusive compiler)
| align="center"|??
| align="center"|[[Arduino]] 1.0.5
|}

natürlich gibt es noch viele weitere (für [[STM32]] siehe [[STM32#Programmierung]]), es sollte jedoch nur die jeweils einfachste kostenlose (und ohne Codebegrenzung) für den ersten Einstieg gezeigt werden.

* [http://www.coocox.org/CooCox_CoIDE.htm CooCox] Anleitung wie man innerhalb einer Stunde die LED eines Nagel neuen STM32F4DISCOVERY Boards zum blinken bekommt, Artikel: [[STM32 CooCox Installation]]. Diese Anleitung ist eine Schritt-Für-Schritt Anleitung um den aller ersten Start zu vereinfachen.
* Mit [http://www.coocox.org/CooCox_CoIDE.htm CooCox] können sehr viele Prozessoren mit Cortex-M0, M3 und M4 Kern programmiert werden. Unter anderem der Firmen Atmel, Energy Micro, Freescale, Holtek, TI, NXP, Nuvoton, ST und Toshiba. Somit hat man eine Entwicklungsumgebung und ist damit nicht an einen Hersteller der µC gebunden.
* Mit [http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/ MPLAB X] können alle Prozessoren von Microchip (z.B. PIC18, PIC24, PIC32, dsPIC) programmiert werden.

= Dokumentation=

Bevor man sich für einen Prozessor entscheidet sollte man unbedingt deren Dokumentation mal zumindest überfliegen und auch deren Errata's lesen. Nicht dass man eine Anwendung erstellen möchte und stellt hinterher fest, dass genau dieser Teil so buggy ist das er nicht genutzt werden kann.

Beim [[STM32]] hat die Dokumentation doch recht viele Seiten, viel mehr als bei einem [[AVR]] oder PIC, dabei ist vieles eher knapp beschrieben. Der Aufbau der [[STM32]] Dokumentation ist [http://www.mikrocontroller.net/articles/STM32#Struktur_der_Dokumentation: hier] beschrieben.
 Bei den PICs ist die Dokumentation wiederum anders strukturiert, [http://www.mikrocontroller.net/articles/PIC#Dokumenatation siehe im PIC Artikel].

Für die [[STM32]], [[AVR]] und [[PIC]] Mikrocontroller gibt es zudem viele, auch deutschsprachige Einsteigerhilfestellungen und Tutorials.

Parallel zur Dokumentation sollte man sich auch die Demo-Beispiele der Hersteller anschauen, dann wird vieles gleich verständlicher.

Eine Übersicht über die Funktionen gibt es im Artikel: [[STM32]]

= Die Arbeit mit dem [[STM32]]=

Zu erst einmal SOOO groß sind die Unterschiede zwischen den einzelnen Prozessoren nicht. Alle haben Ein-/Ausgänge und um mittels einem Port-Pin eine LED ansteuern zu können muss bei jedem Prozessor der Pin erst einmal parametriert werden, egal ob das jetzt ein [[STM32]] oder ein [[AVR]] oder ein [[MSP430]] ist. Nur hat man bei einem [[STM32]] doch einige Funktionen mehr, z.B. zuschaltbarer Pull-Up oder Pull-Down Widerstand und spezielle Setz-Rücksetzregister, die andere Prozessoren nicht haben, jedoch das Programmieren vereinfachen.
Der Haupt-Unterschied zu den anderen Prozessoren ist, dass der [[STM32]] so viele Peripherie-Module beherbergt, dass man die einzeln immer mit einem Clock aktivieren muss, denn damit lässt sich viel Strom sparen.

Und mal ganz ehrlich die Diskussion welcher µc einfacher zu konfigurieren ist, ist doch absoluter Unsinn. Der Weg ist immer der Gleiche:
*1. Blick ins Datenblatt welche Register für diese Funktion benötigt werden.
*2. Werte ermitteln die in die Register eingetragen werden.
*3. Werte ins Register schreiben. Da machte es GAR KEINEN UNTERSCHIED ob es ein [[AVR]], 8051/2, [[ARM]],...... ist.

Stimmt schon es gibt Unterschiede. Die Register haben anderen Namen, andere Adressen, andere Bitbedeutungen,...
Aber es steht doch alles im Datenblatt. Und ob ich jetzt einen [[AVR]] oder einen [[ARM]] das erste mal vor mir liegen hab. Ich brauch in allen Fällen die oben beschriebenen Schritte.

Das Interruptsystem ist bei einem [[STM32]] zusätzlich priorisiert, damit kann man festlegen welcher Interrupt vorrangig bearbeitet wird. Die Prioritätenvergabe ist auch kein Hexenwerk.

Zu allen Prozessoren liefern die jeweiligen Hersteller umfangreiche Demo-Codes und Libraries mit. Meist sind alle in C geschrieben, daher sollte auch die Programmiersprache C verwendet werden. Vor allem auch wenn man berufliche Absichten verfolgt.

Und wenn man einen [[STM32]] kann, dann ist ein Umstieg auf einen [[LPC1xxx]] (NXP) oder andere Hersteller überhaupt kein Problem (*), denn die bieten ebenfalls Prozessoren mit Cortex-M3 Kern und man kann diese mit der gleichen Programmierumgebung programmieren. Somit ist man nicht zwingend Herstellerabhängig. (* jeder Hersteller verbaut seine eigene Peripherie, die andere Funktionalitäten haben.)

Mit einem [[STM32]] kann man als Hobby-Baster und Professionell nahezu alle Anwendungen realisieren. Der hat genügend RAM und FLASH Speicher und auch genügend Geschwindigkeit. Viele Gehäuse-Varianten um kleine bis hin zu größere Geräte zu erstellen. Viele Schnittstellen, sind im Artikel [[STM32]] beschrieben.

Für den Einstig gibt es diverse, auch deutschsprachige, Tutorials im Netz. Eine Übersicht ist [http://www.mikrocontroller.net/articles/STM32#Weblinks.2C_Foren.2C_Communities.2C_Tutorials hier auf der STM32 Seite]. (Beispiel: [http://diller-technologies.de/stm32_wide.html STM32 Tutorial in Deutsch von Diller Technologies])
 Wobei dazugesagt werden muss dass diese meist auf die Standard ST-Libs aufbauen. Diese Libs vereinfachen zum einen das Ansteuern/die Benutzung der Peripheriefunktion zum anderen muss man diese erst mal kennen lernen. Vereinfacht wird das da ALLE [http://www.st.com/stonline/stappl/productcatalog/app?page=partNumberSearchPage&levelid=SS1577&parentid=1743&resourcetype=SW ST-Demo-Codebeispiele] ebenfalls auf diesen Lib's basieren und somit wird der Wechsel innerhalb des [[STM32]] deutlich vereinfacht.
 STM32F4xx Library von ST: [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/PF257901# "STSW-STM32065 STM32F4 DSP and standard peripherals library"] incl. Dokumentation und Demo-Projekte zu allen CPU Funktionen.

Der einzige Nachteil beim [[STM32]]: man muss etwas mehr lesen, da eine Peripherie doch viel mehr Funktionalität hat (sofern man das Modul überhaupt benötigt). Ansonsten kenne ich nicht wirklich einen Grund warum man als Neueinsteiger keinen [[STM32]] nehmen sollte.

= Programmiersprachen =
* Wie bei vielen anderen Controllern wird beim [[STM32]] auch hauptsächlich C und C++ verwendet. Kennen sollte man die Programmiersprache C schon, wenn man davon noch keine Ahnung hat dann sollte man erst mal mittels einem Tutorial auf einem PC ein Konsoleprogramm schreiben, sodass man es einigermaßen kennen lernt. Hier im Forum gibt es ebenfalls Artikel dazu. Zielt man auf die (spätere) Anwendung in der Industrie, sollte aufgrund der Verbreitung auf jeden Fall C (oder C++) gewählt werden; außerdem sind die meisten verfügbaren Libraries in C geschrieben.
* Assembler sollte man nur grob verstehen, Details wie ein Befehl arbeitet ist unwichtig. Selbst wenn man die Zyklen für einen Funktionsaufruf wissen will, so bietet der [[STM32]] (Cortex-M3) einen Cycle-Counter den man auslesen kann; durch die komplexere Pipeline und Cache-Effekte sind die Laufzeiten allerdings nicht genau vorhersehbar. Wird zyklengenause Timing benötigt, sollten Timer verwendet werden - davon hat der [[STM32]] genug.

Der 32bit-Adressraum, der RAM, Flash, I/O-Register vereinheitlicht ansprechen kann (im Gegensatz zu z.B. [[AVR]]) ist ideal für eine Verwendung durch Hochsprachen; bei Pointern muss keine zusätzliche Information verwaltet werden, in welche Art Speicher sie zeigen. Die Adresse gibt dies eindeutig an (es gibt nur '''eine''' Adresse 42, und nicht 2 wie z.B. beim [[AVR]] (Flash, RAM & I/O)) und die Hardware spricht automatisch den richtigen Speicher an. Die Möglichkeiten zur Offset-Adressierung, der Barrel-Shifter, Divsions-Einheit, die FPU (bei STM32F4), Interrupt-Modell etc. begünstigen ebenfalls die Erzeugung effizienteren Codes. Außerdem haben die [[STM32]] einfach mehr "rohe Leistung", d.h. mehr Flash/RAM-Speicher und höhere Taktfrequenzen. 
 
'''Folgerung''': Die Programmierung in Hochsprachen ist '''bequemer als bei 8-Bittern''', denn man muss sich einfach weniger Gedanken machen, ob der Compiler ein Programm nun effizent umsetzen kann (kann man natürlich trotzdem machen, um noch mehr Leistung "herauszuquetschen", wenn man will).

= Weitere Randbedingungen für die Entscheidung=

Der wichtige Punkt, der oftmals auch vergessen wird: die Beschaffbarkeit. Wenn jemand einen Renesas M16C oder Fujitsu empfiehlt, dann sucht man erst mal und findet nur wenige vereinzelte die man privat kaufen kann.

Oder auch die Unterstützung im Internet - ist bei einigen Exoten spärlich. Dieses Forum bietet die beste Hilfe für [[AVR]], PIC, [[MSP430]], [[LPC1xxx]] und [[STM32]].

Andere Prozessoren sind schon sehr alt, bzw. nicht mehr modern da deren Peripherie zum Teil doch recht eingeschränkte Funktionalität bietet. z.B. viele 8051 Typen oder PIC16 (oder auch dsPIC30). Die mögen für Mini-Anwenungen gut sein, aber wer will den schon gerne sich extra für eine Kleinanwendung mit einem kleinen µC auseinandersetzen, wenn er schon einen [[STM32]] kennt, mit dem er alles machen kann (und sich bereits gute Funktionen geschrieben hat)?

Daher mein Resümee: wer nicht gerade auf den Kopf gefallen ist, der kann getrost mit einem [[STM32]] starten. Ein [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/FM116/SC959/SS1532/PF252419?s_searchtype=keyword STM32F4DISCOVERY] Board kostet nur ca. 20 EUR - und mehr muss für den ersten Start nicht investiert werden - wenn es doch zu komplex sein sollte gibt es hier im Forum auch viel Hilfe. Jedenfalls sind diese 20 EUR wirklich keine große Investition.
 Wer berufliche Absichten verflogt, sollte zu einem späteren Zeitpunk sich unbedingt auch mit einem zweiten, anderen Prozessor beschäftigen um so die nötigen Erfahrungen zu gewinnen.

= Übersicht CPU Funktionalitäten=

In diesem Abschnitt ist kurz gezeigt welche Möglichkeiten die CPUs bei den oben empfohlenen Einsteigerboards haben

=== STM32F407 - vom STM32F4DISCOVERY Board ===

{| class="wikitable"
|-
| [[Datei:STM32F407.png|mini|x400px]]
| [[Datei:stm32f4_discovery2.png|mini|x400px]]
|-
| [http://www.st.com/web/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1577/LN11/PF252140?s_searchtype=partnumber Blockdiagramm STM32F407]
| [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/FM116/SC959/SS1532/PF252419 STM32F4DISCOVERY Demoborad]
|}

Es sind sehr viele Peripheriemodule im µC implementiert. Jedes einzelne Peripherie-Modul (z.B. Ethernet, USB, CAN, Timer, AD-Wandler, usw.) kann aktiviert werden indem der Clock freigeschaltet ist. So lange der Clock nicht aktiviert wurde verhält sich das Modul so als ob es nicht vorhanden wäre und beeinträchtigt in keinster Weise die Bearbeitung vom Prozessor. Somit lässt sich der Stromverbrauch senken.

Eine ganze Auflistung der Einzelmodule steht im Artikel: [[STM32]] und [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169 auf der Homepage von ST]

Zu Anfang mag vielleicht die interne Busstruktur verwirren, jedoch braucht man dies nicht beachten. Wenn nun die CPU auf UART4 zugreifen möchte, so gehen die Daten durch die Buse "AHB1" > "ABH/APB1-Bride" > "APB1". Dies erledigt der µC ganz von alleine. Diese Unterteilung ist technisch nötig, da die Peripheriebuse nicht mit dem gleichen Prozessortakt betrieben werden (wie z.B. bei [[MSP430], siehe Schaubild unten), die "Bridge" managt ganz alleine das Handling und generiert automatisch Wait-Befehle für die CPU.
 Die "AHB-Bus-Matrix" ist ebenfalls für den Anwender meist uninteressant. ST hat damit ein System geschaffen, damit die CPU, DMA's und Displaycontroller gleichzeitig auf die verschiedenen RAM-Bereiche zugreifen können um mehr Daten parallel zu verarbeiten. Somit braucht man diese Matrix erst mal nicht beachten.

Ebenso braucht man zu Anfang sich auch keine Gedanken um den Prozessortakt machen, wenn man nichts initialisiert so läuft der STM32F4xx mit dem internen RC-Oszillator von 16MHz und die Peripheriebuse laufen ebenfalls mit der gleichen Geschwindigkeit. Erst wenn man später umfangreichere Applikationen schreibt bei der die 16MHz nicht mehr reichen, so kann man die PLL aktivieren und die Taktrate flexibel bis auf 168MHz hoch setzen. (Siehe Demo-Projekt von [[STM32 CooCox Installation]].)

=== [[AVR]] ([[Arduino]])===

Details können im Artikel [[AVR]] gelesen werden.

=== PIC18, PIC24, PIC32===

Details können im Artikel [[PIC]] gelesen werden.

=== MSP430 - vom MSP-EXP430FR5739 Experimentier-Board===

{| class="wikitable"
|-
| [[Datei:MSP430FR5739.gif|mini|x350px]]
| [[Datei:MSP-EXP430FR5739.jpg|mini|x350px]]
|-
| Blockdiagramm MSP430FR5739
| MSP-EXP430FR5739 Demoboard
|}

Details können im Artikel [[MSP430]] gelesen werden.

=== LPC1x d.h. Cortex -M0 & -M3 Familie von NXP ===
Details können aus dem Leitartikel [[LPC1xxx]] und den darin verlinkten Artikeln entnommen werden.

= Tipps und Tricks bei der Programmierung=

===Interruptcontroller vom Cortex-M3/M4===

Der [[STM32]] NVIC Controller (Interruptcontroller) ist eine Funktion des Cortex-Mx Kerns und alle Funktionen sind in der CMSIS hinterlegt.

Jeder Interrupt hat eine Priorität von 4 Bit. Diese 4 Bit können in eine "pre-emption priority" und "subpriority" unterteilt werden.

Beispiel 2 Bit zu 2 Bit Unterteilung:
<syntaxhighlight lang="c">
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); // 2 Bits für pre-emption priority
</syntaxhighlight>

Somit kann "pre-emption priority" den Wert 0..3 und "subpriority" auch 0..3 erhalten. Um so kleiner die Zahl ist um so höherwertig ist der Interrupt.

Beispiel:
 ISR1 Pre 2 / Sub 1
 ISR2 Pre 1 / Sub 1
 ISR3 Pre 1 / Sub 2

Wenn jetzt ISR1 kommt, dann wird der aufgerufen. Kommt während dem ein ISR2 dann darf der den ISR1 unterbrechen, da er eine höhere "pre-emption priority" Wertigkeit hat.

Wenn ISR2 bereits aktiv ist, so darf ISR3 diesen nicht unterbrechen, ISR1 ebenfalls nicht.

Wenn ISR2 und ISR3 gleichzeitig kommen, so wird zu erst ISR2 bearbeitet, anschließend ISR3 da beide die gleiche "pre-emption priority" haben fällt die Entscheidung anhand der "subpriority".

Beispiel Interrupt Konfiguration für USART1 mittels ST-LIB Funktionen:
<syntaxhighlight lang="c">
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitSt;
NVIC_InitSt.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
NVIC_InitSt.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 3; // << Tiefe Prio
NVIC_InitSt.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
NVIC_InitSt.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitSt);
</syntaxhighlight>

=== Taktzeitberechnung und Überwachung===

Bei Zeitkritischen Applikationen stellt sich immer wieder die Frage wie viele Prozessortakte nun die Funktion verbraucht. Ist der Interrupt auch wirklich nicht zu lange und wie viel Reserve gibt es noch?
 Der Cortex-Mx Kern hat dafür extra einen Core Systick-Zähler implementiert, die man mittels der CMSIS nutzen kann:

<syntaxhighlight lang="c">
CORE_ClearSysTick(); // Zähler löschen
: : : // Programmbearbeitung
uint32_t iZ = CORE_GetSysTick(); // Zähler auslesen
</syntaxhighlight>

In iZ steht nun wie viele Maschinentakte der Prozessor für die Bearbeitung benötigt hat und kann mit folgender Formel umgerechnet werden:

Zeit in µSec = iZ / CPU-Takt in MHz

= FAQ - Anfängerfragen=

* Muss ich, wenn ich die Debugging-Funktionen nutzen möchte einen JTAG Adapter anschließen? - Ja. Auf dem STM32F4DISCOVERY ist jedoch bereits einer mit drauf.
* Mit diesem kann ich dann den µC auch programmieren? - Ja, programmieren und debuggen.
* Ich möchte eine eigene Platine entwickelt, jedoch der 20polige [[JTAG]]-Anschluss ist mir zu groß, gibt es eine Alternative? - Ja, [http://www.mikrocontroller.net/articles/JTAG#Der_10-polige_JTAG_Stecker_von_mmvisual "Der 10-polige JTAG Stecker von mmvisual"]

= Weblinks, Foren, Communities, Tutorials =
* [[STM32]] Hauptartikel, [http://www.mikrocontroller.net/articles/STM32#Weblinks.2C_Foren.2C_Communities.2C_Tutorials dortige Linksammlung]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/319328 Diskussion zum Artikel]
* [[STM32 CooCox Installation]]
* [[STM32 Eclipse Installation]]
* [[LPC1xxx für Umsteiger]]

<references/>
[[Kategorie:ARM]]
[[Kategorie:STM32]]
[[Kategorie:Mikrocontroller]]

STM32 für Einsteiger

2014-01-07T12:13:00Z

Mmvisual: /* Kosten */

Immer wiederkehrend hier im Forum "Mit welchem Mikrocontroller anfangen?". Es gibt eine große Auswahl und eben so viele Empfehlungen. In diesem Artikel soll zu erst geholfen werden ob ein STM32-Prozessor mit Cortex-M3/M4 Kern überhaupt der Richtige für den Start ist.
Nicht für jeden ist der [[STM32]] zu empfehlen, denn die Anforderungen und Wünsche die man realisieren möchte, sowie die eigenen Fähigkeiten sind verschieden.

Es werden meist die Prozessoren [[AVR]], [[PIC]], [[Arduino]], [[MSP430]], [[LPC1xxx]] und [[STM32]] empfohlen. Seltener auch 8051 und M16C. Alle haben Vorzüge und ebenso auch Nachteile.

[[Bild:STM32F407SB.jpg|thumb|right|340px|STM32F417 auf einem Selbstbau-Board]]

= Eigene Fähigkeiten und Wünsche =

Dieser Artikel geht davon aus, dass bereits Elektronik Kenntnisse vorhanden sind. Wenn nicht dann sollte man erst einmal den Artikel "[[Absolute Beginner]]" durcharbeiten, sowie die anderen Artikel aus der Kategorie "[http://www.mikrocontroller.net/articles/Kategorie:Grundlagen Grundlagen]".
 Weitere Artikel die andere Prozessoren näher darstellen da sich dieser Artikel hauptsächlich auf [[STM32]] konzentriert: [[Entscheidung Mikrocontroller]] und [[Mikrocontroller Vergleich]]. Die Seiten [[AVR]], [[MSP430]], [[LPC1xxx]] und [[PIC]] zeigen mehr Details über diese µC. Hier werden nur grob ein paar Tabelle zum Vergleichen gezeigt.

Zu erst einmal die Randbedingungen, mit der man sich selbst zu erst einmal einschätzen sollte:
{| {{Tabelle}}
|- bgcolor="#d0d0ff"
! Fähigkeit || [[STM32]] || [[AVR]] || colspan="3" | [[PIC]] || [[MSP430]] || [[Arduino]]
|-
| Bitbreite, jedoch unwichtig für Einsteiger || align="center" | 32-bit || align="center" | 8-bit || align="center" | 8-bit (PIC18) || align="center" | 16-bit (PIC24) || align="center" | 32-bit (PIC32) || align="center" | 16-bit || align="center" | 8-bit
|-
| Neueinsteiger, kaum Elektronikkenntnisse, noch nie programmiert
| align="center" | O
| align="center" | O <ref name="AVR_TUT1">[http://www.rn-wissen.de/index.php/AVR-Einstieg_leicht_gemacht], RoboterNetz: AVR-Einstieg leicht gemacht</ref><ref name="AVR_TUT2">[http://www.avr-asm-tutorial.net/avr_de/], Tutorial für das Erlernen der Assemblersprache von AVR-Einchip-Prozessoren</ref>
| colspan="3" align="center" | O
| align="center" | O
| align="center" | X
|-
| Wunsch ist SD-Card oder Grafik-Display
| align="center" | X
| align="center" | O
| align="center" | O <ref name="PIC_SD">[http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=2680&dDocName=en537999], Microchip Memory Disk Drive File System for PIC18 PIC24 dsPIC PIC32</ref> || align="center" | X<ref name="PIC_SD" /><ref name="PIC_LCD">[http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/technology/graphics/], Microchip Graphics Library</ref> || align="center" | X<ref name="PIC_SD" /><ref name="PIC_LCD" />
| align="center" | X
| align="center" | O
|-
| Wunsch ist TCP/IP Netzwerk
| align="center" | X
| align="center" | O
| colspan="3" align="center" | X <ref name="PIC_TCP">[http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=2505&param=en535724], Microchip TCP/IP stack</ref>
| align="center" | O
| align="center" | O
|-
|-
| Wunsch ist Kamera und Video-/Bildbearbeitung
| align="center" | X
| align="center" | -
| align="center" | - || align="center" | - || align="center" | X
| align="center" | -
| align="center" | -
|-
| Möchte die Erkenntnisse beruflich nutzen
| align="center" | X
| align="center" | X
| colspan="3" align="center" | X
| align="center" | X
| align="center" | -
|-
| Strom sparende Anwendungen
| align="center" | - 300 nA Sleep<ref name="STM_Power">[http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1295], [[STM32]] L1 series of ultra-low-power MCUs</ref> 230 μA/MHz
| align="center" | - 100 nA Sleep<ref name="AVR_Power1">[http://www.atmel.com/technologies/lowpower/default.aspx], Atmel picoPower Technology</ref> <ref name="AVR_Power2">[http:/www.futurlec.com/News/Atmel/PicoPower.shtml], Atmel Releases New picoPower AVR Microcontrollers</ref> 340 μA/MHz
| colspan="2" align="center" | X 9 nA Sleep<ref name="PIC_XLPvsTI">[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/39989A.pdf], The Truth about Power Consumption in PIC® MCUs with
XLP Technology vs. TI’s MSP430</ref><ref name="PIC_XLP">[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/30009941F.pdf], nanoWatt XLP eXtreme Low Power PIC® Microcontrollers</ref> 35 μA/MHz || align="center" | -
| align="center" | X 100 nA Sleep<ref name="TI_Power1">[http://www.ti.com/lit/wp/slay015/slay015.pdf], Texas Instruments: Ultra-Low Power Comparison: MSP430 vs. Microchip XLP</ref><ref name="TI_Power2">[http://www.ti.com/ww/mx/multimedia/webcasts/Aspectos_Generales_MSP430.pdf], Texas Instruments: Meet MSP430</ref> 100 μA/MHz
| align="center" | -
|-
| Multithreading, RTOS, Schedulern
| align="center" | X
| align="center" | - <ref name="AVR_RTOS1">[http://www.freertos.org/a00098.html], Atmel AVR freeRTOS port</ref><ref name="AVR_RTOS2">[http://www.femtoos.org/], Femto OS: RTOS for small MCU's like AVR</ref>
| align="center" | - <ref name="PIC_RTOS2">[http://www.freertos.org/a00097.html], Microchip PICmicro (PIC18) freeRTOS Port</ref> <ref name="PIC_RTOS3">[http://www.pumpkininc.com/], Salvo RTOS</ref>|| align="center" | X<ref name="PIC_RTOS">[http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=1406&dDocName=en531543&redirects=rtos], 3rd Party RTOS selection guide</ref> || align="center" | X<ref name="PIC_RTOS" />
| align="center" | X <ref name="TI_RTOS">[http://processors.wiki.ti.com/index.php/MSP430_Real_Time_Operating_Systems_Overview], TI Wiki: MSP430 Real Time Operating Systems Overview</ref>
| align="center" | -
|-
| Besonders große, speicherintensive Programme z.B. Grafiken, Fonts
| align="center" | bis 2MB Flash bis 256kB SRAM <ref name="STM32Ueb">[http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169], Übersicht aller verfügbaren [[STM32]] µC von ST</ref>
| align="center" | bis 256kB Flash bis 16kB SRAM
| align="center" | bis 128kB Flash bis 4kB SRAM || bis 2MB Flash bis 98kB SRAM || bis 2MB Flash bis 512kB SRAM
| align="center" | bis 512KB Flash bis 66kB SRAM
| align="center" | bis 256kB Flash bis 16kB SRAM
|-
| Sehr viel PWM mit komplexem Timing
| align="center" | X
| align="center" | AT90Spwm
| align="center" | - || align="center" | X || align="center" | X
| align="center" | O
| align="center" | -
|-
| Deutschsprachige Community
| align="center" | O
| align="center" | X
| align="center" | X <ref name="SPRUT">[http://www.sprut.de/], sprut.de</ref> || align="center" | - || align="center" | -
| align="center" | -
| align="center" | X
|-
| Anzahl möglicher HW-Breakpoints
| align="center" | 4 bis 6
| align="center" | 2
| align="center" | 1 bis 5 <ref name="PIC_HWBP">[http://www.microchip.com/stellent/groups/SiteComm_sg/documents/DeviceDoc/en556761.pdf], PIC Hardware Breakpoints (Seite 6)</ref> || align="center" | 1 bis 10 <ref name="PIC_HWBP"/> || align="center" | 6<ref name="PIC_HWBP"/>
| align="center" | 2
| align="center" | 2
|}
* X = ja
* O = Teilweise, Einschränkungen
* - = nicht empfohlen
Nur um nicht zu verwirren, auch wenn Teile "nicht empfohlen" sind, heißt dass nicht dass es mit dem Prozessor nicht geht, vielmehr dass es mehr Aufwand ist das zu realisieren oder mehr Einschränkungen hat.
Viele Eigenschaften weisen nur bestimmte Modelle einer Mikrocontrollerfamilie auf. Der Wechsel innerhalb einer Familie gestaltet sich jedoch oft einfach (z.B. innerhalb [[STM32]] oder innerhalb PIC24).

Die Spalte [[STM32]] zeigt die Prozessorfamilie von STM32F0xx bis STM32F4xx mit einem Cortex-M0 oder M3/M4 Kern. Die technischen Daten sind ähnlich anderer Hersteller die auch einen Cortex-Mx Kern verbauen wie z.B. NXP ([[LPC1xxx]]), Freescale, Atmel, TI, Toshiba, usw. Jedoch bietet ST mit dem [[STM32]] eine hohe Flexibilität an Gehäuse-Variationen (vergleichbar mit NXP [[LPC1xxx]]) und ist privat recht leicht beschaffbar. Übersicht aller verfügbaren [[STM32]] µC von ST<ref name="STM32Ueb">[http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169], Übersicht aller verfügbaren [[STM32]] µC von ST</ref>.

Die Spalte PIC zeigt die Eigenschaften der 8-Bit PIC18 (vergleichbar mit [[AVR]]), 16-Bit [[PIC24]]/[[dsPIC]] (vergleichbar mit [[MSP430]]) und 32-Bit [[PIC32]] (vergleichbar mit [[STM32]]). Ein Wechsel des Mikrocontrollers innerhalb der Familien ist Codetechnisch problemlos möglich. <ref name="PIC_codeswitch">[http://www.elektor.nl/Uploads/Files/PIC24FIntro_5f082806.pdf], Microchip: Introduction to the 16-bit PIC24F Microcontroller Family</ref> Hardwaretechnisch sind verschiedene Modelle gleicher Familie zudem auch meist Pin-Kompatibel <ref name="PIC_PinCompatibility">[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/00148m.pdf], Microchip: 2007 Product Selector Guide (Seite 114 ff.)</ref> sodass ohne Design-Änderung zwischen verschiedenen Modellen gewechselt werden kann.
Ein Wechsel zwischen den Familien ist Architekturbedingt aufwendiger, vor allem von 8-Bit auf 16/32-Bit. <ref name="PIC_8to16Migration">[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/39764a.pdf], Microchip: PIC18F to PIC24F Migration: An Overview</ref> Aufgrund gleichbleibender IDE (Mplab) sowie gleichbleibenden Libraries bei Verwendung einer Hochsprache (C) jedoch vor allem zwischen 16-Bit und 32-Bit ohne weitere Probleme möglich <ref name="PIC_16to32Migration">[http://www.embedded.com/design/mcus-processors-and-socs/4007683/Practical-migration-from-8-16-to-32-bit-PIC], Artikel: Practical migration from 8-/16- to 32-bit PIC</ref>.
 Ein PIC10/12/16 ist für den Einstieg nicht empfohlen, da diese Architekturbedingt viele Einschränkungen haben, die eher hinderlich für das Lernen sind.

Der "[[Arduino]]" ist kein eigenständiger Prozessor, sondern ein fertiges Board mit einer "[[Arduino]]" Programmierumgebung (und einem AVR Prozessor), extra geschaffen für Einsteiger. Allerdings ist da der Lerneffekt viel geringer da man den Prozessor mit der [[Arduino]]-Software programmiert und nicht direkt die Register.

<references />

= Unwichtige Randbedingungen =

Oftmals werden fälschlicherweise Argumente für oder gegen eine µC-Familie ausgesprochen, die in der Praxis '''zum Einstieg''' (bei konkreten Anwendungen kann das anders aussehen) eher unwichtig sind.

* Spannungsversorgung 3,3V / 5V (Wobei z.B Atmel XMega keine 5V Tolerante Eingänge besitzt)
* 8 (z.B. [[AVR]]), 16 (z.B. [[MSP430]]) oder 32 (z.B. [[STM32]]) Bit
* Prozessorkern Cortex-M0/M3/M4, MIPS, ARM7/9/..., AVR-RISC, PIC-RISC, 8051, ...
* Interrupt System mit mehr oder weniger Features
* Programmiersprache (Assembler, Basic, C, C++, Pascal)
* Programmierumgebung - ist ohnehin Geschmackssache
* Assembler verstehen (Sollte nur theoretisch verstanden werden, ein Programm sollte in einer Hochsprache geschrieben sein)
* DIL Gehäuse - steckbretttauglich ([[STM32]]-Prozessoren gibt es auch fertig gelötet auf einem steckbretttauglichen Board)
* Programmieradapter - solange er auch debuggen kann
* zu 90% reicht doch ein kleiner Prozessor ([[AVR]]/PIC) - und für die restlichen kann man immer noch einen großen nehmen. Warum also nicht gleich einen großen nehmen?

= Kosten =

Grobe Abschätzung was das alles denn kosten wird. Hier sind nur einige Beispiele gezeigt (Einzelpreise bei Bezugsquellen in Deutschland).

{| {{Tabelle}}
|- bgcolor="#d0d0ff"
! Board || [[STM32]] || [[AVR]] || PIC18/24/32 || [[MSP430]] || [[Arduino]]
|-
| Demo-Board
| align="center" | <ref name="STM32F4DISCOVERY">[http://www.st.com/web/en/catalog/tools/FM116/SC959/SS1532/PF252419], ST STM32F4DISCOVERY Demoboard</ref> 9..20€ (incl. Programmieradapter und Debugger)
| align="center" | 5..500€, z.B. [[Arduino]] || align="center"| <ref name="PICDEMOBOARD">[http://www.microchipdirect.com/ProductDetails.aspx?Catalog=BuyMicrochip&Category=Starter%20Kits&mid=1&lmid=610], Microchip Demoborad</ref> durchschnittlich 18€ .. 50€]
| align="center" | <ref name="MSP430DEMOBOARD">[http://www.ti.com/tool/msp-exp430fr5739], MSP430 Demoborad</ref> ~35€
| align="center" | 20€
|-
| Steckbrettaugliches Board
| align="center" | s.o. oder <ref name="STM32F405Board">[http://re.reworld.eu/de/produkte/s64dil-405/index.htm], S64DIL-405 mit STM32F405</ref>S64DIL-405 30€
| align="center" | DIP IC
| align="center" | DIP IC
| align="center" | ??
| align="center" | ab ca. 4€ (Pro Mini)
|-
| Einzelchip (Einzelstückpreise)
| align="center"| 2..15€ nur SMD (TSSOP..LQFP..BGA)
| align="center"|0,6–5€ SMD + DIP
| align="center"|1-15€ SMD + DIP
| align="center"|??
| align="center"|siehe AVR
|-
| Programmieradapter
| align="center" | 0€ da Bootloader (ROM) UART / USB usw. unterstützt
| align="center" | ab 4€
| align="center" |
| align="center" |
| align="center" |
|-
| Programmieradapter mit Debugger
| align="center" | s.o. oder z.B <ref name="JLINKEDU">[http://www.segger.com/j-link-edu.html], Segger J-LINK EDU</ref> Segger J-LINK EDU 50€ (sehr schnell und unterstützt viele Prozessoren)
| align="center" | <ref name="AVRDragon">[http://www.atmel.com/tools/AVRDRAGON.aspx], Atmel AVR Dragon</ref> AVR Dragon 40€ <ref name="JTAGICE3">[http://www.atmel.com/tools/JTAGICE3.aspx], AT JTAG ICE3</ref> AT JTAG ICE3 99€
| align="center" | <ref name="PICKIT3">[http://www.microchipdirect.com/ProductSearch.aspx?keywords=PG164130], Microchip PICkit 3</ref> PICkit 3 30€
| align="center" | z.B. Dragon 50€
| align="center" | 20€ (Man muss DebugWire aktivieren)
|}

Das Demo-Board sollte ein Board sein, nicht zu teuer, um die ersten Erfahrungen zu sammeln. Wenn einem der Prozessor gefällt, so kann man später immer noch mit einem zweiten Demo-Board, z.B. mit Display aufrüsten.

Wenn man gerne mit einem Steckbrett sich die Schaltung zusammen stecken möchte, so kann man entweder die benötigten Drähte am Demo-Board anlöten oder bei z.B. [[AVR]]/[[PIC]] Prozessoren gibt es Ausführungen im DIL Gehäuse, die direkt steckbar sind.

Ein Programmieradapter sollte unbedingt auch einen Debugger beinhalten. Denn für den Start ist es ungemein hilfreich zu sehen was im Prozessor gerade geschieht. Die JTAG-Adapter für einen [[STM32]] Prozessor sind alle Debugger-Tauglich. Für die [[AVR]] Controller gibt es auch oft reine Programmer (AVR ISP oder Selbstbau-Lösungen über die serielle oder parallele Schnittstelle) welche den Mikrocontroller nur beschreiben können. Für die [[PIC]] Controller werden solche reinen Programmer vereinzelt auch noch angeboten. Sinvoller sind hingegen Debugger, die die Ausführung eines Mikrocontrollers anhalten können um die aktuelle Position im Programmcode, Variableninhalt, Register, ... auszulesen bzw. zur Laufzeit zu ändern.

Der für den [[STM32]] empfohlene Segger J-LINK EDU ist zwar nicht der günstigste (z.B. auf einem STM32F4DISCOVERY Borad ist ein ST-LINK/V2 mit drauf, den man für andere [[STM32]] nutzen kann) aber eines der besten, mit sehr guten Software-Tools und nutzbar für alle Prozessoren mit ARM-Kern (ARM7/9/11/... Cortex-Mx der Hersteller Atmel, Energy Micro, Freescale, Holtek, TI, NXP, Nuvoton, ST, Toshiba, ... unter Windows, Linux und MAC). Niemals am Werkzeug sparen und man hat viel mehr Freude bei der Arbeit.

<references />

= Programmierumgebungen=

Bei den Programmierumgebungen gibt es zu allen Prozessorfamilien kostenlose und Leistungsfähige Software

{| {{Tabelle}}
|- bgcolor="#d0d0ff"
! Betriebssystem || [[STM32]] || [[AVR]] || [[PIC]] || [[MSP430]] || [[Arduino]]
|-
| Windows
| align="center"|[http://www.coocox.org/CooCox_CoIDE.htm CooCox]
| align="center"|Atmel-Studio
| align="center"|[http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/ MPLAB X] (IDE inklusive compiler)
| align="center"|??
| align="center"|[[Arduino]] 1.0.5
|-
| Linux
| align="center"|[http://eclipse.org/downloads/ Eclipse IDE for C/C++ Developers]
| align="center"|??
| align="center"|[http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/ MPLAB X] (IDE inklusive compiler)
| align="center"|??
| align="center"|??
|-
| MacOS
| align="center"|[http://eclipse.org/downloads/ Eclipse IDE for C/C++ Developers]
| align="center"|??
| align="center"|[http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/ MPLAB X] (IDE inklusive compiler)
| align="center"|??
| align="center"|??
|}

natürlich gibt es noch viele weitere (für [[STM32]] siehe [[STM32#Programmierung]]), es sollte jedoch nur die jeweils einfachste kostenlose (und ohne Codebegrenzung) für den ersten Einstieg gezeigt werden.

* [http://www.coocox.org/CooCox_CoIDE.htm CooCox] Anleitung wie man innerhalb einer Stunde die LED eines Nagel neuen STM32F4DISCOVERY Boards zum blinken bekommt, Artikel: [[STM32 CooCox Installation]]. Diese Anleitung ist eine Schritt-Für-Schritt Anleitung um den aller ersten Start zu vereinfachen.
* Mit [http://www.coocox.org/CooCox_CoIDE.htm CooCox] können sehr viele Prozessoren mit Cortex-M0, M3 und M4 Kern programmiert werden. Unter anderem der Firmen Atmel, Energy Micro, Freescale, Holtek, TI, NXP, Nuvoton, ST und Toshiba. Somit hat man eine Entwicklungsumgebung und ist damit nicht an einen Hersteller der µC gebunden.
* Mit [http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/ MPLAB X] können alle Prozessoren von Microchip (z.B. PIC18, PIC24, PIC32, dsPIC) programmiert werden.

= Dokumentation=

Bevor man sich für einen Prozessor entscheidet sollte man unbedingt deren Dokumentation mal zumindest überfliegen und auch deren Errata's lesen. Nicht dass man eine Anwendung erstellen möchte und stellt hinterher fest, dass genau dieser Teil so buggy ist das er nicht genutzt werden kann.

Beim [[STM32]] hat die Dokumentation doch recht viele Seiten, viel mehr als bei einem [[AVR]] oder PIC, dabei ist vieles eher knapp beschrieben. Der Aufbau der [[STM32]] Dokumentation ist [http://www.mikrocontroller.net/articles/STM32#Struktur_der_Dokumentation: hier] beschrieben.
 Bei den PICs ist die Dokumentation wiederum anders strukturiert, [http://www.mikrocontroller.net/articles/PIC#Dokumenatation siehe im PIC Artikel].

Für die [[STM32]], [[AVR]] und [[PIC]] Mikrocontroller gibt es zudem viele, auch deutschsprachige Einsteigerhilfestellungen und Tutorials.

Parallel zur Dokumentation sollte man sich auch die Demo-Beispiele der Hersteller anschauen, dann wird vieles gleich verständlicher.

Eine Übersicht über die Funktionen gibt es im Artikel: [[STM32]]

= Die Arbeit mit dem [[STM32]]=

Zu erst einmal SOOO groß sind die Unterschiede zwischen den einzelnen Prozessoren nicht. Alle haben Ein-/Ausgänge und um mittels einem Port-Pin eine LED ansteuern zu können muss bei jedem Prozessor der Pin erst einmal parametriert werden, egal ob das jetzt ein [[STM32]] oder ein [[AVR]] oder ein [[MSP430]] ist. Nur hat man bei einem [[STM32]] doch einige Funktionen mehr, z.B. zuschaltbarer Pull-Up oder Pull-Down Widerstand und spezielle Setz-Rücksetzregister, die andere Prozessoren nicht haben, jedoch das Programmieren vereinfachen.
Der Haupt-Unterschied zu den anderen Prozessoren ist, dass der [[STM32]] so viele Peripherie-Module beherbergt, dass man die einzeln immer mit einem Clock aktivieren muss, denn damit lässt sich viel Strom sparen.

Und mal ganz ehrlich die Diskussion welcher µc einfacher zu konfigurieren ist, ist doch absoluter Unsinn. Der Weg ist immer der Gleiche:
*1. Blick ins Datenblatt welche Register für diese Funktion benötigt werden.
*2. Werte ermitteln die in die Register eingetragen werden.
*3. Werte ins Register schreiben. Da machte es GAR KEINEN UNTERSCHIED ob es ein [[AVR]], 8051/2, [[ARM]],...... ist.

Stimmt schon es gibt Unterschiede. Die Register haben anderen Namen, andere Adressen, andere Bitbedeutungen,...
Aber es steht doch alles im Datenblatt. Und ob ich jetzt einen [[AVR]] oder einen [[ARM]] das erste mal vor mir liegen hab. Ich brauch in allen Fällen die oben beschriebenen Schritte.

Das Interruptsystem ist bei einem [[STM32]] zusätzlich priorisiert, damit kann man festlegen welcher Interrupt vorrangig bearbeitet wird. Die Prioritätenvergabe ist auch kein Hexenwerk.

Zu allen Prozessoren liefern die jeweiligen Hersteller umfangreiche Demo-Codes und Libraries mit. Meist sind alle in C geschrieben, daher sollte auch die Programmiersprache C verwendet werden. Vor allem auch wenn man berufliche Absichten verfolgt.

Und wenn man einen [[STM32]] kann, dann ist ein Umstieg auf einen [[LPC1xxx]] (NXP) oder andere Hersteller überhaupt kein Problem (*), denn die bieten ebenfalls Prozessoren mit Cortex-M3 Kern und man kann diese mit der gleichen Programmierumgebung programmieren. Somit ist man nicht zwingend Herstellerabhängig. (* jeder Hersteller verbaut seine eigene Peripherie, die andere Funktionalitäten haben.)

Mit einem [[STM32]] kann man als Hobby-Baster und Professionell nahezu alle Anwendungen realisieren. Der hat genügend RAM und FLASH Speicher und auch genügend Geschwindigkeit. Viele Gehäuse-Varianten um kleine bis hin zu größere Geräte zu erstellen. Viele Schnittstellen, sind im Artikel [[STM32]] beschrieben.

Für den Einstig gibt es diverse, auch deutschsprachige, Tutorials im Netz. Eine Übersicht ist [http://www.mikrocontroller.net/articles/STM32#Weblinks.2C_Foren.2C_Communities.2C_Tutorials hier auf der STM32 Seite]. (Beispiel: [http://diller-technologies.de/stm32_wide.html STM32 Tutorial in Deutsch von Diller Technologies])
 Wobei dazugesagt werden muss dass diese meist auf die Standard ST-Libs aufbauen. Diese Libs vereinfachen zum einen das Ansteuern/die Benutzung der Peripheriefunktion zum anderen muss man diese erst mal kennen lernen. Vereinfacht wird das da ALLE [http://www.st.com/stonline/stappl/productcatalog/app?page=partNumberSearchPage&levelid=SS1577&parentid=1743&resourcetype=SW ST-Demo-Codebeispiele] ebenfalls auf diesen Lib's basieren und somit wird der Wechsel innerhalb des [[STM32]] deutlich vereinfacht.
 STM32F4xx Library von ST: [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/PF257901# "STSW-STM32065 STM32F4 DSP and standard peripherals library"] incl. Dokumentation und Demo-Projekte zu allen CPU Funktionen.

Der einzige Nachteil beim [[STM32]]: man muss etwas mehr lesen, da eine Peripherie doch viel mehr Funktionalität hat (sofern man das Modul überhaupt benötigt). Ansonsten kenne ich nicht wirklich einen Grund warum man als Neueinsteiger keinen [[STM32]] nehmen sollte.

= Programmiersprachen =
* Wie bei vielen anderen Controllern wird beim [[STM32]] auch hauptsächlich C und C++ verwendet. Kennen sollte man die Programmiersprache C schon, wenn man davon noch keine Ahnung hat dann sollte man erst mal mittels einem Tutorial auf einem PC ein Konsoleprogramm schreiben, sodass man es einigermaßen kennen lernt. Hier im Forum gibt es ebenfalls Artikel dazu. Zielt man auf die (spätere) Anwendung in der Industrie, sollte aufgrund der Verbreitung auf jeden Fall C (oder C++) gewählt werden; außerdem sind die meisten verfügbaren Libraries in C geschrieben.
* Assembler sollte man nur grob verstehen, Details wie ein Befehl arbeitet ist unwichtig. Selbst wenn man die Zyklen für einen Funktionsaufruf wissen will, so bietet der [[STM32]] (Cortex-M3) einen Cycle-Counter den man auslesen kann; durch die komplexere Pipeline und Cache-Effekte sind die Laufzeiten allerdings nicht genau vorhersehbar. Wird zyklengenause Timing benötigt, sollten Timer verwendet werden - davon hat der [[STM32]] genug.

Der 32bit-Adressraum, der RAM, Flash, I/O-Register vereinheitlicht ansprechen kann (im Gegensatz zu z.B. [[AVR]]) ist ideal für eine Verwendung durch Hochsprachen; bei Pointern muss keine zusätzliche Information verwaltet werden, in welche Art Speicher sie zeigen. Die Adresse gibt dies eindeutig an (es gibt nur '''eine''' Adresse 42, und nicht 2 wie z.B. beim [[AVR]] (Flash, RAM & I/O)) und die Hardware spricht automatisch den richtigen Speicher an. Die Möglichkeiten zur Offset-Adressierung, der Barrel-Shifter, Divsions-Einheit, die FPU (bei STM32F4), Interrupt-Modell etc. begünstigen ebenfalls die Erzeugung effizienteren Codes. Außerdem haben die [[STM32]] einfach mehr "rohe Leistung", d.h. mehr Flash/RAM-Speicher und höhere Taktfrequenzen. 
 
'''Folgerung''': Die Programmierung in Hochsprachen ist '''bequemer als bei 8-Bittern''', denn man muss sich einfach weniger Gedanken machen, ob der Compiler ein Programm nun effizent umsetzen kann (kann man natürlich trotzdem machen, um noch mehr Leistung "herauszuquetschen", wenn man will).

= Weitere Randbedingungen für die Entscheidung=

Der wichtige Punkt, der oftmals auch vergessen wird: die Beschaffbarkeit. Wenn jemand einen Renesas M16C oder Fujitsu empfiehlt, dann sucht man erst mal und findet nur wenige vereinzelte die man privat kaufen kann.

Oder auch die Unterstützung im Internet - ist bei einigen Exoten spärlich. Dieses Forum bietet die beste Hilfe für [[AVR]], PIC, [[MSP430]], [[LPC1xxx]] und [[STM32]].

Andere Prozessoren sind schon sehr alt, bzw. nicht mehr modern da deren Peripherie zum Teil doch recht eingeschränkte Funktionalität bietet. z.B. viele 8051 Typen oder PIC16 (oder auch dsPIC30). Die mögen für Mini-Anwenungen gut sein, aber wer will den schon gerne sich extra für eine Kleinanwendung mit einem kleinen µC auseinandersetzen, wenn er schon einen [[STM32]] kennt, mit dem er alles machen kann (und sich bereits gute Funktionen geschrieben hat)?

Daher mein Resümee: wer nicht gerade auf den Kopf gefallen ist, der kann getrost mit einem [[STM32]] starten. Ein [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/FM116/SC959/SS1532/PF252419?s_searchtype=keyword STM32F4DISCOVERY] Board kostet nur ca. 20 EUR - und mehr muss für den ersten Start nicht investiert werden - wenn es doch zu komplex sein sollte gibt es hier im Forum auch viel Hilfe. Jedenfalls sind diese 20 EUR wirklich keine große Investition.
 Wer berufliche Absichten verflogt, sollte zu einem späteren Zeitpunk sich unbedingt auch mit einem zweiten, anderen Prozessor beschäftigen um so die nötigen Erfahrungen zu gewinnen.

= Übersicht CPU Funktionalitäten=

In diesem Abschnitt ist kurz gezeigt welche Möglichkeiten die CPUs bei den oben empfohlenen Einsteigerboards haben

=== STM32F407 - vom STM32F4DISCOVERY Board ===

{| class="wikitable"
|-
| [[Datei:STM32F407.png|mini|x400px]]
| [[Datei:stm32f4_discovery2.png|mini|x400px]]
|-
| [http://www.st.com/web/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1577/LN11/PF252140?s_searchtype=partnumber Blockdiagramm STM32F407]
| [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/FM116/SC959/SS1532/PF252419 STM32F4DISCOVERY Demoborad]
|}

Es sind sehr viele Peripheriemodule im µC implementiert. Jedes einzelne Peripherie-Modul (z.B. Ethernet, USB, CAN, Timer, AD-Wandler, usw.) kann aktiviert werden indem der Clock freigeschaltet ist. So lange der Clock nicht aktiviert wurde verhält sich das Modul so als ob es nicht vorhanden wäre und beeinträchtigt in keinster Weise die Bearbeitung vom Prozessor. Somit lässt sich der Stromverbrauch senken.

Eine ganze Auflistung der Einzelmodule steht im Artikel: [[STM32]] und [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169 auf der Homepage von ST]

Zu Anfang mag vielleicht die interne Busstruktur verwirren, jedoch braucht man dies nicht beachten. Wenn nun die CPU auf UART4 zugreifen möchte, so gehen die Daten durch die Buse "AHB1" > "ABH/APB1-Bride" > "APB1". Dies erledigt der µC ganz von alleine. Diese Unterteilung ist technisch nötig, da die Peripheriebuse nicht mit dem gleichen Prozessortakt betrieben werden (wie z.B. bei [[MSP430], siehe Schaubild unten), die "Bridge" managt ganz alleine das Handling und generiert automatisch Wait-Befehle für die CPU.
 Die "AHB-Bus-Matrix" ist ebenfalls für den Anwender meist uninteressant. ST hat damit ein System geschaffen, damit die CPU, DMA's und Displaycontroller gleichzeitig auf die verschiedenen RAM-Bereiche zugreifen können um mehr Daten parallel zu verarbeiten. Somit braucht man diese Matrix erst mal nicht beachten.

Ebenso braucht man zu Anfang sich auch keine Gedanken um den Prozessortakt machen, wenn man nichts initialisiert so läuft der STM32F4xx mit dem internen RC-Oszillator von 16MHz und die Peripheriebuse laufen ebenfalls mit der gleichen Geschwindigkeit. Erst wenn man später umfangreichere Applikationen schreibt bei der die 16MHz nicht mehr reichen, so kann man die PLL aktivieren und die Taktrate flexibel bis auf 168MHz hoch setzen. (Siehe Demo-Projekt von [[STM32 CooCox Installation]].)

=== [[AVR]] ([[Arduino]])===

Details können im Artikel [[AVR]] gelesen werden.

=== PIC18, PIC24, PIC32===

Details können im Artikel [[PIC]] gelesen werden.

=== MSP430 - vom MSP-EXP430FR5739 Experimentier-Board===

{| class="wikitable"
|-
| [[Datei:MSP430FR5739.gif|mini|x350px]]
| [[Datei:MSP-EXP430FR5739.jpg|mini|x350px]]
|-
| Blockdiagramm MSP430FR5739
| MSP-EXP430FR5739 Demoboard
|}

Details können im Artikel [[MSP430]] gelesen werden.

=== LPC1x d.h. Cortex -M0 & -M3 Familie von NXP ===
Details können aus dem Leitartikel [[LPC1xxx]] und den darin verlinkten Artikeln entnommen werden.

= Tipps und Tricks bei der Programmierung=

===Interruptcontroller vom Cortex-M3/M4===

Der [[STM32]] NVIC Controller (Interruptcontroller) ist eine Funktion des Cortex-Mx Kerns und alle Funktionen sind in der CMSIS hinterlegt.

Jeder Interrupt hat eine Priorität von 4 Bit. Diese 4 Bit können in eine "pre-emption priority" und "subpriority" unterteilt werden.

Beispiel 2 Bit zu 2 Bit Unterteilung:
<syntaxhighlight lang="c">
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); // 2 Bits für pre-emption priority
</syntaxhighlight>

Somit kann "pre-emption priority" den Wert 0..3 und "subpriority" auch 0..3 erhalten. Um so kleiner die Zahl ist um so höherwertig ist der Interrupt.

Beispiel:
 ISR1 Pre 2 / Sub 1
 ISR2 Pre 1 / Sub 1
 ISR3 Pre 1 / Sub 2

Wenn jetzt ISR1 kommt, dann wird der aufgerufen. Kommt während dem ein ISR2 dann darf der den ISR1 unterbrechen, da er eine höhere "pre-emption priority" Wertigkeit hat.

Wenn ISR2 bereits aktiv ist, so darf ISR3 diesen nicht unterbrechen, ISR1 ebenfalls nicht.

Wenn ISR2 und ISR3 gleichzeitig kommen, so wird zu erst ISR2 bearbeitet, anschließend ISR3 da beide die gleiche "pre-emption priority" haben fällt die Entscheidung anhand der "subpriority".

Beispiel Interrupt Konfiguration für USART1 mittels ST-LIB Funktionen:
<syntaxhighlight lang="c">
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitSt;
NVIC_InitSt.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
NVIC_InitSt.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 3; // << Tiefe Prio
NVIC_InitSt.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
NVIC_InitSt.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitSt);
</syntaxhighlight>

=== Taktzeitberechnung und Überwachung===

Bei Zeitkritischen Applikationen stellt sich immer wieder die Frage wie viele Prozessortakte nun die Funktion verbraucht. Ist der Interrupt auch wirklich nicht zu lange und wie viel Reserve gibt es noch?
 Der Cortex-Mx Kern hat dafür extra einen Core Systick-Zähler implementiert, die man mittels der CMSIS nutzen kann:

<syntaxhighlight lang="c">
CORE_ClearSysTick(); // Zähler löschen
: : : // Programmbearbeitung
uint32_t iZ = CORE_GetSysTick(); // Zähler auslesen
</syntaxhighlight>

In iZ steht nun wie viele Maschinentakte der Prozessor für die Bearbeitung benötigt hat und kann mit folgender Formel umgerechnet werden:

Zeit in µSec = iZ / CPU-Takt in MHz

= FAQ - Anfängerfragen=

* Muss ich, wenn ich die Debugging-Funktionen nutzen möchte einen JTAG Adapter anschließen? - Ja. Auf dem STM32F4DISCOVERY ist jedoch bereits einer mit drauf.
* Mit diesem kann ich dann den µC auch programmieren? - Ja, programmieren und debuggen.
* Ich möchte eine eigene Platine entwickelt, jedoch der 20polige [[JTAG]]-Anschluss ist mir zu groß, gibt es eine Alternative? - Ja, [http://www.mikrocontroller.net/articles/JTAG#Der_10-polige_JTAG_Stecker_von_mmvisual "Der 10-polige JTAG Stecker von mmvisual"]

= Weblinks, Foren, Communities, Tutorials =
* [[STM32]] Hauptartikel, [http://www.mikrocontroller.net/articles/STM32#Weblinks.2C_Foren.2C_Communities.2C_Tutorials dortige Linksammlung]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/319328 Diskussion zum Artikel]
* [[STM32 CooCox Installation]]
* [[STM32 Eclipse Installation]]
* [[LPC1xxx für Umsteiger]]

<references/>
[[Kategorie:ARM]]
[[Kategorie:STM32]]
[[Kategorie:Mikrocontroller]]

STM32 für Einsteiger

2014-01-06T19:31:43Z

Mmvisual: /* Taktzeitberechnung und Überwachung */

Immer wiederkehrend hier im Forum "Mit welchem Mikrocontroller anfangen?". Es gibt eine große Auswahl und eben so viele Empfehlungen. In diesem Artikel soll zu erst geholfen werden ob ein STM32-Prozessor mit Cortex-M3/M4 Kern überhaupt der Richtige für den Start ist.
Nicht für jeden ist der [[STM32]] zu empfehlen, denn die Anforderungen und Wünsche die man realisieren möchte, sowie die eigenen Fähigkeiten sind verschieden.

Es werden meist die Prozessoren [[AVR]], [[PIC]], [[Arduino]], [[MSP430]], [[LPC1xxx]] und [[STM32]] empfohlen. Seltener auch 8051 und M16C. Alle haben Vorzüge und ebenso auch Nachteile.

[[Bild:STM32F407SB.jpg|thumb|right|340px|STM32F417 auf einem Selbstbau-Board]]

= Eigene Fähigkeiten und Wünsche =

Dieser Artikel geht davon aus, dass bereits Elektronik Kenntnisse vorhanden sind. Wenn nicht dann sollte man erst einmal den Artikel "[[Absolute Beginner]]" durcharbeiten, sowie die anderen Artikel aus der Kategorie "[http://www.mikrocontroller.net/articles/Kategorie:Grundlagen Grundlagen]".
 Weitere Artikel die andere Prozessoren näher darstellen da sich dieser Artikel hauptsächlich auf [[STM32]] konzentriert: [[Entscheidung Mikrocontroller]] und [[Mikrocontroller Vergleich]]. Die Seiten [[AVR]], [[MSP430]], [[LPC1xxx]] und [[PIC]] zeigen mehr Details über diese µC. Hier werden nur grob ein paar Tabelle zum Vergleichen gezeigt.

Zu erst einmal die Randbedingungen, mit der man sich selbst zu erst einmal einschätzen sollte:
{| {{Tabelle}}
|- bgcolor="#d0d0ff"
! Fähigkeit || [[STM32]] || [[AVR]] || colspan="3" | [[PIC]] || [[MSP430]] || [[Arduino]]
|-
| Bitbreite, jedoch unwichtig für Einsteiger || align="center" | 32-bit || align="center" | 8-bit || align="center" | 8-bit (PIC18) || align="center" | 16-bit (PIC24) || align="center" | 32-bit (PIC32) || align="center" | 16-bit || align="center" | 8-bit
|-
| Neueinsteiger, kaum Elektronikkenntnisse, noch nie programmiert
| align="center" | O
| align="center" | O <ref name="AVR_TUT1">[http://www.rn-wissen.de/index.php/AVR-Einstieg_leicht_gemacht], RoboterNetz: AVR-Einstieg leicht gemacht</ref><ref name="AVR_TUT2">[http://www.avr-asm-tutorial.net/avr_de/], Tutorial für das Erlernen der Assemblersprache von AVR-Einchip-Prozessoren</ref>
| colspan="3" align="center" | O
| align="center" | O
| align="center" | X
|-
| Wunsch ist SD-Card oder Grafik-Display
| align="center" | X
| align="center" | O
| align="center" | O <ref name="PIC_SD">[http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=2680&dDocName=en537999], Microchip Memory Disk Drive File System for PIC18 PIC24 dsPIC PIC32</ref> || align="center" | X<ref name="PIC_SD" /><ref name="PIC_LCD">[http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/technology/graphics/], Microchip Graphics Library</ref> || align="center" | X<ref name="PIC_SD" /><ref name="PIC_LCD" />
| align="center" | X
| align="center" | O
|-
| Wunsch ist TCP/IP Netzwerk
| align="center" | X
| align="center" | O
| colspan="3" align="center" | X <ref name="PIC_TCP">[http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=2505&param=en535724], Microchip TCP/IP stack</ref>
| align="center" | O
| align="center" | O
|-
|-
| Wunsch ist Kamera und Video-/Bildbearbeitung
| align="center" | X
| align="center" | -
| align="center" | - || align="center" | - || align="center" | X
| align="center" | -
| align="center" | -
|-
| Möchte die Erkenntnisse beruflich nutzen
| align="center" | X
| align="center" | X
| colspan="3" align="center" | X
| align="center" | X
| align="center" | -
|-
| Strom sparende Anwendungen
| align="center" | - 300 nA Sleep<ref name="STM_Power">[http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1295], [[STM32]] L1 series of ultra-low-power MCUs</ref> 230 μA/MHz
| align="center" | - 100 nA Sleep<ref name="AVR_Power1">[http://www.atmel.com/technologies/lowpower/default.aspx], Atmel picoPower Technology</ref> <ref name="AVR_Power2">[http:/www.futurlec.com/News/Atmel/PicoPower.shtml], Atmel Releases New picoPower AVR Microcontrollers</ref> 340 μA/MHz
| colspan="2" align="center" | X 9 nA Sleep<ref name="PIC_XLPvsTI">[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/39989A.pdf], The Truth about Power Consumption in PIC® MCUs with
XLP Technology vs. TI’s MSP430</ref><ref name="PIC_XLP">[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/30009941F.pdf], nanoWatt XLP eXtreme Low Power PIC® Microcontrollers</ref> 35 μA/MHz || align="center" | -
| align="center" | X 100 nA Sleep<ref name="TI_Power1">[http://www.ti.com/lit/wp/slay015/slay015.pdf], Texas Instruments: Ultra-Low Power Comparison: MSP430 vs. Microchip XLP</ref><ref name="TI_Power2">[http://www.ti.com/ww/mx/multimedia/webcasts/Aspectos_Generales_MSP430.pdf], Texas Instruments: Meet MSP430</ref> 100 μA/MHz
| align="center" | -
|-
| Multithreading, RTOS, Schedulern
| align="center" | X
| align="center" | - <ref name="AVR_RTOS1">[http://www.freertos.org/a00098.html], Atmel AVR freeRTOS port</ref><ref name="AVR_RTOS2">[http://www.femtoos.org/], Femto OS: RTOS for small MCU's like AVR</ref>
| align="center" | - <ref name="PIC_RTOS2">[http://www.freertos.org/a00097.html], Microchip PICmicro (PIC18) freeRTOS Port</ref> <ref name="PIC_RTOS3">[http://www.pumpkininc.com/], Salvo RTOS</ref>|| align="center" | X<ref name="PIC_RTOS">[http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=1406&dDocName=en531543&redirects=rtos], 3rd Party RTOS selection guide</ref> || align="center" | X<ref name="PIC_RTOS" />
| align="center" | X <ref name="TI_RTOS">[http://processors.wiki.ti.com/index.php/MSP430_Real_Time_Operating_Systems_Overview], TI Wiki: MSP430 Real Time Operating Systems Overview</ref>
| align="center" | -
|-
| Besonders große, speicherintensive Programme z.B. Grafiken, Fonts
| align="center" | bis 2MB Flash bis 256kB SRAM <ref name="STM32Ueb">[http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169], Übersicht aller verfügbaren [[STM32]] µC von ST</ref>
| align="center" | bis 256kB Flash bis 16kB SRAM
| align="center" | bis 128kB Flash bis 4kB SRAM || bis 2MB Flash bis 98kB SRAM || bis 2MB Flash bis 512kB SRAM
| align="center" | bis 512KB Flash bis 66kB SRAM
| align="center" | bis 256kB Flash bis 16kB SRAM
|-
| Sehr viel PWM mit komplexem Timing
| align="center" | X
| align="center" | AT90Spwm
| align="center" | - || align="center" | X || align="center" | X
| align="center" | O
| align="center" | -
|-
| Deutschsprachige Community
| align="center" | O
| align="center" | X
| align="center" | X <ref name="SPRUT">[http://www.sprut.de/], sprut.de</ref> || align="center" | - || align="center" | -
| align="center" | -
| align="center" | X
|-
| Anzahl möglicher HW-Breakpoints
| align="center" | 4 bis 6
| align="center" | 2
| align="center" | 1 bis 5 <ref name="PIC_HWBP">[http://www.microchip.com/stellent/groups/SiteComm_sg/documents/DeviceDoc/en556761.pdf], PIC Hardware Breakpoints (Seite 6)</ref> || align="center" | 1 bis 10 <ref name="PIC_HWBP"/> || align="center" | 6<ref name="PIC_HWBP"/>
| align="center" | 2
| align="center" | 2
|}
* X = ja
* O = Teilweise, Einschränkungen
* - = nicht empfohlen
Nur um nicht zu verwirren, auch wenn Teile "nicht empfohlen" sind, heißt dass nicht dass es mit dem Prozessor nicht geht, vielmehr dass es mehr Aufwand ist das zu realisieren oder mehr Einschränkungen hat.
Viele Eigenschaften weisen nur bestimmte Modelle einer Mikrocontrollerfamilie auf. Der Wechsel innerhalb einer Familie gestaltet sich jedoch oft einfach (z.B. innerhalb [[STM32]] oder innerhalb PIC24).

Die Spalte [[STM32]] zeigt die Prozessorfamilie von STM32F0xx bis STM32F4xx mit einem Cortex-M0 oder M3/M4 Kern. Die technischen Daten sind ähnlich anderer Hersteller die auch einen Cortex-Mx Kern verbauen wie z.B. NXP ([[LPC1xxx]]), Freescale, Atmel, TI, Toshiba, usw. Jedoch bietet ST mit dem [[STM32]] eine hohe Flexibilität an Gehäuse-Variationen (vergleichbar mit NXP [[LPC1xxx]]) und ist privat recht leicht beschaffbar. Übersicht aller verfügbaren [[STM32]] µC von ST<ref name="STM32Ueb">[http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169], Übersicht aller verfügbaren [[STM32]] µC von ST</ref>.

Die Spalte PIC zeigt die Eigenschaften der 8-Bit PIC18 (vergleichbar mit [[AVR]]), 16-Bit [[PIC24]]/[[dsPIC]] (vergleichbar mit [[MSP430]]) und 32-Bit [[PIC32]] (vergleichbar mit [[STM32]]). Ein Wechsel des Mikrocontrollers innerhalb der Familien ist Codetechnisch problemlos möglich. <ref name="PIC_codeswitch">[http://www.elektor.nl/Uploads/Files/PIC24FIntro_5f082806.pdf], Microchip: Introduction to the 16-bit PIC24F Microcontroller Family</ref> Hardwaretechnisch sind verschiedene Modelle gleicher Familie zudem auch meist Pin-Kompatibel <ref name="PIC_PinCompatibility">[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/00148m.pdf], Microchip: 2007 Product Selector Guide (Seite 114 ff.)</ref> sodass ohne Design-Änderung zwischen verschiedenen Modellen gewechselt werden kann.
Ein Wechsel zwischen den Familien ist Architekturbedingt aufwendiger, vor allem von 8-Bit auf 16/32-Bit. <ref name="PIC_8to16Migration">[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/39764a.pdf], Microchip: PIC18F to PIC24F Migration: An Overview</ref> Aufgrund gleichbleibender IDE (Mplab) sowie gleichbleibenden Libraries bei Verwendung einer Hochsprache (C) jedoch vor allem zwischen 16-Bit und 32-Bit ohne weitere Probleme möglich <ref name="PIC_16to32Migration">[http://www.embedded.com/design/mcus-processors-and-socs/4007683/Practical-migration-from-8-16-to-32-bit-PIC], Artikel: Practical migration from 8-/16- to 32-bit PIC</ref>.
 Ein PIC10/12/16 ist für den Einstieg nicht empfohlen, da diese Architekturbedingt viele Einschränkungen haben, die eher hinderlich für das Lernen sind.

Der "[[Arduino]]" ist kein eigenständiger Prozessor, sondern ein fertiges Board mit einer "[[Arduino]]" Programmierumgebung (und einem AVR Prozessor), extra geschaffen für Einsteiger. Allerdings ist da der Lerneffekt viel geringer da man den Prozessor mit der [[Arduino]]-Software programmiert und nicht direkt die Register.

<references />

= Unwichtige Randbedingungen =

Oftmals werden fälschlicherweise Argumente für oder gegen eine µC-Familie ausgesprochen, die in der Praxis '''zum Einstieg''' (bei konkreten Anwendungen kann das anders aussehen) eher unwichtig sind.

* Spannungsversorgung 3,3V / 5V (Wobei z.B Atmel XMega keine 5V Tolerante Eingänge besitzt)
* 8 (z.B. [[AVR]]), 16 (z.B. [[MSP430]]) oder 32 (z.B. [[STM32]]) Bit
* Prozessorkern Cortex-M0/M3/M4, MIPS, ARM7/9/..., AVR-RISC, PIC-RISC, 8051, ...
* Interrupt System mit mehr oder weniger Features
* Programmiersprache (Assembler, Basic, C, C++, Pascal)
* Programmierumgebung - ist ohnehin Geschmackssache
* Assembler verstehen (Sollte nur theoretisch verstanden werden, ein Programm sollte in einer Hochsprache geschrieben sein)
* DIL Gehäuse - steckbretttauglich ([[STM32]]-Prozessoren gibt es auch fertig gelötet auf einem steckbretttauglichen Board)
* Programmieradapter - solange er auch debuggen kann
* zu 90% reicht doch ein kleiner Prozessor ([[AVR]]/PIC) - und für die restlichen kann man immer noch einen großen nehmen. Warum also nicht gleich einen großen nehmen?

= Kosten =

Grobe Abschätzung was das alles denn kosten wird. Hier sind nur einige Beispiele gezeigt (Einzelpreise bei Bezugsquellen in Deutschland).

{| {{Tabelle}}
|- bgcolor="#d0d0ff"
! Board || [[STM32]] || [[AVR]] || PIC18/24/32 || [[MSP430]] || [[Arduino]]
|-
| Demo-Board
| align="center" | <ref name="STM32F4DISCOVERY">[http://www.st.com/web/en/catalog/tools/FM116/SC959/SS1532/PF252419], ST STM32F4DISCOVERY Demoboard</ref> 9..20€ (incl. Programmieradapter und Debugger)
| align="center" | 5..500€, z.B. [[Arduino]] || align="center"| <ref name="PICDEMOBOARD">[http://www.microchipdirect.com/ProductDetails.aspx?Catalog=BuyMicrochip&Category=Starter%20Kits&mid=1&lmid=610], Microchip Demoborad</ref> durchschnittlich 18€ .. 50€]
| align="center" | <ref name="MSP430DEMOBOARD">[http://www.ti.com/tool/msp-exp430fr5739], MSP430 Demoborad</ref> ~35€
| align="center" | 20€
|-
| Steckbrettaugliches Board
| align="center" | s.o. oder <ref name="STM32F405Board">[http://re.reworld.eu/de/produkte/s64dil-405/index.htm], S64DIL-405 mit STM32F405</ref>S64DIL-405 30€
| align="center" | DIP IC
| align="center" | DIP IC
| align="center" | ??
| align="center" | ab ca. 4€ (Pro Mini)
|-
| Einzelchip (Einzelstückpreise)
| align="center"| 2..15€ nur SMD (TSSOP..LQFP..BGA)
| align="center"|0,6–5€ SMD + DIP
| align="center"|1-15€ SMD + DIP
| align="center"|??
| align="center"|siehe AVR
|-
| Programmieradapter
| align="center" |
| align="center" | ab 4€
| align="center" |
| align="center" |
| align="center" |
|-
| Programmieradapter mit Debugger
| align="center" | s.o. oder z.B <ref name="JLINKEDU">[http://www.segger.com/j-link-edu.html], Segger J-LINK EDU</ref> Segger J-LINK EDU 50€ (sehr schnell und unterstützt viele Prozessoren)
| align="center" | <ref name="AVRDragon">[http://www.atmel.com/tools/AVRDRAGON.aspx], Atmel AVR Dragon</ref> AVR Dragon 40€ <ref name="JTAGICE3">[http://www.atmel.com/tools/JTAGICE3.aspx], AT JTAG ICE3</ref> AT JTAG ICE3 99€
| align="center" | <ref name="PICKIT3">[http://www.microchipdirect.com/ProductSearch.aspx?keywords=PG164130], Microchip PICkit 3</ref> PICkit 3 30€
| align="center" | z.B. Dragon 50€
| align="center" | 20€ (Man muss DebugWire aktivieren)
|}

Das Demo-Board sollte ein Board sein, nicht zu teuer, um die ersten Erfahrungen zu sammeln. Wenn einem der Prozessor gefällt, so kann man später immer noch mit einem zweiten Demo-Board, z.B. mit Display aufrüsten.

Wenn man gerne mit einem Steckbrett sich die Schaltung zusammen stecken möchte, so kann man entweder die benötigten Drähte am Demo-Board anlöten oder bei z.B. [[AVR]]/[[PIC]] Prozessoren gibt es Ausführungen im DIL Gehäuse, die direkt steckbar sind.

Ein Programmieradapter sollte unbedingt auch einen Debugger beinhalten. Denn für den Start ist es ungemein hilfreich zu sehen was im Prozessor gerade geschieht. Die JTAG-Adapter für einen [[STM32]] Prozessor sind alle Debugger-Tauglich. Für die [[AVR]] Controller gibt es auch oft reine Programmer (AVR ISP oder Selbstbau-Lösungen über die serielle oder parallele Schnittstelle) welche den Mikrocontroller nur beschreiben können. Für die [[PIC]] Controller werden solche reinen Programmer vereinzelt auch noch angeboten. Sinvoller sind hingegen Debugger, die die Ausführung eines Mikrocontrollers anhalten können um die aktuelle Position im Programmcode, Variableninhalt, Register, ... auszulesen bzw. zur Laufzeit zu ändern.

Der für den [[STM32]] empfohlene Segger J-LINK EDU ist zwar nicht der günstigste (z.B. auf einem STM32F4DISCOVERY Borad ist ein ST-LINK/V2 mit drauf, den man für andere [[STM32]] nutzen kann) aber eines der besten, mit sehr guten Software-Tools und nutzbar für alle Prozessoren mit ARM-Kern (ARM7/9/11/... Cortex-Mx der Hersteller Atmel, Energy Micro, Freescale, Holtek, TI, NXP, Nuvoton, ST, Toshiba, ... unter Windows, Linux und MAC). Niemals am Werkzeug sparen und man hat viel mehr Freude bei der Arbeit.

<references />

= Programmierumgebungen=

Bei den Programmierumgebungen gibt es zu allen Prozessorfamilien kostenlose und Leistungsfähige Software

{| {{Tabelle}}
|- bgcolor="#d0d0ff"
! Betriebssystem || [[STM32]] || [[AVR]] || [[PIC]] || [[MSP430]] || [[Arduino]]
|-
| Windows
| align="center"|[http://www.coocox.org/CooCox_CoIDE.htm CooCox]
| align="center"|Atmel-Studio
| align="center"|[http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/ MPLAB X] (IDE inklusive compiler)
| align="center"|??
| align="center"|[[Arduino]] 1.0.5
|-
| Linux
| align="center"|[http://eclipse.org/downloads/ Eclipse IDE for C/C++ Developers]
| align="center"|??
| align="center"|[http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/ MPLAB X] (IDE inklusive compiler)
| align="center"|??
| align="center"|??
|-
| MacOS
| align="center"|[http://eclipse.org/downloads/ Eclipse IDE for C/C++ Developers]
| align="center"|??
| align="center"|[http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/ MPLAB X] (IDE inklusive compiler)
| align="center"|??
| align="center"|??
|}

natürlich gibt es noch viele weitere (für [[STM32]] siehe [[STM32#Programmierung]]), es sollte jedoch nur die jeweils einfachste kostenlose (und ohne Codebegrenzung) für den ersten Einstieg gezeigt werden.

* [http://www.coocox.org/CooCox_CoIDE.htm CooCox] Anleitung wie man innerhalb einer Stunde die LED eines Nagel neuen STM32F4DISCOVERY Boards zum blinken bekommt, Artikel: [[STM32 CooCox Installation]]. Diese Anleitung ist eine Schritt-Für-Schritt Anleitung um den aller ersten Start zu vereinfachen.
* Mit [http://www.coocox.org/CooCox_CoIDE.htm CooCox] können sehr viele Prozessoren mit Cortex-M0, M3 und M4 Kern programmiert werden. Unter anderem der Firmen Atmel, Energy Micro, Freescale, Holtek, TI, NXP, Nuvoton, ST und Toshiba. Somit hat man eine Entwicklungsumgebung und ist damit nicht an einen Hersteller der µC gebunden.
* Mit [http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/ MPLAB X] können alle Prozessoren von Microchip (z.B. PIC18, PIC24, PIC32, dsPIC) programmiert werden.

= Dokumentation=

Bevor man sich für einen Prozessor entscheidet sollte man unbedingt deren Dokumentation mal zumindest überfliegen und auch deren Errata's lesen. Nicht dass man eine Anwendung erstellen möchte und stellt hinterher fest, dass genau dieser Teil so buggy ist das er nicht genutzt werden kann.

Beim [[STM32]] hat die Dokumentation doch recht viele Seiten, viel mehr als bei einem [[AVR]] oder PIC, dabei ist vieles eher knapp beschrieben. Der Aufbau der [[STM32]] Dokumentation ist [http://www.mikrocontroller.net/articles/STM32#Struktur_der_Dokumentation: hier] beschrieben.
 Bei den PICs ist die Dokumentation wiederum anders strukturiert, [http://www.mikrocontroller.net/articles/PIC#Dokumenatation siehe im PIC Artikel].

Für die [[STM32]], [[AVR]] und [[PIC]] Mikrocontroller gibt es zudem viele, auch deutschsprachige Einsteigerhilfestellungen und Tutorials.

Parallel zur Dokumentation sollte man sich auch die Demo-Beispiele der Hersteller anschauen, dann wird vieles gleich verständlicher.

Eine Übersicht über die Funktionen gibt es im Artikel: [[STM32]]

= Die Arbeit mit dem [[STM32]]=

Zu erst einmal SOOO groß sind die Unterschiede zwischen den einzelnen Prozessoren nicht. Alle haben Ein-/Ausgänge und um mittels einem Port-Pin eine LED ansteuern zu können muss bei jedem Prozessor der Pin erst einmal parametriert werden, egal ob das jetzt ein [[STM32]] oder ein [[AVR]] oder ein [[MSP430]] ist. Nur hat man bei einem [[STM32]] doch einige Funktionen mehr, z.B. zuschaltbarer Pull-Up oder Pull-Down Widerstand und spezielle Setz-Rücksetzregister, die andere Prozessoren nicht haben, jedoch das Programmieren vereinfachen.
Der Haupt-Unterschied zu den anderen Prozessoren ist, dass der [[STM32]] so viele Peripherie-Module beherbergt, dass man die einzeln immer mit einem Clock aktivieren muss, denn damit lässt sich viel Strom sparen.

Und mal ganz ehrlich die Diskussion welcher µc einfacher zu konfigurieren ist, ist doch absoluter Unsinn. Der Weg ist immer der Gleiche:
*1. Blick ins Datenblatt welche Register für diese Funktion benötigt werden.
*2. Werte ermitteln die in die Register eingetragen werden.
*3. Werte ins Register schreiben. Da machte es GAR KEINEN UNTERSCHIED ob es ein [[AVR]], 8051/2, [[ARM]],...... ist.

Stimmt schon es gibt Unterschiede. Die Register haben anderen Namen, andere Adressen, andere Bitbedeutungen,...
Aber es steht doch alles im Datenblatt. Und ob ich jetzt einen [[AVR]] oder einen [[ARM]] das erste mal vor mir liegen hab. Ich brauch in allen Fällen die oben beschriebenen Schritte.

Das Interruptsystem ist bei einem [[STM32]] zusätzlich priorisiert, damit kann man festlegen welcher Interrupt vorrangig bearbeitet wird. Die Prioritätenvergabe ist auch kein Hexenwerk.

Zu allen Prozessoren liefern die jeweiligen Hersteller umfangreiche Demo-Codes und Libraries mit. Meist sind alle in C geschrieben, daher sollte auch die Programmiersprache C verwendet werden. Vor allem auch wenn man berufliche Absichten verfolgt.

Und wenn man einen [[STM32]] kann, dann ist ein Umstieg auf einen [[LPC1xxx]] (NXP) oder andere Hersteller überhaupt kein Problem (*), denn die bieten ebenfalls Prozessoren mit Cortex-M3 Kern und man kann diese mit der gleichen Programmierumgebung programmieren. Somit ist man nicht zwingend Herstellerabhängig. (* jeder Hersteller verbaut seine eigene Peripherie, die andere Funktionalitäten haben.)

Mit einem [[STM32]] kann man als Hobby-Baster und Professionell nahezu alle Anwendungen realisieren. Der hat genügend RAM und FLASH Speicher und auch genügend Geschwindigkeit. Viele Gehäuse-Varianten um kleine bis hin zu größere Geräte zu erstellen. Viele Schnittstellen, sind im Artikel [[STM32]] beschrieben.

Für den Einstig gibt es diverse, auch deutschsprachige, Tutorials im Netz. Eine Übersicht ist [http://www.mikrocontroller.net/articles/STM32#Weblinks.2C_Foren.2C_Communities.2C_Tutorials hier auf der STM32 Seite]. (Beispiel: [http://diller-technologies.de/stm32_wide.html STM32 Tutorial in Deutsch von Diller Technologies])
 Wobei dazugesagt werden muss dass diese meist auf die Standard ST-Libs aufbauen. Diese Libs vereinfachen zum einen das Ansteuern/die Benutzung der Peripheriefunktion zum anderen muss man diese erst mal kennen lernen. Vereinfacht wird das da ALLE [http://www.st.com/stonline/stappl/productcatalog/app?page=partNumberSearchPage&levelid=SS1577&parentid=1743&resourcetype=SW ST-Demo-Codebeispiele] ebenfalls auf diesen Lib's basieren und somit wird der Wechsel innerhalb des [[STM32]] deutlich vereinfacht.
 STM32F4xx Library von ST: [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/PF257901# "STSW-STM32065 STM32F4 DSP and standard peripherals library"] incl. Dokumentation und Demo-Projekte zu allen CPU Funktionen.

Der einzige Nachteil beim [[STM32]]: man muss etwas mehr lesen, da eine Peripherie doch viel mehr Funktionalität hat (sofern man das Modul überhaupt benötigt). Ansonsten kenne ich nicht wirklich einen Grund warum man als Neueinsteiger keinen [[STM32]] nehmen sollte.

= Programmiersprachen =
* Wie bei vielen anderen Controllern wird beim [[STM32]] auch hauptsächlich C und C++ verwendet. Kennen sollte man die Programmiersprache C schon, wenn man davon noch keine Ahnung hat dann sollte man erst mal mittels einem Tutorial auf einem PC ein Konsoleprogramm schreiben, sodass man es einigermaßen kennen lernt. Hier im Forum gibt es ebenfalls Artikel dazu. Zielt man auf die (spätere) Anwendung in der Industrie, sollte aufgrund der Verbreitung auf jeden Fall C (oder C++) gewählt werden; außerdem sind die meisten verfügbaren Libraries in C geschrieben.
* Assembler sollte man nur grob verstehen, Details wie ein Befehl arbeitet ist unwichtig. Selbst wenn man die Zyklen für einen Funktionsaufruf wissen will, so bietet der [[STM32]] (Cortex-M3) einen Cycle-Counter den man auslesen kann; durch die komplexere Pipeline und Cache-Effekte sind die Laufzeiten allerdings nicht genau vorhersehbar. Wird zyklengenause Timing benötigt, sollten Timer verwendet werden - davon hat der [[STM32]] genug.

Der 32bit-Adressraum, der RAM, Flash, I/O-Register vereinheitlicht ansprechen kann (im Gegensatz zu z.B. [[AVR]]) ist ideal für eine Verwendung durch Hochsprachen; bei Pointern muss keine zusätzliche Information verwaltet werden, in welche Art Speicher sie zeigen. Die Adresse gibt dies eindeutig an (es gibt nur '''eine''' Adresse 42, und nicht 2 wie z.B. beim [[AVR]] (Flash, RAM & I/O)) und die Hardware spricht automatisch den richtigen Speicher an. Die Möglichkeiten zur Offset-Adressierung, der Barrel-Shifter, Divsions-Einheit, die FPU (bei STM32F4), Interrupt-Modell etc. begünstigen ebenfalls die Erzeugung effizienteren Codes. Außerdem haben die [[STM32]] einfach mehr "rohe Leistung", d.h. mehr Flash/RAM-Speicher und höhere Taktfrequenzen. 
 
'''Folgerung''': Die Programmierung in Hochsprachen ist '''bequemer als bei 8-Bittern''', denn man muss sich einfach weniger Gedanken machen, ob der Compiler ein Programm nun effizent umsetzen kann (kann man natürlich trotzdem machen, um noch mehr Leistung "herauszuquetschen", wenn man will).

= Weitere Randbedingungen für die Entscheidung=

Der wichtige Punkt, der oftmals auch vergessen wird: die Beschaffbarkeit. Wenn jemand einen Renesas M16C oder Fujitsu empfiehlt, dann sucht man erst mal und findet nur wenige vereinzelte die man privat kaufen kann.

Oder auch die Unterstützung im Internet - ist bei einigen Exoten spärlich. Dieses Forum bietet die beste Hilfe für [[AVR]], PIC, [[MSP430]], [[LPC1xxx]] und [[STM32]].

Andere Prozessoren sind schon sehr alt, bzw. nicht mehr modern da deren Peripherie zum Teil doch recht eingeschränkte Funktionalität bietet. z.B. viele 8051 Typen oder PIC16 (oder auch dsPIC30). Die mögen für Mini-Anwenungen gut sein, aber wer will den schon gerne sich extra für eine Kleinanwendung mit einem kleinen µC auseinandersetzen, wenn er schon einen [[STM32]] kennt, mit dem er alles machen kann (und sich bereits gute Funktionen geschrieben hat)?

Daher mein Resümee: wer nicht gerade auf den Kopf gefallen ist, der kann getrost mit einem [[STM32]] starten. Ein [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/FM116/SC959/SS1532/PF252419?s_searchtype=keyword STM32F4DISCOVERY] Board kostet nur ca. 20 EUR - und mehr muss für den ersten Start nicht investiert werden - wenn es doch zu komplex sein sollte gibt es hier im Forum auch viel Hilfe. Jedenfalls sind diese 20 EUR wirklich keine große Investition.
 Wer berufliche Absichten verflogt, sollte zu einem späteren Zeitpunk sich unbedingt auch mit einem zweiten, anderen Prozessor beschäftigen um so die nötigen Erfahrungen zu gewinnen.

= Übersicht CPU Funktionalitäten=

In diesem Abschnitt ist kurz gezeigt welche Möglichkeiten die CPUs bei den oben empfohlenen Einsteigerboards haben

=== STM32F407 - vom STM32F4DISCOVERY Board ===

{| class="wikitable"
|-
| [[Datei:STM32F407.png|mini|x400px]]
| [[Datei:stm32f4_discovery2.png|mini|x400px]]
|-
| [http://www.st.com/web/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1577/LN11/PF252140?s_searchtype=partnumber Blockdiagramm STM32F407]
| [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/FM116/SC959/SS1532/PF252419 STM32F4DISCOVERY Demoborad]
|}

Es sind sehr viele Peripheriemodule im µC implementiert. Jedes einzelne Peripherie-Modul (z.B. Ethernet, USB, CAN, Timer, AD-Wandler, usw.) kann aktiviert werden indem der Clock freigeschaltet ist. So lange der Clock nicht aktiviert wurde verhält sich das Modul so als ob es nicht vorhanden wäre und beeinträchtigt in keinster Weise die Bearbeitung vom Prozessor. Somit lässt sich der Stromverbrauch senken.

Eine ganze Auflistung der Einzelmodule steht im Artikel: [[STM32]] und [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169 auf der Homepage von ST]

Zu Anfang mag vielleicht die interne Busstruktur verwirren, jedoch braucht man dies nicht beachten. Wenn nun die CPU auf UART4 zugreifen möchte, so gehen die Daten durch die Buse "AHB1" > "ABH/APB1-Bride" > "APB1". Dies erledigt der µC ganz von alleine. Diese Unterteilung ist technisch nötig, da die Peripheriebuse nicht mit dem gleichen Prozessortakt betrieben werden (wie z.B. bei [[MSP430], siehe Schaubild unten), die "Bridge" managt ganz alleine das Handling und generiert automatisch Wait-Befehle für die CPU.
 Die "AHB-Bus-Matrix" ist ebenfalls für den Anwender meist uninteressant. ST hat damit ein System geschaffen, damit die CPU, DMA's und Displaycontroller gleichzeitig auf die verschiedenen RAM-Bereiche zugreifen können um mehr Daten parallel zu verarbeiten. Somit braucht man diese Matrix erst mal nicht beachten.

Ebenso braucht man zu Anfang sich auch keine Gedanken um den Prozessortakt machen, wenn man nichts initialisiert so läuft der STM32F4xx mit dem internen RC-Oszillator von 16MHz und die Peripheriebuse laufen ebenfalls mit der gleichen Geschwindigkeit. Erst wenn man später umfangreichere Applikationen schreibt bei der die 16MHz nicht mehr reichen, so kann man die PLL aktivieren und die Taktrate flexibel bis auf 168MHz hoch setzen. (Siehe Demo-Projekt von [[STM32 CooCox Installation]].)

=== [[AVR]] ([[Arduino]])===

Details können im Artikel [[AVR]] gelesen werden.

=== PIC18, PIC24, PIC32===

Details können im Artikel [[PIC]] gelesen werden.

=== MSP430 - vom MSP-EXP430FR5739 Experimentier-Board===

{| class="wikitable"
|-
| [[Datei:MSP430FR5739.gif|mini|x350px]]
| [[Datei:MSP-EXP430FR5739.jpg|mini|x350px]]
|-
| Blockdiagramm MSP430FR5739
| MSP-EXP430FR5739 Demoboard
|}

Details können im Artikel [[MSP430]] gelesen werden.

=== LPC1x d.h. Cortex -M0 & -M3 Familie von NXP ===
Details können aus dem Leitartikel [[LPC1xxx]] und den darin verlinkten Artikeln entnommen werden.

= Tipps und Tricks bei der Programmierung=

===Interruptcontroller vom Cortex-M3/M4===

Der [[STM32]] NVIC Controller (Interruptcontroller) ist eine Funktion des Cortex-Mx Kerns und alle Funktionen sind in der CMSIS hinterlegt.

Jeder Interrupt hat eine Priorität von 4 Bit. Diese 4 Bit können in eine "pre-emption priority" und "subpriority" unterteilt werden.

Beispiel 2 Bit zu 2 Bit Unterteilung:
<syntaxhighlight lang="c">
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); // 2 Bits für pre-emption priority
</syntaxhighlight>

Somit kann "pre-emption priority" den Wert 0..3 und "subpriority" auch 0..3 erhalten. Um so kleiner die Zahl ist um so höherwertig ist der Interrupt.

Beispiel:
 ISR1 Pre 2 / Sub 1
 ISR2 Pre 1 / Sub 1
 ISR3 Pre 1 / Sub 2

Wenn jetzt ISR1 kommt, dann wird der aufgerufen. Kommt während dem ein ISR2 dann darf der den ISR1 unterbrechen, da er eine höhere "pre-emption priority" Wertigkeit hat.

Wenn ISR2 bereits aktiv ist, so darf ISR3 diesen nicht unterbrechen, ISR1 ebenfalls nicht.

Wenn ISR2 und ISR3 gleichzeitig kommen, so wird zu erst ISR2 bearbeitet, anschließend ISR3 da beide die gleiche "pre-emption priority" haben fällt die Entscheidung anhand der "subpriority".

Beispiel Interrupt Konfiguration für USART1 mittels ST-LIB Funktionen:
<syntaxhighlight lang="c">
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitSt;
NVIC_InitSt.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
NVIC_InitSt.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 3; // << Tiefe Prio
NVIC_InitSt.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
NVIC_InitSt.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitSt);
</syntaxhighlight>

=== Taktzeitberechnung und Überwachung===

Bei Zeitkritischen Applikationen stellt sich immer wieder die Frage wie viele Prozessortakte nun die Funktion verbraucht. Ist der Interrupt auch wirklich nicht zu lange und wie viel Reserve gibt es noch?
 Der Cortex-Mx Kern hat dafür extra einen Core Systick-Zähler implementiert, die man mittels der CMSIS nutzen kann:

<syntaxhighlight lang="c">
CORE_ClearSysTick(); // Zähler löschen
: : : // Programmbearbeitung
uint32_t iZ = CORE_GetSysTick(); // Zähler auslesen
</syntaxhighlight>

In iZ steht nun wie viele Maschinentakte der Prozessor für die Bearbeitung benötigt hat und kann mit folgender Formel umgerechnet werden:

Zeit in µSec = iZ / CPU-Takt in MHz

= FAQ - Anfängerfragen=

* Muss ich, wenn ich die Debugging-Funktionen nutzen möchte einen JTAG Adapter anschließen? - Ja. Auf dem STM32F4DISCOVERY ist jedoch bereits einer mit drauf.
* Mit diesem kann ich dann den µC auch programmieren? - Ja, programmieren und debuggen.
* Ich möchte eine eigene Platine entwickelt, jedoch der 20polige [[JTAG]]-Anschluss ist mir zu groß, gibt es eine Alternative? - Ja, [http://www.mikrocontroller.net/articles/JTAG#Der_10-polige_JTAG_Stecker_von_mmvisual "Der 10-polige JTAG Stecker von mmvisual"]

= Weblinks, Foren, Communities, Tutorials =
* [[STM32]] Hauptartikel, [http://www.mikrocontroller.net/articles/STM32#Weblinks.2C_Foren.2C_Communities.2C_Tutorials dortige Linksammlung]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/319328 Diskussion zum Artikel]
* [[STM32 CooCox Installation]]
* [[STM32 Eclipse Installation]]
* [[LPC1xxx für Umsteiger]]

<references/>
[[Kategorie:ARM]]
[[Kategorie:STM32]]
[[Kategorie:Mikrocontroller]]

STM32 für Einsteiger

2014-01-06T19:30:51Z

Mmvisual: /* Taktzeitberechnung und Überwachung */

Immer wiederkehrend hier im Forum "Mit welchem Mikrocontroller anfangen?". Es gibt eine große Auswahl und eben so viele Empfehlungen. In diesem Artikel soll zu erst geholfen werden ob ein STM32-Prozessor mit Cortex-M3/M4 Kern überhaupt der Richtige für den Start ist.
Nicht für jeden ist der [[STM32]] zu empfehlen, denn die Anforderungen und Wünsche die man realisieren möchte, sowie die eigenen Fähigkeiten sind verschieden.

Es werden meist die Prozessoren [[AVR]], [[PIC]], [[Arduino]], [[MSP430]], [[LPC1xxx]] und [[STM32]] empfohlen. Seltener auch 8051 und M16C. Alle haben Vorzüge und ebenso auch Nachteile.

[[Bild:STM32F407SB.jpg|thumb|right|340px|STM32F417 auf einem Selbstbau-Board]]

= Eigene Fähigkeiten und Wünsche =

Dieser Artikel geht davon aus, dass bereits Elektronik Kenntnisse vorhanden sind. Wenn nicht dann sollte man erst einmal den Artikel "[[Absolute Beginner]]" durcharbeiten, sowie die anderen Artikel aus der Kategorie "[http://www.mikrocontroller.net/articles/Kategorie:Grundlagen Grundlagen]".
 Weitere Artikel die andere Prozessoren näher darstellen da sich dieser Artikel hauptsächlich auf [[STM32]] konzentriert: [[Entscheidung Mikrocontroller]] und [[Mikrocontroller Vergleich]]. Die Seiten [[AVR]], [[MSP430]], [[LPC1xxx]] und [[PIC]] zeigen mehr Details über diese µC. Hier werden nur grob ein paar Tabelle zum Vergleichen gezeigt.

Zu erst einmal die Randbedingungen, mit der man sich selbst zu erst einmal einschätzen sollte:
{| {{Tabelle}}
|- bgcolor="#d0d0ff"
! Fähigkeit || [[STM32]] || [[AVR]] || colspan="3" | [[PIC]] || [[MSP430]] || [[Arduino]]
|-
| Bitbreite, jedoch unwichtig für Einsteiger || align="center" | 32-bit || align="center" | 8-bit || align="center" | 8-bit (PIC18) || align="center" | 16-bit (PIC24) || align="center" | 32-bit (PIC32) || align="center" | 16-bit || align="center" | 8-bit
|-
| Neueinsteiger, kaum Elektronikkenntnisse, noch nie programmiert
| align="center" | O
| align="center" | O <ref name="AVR_TUT1">[http://www.rn-wissen.de/index.php/AVR-Einstieg_leicht_gemacht], RoboterNetz: AVR-Einstieg leicht gemacht</ref><ref name="AVR_TUT2">[http://www.avr-asm-tutorial.net/avr_de/], Tutorial für das Erlernen der Assemblersprache von AVR-Einchip-Prozessoren</ref>
| colspan="3" align="center" | O
| align="center" | O
| align="center" | X
|-
| Wunsch ist SD-Card oder Grafik-Display
| align="center" | X
| align="center" | O
| align="center" | O <ref name="PIC_SD">[http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=2680&dDocName=en537999], Microchip Memory Disk Drive File System for PIC18 PIC24 dsPIC PIC32</ref> || align="center" | X<ref name="PIC_SD" /><ref name="PIC_LCD">[http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/technology/graphics/], Microchip Graphics Library</ref> || align="center" | X<ref name="PIC_SD" /><ref name="PIC_LCD" />
| align="center" | X
| align="center" | O
|-
| Wunsch ist TCP/IP Netzwerk
| align="center" | X
| align="center" | O
| colspan="3" align="center" | X <ref name="PIC_TCP">[http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=2505&param=en535724], Microchip TCP/IP stack</ref>
| align="center" | O
| align="center" | O
|-
|-
| Wunsch ist Kamera und Video-/Bildbearbeitung
| align="center" | X
| align="center" | -
| align="center" | - || align="center" | - || align="center" | X
| align="center" | -
| align="center" | -
|-
| Möchte die Erkenntnisse beruflich nutzen
| align="center" | X
| align="center" | X
| colspan="3" align="center" | X
| align="center" | X
| align="center" | -
|-
| Strom sparende Anwendungen
| align="center" | - 300 nA Sleep<ref name="STM_Power">[http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1295], [[STM32]] L1 series of ultra-low-power MCUs</ref> 230 μA/MHz
| align="center" | - 100 nA Sleep<ref name="AVR_Power1">[http://www.atmel.com/technologies/lowpower/default.aspx], Atmel picoPower Technology</ref> <ref name="AVR_Power2">[http:/www.futurlec.com/News/Atmel/PicoPower.shtml], Atmel Releases New picoPower AVR Microcontrollers</ref> 340 μA/MHz
| colspan="2" align="center" | X 9 nA Sleep<ref name="PIC_XLPvsTI">[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/39989A.pdf], The Truth about Power Consumption in PIC® MCUs with
XLP Technology vs. TI’s MSP430</ref><ref name="PIC_XLP">[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/30009941F.pdf], nanoWatt XLP eXtreme Low Power PIC® Microcontrollers</ref> 35 μA/MHz || align="center" | -
| align="center" | X 100 nA Sleep<ref name="TI_Power1">[http://www.ti.com/lit/wp/slay015/slay015.pdf], Texas Instruments: Ultra-Low Power Comparison: MSP430 vs. Microchip XLP</ref><ref name="TI_Power2">[http://www.ti.com/ww/mx/multimedia/webcasts/Aspectos_Generales_MSP430.pdf], Texas Instruments: Meet MSP430</ref> 100 μA/MHz
| align="center" | -
|-
| Multithreading, RTOS, Schedulern
| align="center" | X
| align="center" | - <ref name="AVR_RTOS1">[http://www.freertos.org/a00098.html], Atmel AVR freeRTOS port</ref><ref name="AVR_RTOS2">[http://www.femtoos.org/], Femto OS: RTOS for small MCU's like AVR</ref>
| align="center" | - <ref name="PIC_RTOS2">[http://www.freertos.org/a00097.html], Microchip PICmicro (PIC18) freeRTOS Port</ref> <ref name="PIC_RTOS3">[http://www.pumpkininc.com/], Salvo RTOS</ref>|| align="center" | X<ref name="PIC_RTOS">[http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=1406&dDocName=en531543&redirects=rtos], 3rd Party RTOS selection guide</ref> || align="center" | X<ref name="PIC_RTOS" />
| align="center" | X <ref name="TI_RTOS">[http://processors.wiki.ti.com/index.php/MSP430_Real_Time_Operating_Systems_Overview], TI Wiki: MSP430 Real Time Operating Systems Overview</ref>
| align="center" | -
|-
| Besonders große, speicherintensive Programme z.B. Grafiken, Fonts
| align="center" | bis 2MB Flash bis 256kB SRAM <ref name="STM32Ueb">[http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169], Übersicht aller verfügbaren [[STM32]] µC von ST</ref>
| align="center" | bis 256kB Flash bis 16kB SRAM
| align="center" | bis 128kB Flash bis 4kB SRAM || bis 2MB Flash bis 98kB SRAM || bis 2MB Flash bis 512kB SRAM
| align="center" | bis 512KB Flash bis 66kB SRAM
| align="center" | bis 256kB Flash bis 16kB SRAM
|-
| Sehr viel PWM mit komplexem Timing
| align="center" | X
| align="center" | AT90Spwm
| align="center" | - || align="center" | X || align="center" | X
| align="center" | O
| align="center" | -
|-
| Deutschsprachige Community
| align="center" | O
| align="center" | X
| align="center" | X <ref name="SPRUT">[http://www.sprut.de/], sprut.de</ref> || align="center" | - || align="center" | -
| align="center" | -
| align="center" | X
|-
| Anzahl möglicher HW-Breakpoints
| align="center" | 4 bis 6
| align="center" | 2
| align="center" | 1 bis 5 <ref name="PIC_HWBP">[http://www.microchip.com/stellent/groups/SiteComm_sg/documents/DeviceDoc/en556761.pdf], PIC Hardware Breakpoints (Seite 6)</ref> || align="center" | 1 bis 10 <ref name="PIC_HWBP"/> || align="center" | 6<ref name="PIC_HWBP"/>
| align="center" | 2
| align="center" | 2
|}
* X = ja
* O = Teilweise, Einschränkungen
* - = nicht empfohlen
Nur um nicht zu verwirren, auch wenn Teile "nicht empfohlen" sind, heißt dass nicht dass es mit dem Prozessor nicht geht, vielmehr dass es mehr Aufwand ist das zu realisieren oder mehr Einschränkungen hat.
Viele Eigenschaften weisen nur bestimmte Modelle einer Mikrocontrollerfamilie auf. Der Wechsel innerhalb einer Familie gestaltet sich jedoch oft einfach (z.B. innerhalb [[STM32]] oder innerhalb PIC24).

Die Spalte [[STM32]] zeigt die Prozessorfamilie von STM32F0xx bis STM32F4xx mit einem Cortex-M0 oder M3/M4 Kern. Die technischen Daten sind ähnlich anderer Hersteller die auch einen Cortex-Mx Kern verbauen wie z.B. NXP ([[LPC1xxx]]), Freescale, Atmel, TI, Toshiba, usw. Jedoch bietet ST mit dem [[STM32]] eine hohe Flexibilität an Gehäuse-Variationen (vergleichbar mit NXP [[LPC1xxx]]) und ist privat recht leicht beschaffbar. Übersicht aller verfügbaren [[STM32]] µC von ST<ref name="STM32Ueb">[http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169], Übersicht aller verfügbaren [[STM32]] µC von ST</ref>.

Die Spalte PIC zeigt die Eigenschaften der 8-Bit PIC18 (vergleichbar mit [[AVR]]), 16-Bit [[PIC24]]/[[dsPIC]] (vergleichbar mit [[MSP430]]) und 32-Bit [[PIC32]] (vergleichbar mit [[STM32]]). Ein Wechsel des Mikrocontrollers innerhalb der Familien ist Codetechnisch problemlos möglich. <ref name="PIC_codeswitch">[http://www.elektor.nl/Uploads/Files/PIC24FIntro_5f082806.pdf], Microchip: Introduction to the 16-bit PIC24F Microcontroller Family</ref> Hardwaretechnisch sind verschiedene Modelle gleicher Familie zudem auch meist Pin-Kompatibel <ref name="PIC_PinCompatibility">[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/00148m.pdf], Microchip: 2007 Product Selector Guide (Seite 114 ff.)</ref> sodass ohne Design-Änderung zwischen verschiedenen Modellen gewechselt werden kann.
Ein Wechsel zwischen den Familien ist Architekturbedingt aufwendiger, vor allem von 8-Bit auf 16/32-Bit. <ref name="PIC_8to16Migration">[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/39764a.pdf], Microchip: PIC18F to PIC24F Migration: An Overview</ref> Aufgrund gleichbleibender IDE (Mplab) sowie gleichbleibenden Libraries bei Verwendung einer Hochsprache (C) jedoch vor allem zwischen 16-Bit und 32-Bit ohne weitere Probleme möglich <ref name="PIC_16to32Migration">[http://www.embedded.com/design/mcus-processors-and-socs/4007683/Practical-migration-from-8-16-to-32-bit-PIC], Artikel: Practical migration from 8-/16- to 32-bit PIC</ref>.
 Ein PIC10/12/16 ist für den Einstieg nicht empfohlen, da diese Architekturbedingt viele Einschränkungen haben, die eher hinderlich für das Lernen sind.

Der "[[Arduino]]" ist kein eigenständiger Prozessor, sondern ein fertiges Board mit einer "[[Arduino]]" Programmierumgebung (und einem AVR Prozessor), extra geschaffen für Einsteiger. Allerdings ist da der Lerneffekt viel geringer da man den Prozessor mit der [[Arduino]]-Software programmiert und nicht direkt die Register.

<references />

= Unwichtige Randbedingungen =

Oftmals werden fälschlicherweise Argumente für oder gegen eine µC-Familie ausgesprochen, die in der Praxis '''zum Einstieg''' (bei konkreten Anwendungen kann das anders aussehen) eher unwichtig sind.

* Spannungsversorgung 3,3V / 5V (Wobei z.B Atmel XMega keine 5V Tolerante Eingänge besitzt)
* 8 (z.B. [[AVR]]), 16 (z.B. [[MSP430]]) oder 32 (z.B. [[STM32]]) Bit
* Prozessorkern Cortex-M0/M3/M4, MIPS, ARM7/9/..., AVR-RISC, PIC-RISC, 8051, ...
* Interrupt System mit mehr oder weniger Features
* Programmiersprache (Assembler, Basic, C, C++, Pascal)
* Programmierumgebung - ist ohnehin Geschmackssache
* Assembler verstehen (Sollte nur theoretisch verstanden werden, ein Programm sollte in einer Hochsprache geschrieben sein)
* DIL Gehäuse - steckbretttauglich ([[STM32]]-Prozessoren gibt es auch fertig gelötet auf einem steckbretttauglichen Board)
* Programmieradapter - solange er auch debuggen kann
* zu 90% reicht doch ein kleiner Prozessor ([[AVR]]/PIC) - und für die restlichen kann man immer noch einen großen nehmen. Warum also nicht gleich einen großen nehmen?

= Kosten =

Grobe Abschätzung was das alles denn kosten wird. Hier sind nur einige Beispiele gezeigt (Einzelpreise bei Bezugsquellen in Deutschland).

{| {{Tabelle}}
|- bgcolor="#d0d0ff"
! Board || [[STM32]] || [[AVR]] || PIC18/24/32 || [[MSP430]] || [[Arduino]]
|-
| Demo-Board
| align="center" | <ref name="STM32F4DISCOVERY">[http://www.st.com/web/en/catalog/tools/FM116/SC959/SS1532/PF252419], ST STM32F4DISCOVERY Demoboard</ref> 9..20€ (incl. Programmieradapter und Debugger)
| align="center" | 5..500€, z.B. [[Arduino]] || align="center"| <ref name="PICDEMOBOARD">[http://www.microchipdirect.com/ProductDetails.aspx?Catalog=BuyMicrochip&Category=Starter%20Kits&mid=1&lmid=610], Microchip Demoborad</ref> durchschnittlich 18€ .. 50€]
| align="center" | <ref name="MSP430DEMOBOARD">[http://www.ti.com/tool/msp-exp430fr5739], MSP430 Demoborad</ref> ~35€
| align="center" | 20€
|-
| Steckbrettaugliches Board
| align="center" | s.o. oder <ref name="STM32F405Board">[http://re.reworld.eu/de/produkte/s64dil-405/index.htm], S64DIL-405 mit STM32F405</ref>S64DIL-405 30€
| align="center" | DIP IC
| align="center" | DIP IC
| align="center" | ??
| align="center" | ab ca. 4€ (Pro Mini)
|-
| Einzelchip (Einzelstückpreise)
| align="center"| 2..15€ nur SMD (TSSOP..LQFP..BGA)
| align="center"|0,6–5€ SMD + DIP
| align="center"|1-15€ SMD + DIP
| align="center"|??
| align="center"|siehe AVR
|-
| Programmieradapter
| align="center" |
| align="center" | ab 4€
| align="center" |
| align="center" |
| align="center" |
|-
| Programmieradapter mit Debugger
| align="center" | s.o. oder z.B <ref name="JLINKEDU">[http://www.segger.com/j-link-edu.html], Segger J-LINK EDU</ref> Segger J-LINK EDU 50€ (sehr schnell und unterstützt viele Prozessoren)
| align="center" | <ref name="AVRDragon">[http://www.atmel.com/tools/AVRDRAGON.aspx], Atmel AVR Dragon</ref> AVR Dragon 40€ <ref name="JTAGICE3">[http://www.atmel.com/tools/JTAGICE3.aspx], AT JTAG ICE3</ref> AT JTAG ICE3 99€
| align="center" | <ref name="PICKIT3">[http://www.microchipdirect.com/ProductSearch.aspx?keywords=PG164130], Microchip PICkit 3</ref> PICkit 3 30€
| align="center" | z.B. Dragon 50€
| align="center" | 20€ (Man muss DebugWire aktivieren)
|}

Das Demo-Board sollte ein Board sein, nicht zu teuer, um die ersten Erfahrungen zu sammeln. Wenn einem der Prozessor gefällt, so kann man später immer noch mit einem zweiten Demo-Board, z.B. mit Display aufrüsten.

Wenn man gerne mit einem Steckbrett sich die Schaltung zusammen stecken möchte, so kann man entweder die benötigten Drähte am Demo-Board anlöten oder bei z.B. [[AVR]]/[[PIC]] Prozessoren gibt es Ausführungen im DIL Gehäuse, die direkt steckbar sind.

Ein Programmieradapter sollte unbedingt auch einen Debugger beinhalten. Denn für den Start ist es ungemein hilfreich zu sehen was im Prozessor gerade geschieht. Die JTAG-Adapter für einen [[STM32]] Prozessor sind alle Debugger-Tauglich. Für die [[AVR]] Controller gibt es auch oft reine Programmer (AVR ISP oder Selbstbau-Lösungen über die serielle oder parallele Schnittstelle) welche den Mikrocontroller nur beschreiben können. Für die [[PIC]] Controller werden solche reinen Programmer vereinzelt auch noch angeboten. Sinvoller sind hingegen Debugger, die die Ausführung eines Mikrocontrollers anhalten können um die aktuelle Position im Programmcode, Variableninhalt, Register, ... auszulesen bzw. zur Laufzeit zu ändern.

Der für den [[STM32]] empfohlene Segger J-LINK EDU ist zwar nicht der günstigste (z.B. auf einem STM32F4DISCOVERY Borad ist ein ST-LINK/V2 mit drauf, den man für andere [[STM32]] nutzen kann) aber eines der besten, mit sehr guten Software-Tools und nutzbar für alle Prozessoren mit ARM-Kern (ARM7/9/11/... Cortex-Mx der Hersteller Atmel, Energy Micro, Freescale, Holtek, TI, NXP, Nuvoton, ST, Toshiba, ... unter Windows, Linux und MAC). Niemals am Werkzeug sparen und man hat viel mehr Freude bei der Arbeit.

<references />

= Programmierumgebungen=

Bei den Programmierumgebungen gibt es zu allen Prozessorfamilien kostenlose und Leistungsfähige Software

{| {{Tabelle}}
|- bgcolor="#d0d0ff"
! Betriebssystem || [[STM32]] || [[AVR]] || [[PIC]] || [[MSP430]] || [[Arduino]]
|-
| Windows
| align="center"|[http://www.coocox.org/CooCox_CoIDE.htm CooCox]
| align="center"|Atmel-Studio
| align="center"|[http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/ MPLAB X] (IDE inklusive compiler)
| align="center"|??
| align="center"|[[Arduino]] 1.0.5
|-
| Linux
| align="center"|[http://eclipse.org/downloads/ Eclipse IDE for C/C++ Developers]
| align="center"|??
| align="center"|[http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/ MPLAB X] (IDE inklusive compiler)
| align="center"|??
| align="center"|??
|-
| MacOS
| align="center"|[http://eclipse.org/downloads/ Eclipse IDE for C/C++ Developers]
| align="center"|??
| align="center"|[http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/ MPLAB X] (IDE inklusive compiler)
| align="center"|??
| align="center"|??
|}

natürlich gibt es noch viele weitere (für [[STM32]] siehe [[STM32#Programmierung]]), es sollte jedoch nur die jeweils einfachste kostenlose (und ohne Codebegrenzung) für den ersten Einstieg gezeigt werden.

* [http://www.coocox.org/CooCox_CoIDE.htm CooCox] Anleitung wie man innerhalb einer Stunde die LED eines Nagel neuen STM32F4DISCOVERY Boards zum blinken bekommt, Artikel: [[STM32 CooCox Installation]]. Diese Anleitung ist eine Schritt-Für-Schritt Anleitung um den aller ersten Start zu vereinfachen.
* Mit [http://www.coocox.org/CooCox_CoIDE.htm CooCox] können sehr viele Prozessoren mit Cortex-M0, M3 und M4 Kern programmiert werden. Unter anderem der Firmen Atmel, Energy Micro, Freescale, Holtek, TI, NXP, Nuvoton, ST und Toshiba. Somit hat man eine Entwicklungsumgebung und ist damit nicht an einen Hersteller der µC gebunden.
* Mit [http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/ MPLAB X] können alle Prozessoren von Microchip (z.B. PIC18, PIC24, PIC32, dsPIC) programmiert werden.

= Dokumentation=

Bevor man sich für einen Prozessor entscheidet sollte man unbedingt deren Dokumentation mal zumindest überfliegen und auch deren Errata's lesen. Nicht dass man eine Anwendung erstellen möchte und stellt hinterher fest, dass genau dieser Teil so buggy ist das er nicht genutzt werden kann.

Beim [[STM32]] hat die Dokumentation doch recht viele Seiten, viel mehr als bei einem [[AVR]] oder PIC, dabei ist vieles eher knapp beschrieben. Der Aufbau der [[STM32]] Dokumentation ist [http://www.mikrocontroller.net/articles/STM32#Struktur_der_Dokumentation: hier] beschrieben.
 Bei den PICs ist die Dokumentation wiederum anders strukturiert, [http://www.mikrocontroller.net/articles/PIC#Dokumenatation siehe im PIC Artikel].

Für die [[STM32]], [[AVR]] und [[PIC]] Mikrocontroller gibt es zudem viele, auch deutschsprachige Einsteigerhilfestellungen und Tutorials.

Parallel zur Dokumentation sollte man sich auch die Demo-Beispiele der Hersteller anschauen, dann wird vieles gleich verständlicher.

Eine Übersicht über die Funktionen gibt es im Artikel: [[STM32]]

= Die Arbeit mit dem [[STM32]]=

Zu erst einmal SOOO groß sind die Unterschiede zwischen den einzelnen Prozessoren nicht. Alle haben Ein-/Ausgänge und um mittels einem Port-Pin eine LED ansteuern zu können muss bei jedem Prozessor der Pin erst einmal parametriert werden, egal ob das jetzt ein [[STM32]] oder ein [[AVR]] oder ein [[MSP430]] ist. Nur hat man bei einem [[STM32]] doch einige Funktionen mehr, z.B. zuschaltbarer Pull-Up oder Pull-Down Widerstand und spezielle Setz-Rücksetzregister, die andere Prozessoren nicht haben, jedoch das Programmieren vereinfachen.
Der Haupt-Unterschied zu den anderen Prozessoren ist, dass der [[STM32]] so viele Peripherie-Module beherbergt, dass man die einzeln immer mit einem Clock aktivieren muss, denn damit lässt sich viel Strom sparen.

Und mal ganz ehrlich die Diskussion welcher µc einfacher zu konfigurieren ist, ist doch absoluter Unsinn. Der Weg ist immer der Gleiche:
*1. Blick ins Datenblatt welche Register für diese Funktion benötigt werden.
*2. Werte ermitteln die in die Register eingetragen werden.
*3. Werte ins Register schreiben. Da machte es GAR KEINEN UNTERSCHIED ob es ein [[AVR]], 8051/2, [[ARM]],...... ist.

Stimmt schon es gibt Unterschiede. Die Register haben anderen Namen, andere Adressen, andere Bitbedeutungen,...
Aber es steht doch alles im Datenblatt. Und ob ich jetzt einen [[AVR]] oder einen [[ARM]] das erste mal vor mir liegen hab. Ich brauch in allen Fällen die oben beschriebenen Schritte.

Das Interruptsystem ist bei einem [[STM32]] zusätzlich priorisiert, damit kann man festlegen welcher Interrupt vorrangig bearbeitet wird. Die Prioritätenvergabe ist auch kein Hexenwerk.

Zu allen Prozessoren liefern die jeweiligen Hersteller umfangreiche Demo-Codes und Libraries mit. Meist sind alle in C geschrieben, daher sollte auch die Programmiersprache C verwendet werden. Vor allem auch wenn man berufliche Absichten verfolgt.

Und wenn man einen [[STM32]] kann, dann ist ein Umstieg auf einen [[LPC1xxx]] (NXP) oder andere Hersteller überhaupt kein Problem (*), denn die bieten ebenfalls Prozessoren mit Cortex-M3 Kern und man kann diese mit der gleichen Programmierumgebung programmieren. Somit ist man nicht zwingend Herstellerabhängig. (* jeder Hersteller verbaut seine eigene Peripherie, die andere Funktionalitäten haben.)

Mit einem [[STM32]] kann man als Hobby-Baster und Professionell nahezu alle Anwendungen realisieren. Der hat genügend RAM und FLASH Speicher und auch genügend Geschwindigkeit. Viele Gehäuse-Varianten um kleine bis hin zu größere Geräte zu erstellen. Viele Schnittstellen, sind im Artikel [[STM32]] beschrieben.

Für den Einstig gibt es diverse, auch deutschsprachige, Tutorials im Netz. Eine Übersicht ist [http://www.mikrocontroller.net/articles/STM32#Weblinks.2C_Foren.2C_Communities.2C_Tutorials hier auf der STM32 Seite]. (Beispiel: [http://diller-technologies.de/stm32_wide.html STM32 Tutorial in Deutsch von Diller Technologies])
 Wobei dazugesagt werden muss dass diese meist auf die Standard ST-Libs aufbauen. Diese Libs vereinfachen zum einen das Ansteuern/die Benutzung der Peripheriefunktion zum anderen muss man diese erst mal kennen lernen. Vereinfacht wird das da ALLE [http://www.st.com/stonline/stappl/productcatalog/app?page=partNumberSearchPage&levelid=SS1577&parentid=1743&resourcetype=SW ST-Demo-Codebeispiele] ebenfalls auf diesen Lib's basieren und somit wird der Wechsel innerhalb des [[STM32]] deutlich vereinfacht.
 STM32F4xx Library von ST: [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/PF257901# "STSW-STM32065 STM32F4 DSP and standard peripherals library"] incl. Dokumentation und Demo-Projekte zu allen CPU Funktionen.

Der einzige Nachteil beim [[STM32]]: man muss etwas mehr lesen, da eine Peripherie doch viel mehr Funktionalität hat (sofern man das Modul überhaupt benötigt). Ansonsten kenne ich nicht wirklich einen Grund warum man als Neueinsteiger keinen [[STM32]] nehmen sollte.

= Programmiersprachen =
* Wie bei vielen anderen Controllern wird beim [[STM32]] auch hauptsächlich C und C++ verwendet. Kennen sollte man die Programmiersprache C schon, wenn man davon noch keine Ahnung hat dann sollte man erst mal mittels einem Tutorial auf einem PC ein Konsoleprogramm schreiben, sodass man es einigermaßen kennen lernt. Hier im Forum gibt es ebenfalls Artikel dazu. Zielt man auf die (spätere) Anwendung in der Industrie, sollte aufgrund der Verbreitung auf jeden Fall C (oder C++) gewählt werden; außerdem sind die meisten verfügbaren Libraries in C geschrieben.
* Assembler sollte man nur grob verstehen, Details wie ein Befehl arbeitet ist unwichtig. Selbst wenn man die Zyklen für einen Funktionsaufruf wissen will, so bietet der [[STM32]] (Cortex-M3) einen Cycle-Counter den man auslesen kann; durch die komplexere Pipeline und Cache-Effekte sind die Laufzeiten allerdings nicht genau vorhersehbar. Wird zyklengenause Timing benötigt, sollten Timer verwendet werden - davon hat der [[STM32]] genug.

Der 32bit-Adressraum, der RAM, Flash, I/O-Register vereinheitlicht ansprechen kann (im Gegensatz zu z.B. [[AVR]]) ist ideal für eine Verwendung durch Hochsprachen; bei Pointern muss keine zusätzliche Information verwaltet werden, in welche Art Speicher sie zeigen. Die Adresse gibt dies eindeutig an (es gibt nur '''eine''' Adresse 42, und nicht 2 wie z.B. beim [[AVR]] (Flash, RAM & I/O)) und die Hardware spricht automatisch den richtigen Speicher an. Die Möglichkeiten zur Offset-Adressierung, der Barrel-Shifter, Divsions-Einheit, die FPU (bei STM32F4), Interrupt-Modell etc. begünstigen ebenfalls die Erzeugung effizienteren Codes. Außerdem haben die [[STM32]] einfach mehr "rohe Leistung", d.h. mehr Flash/RAM-Speicher und höhere Taktfrequenzen. 
 
'''Folgerung''': Die Programmierung in Hochsprachen ist '''bequemer als bei 8-Bittern''', denn man muss sich einfach weniger Gedanken machen, ob der Compiler ein Programm nun effizent umsetzen kann (kann man natürlich trotzdem machen, um noch mehr Leistung "herauszuquetschen", wenn man will).

= Weitere Randbedingungen für die Entscheidung=

Der wichtige Punkt, der oftmals auch vergessen wird: die Beschaffbarkeit. Wenn jemand einen Renesas M16C oder Fujitsu empfiehlt, dann sucht man erst mal und findet nur wenige vereinzelte die man privat kaufen kann.

Oder auch die Unterstützung im Internet - ist bei einigen Exoten spärlich. Dieses Forum bietet die beste Hilfe für [[AVR]], PIC, [[MSP430]], [[LPC1xxx]] und [[STM32]].

Andere Prozessoren sind schon sehr alt, bzw. nicht mehr modern da deren Peripherie zum Teil doch recht eingeschränkte Funktionalität bietet. z.B. viele 8051 Typen oder PIC16 (oder auch dsPIC30). Die mögen für Mini-Anwenungen gut sein, aber wer will den schon gerne sich extra für eine Kleinanwendung mit einem kleinen µC auseinandersetzen, wenn er schon einen [[STM32]] kennt, mit dem er alles machen kann (und sich bereits gute Funktionen geschrieben hat)?

Daher mein Resümee: wer nicht gerade auf den Kopf gefallen ist, der kann getrost mit einem [[STM32]] starten. Ein [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/FM116/SC959/SS1532/PF252419?s_searchtype=keyword STM32F4DISCOVERY] Board kostet nur ca. 20 EUR - und mehr muss für den ersten Start nicht investiert werden - wenn es doch zu komplex sein sollte gibt es hier im Forum auch viel Hilfe. Jedenfalls sind diese 20 EUR wirklich keine große Investition.
 Wer berufliche Absichten verflogt, sollte zu einem späteren Zeitpunk sich unbedingt auch mit einem zweiten, anderen Prozessor beschäftigen um so die nötigen Erfahrungen zu gewinnen.

= Übersicht CPU Funktionalitäten=

In diesem Abschnitt ist kurz gezeigt welche Möglichkeiten die CPUs bei den oben empfohlenen Einsteigerboards haben

=== STM32F407 - vom STM32F4DISCOVERY Board ===

{| class="wikitable"
|-
| [[Datei:STM32F407.png|mini|x400px]]
| [[Datei:stm32f4_discovery2.png|mini|x400px]]
|-
| [http://www.st.com/web/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1577/LN11/PF252140?s_searchtype=partnumber Blockdiagramm STM32F407]
| [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/FM116/SC959/SS1532/PF252419 STM32F4DISCOVERY Demoborad]
|}

Es sind sehr viele Peripheriemodule im µC implementiert. Jedes einzelne Peripherie-Modul (z.B. Ethernet, USB, CAN, Timer, AD-Wandler, usw.) kann aktiviert werden indem der Clock freigeschaltet ist. So lange der Clock nicht aktiviert wurde verhält sich das Modul so als ob es nicht vorhanden wäre und beeinträchtigt in keinster Weise die Bearbeitung vom Prozessor. Somit lässt sich der Stromverbrauch senken.

Eine ganze Auflistung der Einzelmodule steht im Artikel: [[STM32]] und [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169 auf der Homepage von ST]

Zu Anfang mag vielleicht die interne Busstruktur verwirren, jedoch braucht man dies nicht beachten. Wenn nun die CPU auf UART4 zugreifen möchte, so gehen die Daten durch die Buse "AHB1" > "ABH/APB1-Bride" > "APB1". Dies erledigt der µC ganz von alleine. Diese Unterteilung ist technisch nötig, da die Peripheriebuse nicht mit dem gleichen Prozessortakt betrieben werden (wie z.B. bei [[MSP430], siehe Schaubild unten), die "Bridge" managt ganz alleine das Handling und generiert automatisch Wait-Befehle für die CPU.
 Die "AHB-Bus-Matrix" ist ebenfalls für den Anwender meist uninteressant. ST hat damit ein System geschaffen, damit die CPU, DMA's und Displaycontroller gleichzeitig auf die verschiedenen RAM-Bereiche zugreifen können um mehr Daten parallel zu verarbeiten. Somit braucht man diese Matrix erst mal nicht beachten.

Ebenso braucht man zu Anfang sich auch keine Gedanken um den Prozessortakt machen, wenn man nichts initialisiert so läuft der STM32F4xx mit dem internen RC-Oszillator von 16MHz und die Peripheriebuse laufen ebenfalls mit der gleichen Geschwindigkeit. Erst wenn man später umfangreichere Applikationen schreibt bei der die 16MHz nicht mehr reichen, so kann man die PLL aktivieren und die Taktrate flexibel bis auf 168MHz hoch setzen. (Siehe Demo-Projekt von [[STM32 CooCox Installation]].)

=== [[AVR]] ([[Arduino]])===

Details können im Artikel [[AVR]] gelesen werden.

=== PIC18, PIC24, PIC32===

Details können im Artikel [[PIC]] gelesen werden.

=== MSP430 - vom MSP-EXP430FR5739 Experimentier-Board===

{| class="wikitable"
|-
| [[Datei:MSP430FR5739.gif|mini|x350px]]
| [[Datei:MSP-EXP430FR5739.jpg|mini|x350px]]
|-
| Blockdiagramm MSP430FR5739
| MSP-EXP430FR5739 Demoboard
|}

Details können im Artikel [[MSP430]] gelesen werden.

=== LPC1x d.h. Cortex -M0 & -M3 Familie von NXP ===
Details können aus dem Leitartikel [[LPC1xxx]] und den darin verlinkten Artikeln entnommen werden.

= Tipps und Tricks bei der Programmierung=

===Interruptcontroller vom Cortex-M3/M4===

Der [[STM32]] NVIC Controller (Interruptcontroller) ist eine Funktion des Cortex-Mx Kerns und alle Funktionen sind in der CMSIS hinterlegt.

Jeder Interrupt hat eine Priorität von 4 Bit. Diese 4 Bit können in eine "pre-emption priority" und "subpriority" unterteilt werden.

Beispiel 2 Bit zu 2 Bit Unterteilung:
<syntaxhighlight lang="c">
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); // 2 Bits für pre-emption priority
</syntaxhighlight>

Somit kann "pre-emption priority" den Wert 0..3 und "subpriority" auch 0..3 erhalten. Um so kleiner die Zahl ist um so höherwertig ist der Interrupt.

Beispiel:
 ISR1 Pre 2 / Sub 1
 ISR2 Pre 1 / Sub 1
 ISR3 Pre 1 / Sub 2

Wenn jetzt ISR1 kommt, dann wird der aufgerufen. Kommt während dem ein ISR2 dann darf der den ISR1 unterbrechen, da er eine höhere "pre-emption priority" Wertigkeit hat.

Wenn ISR2 bereits aktiv ist, so darf ISR3 diesen nicht unterbrechen, ISR1 ebenfalls nicht.

Wenn ISR2 und ISR3 gleichzeitig kommen, so wird zu erst ISR2 bearbeitet, anschließend ISR3 da beide die gleiche "pre-emption priority" haben fällt die Entscheidung anhand der "subpriority".

Beispiel Interrupt Konfiguration für USART1 mittels ST-LIB Funktionen:
<syntaxhighlight lang="c">
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitSt;
NVIC_InitSt.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
NVIC_InitSt.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 3; // << Tiefe Prio
NVIC_InitSt.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
NVIC_InitSt.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitSt);
</syntaxhighlight>

=== Taktzeitberechnung und Überwachung===

Bei Zeitkritischen Applikationen stellt sich immer wieder die Frage wie viele Prozessortakte nun die Funktion verbraucht. Ist der Interrupt auch wirklich nicht zu lange?
 Der Cortex-Mx Kern hat dafür extra einen Core Systick-Zähler implementiert, die man mittels der CMSIS nutzen kann:

<syntaxhighlight lang="c">
CORE_ClearSysTick(); // Zähler löschen
: : : // Programmbearbeitung
uint32_t iZ = CORE_GetSysTick(); // Zähler auslesen
</syntaxhighlight>

In iZ steht nun wie viele Maschinentakte der Prozessor für die Bearbeitung benötigt hat und kann mit folgender Formel umgerechnet werden:

Zeit in µSec = iZ / CPU-Takt in MHz

= FAQ - Anfängerfragen=

* Muss ich, wenn ich die Debugging-Funktionen nutzen möchte einen JTAG Adapter anschließen? - Ja. Auf dem STM32F4DISCOVERY ist jedoch bereits einer mit drauf.
* Mit diesem kann ich dann den µC auch programmieren? - Ja, programmieren und debuggen.
* Ich möchte eine eigene Platine entwickelt, jedoch der 20polige [[JTAG]]-Anschluss ist mir zu groß, gibt es eine Alternative? - Ja, [http://www.mikrocontroller.net/articles/JTAG#Der_10-polige_JTAG_Stecker_von_mmvisual "Der 10-polige JTAG Stecker von mmvisual"]

= Weblinks, Foren, Communities, Tutorials =
* [[STM32]] Hauptartikel, [http://www.mikrocontroller.net/articles/STM32#Weblinks.2C_Foren.2C_Communities.2C_Tutorials dortige Linksammlung]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/319328 Diskussion zum Artikel]
* [[STM32 CooCox Installation]]
* [[STM32 Eclipse Installation]]
* [[LPC1xxx für Umsteiger]]

<references/>
[[Kategorie:ARM]]
[[Kategorie:STM32]]
[[Kategorie:Mikrocontroller]]

STM32 für Einsteiger

2014-01-06T19:30:04Z

Mmvisual: /* Taktzeitberechnung und Überwachung */

Immer wiederkehrend hier im Forum "Mit welchem Mikrocontroller anfangen?". Es gibt eine große Auswahl und eben so viele Empfehlungen. In diesem Artikel soll zu erst geholfen werden ob ein STM32-Prozessor mit Cortex-M3/M4 Kern überhaupt der Richtige für den Start ist.
Nicht für jeden ist der [[STM32]] zu empfehlen, denn die Anforderungen und Wünsche die man realisieren möchte, sowie die eigenen Fähigkeiten sind verschieden.

Es werden meist die Prozessoren [[AVR]], [[PIC]], [[Arduino]], [[MSP430]], [[LPC1xxx]] und [[STM32]] empfohlen. Seltener auch 8051 und M16C. Alle haben Vorzüge und ebenso auch Nachteile.

[[Bild:STM32F407SB.jpg|thumb|right|340px|STM32F417 auf einem Selbstbau-Board]]

= Eigene Fähigkeiten und Wünsche =

Dieser Artikel geht davon aus, dass bereits Elektronik Kenntnisse vorhanden sind. Wenn nicht dann sollte man erst einmal den Artikel "[[Absolute Beginner]]" durcharbeiten, sowie die anderen Artikel aus der Kategorie "[http://www.mikrocontroller.net/articles/Kategorie:Grundlagen Grundlagen]".
 Weitere Artikel die andere Prozessoren näher darstellen da sich dieser Artikel hauptsächlich auf [[STM32]] konzentriert: [[Entscheidung Mikrocontroller]] und [[Mikrocontroller Vergleich]]. Die Seiten [[AVR]], [[MSP430]], [[LPC1xxx]] und [[PIC]] zeigen mehr Details über diese µC. Hier werden nur grob ein paar Tabelle zum Vergleichen gezeigt.

Zu erst einmal die Randbedingungen, mit der man sich selbst zu erst einmal einschätzen sollte:
{| {{Tabelle}}
|- bgcolor="#d0d0ff"
! Fähigkeit || [[STM32]] || [[AVR]] || colspan="3" | [[PIC]] || [[MSP430]] || [[Arduino]]
|-
| Bitbreite, jedoch unwichtig für Einsteiger || align="center" | 32-bit || align="center" | 8-bit || align="center" | 8-bit (PIC18) || align="center" | 16-bit (PIC24) || align="center" | 32-bit (PIC32) || align="center" | 16-bit || align="center" | 8-bit
|-
| Neueinsteiger, kaum Elektronikkenntnisse, noch nie programmiert
| align="center" | O
| align="center" | O <ref name="AVR_TUT1">[http://www.rn-wissen.de/index.php/AVR-Einstieg_leicht_gemacht], RoboterNetz: AVR-Einstieg leicht gemacht</ref><ref name="AVR_TUT2">[http://www.avr-asm-tutorial.net/avr_de/], Tutorial für das Erlernen der Assemblersprache von AVR-Einchip-Prozessoren</ref>
| colspan="3" align="center" | O
| align="center" | O
| align="center" | X
|-
| Wunsch ist SD-Card oder Grafik-Display
| align="center" | X
| align="center" | O
| align="center" | O <ref name="PIC_SD">[http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=2680&dDocName=en537999], Microchip Memory Disk Drive File System for PIC18 PIC24 dsPIC PIC32</ref> || align="center" | X<ref name="PIC_SD" /><ref name="PIC_LCD">[http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/technology/graphics/], Microchip Graphics Library</ref> || align="center" | X<ref name="PIC_SD" /><ref name="PIC_LCD" />
| align="center" | X
| align="center" | O
|-
| Wunsch ist TCP/IP Netzwerk
| align="center" | X
| align="center" | O
| colspan="3" align="center" | X <ref name="PIC_TCP">[http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=2505&param=en535724], Microchip TCP/IP stack</ref>
| align="center" | O
| align="center" | O
|-
|-
| Wunsch ist Kamera und Video-/Bildbearbeitung
| align="center" | X
| align="center" | -
| align="center" | - || align="center" | - || align="center" | X
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|-
| Möchte die Erkenntnisse beruflich nutzen
| align="center" | X
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| colspan="3" align="center" | X
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| align="center" | -
|-
| Strom sparende Anwendungen
| align="center" | - 300 nA Sleep<ref name="STM_Power">[http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1295], [[STM32]] L1 series of ultra-low-power MCUs</ref> 230 μA/MHz
| align="center" | - 100 nA Sleep<ref name="AVR_Power1">[http://www.atmel.com/technologies/lowpower/default.aspx], Atmel picoPower Technology</ref> <ref name="AVR_Power2">[http:/www.futurlec.com/News/Atmel/PicoPower.shtml], Atmel Releases New picoPower AVR Microcontrollers</ref> 340 μA/MHz
| colspan="2" align="center" | X 9 nA Sleep<ref name="PIC_XLPvsTI">[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/39989A.pdf], The Truth about Power Consumption in PIC® MCUs with
XLP Technology vs. TI’s MSP430</ref><ref name="PIC_XLP">[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/30009941F.pdf], nanoWatt XLP eXtreme Low Power PIC® Microcontrollers</ref> 35 μA/MHz || align="center" | -
| align="center" | X 100 nA Sleep<ref name="TI_Power1">[http://www.ti.com/lit/wp/slay015/slay015.pdf], Texas Instruments: Ultra-Low Power Comparison: MSP430 vs. Microchip XLP</ref><ref name="TI_Power2">[http://www.ti.com/ww/mx/multimedia/webcasts/Aspectos_Generales_MSP430.pdf], Texas Instruments: Meet MSP430</ref> 100 μA/MHz
| align="center" | -
|-
| Multithreading, RTOS, Schedulern
| align="center" | X
| align="center" | - <ref name="AVR_RTOS1">[http://www.freertos.org/a00098.html], Atmel AVR freeRTOS port</ref><ref name="AVR_RTOS2">[http://www.femtoos.org/], Femto OS: RTOS for small MCU's like AVR</ref>
| align="center" | - <ref name="PIC_RTOS2">[http://www.freertos.org/a00097.html], Microchip PICmicro (PIC18) freeRTOS Port</ref> <ref name="PIC_RTOS3">[http://www.pumpkininc.com/], Salvo RTOS</ref>|| align="center" | X<ref name="PIC_RTOS">[http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=1406&dDocName=en531543&redirects=rtos], 3rd Party RTOS selection guide</ref> || align="center" | X<ref name="PIC_RTOS" />
| align="center" | X <ref name="TI_RTOS">[http://processors.wiki.ti.com/index.php/MSP430_Real_Time_Operating_Systems_Overview], TI Wiki: MSP430 Real Time Operating Systems Overview</ref>
| align="center" | -
|-
| Besonders große, speicherintensive Programme z.B. Grafiken, Fonts
| align="center" | bis 2MB Flash bis 256kB SRAM <ref name="STM32Ueb">[http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169], Übersicht aller verfügbaren [[STM32]] µC von ST</ref>
| align="center" | bis 256kB Flash bis 16kB SRAM
| align="center" | bis 128kB Flash bis 4kB SRAM || bis 2MB Flash bis 98kB SRAM || bis 2MB Flash bis 512kB SRAM
| align="center" | bis 512KB Flash bis 66kB SRAM
| align="center" | bis 256kB Flash bis 16kB SRAM
|-
| Sehr viel PWM mit komplexem Timing
| align="center" | X
| align="center" | AT90Spwm
| align="center" | - || align="center" | X || align="center" | X
| align="center" | O
| align="center" | -
|-
| Deutschsprachige Community
| align="center" | O
| align="center" | X
| align="center" | X <ref name="SPRUT">[http://www.sprut.de/], sprut.de</ref> || align="center" | - || align="center" | -
| align="center" | -
| align="center" | X
|-
| Anzahl möglicher HW-Breakpoints
| align="center" | 4 bis 6
| align="center" | 2
| align="center" | 1 bis 5 <ref name="PIC_HWBP">[http://www.microchip.com/stellent/groups/SiteComm_sg/documents/DeviceDoc/en556761.pdf], PIC Hardware Breakpoints (Seite 6)</ref> || align="center" | 1 bis 10 <ref name="PIC_HWBP"/> || align="center" | 6<ref name="PIC_HWBP"/>
| align="center" | 2
| align="center" | 2
|}
* X = ja
* O = Teilweise, Einschränkungen
* - = nicht empfohlen
Nur um nicht zu verwirren, auch wenn Teile "nicht empfohlen" sind, heißt dass nicht dass es mit dem Prozessor nicht geht, vielmehr dass es mehr Aufwand ist das zu realisieren oder mehr Einschränkungen hat.
Viele Eigenschaften weisen nur bestimmte Modelle einer Mikrocontrollerfamilie auf. Der Wechsel innerhalb einer Familie gestaltet sich jedoch oft einfach (z.B. innerhalb [[STM32]] oder innerhalb PIC24).

Die Spalte [[STM32]] zeigt die Prozessorfamilie von STM32F0xx bis STM32F4xx mit einem Cortex-M0 oder M3/M4 Kern. Die technischen Daten sind ähnlich anderer Hersteller die auch einen Cortex-Mx Kern verbauen wie z.B. NXP ([[LPC1xxx]]), Freescale, Atmel, TI, Toshiba, usw. Jedoch bietet ST mit dem [[STM32]] eine hohe Flexibilität an Gehäuse-Variationen (vergleichbar mit NXP [[LPC1xxx]]) und ist privat recht leicht beschaffbar. Übersicht aller verfügbaren [[STM32]] µC von ST<ref name="STM32Ueb">[http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169], Übersicht aller verfügbaren [[STM32]] µC von ST</ref>.

Die Spalte PIC zeigt die Eigenschaften der 8-Bit PIC18 (vergleichbar mit [[AVR]]), 16-Bit [[PIC24]]/[[dsPIC]] (vergleichbar mit [[MSP430]]) und 32-Bit [[PIC32]] (vergleichbar mit [[STM32]]). Ein Wechsel des Mikrocontrollers innerhalb der Familien ist Codetechnisch problemlos möglich. <ref name="PIC_codeswitch">[http://www.elektor.nl/Uploads/Files/PIC24FIntro_5f082806.pdf], Microchip: Introduction to the 16-bit PIC24F Microcontroller Family</ref> Hardwaretechnisch sind verschiedene Modelle gleicher Familie zudem auch meist Pin-Kompatibel <ref name="PIC_PinCompatibility">[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/00148m.pdf], Microchip: 2007 Product Selector Guide (Seite 114 ff.)</ref> sodass ohne Design-Änderung zwischen verschiedenen Modellen gewechselt werden kann.
Ein Wechsel zwischen den Familien ist Architekturbedingt aufwendiger, vor allem von 8-Bit auf 16/32-Bit. <ref name="PIC_8to16Migration">[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/39764a.pdf], Microchip: PIC18F to PIC24F Migration: An Overview</ref> Aufgrund gleichbleibender IDE (Mplab) sowie gleichbleibenden Libraries bei Verwendung einer Hochsprache (C) jedoch vor allem zwischen 16-Bit und 32-Bit ohne weitere Probleme möglich <ref name="PIC_16to32Migration">[http://www.embedded.com/design/mcus-processors-and-socs/4007683/Practical-migration-from-8-16-to-32-bit-PIC], Artikel: Practical migration from 8-/16- to 32-bit PIC</ref>.
 Ein PIC10/12/16 ist für den Einstieg nicht empfohlen, da diese Architekturbedingt viele Einschränkungen haben, die eher hinderlich für das Lernen sind.

Der "[[Arduino]]" ist kein eigenständiger Prozessor, sondern ein fertiges Board mit einer "[[Arduino]]" Programmierumgebung (und einem AVR Prozessor), extra geschaffen für Einsteiger. Allerdings ist da der Lerneffekt viel geringer da man den Prozessor mit der [[Arduino]]-Software programmiert und nicht direkt die Register.

<references />

= Unwichtige Randbedingungen =

Oftmals werden fälschlicherweise Argumente für oder gegen eine µC-Familie ausgesprochen, die in der Praxis '''zum Einstieg''' (bei konkreten Anwendungen kann das anders aussehen) eher unwichtig sind.

* Spannungsversorgung 3,3V / 5V (Wobei z.B Atmel XMega keine 5V Tolerante Eingänge besitzt)
* 8 (z.B. [[AVR]]), 16 (z.B. [[MSP430]]) oder 32 (z.B. [[STM32]]) Bit
* Prozessorkern Cortex-M0/M3/M4, MIPS, ARM7/9/..., AVR-RISC, PIC-RISC, 8051, ...
* Interrupt System mit mehr oder weniger Features
* Programmiersprache (Assembler, Basic, C, C++, Pascal)
* Programmierumgebung - ist ohnehin Geschmackssache
* Assembler verstehen (Sollte nur theoretisch verstanden werden, ein Programm sollte in einer Hochsprache geschrieben sein)
* DIL Gehäuse - steckbretttauglich ([[STM32]]-Prozessoren gibt es auch fertig gelötet auf einem steckbretttauglichen Board)
* Programmieradapter - solange er auch debuggen kann
* zu 90% reicht doch ein kleiner Prozessor ([[AVR]]/PIC) - und für die restlichen kann man immer noch einen großen nehmen. Warum also nicht gleich einen großen nehmen?

= Kosten =

Grobe Abschätzung was das alles denn kosten wird. Hier sind nur einige Beispiele gezeigt (Einzelpreise bei Bezugsquellen in Deutschland).

{| {{Tabelle}}
|- bgcolor="#d0d0ff"
! Board || [[STM32]] || [[AVR]] || PIC18/24/32 || [[MSP430]] || [[Arduino]]
|-
| Demo-Board
| align="center" | <ref name="STM32F4DISCOVERY">[http://www.st.com/web/en/catalog/tools/FM116/SC959/SS1532/PF252419], ST STM32F4DISCOVERY Demoboard</ref> 9..20€ (incl. Programmieradapter und Debugger)
| align="center" | 5..500€, z.B. [[Arduino]] || align="center"| <ref name="PICDEMOBOARD">[http://www.microchipdirect.com/ProductDetails.aspx?Catalog=BuyMicrochip&Category=Starter%20Kits&mid=1&lmid=610], Microchip Demoborad</ref> durchschnittlich 18€ .. 50€]
| align="center" | <ref name="MSP430DEMOBOARD">[http://www.ti.com/tool/msp-exp430fr5739], MSP430 Demoborad</ref> ~35€
| align="center" | 20€
|-
| Steckbrettaugliches Board
| align="center" | s.o. oder <ref name="STM32F405Board">[http://re.reworld.eu/de/produkte/s64dil-405/index.htm], S64DIL-405 mit STM32F405</ref>S64DIL-405 30€
| align="center" | DIP IC
| align="center" | DIP IC
| align="center" | ??
| align="center" | ab ca. 4€ (Pro Mini)
|-
| Einzelchip (Einzelstückpreise)
| align="center"| 2..15€ nur SMD (TSSOP..LQFP..BGA)
| align="center"|0,6–5€ SMD + DIP
| align="center"|1-15€ SMD + DIP
| align="center"|??
| align="center"|siehe AVR
|-
| Programmieradapter
| align="center" |
| align="center" | ab 4€
| align="center" |
| align="center" |
| align="center" |
|-
| Programmieradapter mit Debugger
| align="center" | s.o. oder z.B <ref name="JLINKEDU">[http://www.segger.com/j-link-edu.html], Segger J-LINK EDU</ref> Segger J-LINK EDU 50€ (sehr schnell und unterstützt viele Prozessoren)
| align="center" | <ref name="AVRDragon">[http://www.atmel.com/tools/AVRDRAGON.aspx], Atmel AVR Dragon</ref> AVR Dragon 40€ <ref name="JTAGICE3">[http://www.atmel.com/tools/JTAGICE3.aspx], AT JTAG ICE3</ref> AT JTAG ICE3 99€
| align="center" | <ref name="PICKIT3">[http://www.microchipdirect.com/ProductSearch.aspx?keywords=PG164130], Microchip PICkit 3</ref> PICkit 3 30€
| align="center" | z.B. Dragon 50€
| align="center" | 20€ (Man muss DebugWire aktivieren)
|}

Das Demo-Board sollte ein Board sein, nicht zu teuer, um die ersten Erfahrungen zu sammeln. Wenn einem der Prozessor gefällt, so kann man später immer noch mit einem zweiten Demo-Board, z.B. mit Display aufrüsten.

Wenn man gerne mit einem Steckbrett sich die Schaltung zusammen stecken möchte, so kann man entweder die benötigten Drähte am Demo-Board anlöten oder bei z.B. [[AVR]]/[[PIC]] Prozessoren gibt es Ausführungen im DIL Gehäuse, die direkt steckbar sind.

Ein Programmieradapter sollte unbedingt auch einen Debugger beinhalten. Denn für den Start ist es ungemein hilfreich zu sehen was im Prozessor gerade geschieht. Die JTAG-Adapter für einen [[STM32]] Prozessor sind alle Debugger-Tauglich. Für die [[AVR]] Controller gibt es auch oft reine Programmer (AVR ISP oder Selbstbau-Lösungen über die serielle oder parallele Schnittstelle) welche den Mikrocontroller nur beschreiben können. Für die [[PIC]] Controller werden solche reinen Programmer vereinzelt auch noch angeboten. Sinvoller sind hingegen Debugger, die die Ausführung eines Mikrocontrollers anhalten können um die aktuelle Position im Programmcode, Variableninhalt, Register, ... auszulesen bzw. zur Laufzeit zu ändern.

Der für den [[STM32]] empfohlene Segger J-LINK EDU ist zwar nicht der günstigste (z.B. auf einem STM32F4DISCOVERY Borad ist ein ST-LINK/V2 mit drauf, den man für andere [[STM32]] nutzen kann) aber eines der besten, mit sehr guten Software-Tools und nutzbar für alle Prozessoren mit ARM-Kern (ARM7/9/11/... Cortex-Mx der Hersteller Atmel, Energy Micro, Freescale, Holtek, TI, NXP, Nuvoton, ST, Toshiba, ... unter Windows, Linux und MAC). Niemals am Werkzeug sparen und man hat viel mehr Freude bei der Arbeit.

<references />

= Programmierumgebungen=

Bei den Programmierumgebungen gibt es zu allen Prozessorfamilien kostenlose und Leistungsfähige Software

{| {{Tabelle}}
|- bgcolor="#d0d0ff"
! Betriebssystem || [[STM32]] || [[AVR]] || [[PIC]] || [[MSP430]] || [[Arduino]]
|-
| Windows
| align="center"|[http://www.coocox.org/CooCox_CoIDE.htm CooCox]
| align="center"|Atmel-Studio
| align="center"|[http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/ MPLAB X] (IDE inklusive compiler)
| align="center"|??
| align="center"|[[Arduino]] 1.0.5
|-
| Linux
| align="center"|[http://eclipse.org/downloads/ Eclipse IDE for C/C++ Developers]
| align="center"|??
| align="center"|[http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/ MPLAB X] (IDE inklusive compiler)
| align="center"|??
| align="center"|??
|-
| MacOS
| align="center"|[http://eclipse.org/downloads/ Eclipse IDE for C/C++ Developers]
| align="center"|??
| align="center"|[http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/ MPLAB X] (IDE inklusive compiler)
| align="center"|??
| align="center"|??
|}

natürlich gibt es noch viele weitere (für [[STM32]] siehe [[STM32#Programmierung]]), es sollte jedoch nur die jeweils einfachste kostenlose (und ohne Codebegrenzung) für den ersten Einstieg gezeigt werden.

* [http://www.coocox.org/CooCox_CoIDE.htm CooCox] Anleitung wie man innerhalb einer Stunde die LED eines Nagel neuen STM32F4DISCOVERY Boards zum blinken bekommt, Artikel: [[STM32 CooCox Installation]]. Diese Anleitung ist eine Schritt-Für-Schritt Anleitung um den aller ersten Start zu vereinfachen.
* Mit [http://www.coocox.org/CooCox_CoIDE.htm CooCox] können sehr viele Prozessoren mit Cortex-M0, M3 und M4 Kern programmiert werden. Unter anderem der Firmen Atmel, Energy Micro, Freescale, Holtek, TI, NXP, Nuvoton, ST und Toshiba. Somit hat man eine Entwicklungsumgebung und ist damit nicht an einen Hersteller der µC gebunden.
* Mit [http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/ MPLAB X] können alle Prozessoren von Microchip (z.B. PIC18, PIC24, PIC32, dsPIC) programmiert werden.

= Dokumentation=

Bevor man sich für einen Prozessor entscheidet sollte man unbedingt deren Dokumentation mal zumindest überfliegen und auch deren Errata's lesen. Nicht dass man eine Anwendung erstellen möchte und stellt hinterher fest, dass genau dieser Teil so buggy ist das er nicht genutzt werden kann.

Beim [[STM32]] hat die Dokumentation doch recht viele Seiten, viel mehr als bei einem [[AVR]] oder PIC, dabei ist vieles eher knapp beschrieben. Der Aufbau der [[STM32]] Dokumentation ist [http://www.mikrocontroller.net/articles/STM32#Struktur_der_Dokumentation: hier] beschrieben.
 Bei den PICs ist die Dokumentation wiederum anders strukturiert, [http://www.mikrocontroller.net/articles/PIC#Dokumenatation siehe im PIC Artikel].

Für die [[STM32]], [[AVR]] und [[PIC]] Mikrocontroller gibt es zudem viele, auch deutschsprachige Einsteigerhilfestellungen und Tutorials.

Parallel zur Dokumentation sollte man sich auch die Demo-Beispiele der Hersteller anschauen, dann wird vieles gleich verständlicher.

Eine Übersicht über die Funktionen gibt es im Artikel: [[STM32]]

= Die Arbeit mit dem [[STM32]]=

Zu erst einmal SOOO groß sind die Unterschiede zwischen den einzelnen Prozessoren nicht. Alle haben Ein-/Ausgänge und um mittels einem Port-Pin eine LED ansteuern zu können muss bei jedem Prozessor der Pin erst einmal parametriert werden, egal ob das jetzt ein [[STM32]] oder ein [[AVR]] oder ein [[MSP430]] ist. Nur hat man bei einem [[STM32]] doch einige Funktionen mehr, z.B. zuschaltbarer Pull-Up oder Pull-Down Widerstand und spezielle Setz-Rücksetzregister, die andere Prozessoren nicht haben, jedoch das Programmieren vereinfachen.
Der Haupt-Unterschied zu den anderen Prozessoren ist, dass der [[STM32]] so viele Peripherie-Module beherbergt, dass man die einzeln immer mit einem Clock aktivieren muss, denn damit lässt sich viel Strom sparen.

Und mal ganz ehrlich die Diskussion welcher µc einfacher zu konfigurieren ist, ist doch absoluter Unsinn. Der Weg ist immer der Gleiche:
*1. Blick ins Datenblatt welche Register für diese Funktion benötigt werden.
*2. Werte ermitteln die in die Register eingetragen werden.
*3. Werte ins Register schreiben. Da machte es GAR KEINEN UNTERSCHIED ob es ein [[AVR]], 8051/2, [[ARM]],...... ist.

Stimmt schon es gibt Unterschiede. Die Register haben anderen Namen, andere Adressen, andere Bitbedeutungen,...
Aber es steht doch alles im Datenblatt. Und ob ich jetzt einen [[AVR]] oder einen [[ARM]] das erste mal vor mir liegen hab. Ich brauch in allen Fällen die oben beschriebenen Schritte.

Das Interruptsystem ist bei einem [[STM32]] zusätzlich priorisiert, damit kann man festlegen welcher Interrupt vorrangig bearbeitet wird. Die Prioritätenvergabe ist auch kein Hexenwerk.

Zu allen Prozessoren liefern die jeweiligen Hersteller umfangreiche Demo-Codes und Libraries mit. Meist sind alle in C geschrieben, daher sollte auch die Programmiersprache C verwendet werden. Vor allem auch wenn man berufliche Absichten verfolgt.

Und wenn man einen [[STM32]] kann, dann ist ein Umstieg auf einen [[LPC1xxx]] (NXP) oder andere Hersteller überhaupt kein Problem (*), denn die bieten ebenfalls Prozessoren mit Cortex-M3 Kern und man kann diese mit der gleichen Programmierumgebung programmieren. Somit ist man nicht zwingend Herstellerabhängig. (* jeder Hersteller verbaut seine eigene Peripherie, die andere Funktionalitäten haben.)

Mit einem [[STM32]] kann man als Hobby-Baster und Professionell nahezu alle Anwendungen realisieren. Der hat genügend RAM und FLASH Speicher und auch genügend Geschwindigkeit. Viele Gehäuse-Varianten um kleine bis hin zu größere Geräte zu erstellen. Viele Schnittstellen, sind im Artikel [[STM32]] beschrieben.

Für den Einstig gibt es diverse, auch deutschsprachige, Tutorials im Netz. Eine Übersicht ist [http://www.mikrocontroller.net/articles/STM32#Weblinks.2C_Foren.2C_Communities.2C_Tutorials hier auf der STM32 Seite]. (Beispiel: [http://diller-technologies.de/stm32_wide.html STM32 Tutorial in Deutsch von Diller Technologies])
 Wobei dazugesagt werden muss dass diese meist auf die Standard ST-Libs aufbauen. Diese Libs vereinfachen zum einen das Ansteuern/die Benutzung der Peripheriefunktion zum anderen muss man diese erst mal kennen lernen. Vereinfacht wird das da ALLE [http://www.st.com/stonline/stappl/productcatalog/app?page=partNumberSearchPage&levelid=SS1577&parentid=1743&resourcetype=SW ST-Demo-Codebeispiele] ebenfalls auf diesen Lib's basieren und somit wird der Wechsel innerhalb des [[STM32]] deutlich vereinfacht.
 STM32F4xx Library von ST: [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/PF257901# "STSW-STM32065 STM32F4 DSP and standard peripherals library"] incl. Dokumentation und Demo-Projekte zu allen CPU Funktionen.

Der einzige Nachteil beim [[STM32]]: man muss etwas mehr lesen, da eine Peripherie doch viel mehr Funktionalität hat (sofern man das Modul überhaupt benötigt). Ansonsten kenne ich nicht wirklich einen Grund warum man als Neueinsteiger keinen [[STM32]] nehmen sollte.

= Programmiersprachen =
* Wie bei vielen anderen Controllern wird beim [[STM32]] auch hauptsächlich C und C++ verwendet. Kennen sollte man die Programmiersprache C schon, wenn man davon noch keine Ahnung hat dann sollte man erst mal mittels einem Tutorial auf einem PC ein Konsoleprogramm schreiben, sodass man es einigermaßen kennen lernt. Hier im Forum gibt es ebenfalls Artikel dazu. Zielt man auf die (spätere) Anwendung in der Industrie, sollte aufgrund der Verbreitung auf jeden Fall C (oder C++) gewählt werden; außerdem sind die meisten verfügbaren Libraries in C geschrieben.
* Assembler sollte man nur grob verstehen, Details wie ein Befehl arbeitet ist unwichtig. Selbst wenn man die Zyklen für einen Funktionsaufruf wissen will, so bietet der [[STM32]] (Cortex-M3) einen Cycle-Counter den man auslesen kann; durch die komplexere Pipeline und Cache-Effekte sind die Laufzeiten allerdings nicht genau vorhersehbar. Wird zyklengenause Timing benötigt, sollten Timer verwendet werden - davon hat der [[STM32]] genug.

Der 32bit-Adressraum, der RAM, Flash, I/O-Register vereinheitlicht ansprechen kann (im Gegensatz zu z.B. [[AVR]]) ist ideal für eine Verwendung durch Hochsprachen; bei Pointern muss keine zusätzliche Information verwaltet werden, in welche Art Speicher sie zeigen. Die Adresse gibt dies eindeutig an (es gibt nur '''eine''' Adresse 42, und nicht 2 wie z.B. beim [[AVR]] (Flash, RAM & I/O)) und die Hardware spricht automatisch den richtigen Speicher an. Die Möglichkeiten zur Offset-Adressierung, der Barrel-Shifter, Divsions-Einheit, die FPU (bei STM32F4), Interrupt-Modell etc. begünstigen ebenfalls die Erzeugung effizienteren Codes. Außerdem haben die [[STM32]] einfach mehr "rohe Leistung", d.h. mehr Flash/RAM-Speicher und höhere Taktfrequenzen. 
 
'''Folgerung''': Die Programmierung in Hochsprachen ist '''bequemer als bei 8-Bittern''', denn man muss sich einfach weniger Gedanken machen, ob der Compiler ein Programm nun effizent umsetzen kann (kann man natürlich trotzdem machen, um noch mehr Leistung "herauszuquetschen", wenn man will).

= Weitere Randbedingungen für die Entscheidung=

Der wichtige Punkt, der oftmals auch vergessen wird: die Beschaffbarkeit. Wenn jemand einen Renesas M16C oder Fujitsu empfiehlt, dann sucht man erst mal und findet nur wenige vereinzelte die man privat kaufen kann.

Oder auch die Unterstützung im Internet - ist bei einigen Exoten spärlich. Dieses Forum bietet die beste Hilfe für [[AVR]], PIC, [[MSP430]], [[LPC1xxx]] und [[STM32]].

Andere Prozessoren sind schon sehr alt, bzw. nicht mehr modern da deren Peripherie zum Teil doch recht eingeschränkte Funktionalität bietet. z.B. viele 8051 Typen oder PIC16 (oder auch dsPIC30). Die mögen für Mini-Anwenungen gut sein, aber wer will den schon gerne sich extra für eine Kleinanwendung mit einem kleinen µC auseinandersetzen, wenn er schon einen [[STM32]] kennt, mit dem er alles machen kann (und sich bereits gute Funktionen geschrieben hat)?

Daher mein Resümee: wer nicht gerade auf den Kopf gefallen ist, der kann getrost mit einem [[STM32]] starten. Ein [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/FM116/SC959/SS1532/PF252419?s_searchtype=keyword STM32F4DISCOVERY] Board kostet nur ca. 20 EUR - und mehr muss für den ersten Start nicht investiert werden - wenn es doch zu komplex sein sollte gibt es hier im Forum auch viel Hilfe. Jedenfalls sind diese 20 EUR wirklich keine große Investition.
 Wer berufliche Absichten verflogt, sollte zu einem späteren Zeitpunk sich unbedingt auch mit einem zweiten, anderen Prozessor beschäftigen um so die nötigen Erfahrungen zu gewinnen.

= Übersicht CPU Funktionalitäten=

In diesem Abschnitt ist kurz gezeigt welche Möglichkeiten die CPUs bei den oben empfohlenen Einsteigerboards haben

=== STM32F407 - vom STM32F4DISCOVERY Board ===

{| class="wikitable"
|-
| [[Datei:STM32F407.png|mini|x400px]]
| [[Datei:stm32f4_discovery2.png|mini|x400px]]
|-
| [http://www.st.com/web/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1577/LN11/PF252140?s_searchtype=partnumber Blockdiagramm STM32F407]
| [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/FM116/SC959/SS1532/PF252419 STM32F4DISCOVERY Demoborad]
|}

Es sind sehr viele Peripheriemodule im µC implementiert. Jedes einzelne Peripherie-Modul (z.B. Ethernet, USB, CAN, Timer, AD-Wandler, usw.) kann aktiviert werden indem der Clock freigeschaltet ist. So lange der Clock nicht aktiviert wurde verhält sich das Modul so als ob es nicht vorhanden wäre und beeinträchtigt in keinster Weise die Bearbeitung vom Prozessor. Somit lässt sich der Stromverbrauch senken.

Eine ganze Auflistung der Einzelmodule steht im Artikel: [[STM32]] und [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169 auf der Homepage von ST]

Zu Anfang mag vielleicht die interne Busstruktur verwirren, jedoch braucht man dies nicht beachten. Wenn nun die CPU auf UART4 zugreifen möchte, so gehen die Daten durch die Buse "AHB1" > "ABH/APB1-Bride" > "APB1". Dies erledigt der µC ganz von alleine. Diese Unterteilung ist technisch nötig, da die Peripheriebuse nicht mit dem gleichen Prozessortakt betrieben werden (wie z.B. bei [[MSP430], siehe Schaubild unten), die "Bridge" managt ganz alleine das Handling und generiert automatisch Wait-Befehle für die CPU.
 Die "AHB-Bus-Matrix" ist ebenfalls für den Anwender meist uninteressant. ST hat damit ein System geschaffen, damit die CPU, DMA's und Displaycontroller gleichzeitig auf die verschiedenen RAM-Bereiche zugreifen können um mehr Daten parallel zu verarbeiten. Somit braucht man diese Matrix erst mal nicht beachten.

Ebenso braucht man zu Anfang sich auch keine Gedanken um den Prozessortakt machen, wenn man nichts initialisiert so läuft der STM32F4xx mit dem internen RC-Oszillator von 16MHz und die Peripheriebuse laufen ebenfalls mit der gleichen Geschwindigkeit. Erst wenn man später umfangreichere Applikationen schreibt bei der die 16MHz nicht mehr reichen, so kann man die PLL aktivieren und die Taktrate flexibel bis auf 168MHz hoch setzen. (Siehe Demo-Projekt von [[STM32 CooCox Installation]].)

=== [[AVR]] ([[Arduino]])===

Details können im Artikel [[AVR]] gelesen werden.

=== PIC18, PIC24, PIC32===

Details können im Artikel [[PIC]] gelesen werden.

=== MSP430 - vom MSP-EXP430FR5739 Experimentier-Board===

{| class="wikitable"
|-
| [[Datei:MSP430FR5739.gif|mini|x350px]]
| [[Datei:MSP-EXP430FR5739.jpg|mini|x350px]]
|-
| Blockdiagramm MSP430FR5739
| MSP-EXP430FR5739 Demoboard
|}

Details können im Artikel [[MSP430]] gelesen werden.

=== LPC1x d.h. Cortex -M0 & -M3 Familie von NXP ===
Details können aus dem Leitartikel [[LPC1xxx]] und den darin verlinkten Artikeln entnommen werden.

= Tipps und Tricks bei der Programmierung=

===Interruptcontroller vom Cortex-M3/M4===

Der [[STM32]] NVIC Controller (Interruptcontroller) ist eine Funktion des Cortex-Mx Kerns und alle Funktionen sind in der CMSIS hinterlegt.

Jeder Interrupt hat eine Priorität von 4 Bit. Diese 4 Bit können in eine "pre-emption priority" und "subpriority" unterteilt werden.

Beispiel 2 Bit zu 2 Bit Unterteilung:
<syntaxhighlight lang="c">
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); // 2 Bits für pre-emption priority
</syntaxhighlight>

Somit kann "pre-emption priority" den Wert 0..3 und "subpriority" auch 0..3 erhalten. Um so kleiner die Zahl ist um so höherwertig ist der Interrupt.

Beispiel:
 ISR1 Pre 2 / Sub 1
 ISR2 Pre 1 / Sub 1
 ISR3 Pre 1 / Sub 2

Wenn jetzt ISR1 kommt, dann wird der aufgerufen. Kommt während dem ein ISR2 dann darf der den ISR1 unterbrechen, da er eine höhere "pre-emption priority" Wertigkeit hat.

Wenn ISR2 bereits aktiv ist, so darf ISR3 diesen nicht unterbrechen, ISR1 ebenfalls nicht.

Wenn ISR2 und ISR3 gleichzeitig kommen, so wird zu erst ISR2 bearbeitet, anschließend ISR3 da beide die gleiche "pre-emption priority" haben fällt die Entscheidung anhand der "subpriority".

Beispiel Interrupt Konfiguration für USART1 mittels ST-LIB Funktionen:
<syntaxhighlight lang="c">
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitSt;
NVIC_InitSt.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
NVIC_InitSt.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 3; // << Tiefe Prio
NVIC_InitSt.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
NVIC_InitSt.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitSt);
</syntaxhighlight>

=== Taktzeitberechnung und Überwachung===

Bei Zeitkritischen Applikationen stellt sich immer wieder die Frage wie viele Prozessortakte nun die Funktion verbraucht. Ist der Interrupt auch wirklich nicht zu lange?
 Der Cortex-Mx Kern hat dafür extra einen Core Systick-Zähler implementiert, die man mittels der CMSIS nutzen kann:

<syntaxhighlight lang="c">
CORE_ClearSysTick(); // Zähler löschen
: : : // Programmbearbeitung
uint32_t iZ = CORE_GetSysTick(); // Zähler auslesen
</syntaxhighlight>

In iZ steht nun wie viele Maschinentakte der Prozessor für die Bearbeitung benötigt hat und kann mit folgender Formel umgerechnet werden:

Zeit in µSec = CPU-Takt in MHz / iZ

= FAQ - Anfängerfragen=

* Muss ich, wenn ich die Debugging-Funktionen nutzen möchte einen JTAG Adapter anschließen? - Ja. Auf dem STM32F4DISCOVERY ist jedoch bereits einer mit drauf.
* Mit diesem kann ich dann den µC auch programmieren? - Ja, programmieren und debuggen.
* Ich möchte eine eigene Platine entwickelt, jedoch der 20polige [[JTAG]]-Anschluss ist mir zu groß, gibt es eine Alternative? - Ja, [http://www.mikrocontroller.net/articles/JTAG#Der_10-polige_JTAG_Stecker_von_mmvisual "Der 10-polige JTAG Stecker von mmvisual"]

= Weblinks, Foren, Communities, Tutorials =
* [[STM32]] Hauptartikel, [http://www.mikrocontroller.net/articles/STM32#Weblinks.2C_Foren.2C_Communities.2C_Tutorials dortige Linksammlung]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/319328 Diskussion zum Artikel]
* [[STM32 CooCox Installation]]
* [[STM32 Eclipse Installation]]
* [[LPC1xxx für Umsteiger]]

<references/>
[[Kategorie:ARM]]
[[Kategorie:STM32]]
[[Kategorie:Mikrocontroller]]

STM32 für Einsteiger

2014-01-06T19:29:46Z

Mmvisual: /* Interruptcontroller vom Cortex-M3/M4 */

Immer wiederkehrend hier im Forum "Mit welchem Mikrocontroller anfangen?". Es gibt eine große Auswahl und eben so viele Empfehlungen. In diesem Artikel soll zu erst geholfen werden ob ein STM32-Prozessor mit Cortex-M3/M4 Kern überhaupt der Richtige für den Start ist.
Nicht für jeden ist der [[STM32]] zu empfehlen, denn die Anforderungen und Wünsche die man realisieren möchte, sowie die eigenen Fähigkeiten sind verschieden.

Es werden meist die Prozessoren [[AVR]], [[PIC]], [[Arduino]], [[MSP430]], [[LPC1xxx]] und [[STM32]] empfohlen. Seltener auch 8051 und M16C. Alle haben Vorzüge und ebenso auch Nachteile.

[[Bild:STM32F407SB.jpg|thumb|right|340px|STM32F417 auf einem Selbstbau-Board]]

= Eigene Fähigkeiten und Wünsche =

Dieser Artikel geht davon aus, dass bereits Elektronik Kenntnisse vorhanden sind. Wenn nicht dann sollte man erst einmal den Artikel "[[Absolute Beginner]]" durcharbeiten, sowie die anderen Artikel aus der Kategorie "[http://www.mikrocontroller.net/articles/Kategorie:Grundlagen Grundlagen]".
 Weitere Artikel die andere Prozessoren näher darstellen da sich dieser Artikel hauptsächlich auf [[STM32]] konzentriert: [[Entscheidung Mikrocontroller]] und [[Mikrocontroller Vergleich]]. Die Seiten [[AVR]], [[MSP430]], [[LPC1xxx]] und [[PIC]] zeigen mehr Details über diese µC. Hier werden nur grob ein paar Tabelle zum Vergleichen gezeigt.

Zu erst einmal die Randbedingungen, mit der man sich selbst zu erst einmal einschätzen sollte:
{| {{Tabelle}}
|- bgcolor="#d0d0ff"
! Fähigkeit || [[STM32]] || [[AVR]] || colspan="3" | [[PIC]] || [[MSP430]] || [[Arduino]]
|-
| Bitbreite, jedoch unwichtig für Einsteiger || align="center" | 32-bit || align="center" | 8-bit || align="center" | 8-bit (PIC18) || align="center" | 16-bit (PIC24) || align="center" | 32-bit (PIC32) || align="center" | 16-bit || align="center" | 8-bit
|-
| Neueinsteiger, kaum Elektronikkenntnisse, noch nie programmiert
| align="center" | O
| align="center" | O <ref name="AVR_TUT1">[http://www.rn-wissen.de/index.php/AVR-Einstieg_leicht_gemacht], RoboterNetz: AVR-Einstieg leicht gemacht</ref><ref name="AVR_TUT2">[http://www.avr-asm-tutorial.net/avr_de/], Tutorial für das Erlernen der Assemblersprache von AVR-Einchip-Prozessoren</ref>
| colspan="3" align="center" | O
| align="center" | O
| align="center" | X
|-
| Wunsch ist SD-Card oder Grafik-Display
| align="center" | X
| align="center" | O
| align="center" | O <ref name="PIC_SD">[http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=2680&dDocName=en537999], Microchip Memory Disk Drive File System for PIC18 PIC24 dsPIC PIC32</ref> || align="center" | X<ref name="PIC_SD" /><ref name="PIC_LCD">[http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/technology/graphics/], Microchip Graphics Library</ref> || align="center" | X<ref name="PIC_SD" /><ref name="PIC_LCD" />
| align="center" | X
| align="center" | O
|-
| Wunsch ist TCP/IP Netzwerk
| align="center" | X
| align="center" | O
| colspan="3" align="center" | X <ref name="PIC_TCP">[http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=2505&param=en535724], Microchip TCP/IP stack</ref>
| align="center" | O
| align="center" | O
|-
|-
| Wunsch ist Kamera und Video-/Bildbearbeitung
| align="center" | X
| align="center" | -
| align="center" | - || align="center" | - || align="center" | X
| align="center" | -
| align="center" | -
|-
| Möchte die Erkenntnisse beruflich nutzen
| align="center" | X
| align="center" | X
| colspan="3" align="center" | X
| align="center" | X
| align="center" | -
|-
| Strom sparende Anwendungen
| align="center" | - 300 nA Sleep<ref name="STM_Power">[http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1295], [[STM32]] L1 series of ultra-low-power MCUs</ref> 230 μA/MHz
| align="center" | - 100 nA Sleep<ref name="AVR_Power1">[http://www.atmel.com/technologies/lowpower/default.aspx], Atmel picoPower Technology</ref> <ref name="AVR_Power2">[http:/www.futurlec.com/News/Atmel/PicoPower.shtml], Atmel Releases New picoPower AVR Microcontrollers</ref> 340 μA/MHz
| colspan="2" align="center" | X 9 nA Sleep<ref name="PIC_XLPvsTI">[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/39989A.pdf], The Truth about Power Consumption in PIC® MCUs with
XLP Technology vs. TI’s MSP430</ref><ref name="PIC_XLP">[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/30009941F.pdf], nanoWatt XLP eXtreme Low Power PIC® Microcontrollers</ref> 35 μA/MHz || align="center" | -
| align="center" | X 100 nA Sleep<ref name="TI_Power1">[http://www.ti.com/lit/wp/slay015/slay015.pdf], Texas Instruments: Ultra-Low Power Comparison: MSP430 vs. Microchip XLP</ref><ref name="TI_Power2">[http://www.ti.com/ww/mx/multimedia/webcasts/Aspectos_Generales_MSP430.pdf], Texas Instruments: Meet MSP430</ref> 100 μA/MHz
| align="center" | -
|-
| Multithreading, RTOS, Schedulern
| align="center" | X
| align="center" | - <ref name="AVR_RTOS1">[http://www.freertos.org/a00098.html], Atmel AVR freeRTOS port</ref><ref name="AVR_RTOS2">[http://www.femtoos.org/], Femto OS: RTOS for small MCU's like AVR</ref>
| align="center" | - <ref name="PIC_RTOS2">[http://www.freertos.org/a00097.html], Microchip PICmicro (PIC18) freeRTOS Port</ref> <ref name="PIC_RTOS3">[http://www.pumpkininc.com/], Salvo RTOS</ref>|| align="center" | X<ref name="PIC_RTOS">[http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=1406&dDocName=en531543&redirects=rtos], 3rd Party RTOS selection guide</ref> || align="center" | X<ref name="PIC_RTOS" />
| align="center" | X <ref name="TI_RTOS">[http://processors.wiki.ti.com/index.php/MSP430_Real_Time_Operating_Systems_Overview], TI Wiki: MSP430 Real Time Operating Systems Overview</ref>
| align="center" | -
|-
| Besonders große, speicherintensive Programme z.B. Grafiken, Fonts
| align="center" | bis 2MB Flash bis 256kB SRAM <ref name="STM32Ueb">[http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169], Übersicht aller verfügbaren [[STM32]] µC von ST</ref>
| align="center" | bis 256kB Flash bis 16kB SRAM
| align="center" | bis 128kB Flash bis 4kB SRAM || bis 2MB Flash bis 98kB SRAM || bis 2MB Flash bis 512kB SRAM
| align="center" | bis 512KB Flash bis 66kB SRAM
| align="center" | bis 256kB Flash bis 16kB SRAM
|-
| Sehr viel PWM mit komplexem Timing
| align="center" | X
| align="center" | AT90Spwm
| align="center" | - || align="center" | X || align="center" | X
| align="center" | O
| align="center" | -
|-
| Deutschsprachige Community
| align="center" | O
| align="center" | X
| align="center" | X <ref name="SPRUT">[http://www.sprut.de/], sprut.de</ref> || align="center" | - || align="center" | -
| align="center" | -
| align="center" | X
|-
| Anzahl möglicher HW-Breakpoints
| align="center" | 4 bis 6
| align="center" | 2
| align="center" | 1 bis 5 <ref name="PIC_HWBP">[http://www.microchip.com/stellent/groups/SiteComm_sg/documents/DeviceDoc/en556761.pdf], PIC Hardware Breakpoints (Seite 6)</ref> || align="center" | 1 bis 10 <ref name="PIC_HWBP"/> || align="center" | 6<ref name="PIC_HWBP"/>
| align="center" | 2
| align="center" | 2
|}
* X = ja
* O = Teilweise, Einschränkungen
* - = nicht empfohlen
Nur um nicht zu verwirren, auch wenn Teile "nicht empfohlen" sind, heißt dass nicht dass es mit dem Prozessor nicht geht, vielmehr dass es mehr Aufwand ist das zu realisieren oder mehr Einschränkungen hat.
Viele Eigenschaften weisen nur bestimmte Modelle einer Mikrocontrollerfamilie auf. Der Wechsel innerhalb einer Familie gestaltet sich jedoch oft einfach (z.B. innerhalb [[STM32]] oder innerhalb PIC24).

Die Spalte [[STM32]] zeigt die Prozessorfamilie von STM32F0xx bis STM32F4xx mit einem Cortex-M0 oder M3/M4 Kern. Die technischen Daten sind ähnlich anderer Hersteller die auch einen Cortex-Mx Kern verbauen wie z.B. NXP ([[LPC1xxx]]), Freescale, Atmel, TI, Toshiba, usw. Jedoch bietet ST mit dem [[STM32]] eine hohe Flexibilität an Gehäuse-Variationen (vergleichbar mit NXP [[LPC1xxx]]) und ist privat recht leicht beschaffbar. Übersicht aller verfügbaren [[STM32]] µC von ST<ref name="STM32Ueb">[http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169], Übersicht aller verfügbaren [[STM32]] µC von ST</ref>.

Die Spalte PIC zeigt die Eigenschaften der 8-Bit PIC18 (vergleichbar mit [[AVR]]), 16-Bit [[PIC24]]/[[dsPIC]] (vergleichbar mit [[MSP430]]) und 32-Bit [[PIC32]] (vergleichbar mit [[STM32]]). Ein Wechsel des Mikrocontrollers innerhalb der Familien ist Codetechnisch problemlos möglich. <ref name="PIC_codeswitch">[http://www.elektor.nl/Uploads/Files/PIC24FIntro_5f082806.pdf], Microchip: Introduction to the 16-bit PIC24F Microcontroller Family</ref> Hardwaretechnisch sind verschiedene Modelle gleicher Familie zudem auch meist Pin-Kompatibel <ref name="PIC_PinCompatibility">[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/00148m.pdf], Microchip: 2007 Product Selector Guide (Seite 114 ff.)</ref> sodass ohne Design-Änderung zwischen verschiedenen Modellen gewechselt werden kann.
Ein Wechsel zwischen den Familien ist Architekturbedingt aufwendiger, vor allem von 8-Bit auf 16/32-Bit. <ref name="PIC_8to16Migration">[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/39764a.pdf], Microchip: PIC18F to PIC24F Migration: An Overview</ref> Aufgrund gleichbleibender IDE (Mplab) sowie gleichbleibenden Libraries bei Verwendung einer Hochsprache (C) jedoch vor allem zwischen 16-Bit und 32-Bit ohne weitere Probleme möglich <ref name="PIC_16to32Migration">[http://www.embedded.com/design/mcus-processors-and-socs/4007683/Practical-migration-from-8-16-to-32-bit-PIC], Artikel: Practical migration from 8-/16- to 32-bit PIC</ref>.
 Ein PIC10/12/16 ist für den Einstieg nicht empfohlen, da diese Architekturbedingt viele Einschränkungen haben, die eher hinderlich für das Lernen sind.

Der "[[Arduino]]" ist kein eigenständiger Prozessor, sondern ein fertiges Board mit einer "[[Arduino]]" Programmierumgebung (und einem AVR Prozessor), extra geschaffen für Einsteiger. Allerdings ist da der Lerneffekt viel geringer da man den Prozessor mit der [[Arduino]]-Software programmiert und nicht direkt die Register.

<references />

= Unwichtige Randbedingungen =

Oftmals werden fälschlicherweise Argumente für oder gegen eine µC-Familie ausgesprochen, die in der Praxis '''zum Einstieg''' (bei konkreten Anwendungen kann das anders aussehen) eher unwichtig sind.

* Spannungsversorgung 3,3V / 5V (Wobei z.B Atmel XMega keine 5V Tolerante Eingänge besitzt)
* 8 (z.B. [[AVR]]), 16 (z.B. [[MSP430]]) oder 32 (z.B. [[STM32]]) Bit
* Prozessorkern Cortex-M0/M3/M4, MIPS, ARM7/9/..., AVR-RISC, PIC-RISC, 8051, ...
* Interrupt System mit mehr oder weniger Features
* Programmiersprache (Assembler, Basic, C, C++, Pascal)
* Programmierumgebung - ist ohnehin Geschmackssache
* Assembler verstehen (Sollte nur theoretisch verstanden werden, ein Programm sollte in einer Hochsprache geschrieben sein)
* DIL Gehäuse - steckbretttauglich ([[STM32]]-Prozessoren gibt es auch fertig gelötet auf einem steckbretttauglichen Board)
* Programmieradapter - solange er auch debuggen kann
* zu 90% reicht doch ein kleiner Prozessor ([[AVR]]/PIC) - und für die restlichen kann man immer noch einen großen nehmen. Warum also nicht gleich einen großen nehmen?

= Kosten =

Grobe Abschätzung was das alles denn kosten wird. Hier sind nur einige Beispiele gezeigt (Einzelpreise bei Bezugsquellen in Deutschland).

{| {{Tabelle}}
|- bgcolor="#d0d0ff"
! Board || [[STM32]] || [[AVR]] || PIC18/24/32 || [[MSP430]] || [[Arduino]]
|-
| Demo-Board
| align="center" | <ref name="STM32F4DISCOVERY">[http://www.st.com/web/en/catalog/tools/FM116/SC959/SS1532/PF252419], ST STM32F4DISCOVERY Demoboard</ref> 9..20€ (incl. Programmieradapter und Debugger)
| align="center" | 5..500€, z.B. [[Arduino]] || align="center"| <ref name="PICDEMOBOARD">[http://www.microchipdirect.com/ProductDetails.aspx?Catalog=BuyMicrochip&Category=Starter%20Kits&mid=1&lmid=610], Microchip Demoborad</ref> durchschnittlich 18€ .. 50€]
| align="center" | <ref name="MSP430DEMOBOARD">[http://www.ti.com/tool/msp-exp430fr5739], MSP430 Demoborad</ref> ~35€
| align="center" | 20€
|-
| Steckbrettaugliches Board
| align="center" | s.o. oder <ref name="STM32F405Board">[http://re.reworld.eu/de/produkte/s64dil-405/index.htm], S64DIL-405 mit STM32F405</ref>S64DIL-405 30€
| align="center" | DIP IC
| align="center" | DIP IC
| align="center" | ??
| align="center" | ab ca. 4€ (Pro Mini)
|-
| Einzelchip (Einzelstückpreise)
| align="center"| 2..15€ nur SMD (TSSOP..LQFP..BGA)
| align="center"|0,6–5€ SMD + DIP
| align="center"|1-15€ SMD + DIP
| align="center"|??
| align="center"|siehe AVR
|-
| Programmieradapter
| align="center" |
| align="center" | ab 4€
| align="center" |
| align="center" |
| align="center" |
|-
| Programmieradapter mit Debugger
| align="center" | s.o. oder z.B <ref name="JLINKEDU">[http://www.segger.com/j-link-edu.html], Segger J-LINK EDU</ref> Segger J-LINK EDU 50€ (sehr schnell und unterstützt viele Prozessoren)
| align="center" | <ref name="AVRDragon">[http://www.atmel.com/tools/AVRDRAGON.aspx], Atmel AVR Dragon</ref> AVR Dragon 40€ <ref name="JTAGICE3">[http://www.atmel.com/tools/JTAGICE3.aspx], AT JTAG ICE3</ref> AT JTAG ICE3 99€
| align="center" | <ref name="PICKIT3">[http://www.microchipdirect.com/ProductSearch.aspx?keywords=PG164130], Microchip PICkit 3</ref> PICkit 3 30€
| align="center" | z.B. Dragon 50€
| align="center" | 20€ (Man muss DebugWire aktivieren)
|}

Das Demo-Board sollte ein Board sein, nicht zu teuer, um die ersten Erfahrungen zu sammeln. Wenn einem der Prozessor gefällt, so kann man später immer noch mit einem zweiten Demo-Board, z.B. mit Display aufrüsten.

Wenn man gerne mit einem Steckbrett sich die Schaltung zusammen stecken möchte, so kann man entweder die benötigten Drähte am Demo-Board anlöten oder bei z.B. [[AVR]]/[[PIC]] Prozessoren gibt es Ausführungen im DIL Gehäuse, die direkt steckbar sind.

Ein Programmieradapter sollte unbedingt auch einen Debugger beinhalten. Denn für den Start ist es ungemein hilfreich zu sehen was im Prozessor gerade geschieht. Die JTAG-Adapter für einen [[STM32]] Prozessor sind alle Debugger-Tauglich. Für die [[AVR]] Controller gibt es auch oft reine Programmer (AVR ISP oder Selbstbau-Lösungen über die serielle oder parallele Schnittstelle) welche den Mikrocontroller nur beschreiben können. Für die [[PIC]] Controller werden solche reinen Programmer vereinzelt auch noch angeboten. Sinvoller sind hingegen Debugger, die die Ausführung eines Mikrocontrollers anhalten können um die aktuelle Position im Programmcode, Variableninhalt, Register, ... auszulesen bzw. zur Laufzeit zu ändern.

Der für den [[STM32]] empfohlene Segger J-LINK EDU ist zwar nicht der günstigste (z.B. auf einem STM32F4DISCOVERY Borad ist ein ST-LINK/V2 mit drauf, den man für andere [[STM32]] nutzen kann) aber eines der besten, mit sehr guten Software-Tools und nutzbar für alle Prozessoren mit ARM-Kern (ARM7/9/11/... Cortex-Mx der Hersteller Atmel, Energy Micro, Freescale, Holtek, TI, NXP, Nuvoton, ST, Toshiba, ... unter Windows, Linux und MAC). Niemals am Werkzeug sparen und man hat viel mehr Freude bei der Arbeit.

<references />

= Programmierumgebungen=

Bei den Programmierumgebungen gibt es zu allen Prozessorfamilien kostenlose und Leistungsfähige Software

{| {{Tabelle}}
|- bgcolor="#d0d0ff"
! Betriebssystem || [[STM32]] || [[AVR]] || [[PIC]] || [[MSP430]] || [[Arduino]]
|-
| Windows
| align="center"|[http://www.coocox.org/CooCox_CoIDE.htm CooCox]
| align="center"|Atmel-Studio
| align="center"|[http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/ MPLAB X] (IDE inklusive compiler)
| align="center"|??
| align="center"|[[Arduino]] 1.0.5
|-
| Linux
| align="center"|[http://eclipse.org/downloads/ Eclipse IDE for C/C++ Developers]
| align="center"|??
| align="center"|[http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/ MPLAB X] (IDE inklusive compiler)
| align="center"|??
| align="center"|??
|-
| MacOS
| align="center"|[http://eclipse.org/downloads/ Eclipse IDE for C/C++ Developers]
| align="center"|??
| align="center"|[http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/ MPLAB X] (IDE inklusive compiler)
| align="center"|??
| align="center"|??
|}

natürlich gibt es noch viele weitere (für [[STM32]] siehe [[STM32#Programmierung]]), es sollte jedoch nur die jeweils einfachste kostenlose (und ohne Codebegrenzung) für den ersten Einstieg gezeigt werden.

* [http://www.coocox.org/CooCox_CoIDE.htm CooCox] Anleitung wie man innerhalb einer Stunde die LED eines Nagel neuen STM32F4DISCOVERY Boards zum blinken bekommt, Artikel: [[STM32 CooCox Installation]]. Diese Anleitung ist eine Schritt-Für-Schritt Anleitung um den aller ersten Start zu vereinfachen.
* Mit [http://www.coocox.org/CooCox_CoIDE.htm CooCox] können sehr viele Prozessoren mit Cortex-M0, M3 und M4 Kern programmiert werden. Unter anderem der Firmen Atmel, Energy Micro, Freescale, Holtek, TI, NXP, Nuvoton, ST und Toshiba. Somit hat man eine Entwicklungsumgebung und ist damit nicht an einen Hersteller der µC gebunden.
* Mit [http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/ MPLAB X] können alle Prozessoren von Microchip (z.B. PIC18, PIC24, PIC32, dsPIC) programmiert werden.

= Dokumentation=

Bevor man sich für einen Prozessor entscheidet sollte man unbedingt deren Dokumentation mal zumindest überfliegen und auch deren Errata's lesen. Nicht dass man eine Anwendung erstellen möchte und stellt hinterher fest, dass genau dieser Teil so buggy ist das er nicht genutzt werden kann.

Beim [[STM32]] hat die Dokumentation doch recht viele Seiten, viel mehr als bei einem [[AVR]] oder PIC, dabei ist vieles eher knapp beschrieben. Der Aufbau der [[STM32]] Dokumentation ist [http://www.mikrocontroller.net/articles/STM32#Struktur_der_Dokumentation: hier] beschrieben.
 Bei den PICs ist die Dokumentation wiederum anders strukturiert, [http://www.mikrocontroller.net/articles/PIC#Dokumenatation siehe im PIC Artikel].

Für die [[STM32]], [[AVR]] und [[PIC]] Mikrocontroller gibt es zudem viele, auch deutschsprachige Einsteigerhilfestellungen und Tutorials.

Parallel zur Dokumentation sollte man sich auch die Demo-Beispiele der Hersteller anschauen, dann wird vieles gleich verständlicher.

Eine Übersicht über die Funktionen gibt es im Artikel: [[STM32]]

= Die Arbeit mit dem [[STM32]]=

Zu erst einmal SOOO groß sind die Unterschiede zwischen den einzelnen Prozessoren nicht. Alle haben Ein-/Ausgänge und um mittels einem Port-Pin eine LED ansteuern zu können muss bei jedem Prozessor der Pin erst einmal parametriert werden, egal ob das jetzt ein [[STM32]] oder ein [[AVR]] oder ein [[MSP430]] ist. Nur hat man bei einem [[STM32]] doch einige Funktionen mehr, z.B. zuschaltbarer Pull-Up oder Pull-Down Widerstand und spezielle Setz-Rücksetzregister, die andere Prozessoren nicht haben, jedoch das Programmieren vereinfachen.
Der Haupt-Unterschied zu den anderen Prozessoren ist, dass der [[STM32]] so viele Peripherie-Module beherbergt, dass man die einzeln immer mit einem Clock aktivieren muss, denn damit lässt sich viel Strom sparen.

Und mal ganz ehrlich die Diskussion welcher µc einfacher zu konfigurieren ist, ist doch absoluter Unsinn. Der Weg ist immer der Gleiche:
*1. Blick ins Datenblatt welche Register für diese Funktion benötigt werden.
*2. Werte ermitteln die in die Register eingetragen werden.
*3. Werte ins Register schreiben. Da machte es GAR KEINEN UNTERSCHIED ob es ein [[AVR]], 8051/2, [[ARM]],...... ist.

Stimmt schon es gibt Unterschiede. Die Register haben anderen Namen, andere Adressen, andere Bitbedeutungen,...
Aber es steht doch alles im Datenblatt. Und ob ich jetzt einen [[AVR]] oder einen [[ARM]] das erste mal vor mir liegen hab. Ich brauch in allen Fällen die oben beschriebenen Schritte.

Das Interruptsystem ist bei einem [[STM32]] zusätzlich priorisiert, damit kann man festlegen welcher Interrupt vorrangig bearbeitet wird. Die Prioritätenvergabe ist auch kein Hexenwerk.

Zu allen Prozessoren liefern die jeweiligen Hersteller umfangreiche Demo-Codes und Libraries mit. Meist sind alle in C geschrieben, daher sollte auch die Programmiersprache C verwendet werden. Vor allem auch wenn man berufliche Absichten verfolgt.

Und wenn man einen [[STM32]] kann, dann ist ein Umstieg auf einen [[LPC1xxx]] (NXP) oder andere Hersteller überhaupt kein Problem (*), denn die bieten ebenfalls Prozessoren mit Cortex-M3 Kern und man kann diese mit der gleichen Programmierumgebung programmieren. Somit ist man nicht zwingend Herstellerabhängig. (* jeder Hersteller verbaut seine eigene Peripherie, die andere Funktionalitäten haben.)

Mit einem [[STM32]] kann man als Hobby-Baster und Professionell nahezu alle Anwendungen realisieren. Der hat genügend RAM und FLASH Speicher und auch genügend Geschwindigkeit. Viele Gehäuse-Varianten um kleine bis hin zu größere Geräte zu erstellen. Viele Schnittstellen, sind im Artikel [[STM32]] beschrieben.

Für den Einstig gibt es diverse, auch deutschsprachige, Tutorials im Netz. Eine Übersicht ist [http://www.mikrocontroller.net/articles/STM32#Weblinks.2C_Foren.2C_Communities.2C_Tutorials hier auf der STM32 Seite]. (Beispiel: [http://diller-technologies.de/stm32_wide.html STM32 Tutorial in Deutsch von Diller Technologies])
 Wobei dazugesagt werden muss dass diese meist auf die Standard ST-Libs aufbauen. Diese Libs vereinfachen zum einen das Ansteuern/die Benutzung der Peripheriefunktion zum anderen muss man diese erst mal kennen lernen. Vereinfacht wird das da ALLE [http://www.st.com/stonline/stappl/productcatalog/app?page=partNumberSearchPage&levelid=SS1577&parentid=1743&resourcetype=SW ST-Demo-Codebeispiele] ebenfalls auf diesen Lib's basieren und somit wird der Wechsel innerhalb des [[STM32]] deutlich vereinfacht.
 STM32F4xx Library von ST: [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/PF257901# "STSW-STM32065 STM32F4 DSP and standard peripherals library"] incl. Dokumentation und Demo-Projekte zu allen CPU Funktionen.

Der einzige Nachteil beim [[STM32]]: man muss etwas mehr lesen, da eine Peripherie doch viel mehr Funktionalität hat (sofern man das Modul überhaupt benötigt). Ansonsten kenne ich nicht wirklich einen Grund warum man als Neueinsteiger keinen [[STM32]] nehmen sollte.

= Programmiersprachen =
* Wie bei vielen anderen Controllern wird beim [[STM32]] auch hauptsächlich C und C++ verwendet. Kennen sollte man die Programmiersprache C schon, wenn man davon noch keine Ahnung hat dann sollte man erst mal mittels einem Tutorial auf einem PC ein Konsoleprogramm schreiben, sodass man es einigermaßen kennen lernt. Hier im Forum gibt es ebenfalls Artikel dazu. Zielt man auf die (spätere) Anwendung in der Industrie, sollte aufgrund der Verbreitung auf jeden Fall C (oder C++) gewählt werden; außerdem sind die meisten verfügbaren Libraries in C geschrieben.
* Assembler sollte man nur grob verstehen, Details wie ein Befehl arbeitet ist unwichtig. Selbst wenn man die Zyklen für einen Funktionsaufruf wissen will, so bietet der [[STM32]] (Cortex-M3) einen Cycle-Counter den man auslesen kann; durch die komplexere Pipeline und Cache-Effekte sind die Laufzeiten allerdings nicht genau vorhersehbar. Wird zyklengenause Timing benötigt, sollten Timer verwendet werden - davon hat der [[STM32]] genug.

Der 32bit-Adressraum, der RAM, Flash, I/O-Register vereinheitlicht ansprechen kann (im Gegensatz zu z.B. [[AVR]]) ist ideal für eine Verwendung durch Hochsprachen; bei Pointern muss keine zusätzliche Information verwaltet werden, in welche Art Speicher sie zeigen. Die Adresse gibt dies eindeutig an (es gibt nur '''eine''' Adresse 42, und nicht 2 wie z.B. beim [[AVR]] (Flash, RAM & I/O)) und die Hardware spricht automatisch den richtigen Speicher an. Die Möglichkeiten zur Offset-Adressierung, der Barrel-Shifter, Divsions-Einheit, die FPU (bei STM32F4), Interrupt-Modell etc. begünstigen ebenfalls die Erzeugung effizienteren Codes. Außerdem haben die [[STM32]] einfach mehr "rohe Leistung", d.h. mehr Flash/RAM-Speicher und höhere Taktfrequenzen. 
 
'''Folgerung''': Die Programmierung in Hochsprachen ist '''bequemer als bei 8-Bittern''', denn man muss sich einfach weniger Gedanken machen, ob der Compiler ein Programm nun effizent umsetzen kann (kann man natürlich trotzdem machen, um noch mehr Leistung "herauszuquetschen", wenn man will).

= Weitere Randbedingungen für die Entscheidung=

Der wichtige Punkt, der oftmals auch vergessen wird: die Beschaffbarkeit. Wenn jemand einen Renesas M16C oder Fujitsu empfiehlt, dann sucht man erst mal und findet nur wenige vereinzelte die man privat kaufen kann.

Oder auch die Unterstützung im Internet - ist bei einigen Exoten spärlich. Dieses Forum bietet die beste Hilfe für [[AVR]], PIC, [[MSP430]], [[LPC1xxx]] und [[STM32]].

Andere Prozessoren sind schon sehr alt, bzw. nicht mehr modern da deren Peripherie zum Teil doch recht eingeschränkte Funktionalität bietet. z.B. viele 8051 Typen oder PIC16 (oder auch dsPIC30). Die mögen für Mini-Anwenungen gut sein, aber wer will den schon gerne sich extra für eine Kleinanwendung mit einem kleinen µC auseinandersetzen, wenn er schon einen [[STM32]] kennt, mit dem er alles machen kann (und sich bereits gute Funktionen geschrieben hat)?

Daher mein Resümee: wer nicht gerade auf den Kopf gefallen ist, der kann getrost mit einem [[STM32]] starten. Ein [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/FM116/SC959/SS1532/PF252419?s_searchtype=keyword STM32F4DISCOVERY] Board kostet nur ca. 20 EUR - und mehr muss für den ersten Start nicht investiert werden - wenn es doch zu komplex sein sollte gibt es hier im Forum auch viel Hilfe. Jedenfalls sind diese 20 EUR wirklich keine große Investition.
 Wer berufliche Absichten verflogt, sollte zu einem späteren Zeitpunk sich unbedingt auch mit einem zweiten, anderen Prozessor beschäftigen um so die nötigen Erfahrungen zu gewinnen.

= Übersicht CPU Funktionalitäten=

In diesem Abschnitt ist kurz gezeigt welche Möglichkeiten die CPUs bei den oben empfohlenen Einsteigerboards haben

=== STM32F407 - vom STM32F4DISCOVERY Board ===

{| class="wikitable"
|-
| [[Datei:STM32F407.png|mini|x400px]]
| [[Datei:stm32f4_discovery2.png|mini|x400px]]
|-
| [http://www.st.com/web/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1577/LN11/PF252140?s_searchtype=partnumber Blockdiagramm STM32F407]
| [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/FM116/SC959/SS1532/PF252419 STM32F4DISCOVERY Demoborad]
|}

Es sind sehr viele Peripheriemodule im µC implementiert. Jedes einzelne Peripherie-Modul (z.B. Ethernet, USB, CAN, Timer, AD-Wandler, usw.) kann aktiviert werden indem der Clock freigeschaltet ist. So lange der Clock nicht aktiviert wurde verhält sich das Modul so als ob es nicht vorhanden wäre und beeinträchtigt in keinster Weise die Bearbeitung vom Prozessor. Somit lässt sich der Stromverbrauch senken.

Eine ganze Auflistung der Einzelmodule steht im Artikel: [[STM32]] und [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169 auf der Homepage von ST]

Zu Anfang mag vielleicht die interne Busstruktur verwirren, jedoch braucht man dies nicht beachten. Wenn nun die CPU auf UART4 zugreifen möchte, so gehen die Daten durch die Buse "AHB1" > "ABH/APB1-Bride" > "APB1". Dies erledigt der µC ganz von alleine. Diese Unterteilung ist technisch nötig, da die Peripheriebuse nicht mit dem gleichen Prozessortakt betrieben werden (wie z.B. bei [[MSP430], siehe Schaubild unten), die "Bridge" managt ganz alleine das Handling und generiert automatisch Wait-Befehle für die CPU.
 Die "AHB-Bus-Matrix" ist ebenfalls für den Anwender meist uninteressant. ST hat damit ein System geschaffen, damit die CPU, DMA's und Displaycontroller gleichzeitig auf die verschiedenen RAM-Bereiche zugreifen können um mehr Daten parallel zu verarbeiten. Somit braucht man diese Matrix erst mal nicht beachten.

Ebenso braucht man zu Anfang sich auch keine Gedanken um den Prozessortakt machen, wenn man nichts initialisiert so läuft der STM32F4xx mit dem internen RC-Oszillator von 16MHz und die Peripheriebuse laufen ebenfalls mit der gleichen Geschwindigkeit. Erst wenn man später umfangreichere Applikationen schreibt bei der die 16MHz nicht mehr reichen, so kann man die PLL aktivieren und die Taktrate flexibel bis auf 168MHz hoch setzen. (Siehe Demo-Projekt von [[STM32 CooCox Installation]].)

=== [[AVR]] ([[Arduino]])===

Details können im Artikel [[AVR]] gelesen werden.

=== PIC18, PIC24, PIC32===

Details können im Artikel [[PIC]] gelesen werden.

=== MSP430 - vom MSP-EXP430FR5739 Experimentier-Board===

{| class="wikitable"
|-
| [[Datei:MSP430FR5739.gif|mini|x350px]]
| [[Datei:MSP-EXP430FR5739.jpg|mini|x350px]]
|-
| Blockdiagramm MSP430FR5739
| MSP-EXP430FR5739 Demoboard
|}

Details können im Artikel [[MSP430]] gelesen werden.

=== LPC1x d.h. Cortex -M0 & -M3 Familie von NXP ===
Details können aus dem Leitartikel [[LPC1xxx]] und den darin verlinkten Artikeln entnommen werden.

= Tipps und Tricks bei der Programmierung=

===Interruptcontroller vom Cortex-M3/M4===

Der [[STM32]] NVIC Controller (Interruptcontroller) ist eine Funktion des Cortex-Mx Kerns und alle Funktionen sind in der CMSIS hinterlegt.

Jeder Interrupt hat eine Priorität von 4 Bit. Diese 4 Bit können in eine "pre-emption priority" und "subpriority" unterteilt werden.

Beispiel 2 Bit zu 2 Bit Unterteilung:
<syntaxhighlight lang="c">
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); // 2 Bits für pre-emption priority
</syntaxhighlight>

Somit kann "pre-emption priority" den Wert 0..3 und "subpriority" auch 0..3 erhalten. Um so kleiner die Zahl ist um so höherwertig ist der Interrupt.

Beispiel:
 ISR1 Pre 2 / Sub 1
 ISR2 Pre 1 / Sub 1
 ISR3 Pre 1 / Sub 2

Wenn jetzt ISR1 kommt, dann wird der aufgerufen. Kommt während dem ein ISR2 dann darf der den ISR1 unterbrechen, da er eine höhere "pre-emption priority" Wertigkeit hat.

Wenn ISR2 bereits aktiv ist, so darf ISR3 diesen nicht unterbrechen, ISR1 ebenfalls nicht.

Wenn ISR2 und ISR3 gleichzeitig kommen, so wird zu erst ISR2 bearbeitet, anschließend ISR3 da beide die gleiche "pre-emption priority" haben fällt die Entscheidung anhand der "subpriority".

Beispiel Interrupt Konfiguration für USART1 mittels ST-LIB Funktionen:
<syntaxhighlight lang="c">
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitSt;
NVIC_InitSt.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
NVIC_InitSt.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 3; // << Tiefe Prio
NVIC_InitSt.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
NVIC_InitSt.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitSt);
</syntaxhighlight>

=== Taktzeitberechnung und Überwachung===

Bei Zeitkritischen Applikationen stellt sich immer wieder die Frage wie viele Prozessortakte nun die Funktion verbraucht. Ist der Interrupt auch wirklich nicht zu lange?
 Der Cortex-Mx Kern hat dafür extra einen Core Systick-Zähler implementiert, die man mittels der CMSIS nutzen kann:

<syntaxhighlight lang="c">
CORE_ClearSysTick(); // Zähler löschen
: : : // Programmbearbeitung
uint32_t iZ = CORE_GetSysTick(); // Zähler auslesen
</syntaxhighlight>

In iZ steht nun wie viele Maschinentakte der Prozessor für die Bearbeitung benötigt hat und kann mit folgender Formel umgerechnet werden:
Zeit in µSec = CPU-Takt in MHz / iZ

= FAQ - Anfängerfragen=

* Muss ich, wenn ich die Debugging-Funktionen nutzen möchte einen JTAG Adapter anschließen? - Ja. Auf dem STM32F4DISCOVERY ist jedoch bereits einer mit drauf.
* Mit diesem kann ich dann den µC auch programmieren? - Ja, programmieren und debuggen.
* Ich möchte eine eigene Platine entwickelt, jedoch der 20polige [[JTAG]]-Anschluss ist mir zu groß, gibt es eine Alternative? - Ja, [http://www.mikrocontroller.net/articles/JTAG#Der_10-polige_JTAG_Stecker_von_mmvisual "Der 10-polige JTAG Stecker von mmvisual"]

= Weblinks, Foren, Communities, Tutorials =
* [[STM32]] Hauptartikel, [http://www.mikrocontroller.net/articles/STM32#Weblinks.2C_Foren.2C_Communities.2C_Tutorials dortige Linksammlung]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/319328 Diskussion zum Artikel]
* [[STM32 CooCox Installation]]
* [[STM32 Eclipse Installation]]
* [[LPC1xxx für Umsteiger]]

<references/>
[[Kategorie:ARM]]
[[Kategorie:STM32]]
[[Kategorie:Mikrocontroller]]

STM32 für Einsteiger

2014-01-06T19:19:56Z

Mmvisual: /* FAQ - Anfängerfragen */

Immer wiederkehrend hier im Forum "Mit welchem Mikrocontroller anfangen?". Es gibt eine große Auswahl und eben so viele Empfehlungen. In diesem Artikel soll zu erst geholfen werden ob ein STM32-Prozessor mit Cortex-M3/M4 Kern überhaupt der Richtige für den Start ist.
Nicht für jeden ist der [[STM32]] zu empfehlen, denn die Anforderungen und Wünsche die man realisieren möchte, sowie die eigenen Fähigkeiten sind verschieden.

Es werden meist die Prozessoren [[AVR]], [[PIC]], [[Arduino]], [[MSP430]], [[LPC1xxx]] und [[STM32]] empfohlen. Seltener auch 8051 und M16C. Alle haben Vorzüge und ebenso auch Nachteile.

[[Bild:STM32F407SB.jpg|thumb|right|340px|STM32F417 auf einem Selbstbau-Board]]

= Eigene Fähigkeiten und Wünsche =

Dieser Artikel geht davon aus, dass bereits Elektronik Kenntnisse vorhanden sind. Wenn nicht dann sollte man erst einmal den Artikel "[[Absolute Beginner]]" durcharbeiten, sowie die anderen Artikel aus der Kategorie "[http://www.mikrocontroller.net/articles/Kategorie:Grundlagen Grundlagen]".
 Weitere Artikel die andere Prozessoren näher darstellen da sich dieser Artikel hauptsächlich auf [[STM32]] konzentriert: [[Entscheidung Mikrocontroller]] und [[Mikrocontroller Vergleich]]. Die Seiten [[AVR]], [[MSP430]], [[LPC1xxx]] und [[PIC]] zeigen mehr Details über diese µC. Hier werden nur grob ein paar Tabelle zum Vergleichen gezeigt.

Zu erst einmal die Randbedingungen, mit der man sich selbst zu erst einmal einschätzen sollte:
{| {{Tabelle}}
|- bgcolor="#d0d0ff"
! Fähigkeit || [[STM32]] || [[AVR]] || colspan="3" | [[PIC]] || [[MSP430]] || [[Arduino]]
|-
| Bitbreite, jedoch unwichtig für Einsteiger || align="center" | 32-bit || align="center" | 8-bit || align="center" | 8-bit (PIC18) || align="center" | 16-bit (PIC24) || align="center" | 32-bit (PIC32) || align="center" | 16-bit || align="center" | 8-bit
|-
| Neueinsteiger, kaum Elektronikkenntnisse, noch nie programmiert
| align="center" | O
| align="center" | O <ref name="AVR_TUT1">[http://www.rn-wissen.de/index.php/AVR-Einstieg_leicht_gemacht], RoboterNetz: AVR-Einstieg leicht gemacht</ref><ref name="AVR_TUT2">[http://www.avr-asm-tutorial.net/avr_de/], Tutorial für das Erlernen der Assemblersprache von AVR-Einchip-Prozessoren</ref>
| colspan="3" align="center" | O
| align="center" | O
| align="center" | X
|-
| Wunsch ist SD-Card oder Grafik-Display
| align="center" | X
| align="center" | O
| align="center" | O <ref name="PIC_SD">[http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=2680&dDocName=en537999], Microchip Memory Disk Drive File System for PIC18 PIC24 dsPIC PIC32</ref> || align="center" | X<ref name="PIC_SD" /><ref name="PIC_LCD">[http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/technology/graphics/], Microchip Graphics Library</ref> || align="center" | X<ref name="PIC_SD" /><ref name="PIC_LCD" />
| align="center" | X
| align="center" | O
|-
| Wunsch ist TCP/IP Netzwerk
| align="center" | X
| align="center" | O
| colspan="3" align="center" | X <ref name="PIC_TCP">[http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=2505&param=en535724], Microchip TCP/IP stack</ref>
| align="center" | O
| align="center" | O
|-
|-
| Wunsch ist Kamera und Video-/Bildbearbeitung
| align="center" | X
| align="center" | -
| align="center" | - || align="center" | - || align="center" | X
| align="center" | -
| align="center" | -
|-
| Möchte die Erkenntnisse beruflich nutzen
| align="center" | X
| align="center" | X
| colspan="3" align="center" | X
| align="center" | X
| align="center" | -
|-
| Strom sparende Anwendungen
| align="center" | - 300 nA Sleep<ref name="STM_Power">[http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1295], [[STM32]] L1 series of ultra-low-power MCUs</ref> 230 μA/MHz
| align="center" | - 100 nA Sleep<ref name="AVR_Power1">[http://www.atmel.com/technologies/lowpower/default.aspx], Atmel picoPower Technology</ref> <ref name="AVR_Power2">[http:/www.futurlec.com/News/Atmel/PicoPower.shtml], Atmel Releases New picoPower AVR Microcontrollers</ref> 340 μA/MHz
| colspan="2" align="center" | X 9 nA Sleep<ref name="PIC_XLPvsTI">[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/39989A.pdf], The Truth about Power Consumption in PIC® MCUs with
XLP Technology vs. TI’s MSP430</ref><ref name="PIC_XLP">[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/30009941F.pdf], nanoWatt XLP eXtreme Low Power PIC® Microcontrollers</ref> 35 μA/MHz || align="center" | -
| align="center" | X 100 nA Sleep<ref name="TI_Power1">[http://www.ti.com/lit/wp/slay015/slay015.pdf], Texas Instruments: Ultra-Low Power Comparison: MSP430 vs. Microchip XLP</ref><ref name="TI_Power2">[http://www.ti.com/ww/mx/multimedia/webcasts/Aspectos_Generales_MSP430.pdf], Texas Instruments: Meet MSP430</ref> 100 μA/MHz
| align="center" | -
|-
| Multithreading, RTOS, Schedulern
| align="center" | X
| align="center" | - <ref name="AVR_RTOS1">[http://www.freertos.org/a00098.html], Atmel AVR freeRTOS port</ref><ref name="AVR_RTOS2">[http://www.femtoos.org/], Femto OS: RTOS for small MCU's like AVR</ref>
| align="center" | - <ref name="PIC_RTOS2">[http://www.freertos.org/a00097.html], Microchip PICmicro (PIC18) freeRTOS Port</ref> <ref name="PIC_RTOS3">[http://www.pumpkininc.com/], Salvo RTOS</ref>|| align="center" | X<ref name="PIC_RTOS">[http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=1406&dDocName=en531543&redirects=rtos], 3rd Party RTOS selection guide</ref> || align="center" | X<ref name="PIC_RTOS" />
| align="center" | X <ref name="TI_RTOS">[http://processors.wiki.ti.com/index.php/MSP430_Real_Time_Operating_Systems_Overview], TI Wiki: MSP430 Real Time Operating Systems Overview</ref>
| align="center" | -
|-
| Besonders große, speicherintensive Programme z.B. Grafiken, Fonts
| align="center" | bis 2MB Flash bis 256kB SRAM <ref name="STM32Ueb">[http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169], Übersicht aller verfügbaren [[STM32]] µC von ST</ref>
| align="center" | bis 256kB Flash bis 16kB SRAM
| align="center" | bis 128kB Flash bis 4kB SRAM || bis 2MB Flash bis 98kB SRAM || bis 2MB Flash bis 512kB SRAM
| align="center" | bis 512KB Flash bis 66kB SRAM
| align="center" | bis 256kB Flash bis 16kB SRAM
|-
| Sehr viel PWM mit komplexem Timing
| align="center" | X
| align="center" | AT90Spwm
| align="center" | - || align="center" | X || align="center" | X
| align="center" | O
| align="center" | -
|-
| Deutschsprachige Community
| align="center" | O
| align="center" | X
| align="center" | X <ref name="SPRUT">[http://www.sprut.de/], sprut.de</ref> || align="center" | - || align="center" | -
| align="center" | -
| align="center" | X
|-
| Anzahl möglicher HW-Breakpoints
| align="center" | 4 bis 6
| align="center" | 2
| align="center" | 1 bis 5 <ref name="PIC_HWBP">[http://www.microchip.com/stellent/groups/SiteComm_sg/documents/DeviceDoc/en556761.pdf], PIC Hardware Breakpoints (Seite 6)</ref> || align="center" | 1 bis 10 <ref name="PIC_HWBP"/> || align="center" | 6<ref name="PIC_HWBP"/>
| align="center" | 2
| align="center" | 2
|}
* X = ja
* O = Teilweise, Einschränkungen
* - = nicht empfohlen
Nur um nicht zu verwirren, auch wenn Teile "nicht empfohlen" sind, heißt dass nicht dass es mit dem Prozessor nicht geht, vielmehr dass es mehr Aufwand ist das zu realisieren oder mehr Einschränkungen hat.
Viele Eigenschaften weisen nur bestimmte Modelle einer Mikrocontrollerfamilie auf. Der Wechsel innerhalb einer Familie gestaltet sich jedoch oft einfach (z.B. innerhalb [[STM32]] oder innerhalb PIC24).

Die Spalte [[STM32]] zeigt die Prozessorfamilie von STM32F0xx bis STM32F4xx mit einem Cortex-M0 oder M3/M4 Kern. Die technischen Daten sind ähnlich anderer Hersteller die auch einen Cortex-Mx Kern verbauen wie z.B. NXP ([[LPC1xxx]]), Freescale, Atmel, TI, Toshiba, usw. Jedoch bietet ST mit dem [[STM32]] eine hohe Flexibilität an Gehäuse-Variationen (vergleichbar mit NXP [[LPC1xxx]]) und ist privat recht leicht beschaffbar. Übersicht aller verfügbaren [[STM32]] µC von ST<ref name="STM32Ueb">[http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169], Übersicht aller verfügbaren [[STM32]] µC von ST</ref>.

Die Spalte PIC zeigt die Eigenschaften der 8-Bit PIC18 (vergleichbar mit [[AVR]]), 16-Bit [[PIC24]]/[[dsPIC]] (vergleichbar mit [[MSP430]]) und 32-Bit [[PIC32]] (vergleichbar mit [[STM32]]). Ein Wechsel des Mikrocontrollers innerhalb der Familien ist Codetechnisch problemlos möglich. <ref name="PIC_codeswitch">[http://www.elektor.nl/Uploads/Files/PIC24FIntro_5f082806.pdf], Microchip: Introduction to the 16-bit PIC24F Microcontroller Family</ref> Hardwaretechnisch sind verschiedene Modelle gleicher Familie zudem auch meist Pin-Kompatibel <ref name="PIC_PinCompatibility">[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/00148m.pdf], Microchip: 2007 Product Selector Guide (Seite 114 ff.)</ref> sodass ohne Design-Änderung zwischen verschiedenen Modellen gewechselt werden kann.
Ein Wechsel zwischen den Familien ist Architekturbedingt aufwendiger, vor allem von 8-Bit auf 16/32-Bit. <ref name="PIC_8to16Migration">[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/39764a.pdf], Microchip: PIC18F to PIC24F Migration: An Overview</ref> Aufgrund gleichbleibender IDE (Mplab) sowie gleichbleibenden Libraries bei Verwendung einer Hochsprache (C) jedoch vor allem zwischen 16-Bit und 32-Bit ohne weitere Probleme möglich <ref name="PIC_16to32Migration">[http://www.embedded.com/design/mcus-processors-and-socs/4007683/Practical-migration-from-8-16-to-32-bit-PIC], Artikel: Practical migration from 8-/16- to 32-bit PIC</ref>.
 Ein PIC10/12/16 ist für den Einstieg nicht empfohlen, da diese Architekturbedingt viele Einschränkungen haben, die eher hinderlich für das Lernen sind.

Der "[[Arduino]]" ist kein eigenständiger Prozessor, sondern ein fertiges Board mit einer "[[Arduino]]" Programmierumgebung (und einem AVR Prozessor), extra geschaffen für Einsteiger. Allerdings ist da der Lerneffekt viel geringer da man den Prozessor mit der [[Arduino]]-Software programmiert und nicht direkt die Register.

<references />

= Unwichtige Randbedingungen =

Oftmals werden fälschlicherweise Argumente für oder gegen eine µC-Familie ausgesprochen, die in der Praxis '''zum Einstieg''' (bei konkreten Anwendungen kann das anders aussehen) eher unwichtig sind.

* Spannungsversorgung 3,3V / 5V (Wobei z.B Atmel XMega keine 5V Tolerante Eingänge besitzt)
* 8 (z.B. [[AVR]]), 16 (z.B. [[MSP430]]) oder 32 (z.B. [[STM32]]) Bit
* Prozessorkern Cortex-M0/M3/M4, MIPS, ARM7/9/..., AVR-RISC, PIC-RISC, 8051, ...
* Interrupt System mit mehr oder weniger Features
* Programmiersprache (Assembler, Basic, C, C++, Pascal)
* Programmierumgebung - ist ohnehin Geschmackssache
* Assembler verstehen (Sollte nur theoretisch verstanden werden, ein Programm sollte in einer Hochsprache geschrieben sein)
* DIL Gehäuse - steckbretttauglich ([[STM32]]-Prozessoren gibt es auch fertig gelötet auf einem steckbretttauglichen Board)
* Programmieradapter - solange er auch debuggen kann
* zu 90% reicht doch ein kleiner Prozessor ([[AVR]]/PIC) - und für die restlichen kann man immer noch einen großen nehmen. Warum also nicht gleich einen großen nehmen?

= Kosten =

Grobe Abschätzung was das alles denn kosten wird. Hier sind nur einige Beispiele gezeigt (Einzelpreise bei Bezugsquellen in Deutschland).

{| {{Tabelle}}
|- bgcolor="#d0d0ff"
! Board || [[STM32]] || [[AVR]] || PIC18/24/32 || [[MSP430]] || [[Arduino]]
|-
| Demo-Board
| align="center" | <ref name="STM32F4DISCOVERY">[http://www.st.com/web/en/catalog/tools/FM116/SC959/SS1532/PF252419], ST STM32F4DISCOVERY Demoboard</ref> 9..20€ (incl. Programmieradapter und Debugger)
| align="center" | 5..500€, z.B. [[Arduino]] || align="center"| <ref name="PICDEMOBOARD">[http://www.microchipdirect.com/ProductDetails.aspx?Catalog=BuyMicrochip&Category=Starter%20Kits&mid=1&lmid=610], Microchip Demoborad</ref> durchschnittlich 18€ .. 50€]
| align="center" | <ref name="MSP430DEMOBOARD">[http://www.ti.com/tool/msp-exp430fr5739], MSP430 Demoborad</ref> ~35€
| align="center" | 20€
|-
| Steckbrettaugliches Board
| align="center" | s.o. oder <ref name="STM32F405Board">[http://re.reworld.eu/de/produkte/s64dil-405/index.htm], S64DIL-405 mit STM32F405</ref>S64DIL-405 30€
| align="center" | DIP IC
| align="center" | DIP IC
| align="center" | ??
| align="center" | ab ca. 4€ (Pro Mini)
|-
| Einzelchip (Einzelstückpreise)
| align="center"| 2..15€ nur SMD (TSSOP..LQFP..BGA)
| align="center"|0,6–5€ SMD + DIP
| align="center"|1-15€ SMD + DIP
| align="center"|??
| align="center"|siehe AVR
|-
| Programmieradapter
| align="center" |
| align="center" | ab 4€
| align="center" |
| align="center" |
| align="center" |
|-
| Programmieradapter mit Debugger
| align="center" | s.o. oder z.B <ref name="JLINKEDU">[http://www.segger.com/j-link-edu.html], Segger J-LINK EDU</ref> Segger J-LINK EDU 50€ (sehr schnell und unterstützt viele Prozessoren)
| align="center" | <ref name="AVRDragon">[http://www.atmel.com/tools/AVRDRAGON.aspx], Atmel AVR Dragon</ref> AVR Dragon 40€ <ref name="JTAGICE3">[http://www.atmel.com/tools/JTAGICE3.aspx], AT JTAG ICE3</ref> AT JTAG ICE3 99€
| align="center" | <ref name="PICKIT3">[http://www.microchipdirect.com/ProductSearch.aspx?keywords=PG164130], Microchip PICkit 3</ref> PICkit 3 30€
| align="center" | z.B. Dragon 50€
| align="center" | 20€ (Man muss DebugWire aktivieren)
|}

Das Demo-Board sollte ein Board sein, nicht zu teuer, um die ersten Erfahrungen zu sammeln. Wenn einem der Prozessor gefällt, so kann man später immer noch mit einem zweiten Demo-Board, z.B. mit Display aufrüsten.

Wenn man gerne mit einem Steckbrett sich die Schaltung zusammen stecken möchte, so kann man entweder die benötigten Drähte am Demo-Board anlöten oder bei z.B. [[AVR]]/[[PIC]] Prozessoren gibt es Ausführungen im DIL Gehäuse, die direkt steckbar sind.

Ein Programmieradapter sollte unbedingt auch einen Debugger beinhalten. Denn für den Start ist es ungemein hilfreich zu sehen was im Prozessor gerade geschieht. Die JTAG-Adapter für einen [[STM32]] Prozessor sind alle Debugger-Tauglich. Für die [[AVR]] Controller gibt es auch oft reine Programmer (AVR ISP oder Selbstbau-Lösungen über die serielle oder parallele Schnittstelle) welche den Mikrocontroller nur beschreiben können. Für die [[PIC]] Controller werden solche reinen Programmer vereinzelt auch noch angeboten. Sinvoller sind hingegen Debugger, die die Ausführung eines Mikrocontrollers anhalten können um die aktuelle Position im Programmcode, Variableninhalt, Register, ... auszulesen bzw. zur Laufzeit zu ändern.

Der für den [[STM32]] empfohlene Segger J-LINK EDU ist zwar nicht der günstigste (z.B. auf einem STM32F4DISCOVERY Borad ist ein ST-LINK/V2 mit drauf, den man für andere [[STM32]] nutzen kann) aber eines der besten, mit sehr guten Software-Tools und nutzbar für alle Prozessoren mit ARM-Kern (ARM7/9/11/... Cortex-Mx der Hersteller Atmel, Energy Micro, Freescale, Holtek, TI, NXP, Nuvoton, ST, Toshiba, ... unter Windows, Linux und MAC). Niemals am Werkzeug sparen und man hat viel mehr Freude bei der Arbeit.

<references />

= Programmierumgebungen=

Bei den Programmierumgebungen gibt es zu allen Prozessorfamilien kostenlose und Leistungsfähige Software

{| {{Tabelle}}
|- bgcolor="#d0d0ff"
! Betriebssystem || [[STM32]] || [[AVR]] || [[PIC]] || [[MSP430]] || [[Arduino]]
|-
| Windows
| align="center"|[http://www.coocox.org/CooCox_CoIDE.htm CooCox]
| align="center"|Atmel-Studio
| align="center"|[http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/ MPLAB X] (IDE inklusive compiler)
| align="center"|??
| align="center"|[[Arduino]] 1.0.5
|-
| Linux
| align="center"|[http://eclipse.org/downloads/ Eclipse IDE for C/C++ Developers]
| align="center"|??
| align="center"|[http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/ MPLAB X] (IDE inklusive compiler)
| align="center"|??
| align="center"|??
|-
| MacOS
| align="center"|[http://eclipse.org/downloads/ Eclipse IDE for C/C++ Developers]
| align="center"|??
| align="center"|[http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/ MPLAB X] (IDE inklusive compiler)
| align="center"|??
| align="center"|??
|}

natürlich gibt es noch viele weitere (für [[STM32]] siehe [[STM32#Programmierung]]), es sollte jedoch nur die jeweils einfachste kostenlose (und ohne Codebegrenzung) für den ersten Einstieg gezeigt werden.

* [http://www.coocox.org/CooCox_CoIDE.htm CooCox] Anleitung wie man innerhalb einer Stunde die LED eines Nagel neuen STM32F4DISCOVERY Boards zum blinken bekommt, Artikel: [[STM32 CooCox Installation]]. Diese Anleitung ist eine Schritt-Für-Schritt Anleitung um den aller ersten Start zu vereinfachen.
* Mit [http://www.coocox.org/CooCox_CoIDE.htm CooCox] können sehr viele Prozessoren mit Cortex-M0, M3 und M4 Kern programmiert werden. Unter anderem der Firmen Atmel, Energy Micro, Freescale, Holtek, TI, NXP, Nuvoton, ST und Toshiba. Somit hat man eine Entwicklungsumgebung und ist damit nicht an einen Hersteller der µC gebunden.
* Mit [http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/ MPLAB X] können alle Prozessoren von Microchip (z.B. PIC18, PIC24, PIC32, dsPIC) programmiert werden.

= Dokumentation=

Bevor man sich für einen Prozessor entscheidet sollte man unbedingt deren Dokumentation mal zumindest überfliegen und auch deren Errata's lesen. Nicht dass man eine Anwendung erstellen möchte und stellt hinterher fest, dass genau dieser Teil so buggy ist das er nicht genutzt werden kann.

Beim [[STM32]] hat die Dokumentation doch recht viele Seiten, viel mehr als bei einem [[AVR]] oder PIC, dabei ist vieles eher knapp beschrieben. Der Aufbau der [[STM32]] Dokumentation ist [http://www.mikrocontroller.net/articles/STM32#Struktur_der_Dokumentation: hier] beschrieben.
 Bei den PICs ist die Dokumentation wiederum anders strukturiert, [http://www.mikrocontroller.net/articles/PIC#Dokumenatation siehe im PIC Artikel].

Für die [[STM32]], [[AVR]] und [[PIC]] Mikrocontroller gibt es zudem viele, auch deutschsprachige Einsteigerhilfestellungen und Tutorials.

Parallel zur Dokumentation sollte man sich auch die Demo-Beispiele der Hersteller anschauen, dann wird vieles gleich verständlicher.

Eine Übersicht über die Funktionen gibt es im Artikel: [[STM32]]

= Die Arbeit mit dem [[STM32]]=

Zu erst einmal SOOO groß sind die Unterschiede zwischen den einzelnen Prozessoren nicht. Alle haben Ein-/Ausgänge und um mittels einem Port-Pin eine LED ansteuern zu können muss bei jedem Prozessor der Pin erst einmal parametriert werden, egal ob das jetzt ein [[STM32]] oder ein [[AVR]] oder ein [[MSP430]] ist. Nur hat man bei einem [[STM32]] doch einige Funktionen mehr, z.B. zuschaltbarer Pull-Up oder Pull-Down Widerstand und spezielle Setz-Rücksetzregister, die andere Prozessoren nicht haben, jedoch das Programmieren vereinfachen.
Der Haupt-Unterschied zu den anderen Prozessoren ist, dass der [[STM32]] so viele Peripherie-Module beherbergt, dass man die einzeln immer mit einem Clock aktivieren muss, denn damit lässt sich viel Strom sparen.

Und mal ganz ehrlich die Diskussion welcher µc einfacher zu konfigurieren ist, ist doch absoluter Unsinn. Der Weg ist immer der Gleiche:
*1. Blick ins Datenblatt welche Register für diese Funktion benötigt werden.
*2. Werte ermitteln die in die Register eingetragen werden.
*3. Werte ins Register schreiben. Da machte es GAR KEINEN UNTERSCHIED ob es ein [[AVR]], 8051/2, [[ARM]],...... ist.

Stimmt schon es gibt Unterschiede. Die Register haben anderen Namen, andere Adressen, andere Bitbedeutungen,...
Aber es steht doch alles im Datenblatt. Und ob ich jetzt einen [[AVR]] oder einen [[ARM]] das erste mal vor mir liegen hab. Ich brauch in allen Fällen die oben beschriebenen Schritte.

Das Interruptsystem ist bei einem [[STM32]] zusätzlich priorisiert, damit kann man festlegen welcher Interrupt vorrangig bearbeitet wird. Die Prioritätenvergabe ist auch kein Hexenwerk.

Zu allen Prozessoren liefern die jeweiligen Hersteller umfangreiche Demo-Codes und Libraries mit. Meist sind alle in C geschrieben, daher sollte auch die Programmiersprache C verwendet werden. Vor allem auch wenn man berufliche Absichten verfolgt.

Und wenn man einen [[STM32]] kann, dann ist ein Umstieg auf einen [[LPC1xxx]] (NXP) oder andere Hersteller überhaupt kein Problem (*), denn die bieten ebenfalls Prozessoren mit Cortex-M3 Kern und man kann diese mit der gleichen Programmierumgebung programmieren. Somit ist man nicht zwingend Herstellerabhängig. (* jeder Hersteller verbaut seine eigene Peripherie, die andere Funktionalitäten haben.)

Mit einem [[STM32]] kann man als Hobby-Baster und Professionell nahezu alle Anwendungen realisieren. Der hat genügend RAM und FLASH Speicher und auch genügend Geschwindigkeit. Viele Gehäuse-Varianten um kleine bis hin zu größere Geräte zu erstellen. Viele Schnittstellen, sind im Artikel [[STM32]] beschrieben.

Für den Einstig gibt es diverse, auch deutschsprachige, Tutorials im Netz. Eine Übersicht ist [http://www.mikrocontroller.net/articles/STM32#Weblinks.2C_Foren.2C_Communities.2C_Tutorials hier auf der STM32 Seite]. (Beispiel: [http://diller-technologies.de/stm32_wide.html STM32 Tutorial in Deutsch von Diller Technologies])
 Wobei dazugesagt werden muss dass diese meist auf die Standard ST-Libs aufbauen. Diese Libs vereinfachen zum einen das Ansteuern/die Benutzung der Peripheriefunktion zum anderen muss man diese erst mal kennen lernen. Vereinfacht wird das da ALLE [http://www.st.com/stonline/stappl/productcatalog/app?page=partNumberSearchPage&levelid=SS1577&parentid=1743&resourcetype=SW ST-Demo-Codebeispiele] ebenfalls auf diesen Lib's basieren und somit wird der Wechsel innerhalb des [[STM32]] deutlich vereinfacht.
 STM32F4xx Library von ST: [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/PF257901# "STSW-STM32065 STM32F4 DSP and standard peripherals library"] incl. Dokumentation und Demo-Projekte zu allen CPU Funktionen.

Der einzige Nachteil beim [[STM32]]: man muss etwas mehr lesen, da eine Peripherie doch viel mehr Funktionalität hat (sofern man das Modul überhaupt benötigt). Ansonsten kenne ich nicht wirklich einen Grund warum man als Neueinsteiger keinen [[STM32]] nehmen sollte.

= Programmiersprachen =
* Wie bei vielen anderen Controllern wird beim [[STM32]] auch hauptsächlich C und C++ verwendet. Kennen sollte man die Programmiersprache C schon, wenn man davon noch keine Ahnung hat dann sollte man erst mal mittels einem Tutorial auf einem PC ein Konsoleprogramm schreiben, sodass man es einigermaßen kennen lernt. Hier im Forum gibt es ebenfalls Artikel dazu. Zielt man auf die (spätere) Anwendung in der Industrie, sollte aufgrund der Verbreitung auf jeden Fall C (oder C++) gewählt werden; außerdem sind die meisten verfügbaren Libraries in C geschrieben.
* Assembler sollte man nur grob verstehen, Details wie ein Befehl arbeitet ist unwichtig. Selbst wenn man die Zyklen für einen Funktionsaufruf wissen will, so bietet der [[STM32]] (Cortex-M3) einen Cycle-Counter den man auslesen kann; durch die komplexere Pipeline und Cache-Effekte sind die Laufzeiten allerdings nicht genau vorhersehbar. Wird zyklengenause Timing benötigt, sollten Timer verwendet werden - davon hat der [[STM32]] genug.

Der 32bit-Adressraum, der RAM, Flash, I/O-Register vereinheitlicht ansprechen kann (im Gegensatz zu z.B. [[AVR]]) ist ideal für eine Verwendung durch Hochsprachen; bei Pointern muss keine zusätzliche Information verwaltet werden, in welche Art Speicher sie zeigen. Die Adresse gibt dies eindeutig an (es gibt nur '''eine''' Adresse 42, und nicht 2 wie z.B. beim [[AVR]] (Flash, RAM & I/O)) und die Hardware spricht automatisch den richtigen Speicher an. Die Möglichkeiten zur Offset-Adressierung, der Barrel-Shifter, Divsions-Einheit, die FPU (bei STM32F4), Interrupt-Modell etc. begünstigen ebenfalls die Erzeugung effizienteren Codes. Außerdem haben die [[STM32]] einfach mehr "rohe Leistung", d.h. mehr Flash/RAM-Speicher und höhere Taktfrequenzen. 
 
'''Folgerung''': Die Programmierung in Hochsprachen ist '''bequemer als bei 8-Bittern''', denn man muss sich einfach weniger Gedanken machen, ob der Compiler ein Programm nun effizent umsetzen kann (kann man natürlich trotzdem machen, um noch mehr Leistung "herauszuquetschen", wenn man will).

= Weitere Randbedingungen für die Entscheidung=

Der wichtige Punkt, der oftmals auch vergessen wird: die Beschaffbarkeit. Wenn jemand einen Renesas M16C oder Fujitsu empfiehlt, dann sucht man erst mal und findet nur wenige vereinzelte die man privat kaufen kann.

Oder auch die Unterstützung im Internet - ist bei einigen Exoten spärlich. Dieses Forum bietet die beste Hilfe für [[AVR]], PIC, [[MSP430]], [[LPC1xxx]] und [[STM32]].

Andere Prozessoren sind schon sehr alt, bzw. nicht mehr modern da deren Peripherie zum Teil doch recht eingeschränkte Funktionalität bietet. z.B. viele 8051 Typen oder PIC16 (oder auch dsPIC30). Die mögen für Mini-Anwenungen gut sein, aber wer will den schon gerne sich extra für eine Kleinanwendung mit einem kleinen µC auseinandersetzen, wenn er schon einen [[STM32]] kennt, mit dem er alles machen kann (und sich bereits gute Funktionen geschrieben hat)?

Daher mein Resümee: wer nicht gerade auf den Kopf gefallen ist, der kann getrost mit einem [[STM32]] starten. Ein [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/FM116/SC959/SS1532/PF252419?s_searchtype=keyword STM32F4DISCOVERY] Board kostet nur ca. 20 EUR - und mehr muss für den ersten Start nicht investiert werden - wenn es doch zu komplex sein sollte gibt es hier im Forum auch viel Hilfe. Jedenfalls sind diese 20 EUR wirklich keine große Investition.
 Wer berufliche Absichten verflogt, sollte zu einem späteren Zeitpunk sich unbedingt auch mit einem zweiten, anderen Prozessor beschäftigen um so die nötigen Erfahrungen zu gewinnen.

= Übersicht CPU Funktionalitäten=

In diesem Abschnitt ist kurz gezeigt welche Möglichkeiten die CPUs bei den oben empfohlenen Einsteigerboards haben

=== STM32F407 - vom STM32F4DISCOVERY Board ===

{| class="wikitable"
|-
| [[Datei:STM32F407.png|mini|x400px]]
| [[Datei:stm32f4_discovery2.png|mini|x400px]]
|-
| [http://www.st.com/web/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1577/LN11/PF252140?s_searchtype=partnumber Blockdiagramm STM32F407]
| [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/FM116/SC959/SS1532/PF252419 STM32F4DISCOVERY Demoborad]
|}

Es sind sehr viele Peripheriemodule im µC implementiert. Jedes einzelne Peripherie-Modul (z.B. Ethernet, USB, CAN, Timer, AD-Wandler, usw.) kann aktiviert werden indem der Clock freigeschaltet ist. So lange der Clock nicht aktiviert wurde verhält sich das Modul so als ob es nicht vorhanden wäre und beeinträchtigt in keinster Weise die Bearbeitung vom Prozessor. Somit lässt sich der Stromverbrauch senken.

Eine ganze Auflistung der Einzelmodule steht im Artikel: [[STM32]] und [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169 auf der Homepage von ST]

Zu Anfang mag vielleicht die interne Busstruktur verwirren, jedoch braucht man dies nicht beachten. Wenn nun die CPU auf UART4 zugreifen möchte, so gehen die Daten durch die Buse "AHB1" > "ABH/APB1-Bride" > "APB1". Dies erledigt der µC ganz von alleine. Diese Unterteilung ist technisch nötig, da die Peripheriebuse nicht mit dem gleichen Prozessortakt betrieben werden (wie z.B. bei [[MSP430], siehe Schaubild unten), die "Bridge" managt ganz alleine das Handling und generiert automatisch Wait-Befehle für die CPU.
 Die "AHB-Bus-Matrix" ist ebenfalls für den Anwender meist uninteressant. ST hat damit ein System geschaffen, damit die CPU, DMA's und Displaycontroller gleichzeitig auf die verschiedenen RAM-Bereiche zugreifen können um mehr Daten parallel zu verarbeiten. Somit braucht man diese Matrix erst mal nicht beachten.

Ebenso braucht man zu Anfang sich auch keine Gedanken um den Prozessortakt machen, wenn man nichts initialisiert so läuft der STM32F4xx mit dem internen RC-Oszillator von 16MHz und die Peripheriebuse laufen ebenfalls mit der gleichen Geschwindigkeit. Erst wenn man später umfangreichere Applikationen schreibt bei der die 16MHz nicht mehr reichen, so kann man die PLL aktivieren und die Taktrate flexibel bis auf 168MHz hoch setzen. (Siehe Demo-Projekt von [[STM32 CooCox Installation]].)

=== [[AVR]] ([[Arduino]])===

Details können im Artikel [[AVR]] gelesen werden.

=== PIC18, PIC24, PIC32===

Details können im Artikel [[PIC]] gelesen werden.

=== MSP430 - vom MSP-EXP430FR5739 Experimentier-Board===

{| class="wikitable"
|-
| [[Datei:MSP430FR5739.gif|mini|x350px]]
| [[Datei:MSP-EXP430FR5739.jpg|mini|x350px]]
|-
| Blockdiagramm MSP430FR5739
| MSP-EXP430FR5739 Demoboard
|}

Details können im Artikel [[MSP430]] gelesen werden.

=== LPC1x d.h. Cortex -M0 & -M3 Familie von NXP ===
Details können aus dem Leitartikel [[LPC1xxx]] und den darin verlinkten Artikeln entnommen werden.

= Tipps und Tricks bei der Programmierung=

===Interruptcontroller vom Cortex-M3/M4===

Der [[STM32]] NVIC Controller (Interruptcontroller) ist eine Funktion des Cortex-Mx Kerns und alle Funktionen sind in der CMSIS hinterlegt.

Jeder Interrupt hat eine Priorität von 4 Bit. Diese 4 Bit können in eine "pre-emption priority" und "subpriority" unterteilt werden.

Beispiel 2 Bit zu 2 Bit Unterteilung:
<syntaxhighlight lang="c">
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); // 2 Bits für pre-emption priority
</syntaxhighlight>

Somit kann "pre-emption priority" den Wert 0..3 und "subpriority" auch 0..3 erhalten. Um so kleiner die Zahl ist um so höherwertig ist der Interrupt.

Beispiel:
 ISR1 Pre 2 / Sub 1
 ISR2 Pre 1 / Sub 1
 ISR3 Pre 1 / Sub 2

Wenn jetzt ISR1 kommt, dann wird der aufgerufen. Kommt während dem ein ISR2 dann darf der den ISR1 unterbrechen, da er eine höhere "pre-emption priority" Wertigkeit hat.

Wenn ISR2 bereits aktiv ist, so darf ISR3 diesen nicht unterbrechen, ISR1 ebenfalls nicht.

Wenn ISR2 und ISR3 gleichzeitig kommen, so wird zu erst ISR2 bearbeitet, anschließend ISR3 da beide die gleiche "pre-emption priority" haben fällt die Entscheidung anhand der "subpriority".

Beispiel Interrupt Konfiguration für USART1 mittels ST-LIB Funktionen:
<syntaxhighlight lang="c">
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitSt;
NVIC_InitSt.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
NVIC_InitSt.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 3; // << Tiefe Prio
NVIC_InitSt.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
NVIC_InitSt.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitSt);
</syntaxhighlight>

= FAQ - Anfängerfragen=

* Muss ich, wenn ich die Debugging-Funktionen nutzen möchte einen JTAG Adapter anschließen? - Ja. Auf dem STM32F4DISCOVERY ist jedoch bereits einer mit drauf.
* Mit diesem kann ich dann den µC auch programmieren? - Ja, programmieren und debuggen.
* Ich möchte eine eigene Platine entwickelt, jedoch der 20polige [[JTAG]]-Anschluss ist mir zu groß, gibt es eine Alternative? - Ja, [http://www.mikrocontroller.net/articles/JTAG#Der_10-polige_JTAG_Stecker_von_mmvisual "Der 10-polige JTAG Stecker von mmvisual"]

= Weblinks, Foren, Communities, Tutorials =
* [[STM32]] Hauptartikel, [http://www.mikrocontroller.net/articles/STM32#Weblinks.2C_Foren.2C_Communities.2C_Tutorials dortige Linksammlung]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/319328 Diskussion zum Artikel]
* [[STM32 CooCox Installation]]
* [[STM32 Eclipse Installation]]
* [[LPC1xxx für Umsteiger]]

<references/>
[[Kategorie:ARM]]
[[Kategorie:STM32]]
[[Kategorie:Mikrocontroller]]

STM32 für Einsteiger

2014-01-06T18:56:06Z

Mmvisual: /* Unwichtige Randbedingungen */

Immer wiederkehrend hier im Forum "Mit welchem Mikrocontroller anfangen?". Es gibt eine große Auswahl und eben so viele Empfehlungen. In diesem Artikel soll zu erst geholfen werden ob ein STM32-Prozessor mit Cortex-M3/M4 Kern überhaupt der Richtige für den Start ist.
Nicht für jeden ist der [[STM32]] zu empfehlen, denn die Anforderungen und Wünsche die man realisieren möchte, sowie die eigenen Fähigkeiten sind verschieden.

Es werden meist die Prozessoren [[AVR]], [[PIC]], [[Arduino]], [[MSP430]], [[LPC1xxx]] und [[STM32]] empfohlen. Seltener auch 8051 und M16C. Alle haben Vorzüge und ebenso auch Nachteile.

[[Bild:STM32F407SB.jpg|thumb|right|340px|STM32F417 auf einem Selbstbau-Board]]

= Eigene Fähigkeiten und Wünsche =

Dieser Artikel geht davon aus, dass bereits Elektronik Kenntnisse vorhanden sind. Wenn nicht dann sollte man erst einmal den Artikel "[[Absolute Beginner]]" durcharbeiten, sowie die anderen Artikel aus der Kategorie "[http://www.mikrocontroller.net/articles/Kategorie:Grundlagen Grundlagen]".
 Weitere Artikel die andere Prozessoren näher darstellen da sich dieser Artikel hauptsächlich auf [[STM32]] konzentriert: [[Entscheidung Mikrocontroller]] und [[Mikrocontroller Vergleich]]. Die Seiten [[AVR]], [[MSP430]], [[LPC1xxx]] und [[PIC]] zeigen mehr Details über diese µC. Hier werden nur grob ein paar Tabelle zum Vergleichen gezeigt.

Zu erst einmal die Randbedingungen, mit der man sich selbst zu erst einmal einschätzen sollte:
{| {{Tabelle}}
|- bgcolor="#d0d0ff"
! Fähigkeit || [[STM32]] || [[AVR]] || colspan="3" | [[PIC]] || [[MSP430]] || [[Arduino]]
|-
| Bitbreite, jedoch unwichtig für Einsteiger || align="center" | 32-bit || align="center" | 8-bit || align="center" | 8-bit (PIC18) || align="center" | 16-bit (PIC24) || align="center" | 32-bit (PIC32) || align="center" | 16-bit || align="center" | 8-bit
|-
| Neueinsteiger, kaum Elektronikkenntnisse, noch nie programmiert
| align="center" | O
| align="center" | O <ref name="AVR_TUT1">[http://www.rn-wissen.de/index.php/AVR-Einstieg_leicht_gemacht], RoboterNetz: AVR-Einstieg leicht gemacht</ref><ref name="AVR_TUT2">[http://www.avr-asm-tutorial.net/avr_de/], Tutorial für das Erlernen der Assemblersprache von AVR-Einchip-Prozessoren</ref>
| colspan="3" align="center" | O
| align="center" | O
| align="center" | X
|-
| Wunsch ist SD-Card oder Grafik-Display
| align="center" | X
| align="center" | O
| align="center" | O <ref name="PIC_SD">[http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=2680&dDocName=en537999], Microchip Memory Disk Drive File System for PIC18 PIC24 dsPIC PIC32</ref> || align="center" | X<ref name="PIC_SD" /><ref name="PIC_LCD">[http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/technology/graphics/], Microchip Graphics Library</ref> || align="center" | X<ref name="PIC_SD" /><ref name="PIC_LCD" />
| align="center" | X
| align="center" | O
|-
| Wunsch ist TCP/IP Netzwerk
| align="center" | X
| align="center" | O
| colspan="3" align="center" | X <ref name="PIC_TCP">[http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=2505&param=en535724], Microchip TCP/IP stack</ref>
| align="center" | O
| align="center" | O
|-
|-
| Wunsch ist Kamera und Video-/Bildbearbeitung
| align="center" | X
| align="center" | -
| align="center" | - || align="center" | - || align="center" | X
| align="center" | -
| align="center" | -
|-
| Möchte die Erkenntnisse beruflich nutzen
| align="center" | X
| align="center" | X
| colspan="3" align="center" | X
| align="center" | X
| align="center" | -
|-
| Strom sparende Anwendungen
| align="center" | - 300 nA Sleep<ref name="STM_Power">[http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1295], [[STM32]] L1 series of ultra-low-power MCUs</ref> 230 μA/MHz
| align="center" | - 100 nA Sleep<ref name="AVR_Power1">[http://www.atmel.com/technologies/lowpower/default.aspx], Atmel picoPower Technology</ref> <ref name="AVR_Power2">[http:/www.futurlec.com/News/Atmel/PicoPower.shtml], Atmel Releases New picoPower AVR Microcontrollers</ref> 340 μA/MHz
| colspan="2" align="center" | X 9 nA Sleep<ref name="PIC_XLPvsTI">[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/39989A.pdf], The Truth about Power Consumption in PIC® MCUs with
XLP Technology vs. TI’s MSP430</ref><ref name="PIC_XLP">[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/30009941F.pdf], nanoWatt XLP eXtreme Low Power PIC® Microcontrollers</ref> 35 μA/MHz || align="center" | -
| align="center" | X 100 nA Sleep<ref name="TI_Power1">[http://www.ti.com/lit/wp/slay015/slay015.pdf], Texas Instruments: Ultra-Low Power Comparison: MSP430 vs. Microchip XLP</ref><ref name="TI_Power2">[http://www.ti.com/ww/mx/multimedia/webcasts/Aspectos_Generales_MSP430.pdf], Texas Instruments: Meet MSP430</ref> 100 μA/MHz
| align="center" | -
|-
| Multithreading, RTOS, Schedulern
| align="center" | X
| align="center" | - <ref name="AVR_RTOS1">[http://www.freertos.org/a00098.html], Atmel AVR freeRTOS port</ref><ref name="AVR_RTOS2">[http://www.femtoos.org/], Femto OS: RTOS for small MCU's like AVR</ref>
| align="center" | - <ref name="PIC_RTOS2">[http://www.freertos.org/a00097.html], Microchip PICmicro (PIC18) freeRTOS Port</ref> <ref name="PIC_RTOS3">[http://www.pumpkininc.com/], Salvo RTOS</ref>|| align="center" | X<ref name="PIC_RTOS">[http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=1406&dDocName=en531543&redirects=rtos], 3rd Party RTOS selection guide</ref> || align="center" | X<ref name="PIC_RTOS" />
| align="center" | X <ref name="TI_RTOS">[http://processors.wiki.ti.com/index.php/MSP430_Real_Time_Operating_Systems_Overview], TI Wiki: MSP430 Real Time Operating Systems Overview</ref>
| align="center" | -
|-
| Besonders große, speicherintensive Programme z.B. Grafiken, Fonts
| align="center" | bis 2MB Flash bis 256kB SRAM <ref name="STM32Ueb">[http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169], Übersicht aller verfügbaren [[STM32]] µC von ST</ref>
| align="center" | bis 256kB Flash bis 16kB SRAM
| align="center" | bis 128kB Flash bis 4kB SRAM || bis 2MB Flash bis 98kB SRAM || bis 2MB Flash bis 512kB SRAM
| align="center" | bis 512KB Flash bis 66kB SRAM
| align="center" | bis 256kB Flash bis 16kB SRAM
|-
| Sehr viel PWM mit komplexem Timing
| align="center" | X
| align="center" | AT90Spwm
| align="center" | - || align="center" | X || align="center" | X
| align="center" | O
| align="center" | -
|-
| Deutschsprachige Community
| align="center" | O
| align="center" | X
| align="center" | X <ref name="SPRUT">[http://www.sprut.de/], sprut.de</ref> || align="center" | - || align="center" | -
| align="center" | -
| align="center" | X
|-
| Anzahl möglicher HW-Breakpoints
| align="center" | 4 bis 6
| align="center" | 2
| align="center" | 1 bis 5 <ref name="PIC_HWBP">[http://www.microchip.com/stellent/groups/SiteComm_sg/documents/DeviceDoc/en556761.pdf], PIC Hardware Breakpoints (Seite 6)</ref> || align="center" | 1 bis 10 <ref name="PIC_HWBP"/> || align="center" | 6<ref name="PIC_HWBP"/>
| align="center" | 2
| align="center" | 2
|}
* X = ja
* O = Teilweise, Einschränkungen
* - = nicht empfohlen
Nur um nicht zu verwirren, auch wenn Teile "nicht empfohlen" sind, heißt dass nicht dass es mit dem Prozessor nicht geht, vielmehr dass es mehr Aufwand ist das zu realisieren oder mehr Einschränkungen hat.
Viele Eigenschaften weisen nur bestimmte Modelle einer Mikrocontrollerfamilie auf. Der Wechsel innerhalb einer Familie gestaltet sich jedoch oft einfach (z.B. innerhalb [[STM32]] oder innerhalb PIC24).

Die Spalte [[STM32]] zeigt die Prozessorfamilie von STM32F0xx bis STM32F4xx mit einem Cortex-M0 oder M3/M4 Kern. Die technischen Daten sind ähnlich anderer Hersteller die auch einen Cortex-Mx Kern verbauen wie z.B. NXP ([[LPC1xxx]]), Freescale, Atmel, TI, Toshiba, usw. Jedoch bietet ST mit dem [[STM32]] eine hohe Flexibilität an Gehäuse-Variationen (vergleichbar mit NXP [[LPC1xxx]]) und ist privat recht leicht beschaffbar. Übersicht aller verfügbaren [[STM32]] µC von ST<ref name="STM32Ueb">[http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169], Übersicht aller verfügbaren [[STM32]] µC von ST</ref>.

Die Spalte PIC zeigt die Eigenschaften der 8-Bit PIC18 (vergleichbar mit [[AVR]]), 16-Bit [[PIC24]]/[[dsPIC]] (vergleichbar mit [[MSP430]]) und 32-Bit [[PIC32]] (vergleichbar mit [[STM32]]). Ein Wechsel des Mikrocontrollers innerhalb der Familien ist Codetechnisch problemlos möglich. <ref name="PIC_codeswitch">[http://www.elektor.nl/Uploads/Files/PIC24FIntro_5f082806.pdf], Microchip: Introduction to the 16-bit PIC24F Microcontroller Family</ref> Hardwaretechnisch sind verschiedene Modelle gleicher Familie zudem auch meist Pin-Kompatibel <ref name="PIC_PinCompatibility">[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/00148m.pdf], Microchip: 2007 Product Selector Guide (Seite 114 ff.)</ref> sodass ohne Design-Änderung zwischen verschiedenen Modellen gewechselt werden kann.
Ein Wechsel zwischen den Familien ist Architekturbedingt aufwendiger, vor allem von 8-Bit auf 16/32-Bit. <ref name="PIC_8to16Migration">[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/39764a.pdf], Microchip: PIC18F to PIC24F Migration: An Overview</ref> Aufgrund gleichbleibender IDE (Mplab) sowie gleichbleibenden Libraries bei Verwendung einer Hochsprache (C) jedoch vor allem zwischen 16-Bit und 32-Bit ohne weitere Probleme möglich <ref name="PIC_16to32Migration">[http://www.embedded.com/design/mcus-processors-and-socs/4007683/Practical-migration-from-8-16-to-32-bit-PIC], Artikel: Practical migration from 8-/16- to 32-bit PIC</ref>.
 Ein PIC10/12/16 ist für den Einstieg nicht empfohlen, da diese Architekturbedingt viele Einschränkungen haben, die eher hinderlich für das Lernen sind.

Der "[[Arduino]]" ist kein eigenständiger Prozessor, sondern ein fertiges Board mit einer "[[Arduino]]" Programmierumgebung (und einem AVR Prozessor), extra geschaffen für Einsteiger. Allerdings ist da der Lerneffekt viel geringer da man den Prozessor mit der [[Arduino]]-Software programmiert und nicht direkt die Register.

<references />

= Unwichtige Randbedingungen =

Oftmals werden fälschlicherweise Argumente für oder gegen eine µC-Familie ausgesprochen, die in der Praxis '''zum Einstieg''' (bei konkreten Anwendungen kann das anders aussehen) eher unwichtig sind.

* Spannungsversorgung 3,3V / 5V (Wobei z.B Atmel XMega keine 5V Tolerante Eingänge besitzt)
* 8 (z.B. [[AVR]]), 16 (z.B. [[MSP430]]) oder 32 (z.B. [[STM32]]) Bit
* Prozessorkern Cortex-M0/M3/M4, MIPS, ARM7/9/..., AVR-RISC, PIC-RISC, 8051, ...
* Interrupt System mit mehr oder weniger Features
* Programmiersprache (Assembler, Basic, C, C++, Pascal)
* Programmierumgebung - ist ohnehin Geschmackssache
* Assembler verstehen (Sollte nur theoretisch verstanden werden, ein Programm sollte in einer Hochsprache geschrieben sein)
* DIL Gehäuse - steckbretttauglich ([[STM32]]-Prozessoren gibt es auch fertig gelötet auf einem steckbretttauglichen Board)
* Programmieradapter - solange er auch debuggen kann
* zu 90% reicht doch ein kleiner Prozessor ([[AVR]]/PIC) - und für die restlichen kann man immer noch einen großen nehmen. Warum also nicht gleich einen großen nehmen?

= Kosten =

Grobe Abschätzung was das alles denn kosten wird. Hier sind nur einige Beispiele gezeigt (Einzelpreise bei Bezugsquellen in Deutschland).

{| {{Tabelle}}
|- bgcolor="#d0d0ff"
! Board || [[STM32]] || [[AVR]] || PIC18/24/32 || [[MSP430]] || [[Arduino]]
|-
| Demo-Board
| align="center" | <ref name="STM32F4DISCOVERY">[http://www.st.com/web/en/catalog/tools/FM116/SC959/SS1532/PF252419], ST STM32F4DISCOVERY Demoboard</ref> 9..20€ (incl. Programmieradapter und Debugger)
| align="center" | 5..500€, z.B. [[Arduino]] || align="center"| <ref name="PICDEMOBOARD">[http://www.microchipdirect.com/ProductDetails.aspx?Catalog=BuyMicrochip&Category=Starter%20Kits&mid=1&lmid=610], Microchip Demoborad</ref> durchschnittlich 18€ .. 50€]
| align="center" | <ref name="MSP430DEMOBOARD">[http://www.ti.com/tool/msp-exp430fr5739], MSP430 Demoborad</ref> ~35€
| align="center" | 20€
|-
| Steckbrettaugliches Board
| align="center" | s.o. oder <ref name="STM32F405Board">[http://re.reworld.eu/de/produkte/s64dil-405/index.htm], S64DIL-405 mit STM32F405</ref>S64DIL-405 30€
| align="center" | DIP IC
| align="center" | DIP IC
| align="center" | ??
| align="center" | ab ca. 4€ (Pro Mini)
|-
| Einzelchip (Einzelstückpreise)
| align="center"| 2..15€ nur SMD (TSSOP..LQFP..BGA)
| align="center"|0,6–5€ SMD + DIP
| align="center"|1-15€ SMD + DIP
| align="center"|??
| align="center"|siehe AVR
|-
| Programmieradapter
| align="center" |
| align="center" | ab 4€
| align="center" |
| align="center" |
| align="center" |
|-
| Programmieradapter mit Debugger
| align="center" | s.o. oder z.B <ref name="JLINKEDU">[http://www.segger.com/j-link-edu.html], Segger J-LINK EDU</ref> Segger J-LINK EDU 50€ (sehr schnell und unterstützt viele Prozessoren)
| align="center" | <ref name="AVRDragon">[http://www.atmel.com/tools/AVRDRAGON.aspx], Atmel AVR Dragon</ref> AVR Dragon 40€ <ref name="JTAGICE3">[http://www.atmel.com/tools/JTAGICE3.aspx], AT JTAG ICE3</ref> AT JTAG ICE3 99€
| align="center" | <ref name="PICKIT3">[http://www.microchipdirect.com/ProductSearch.aspx?keywords=PG164130], Microchip PICkit 3</ref> PICkit 3 30€
| align="center" | z.B. Dragon 50€
| align="center" | 20€ (Man muss DebugWire aktivieren)
|}

Das Demo-Board sollte ein Board sein, nicht zu teuer, um die ersten Erfahrungen zu sammeln. Wenn einem der Prozessor gefällt, so kann man später immer noch mit einem zweiten Demo-Board, z.B. mit Display aufrüsten.

Wenn man gerne mit einem Steckbrett sich die Schaltung zusammen stecken möchte, so kann man entweder die benötigten Drähte am Demo-Board anlöten oder bei z.B. [[AVR]]/[[PIC]] Prozessoren gibt es Ausführungen im DIL Gehäuse, die direkt steckbar sind.

Ein Programmieradapter sollte unbedingt auch einen Debugger beinhalten. Denn für den Start ist es ungemein hilfreich zu sehen was im Prozessor gerade geschieht. Die JTAG-Adapter für einen [[STM32]] Prozessor sind alle Debugger-Tauglich. Für die [[AVR]] Controller gibt es auch oft reine Programmer (AVR ISP oder Selbstbau-Lösungen über die serielle oder parallele Schnittstelle) welche den Mikrocontroller nur beschreiben können. Für die [[PIC]] Controller werden solche reinen Programmer vereinzelt auch noch angeboten. Sinvoller sind hingegen Debugger, die die Ausführung eines Mikrocontrollers anhalten können um die aktuelle Position im Programmcode, Variableninhalt, Register, ... auszulesen bzw. zur Laufzeit zu ändern.

Der für den [[STM32]] empfohlene Segger J-LINK EDU ist zwar nicht der günstigste (z.B. auf einem STM32F4DISCOVERY Borad ist ein ST-LINK/V2 mit drauf, den man für andere [[STM32]] nutzen kann) aber eines der besten, mit sehr guten Software-Tools und nutzbar für alle Prozessoren mit ARM-Kern (ARM7/9/11/... Cortex-Mx der Hersteller Atmel, Energy Micro, Freescale, Holtek, TI, NXP, Nuvoton, ST, Toshiba, ... unter Windows, Linux und MAC). Niemals am Werkzeug sparen und man hat viel mehr Freude bei der Arbeit.

<references />

= Programmierumgebungen=

Bei den Programmierumgebungen gibt es zu allen Prozessorfamilien kostenlose und Leistungsfähige Software

{| {{Tabelle}}
|- bgcolor="#d0d0ff"
! Betriebssystem || [[STM32]] || [[AVR]] || [[PIC]] || [[MSP430]] || [[Arduino]]
|-
| Windows
| align="center"|[http://www.coocox.org/CooCox_CoIDE.htm CooCox]
| align="center"|Atmel-Studio
| align="center"|[http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/ MPLAB X] (IDE inklusive compiler)
| align="center"|??
| align="center"|[[Arduino]] 1.0.5
|-
| Linux
| align="center"|[http://eclipse.org/downloads/ Eclipse IDE for C/C++ Developers]
| align="center"|??
| align="center"|[http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/ MPLAB X] (IDE inklusive compiler)
| align="center"|??
| align="center"|??
|-
| MacOS
| align="center"|[http://eclipse.org/downloads/ Eclipse IDE for C/C++ Developers]
| align="center"|??
| align="center"|[http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/ MPLAB X] (IDE inklusive compiler)
| align="center"|??
| align="center"|??
|}

natürlich gibt es noch viele weitere (für [[STM32]] siehe [[STM32#Programmierung]]), es sollte jedoch nur die jeweils einfachste kostenlose (und ohne Codebegrenzung) für den ersten Einstieg gezeigt werden.

* [http://www.coocox.org/CooCox_CoIDE.htm CooCox] Anleitung wie man innerhalb einer Stunde die LED eines Nagel neuen STM32F4DISCOVERY Boards zum blinken bekommt, Artikel: [[STM32 CooCox Installation]]. Diese Anleitung ist eine Schritt-Für-Schritt Anleitung um den aller ersten Start zu vereinfachen.
* Mit [http://www.coocox.org/CooCox_CoIDE.htm CooCox] können sehr viele Prozessoren mit Cortex-M0, M3 und M4 Kern programmiert werden. Unter anderem der Firmen Atmel, Energy Micro, Freescale, Holtek, TI, NXP, Nuvoton, ST und Toshiba. Somit hat man eine Entwicklungsumgebung und ist damit nicht an einen Hersteller der µC gebunden.
* Mit [http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/ MPLAB X] können alle Prozessoren von Microchip (z.B. PIC18, PIC24, PIC32, dsPIC) programmiert werden.

= Dokumentation=

Bevor man sich für einen Prozessor entscheidet sollte man unbedingt deren Dokumentation mal zumindest überfliegen und auch deren Errata's lesen. Nicht dass man eine Anwendung erstellen möchte und stellt hinterher fest, dass genau dieser Teil so buggy ist das er nicht genutzt werden kann.

Beim [[STM32]] hat die Dokumentation doch recht viele Seiten, viel mehr als bei einem [[AVR]] oder PIC, dabei ist vieles eher knapp beschrieben. Der Aufbau der [[STM32]] Dokumentation ist [http://www.mikrocontroller.net/articles/STM32#Struktur_der_Dokumentation: hier] beschrieben.
 Bei den PICs ist die Dokumentation wiederum anders strukturiert, [http://www.mikrocontroller.net/articles/PIC#Dokumenatation siehe im PIC Artikel].

Für die [[STM32]], [[AVR]] und [[PIC]] Mikrocontroller gibt es zudem viele, auch deutschsprachige Einsteigerhilfestellungen und Tutorials.

Parallel zur Dokumentation sollte man sich auch die Demo-Beispiele der Hersteller anschauen, dann wird vieles gleich verständlicher.

Eine Übersicht über die Funktionen gibt es im Artikel: [[STM32]]

= Die Arbeit mit dem [[STM32]]=

Zu erst einmal SOOO groß sind die Unterschiede zwischen den einzelnen Prozessoren nicht. Alle haben Ein-/Ausgänge und um mittels einem Port-Pin eine LED ansteuern zu können muss bei jedem Prozessor der Pin erst einmal parametriert werden, egal ob das jetzt ein [[STM32]] oder ein [[AVR]] oder ein [[MSP430]] ist. Nur hat man bei einem [[STM32]] doch einige Funktionen mehr, z.B. zuschaltbarer Pull-Up oder Pull-Down Widerstand und spezielle Setz-Rücksetzregister, die andere Prozessoren nicht haben, jedoch das Programmieren vereinfachen.
Der Haupt-Unterschied zu den anderen Prozessoren ist, dass der [[STM32]] so viele Peripherie-Module beherbergt, dass man die einzeln immer mit einem Clock aktivieren muss, denn damit lässt sich viel Strom sparen.

Und mal ganz ehrlich die Diskussion welcher µc einfacher zu konfigurieren ist, ist doch absoluter Unsinn. Der Weg ist immer der Gleiche:
*1. Blick ins Datenblatt welche Register für diese Funktion benötigt werden.
*2. Werte ermitteln die in die Register eingetragen werden.
*3. Werte ins Register schreiben. Da machte es GAR KEINEN UNTERSCHIED ob es ein [[AVR]], 8051/2, [[ARM]],...... ist.

Stimmt schon es gibt Unterschiede. Die Register haben anderen Namen, andere Adressen, andere Bitbedeutungen,...
Aber es steht doch alles im Datenblatt. Und ob ich jetzt einen [[AVR]] oder einen [[ARM]] das erste mal vor mir liegen hab. Ich brauch in allen Fällen die oben beschriebenen Schritte.

Das Interruptsystem ist bei einem [[STM32]] zusätzlich priorisiert, damit kann man festlegen welcher Interrupt vorrangig bearbeitet wird. Die Prioritätenvergabe ist auch kein Hexenwerk.

Zu allen Prozessoren liefern die jeweiligen Hersteller umfangreiche Demo-Codes und Libraries mit. Meist sind alle in C geschrieben, daher sollte auch die Programmiersprache C verwendet werden. Vor allem auch wenn man berufliche Absichten verfolgt.

Und wenn man einen [[STM32]] kann, dann ist ein Umstieg auf einen [[LPC1xxx]] (NXP) oder andere Hersteller überhaupt kein Problem (*), denn die bieten ebenfalls Prozessoren mit Cortex-M3 Kern und man kann diese mit der gleichen Programmierumgebung programmieren. Somit ist man nicht zwingend Herstellerabhängig. (* jeder Hersteller verbaut seine eigene Peripherie, die andere Funktionalitäten haben.)

Mit einem [[STM32]] kann man als Hobby-Baster und Professionell nahezu alle Anwendungen realisieren. Der hat genügend RAM und FLASH Speicher und auch genügend Geschwindigkeit. Viele Gehäuse-Varianten um kleine bis hin zu größere Geräte zu erstellen. Viele Schnittstellen, sind im Artikel [[STM32]] beschrieben.

Für den Einstig gibt es diverse, auch deutschsprachige, Tutorials im Netz. Eine Übersicht ist [http://www.mikrocontroller.net/articles/STM32#Weblinks.2C_Foren.2C_Communities.2C_Tutorials hier auf der STM32 Seite]. (Beispiel: [http://diller-technologies.de/stm32_wide.html STM32 Tutorial in Deutsch von Diller Technologies])
 Wobei dazugesagt werden muss dass diese meist auf die Standard ST-Libs aufbauen. Diese Libs vereinfachen zum einen das Ansteuern/die Benutzung der Peripheriefunktion zum anderen muss man diese erst mal kennen lernen. Vereinfacht wird das da ALLE [http://www.st.com/stonline/stappl/productcatalog/app?page=partNumberSearchPage&levelid=SS1577&parentid=1743&resourcetype=SW ST-Demo-Codebeispiele] ebenfalls auf diesen Lib's basieren und somit wird der Wechsel innerhalb des [[STM32]] deutlich vereinfacht.
 STM32F4xx Library von ST: [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/PF257901# "STSW-STM32065 STM32F4 DSP and standard peripherals library"] incl. Dokumentation und Demo-Projekte zu allen CPU Funktionen.

Der einzige Nachteil beim [[STM32]]: man muss etwas mehr lesen, da eine Peripherie doch viel mehr Funktionalität hat (sofern man das Modul überhaupt benötigt). Ansonsten kenne ich nicht wirklich einen Grund warum man als Neueinsteiger keinen [[STM32]] nehmen sollte.

= Programmiersprachen =
* Wie bei vielen anderen Controllern wird beim [[STM32]] auch hauptsächlich C und C++ verwendet. Kennen sollte man die Programmiersprache C schon, wenn man davon noch keine Ahnung hat dann sollte man erst mal mittels einem Tutorial auf einem PC ein Konsoleprogramm schreiben, sodass man es einigermaßen kennen lernt. Hier im Forum gibt es ebenfalls Artikel dazu. Zielt man auf die (spätere) Anwendung in der Industrie, sollte aufgrund der Verbreitung auf jeden Fall C (oder C++) gewählt werden; außerdem sind die meisten verfügbaren Libraries in C geschrieben.
* Assembler sollte man nur grob verstehen, Details wie ein Befehl arbeitet ist unwichtig. Selbst wenn man die Zyklen für einen Funktionsaufruf wissen will, so bietet der [[STM32]] (Cortex-M3) einen Cycle-Counter den man auslesen kann; durch die komplexere Pipeline und Cache-Effekte sind die Laufzeiten allerdings nicht genau vorhersehbar. Wird zyklengenause Timing benötigt, sollten Timer verwendet werden - davon hat der [[STM32]] genug.

Der 32bit-Adressraum, der RAM, Flash, I/O-Register vereinheitlicht ansprechen kann (im Gegensatz zu z.B. [[AVR]]) ist ideal für eine Verwendung durch Hochsprachen; bei Pointern muss keine zusätzliche Information verwaltet werden, in welche Art Speicher sie zeigen. Die Adresse gibt dies eindeutig an (es gibt nur '''eine''' Adresse 42, und nicht 2 wie z.B. beim [[AVR]] (Flash, RAM & I/O)) und die Hardware spricht automatisch den richtigen Speicher an. Die Möglichkeiten zur Offset-Adressierung, der Barrel-Shifter, Divsions-Einheit, die FPU (bei STM32F4), Interrupt-Modell etc. begünstigen ebenfalls die Erzeugung effizienteren Codes. Außerdem haben die [[STM32]] einfach mehr "rohe Leistung", d.h. mehr Flash/RAM-Speicher und höhere Taktfrequenzen. 
 
'''Folgerung''': Die Programmierung in Hochsprachen ist '''bequemer als bei 8-Bittern''', denn man muss sich einfach weniger Gedanken machen, ob der Compiler ein Programm nun effizent umsetzen kann (kann man natürlich trotzdem machen, um noch mehr Leistung "herauszuquetschen", wenn man will).

= Weitere Randbedingungen für die Entscheidung=

Der wichtige Punkt, der oftmals auch vergessen wird: die Beschaffbarkeit. Wenn jemand einen Renesas M16C oder Fujitsu empfiehlt, dann sucht man erst mal und findet nur wenige vereinzelte die man privat kaufen kann.

Oder auch die Unterstützung im Internet - ist bei einigen Exoten spärlich. Dieses Forum bietet die beste Hilfe für [[AVR]], PIC, [[MSP430]], [[LPC1xxx]] und [[STM32]].

Andere Prozessoren sind schon sehr alt, bzw. nicht mehr modern da deren Peripherie zum Teil doch recht eingeschränkte Funktionalität bietet. z.B. viele 8051 Typen oder PIC16 (oder auch dsPIC30). Die mögen für Mini-Anwenungen gut sein, aber wer will den schon gerne sich extra für eine Kleinanwendung mit einem kleinen µC auseinandersetzen, wenn er schon einen [[STM32]] kennt, mit dem er alles machen kann (und sich bereits gute Funktionen geschrieben hat)?

Daher mein Resümee: wer nicht gerade auf den Kopf gefallen ist, der kann getrost mit einem [[STM32]] starten. Ein [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/FM116/SC959/SS1532/PF252419?s_searchtype=keyword STM32F4DISCOVERY] Board kostet nur ca. 20 EUR - und mehr muss für den ersten Start nicht investiert werden - wenn es doch zu komplex sein sollte gibt es hier im Forum auch viel Hilfe. Jedenfalls sind diese 20 EUR wirklich keine große Investition.
 Wer berufliche Absichten verflogt, sollte zu einem späteren Zeitpunk sich unbedingt auch mit einem zweiten, anderen Prozessor beschäftigen um so die nötigen Erfahrungen zu gewinnen.

= Übersicht CPU Funktionalitäten=

In diesem Abschnitt ist kurz gezeigt welche Möglichkeiten die CPUs bei den oben empfohlenen Einsteigerboards haben

=== STM32F407 - vom STM32F4DISCOVERY Board ===

{| class="wikitable"
|-
| [[Datei:STM32F407.png|mini|x400px]]
| [[Datei:stm32f4_discovery2.png|mini|x400px]]
|-
| [http://www.st.com/web/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1577/LN11/PF252140?s_searchtype=partnumber Blockdiagramm STM32F407]
| [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/FM116/SC959/SS1532/PF252419 STM32F4DISCOVERY Demoborad]
|}

Es sind sehr viele Peripheriemodule im µC implementiert. Jedes einzelne Peripherie-Modul (z.B. Ethernet, USB, CAN, Timer, AD-Wandler, usw.) kann aktiviert werden indem der Clock freigeschaltet ist. So lange der Clock nicht aktiviert wurde verhält sich das Modul so als ob es nicht vorhanden wäre und beeinträchtigt in keinster Weise die Bearbeitung vom Prozessor. Somit lässt sich der Stromverbrauch senken.

Eine ganze Auflistung der Einzelmodule steht im Artikel: [[STM32]] und [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169 auf der Homepage von ST]

Zu Anfang mag vielleicht die interne Busstruktur verwirren, jedoch braucht man dies nicht beachten. Wenn nun die CPU auf UART4 zugreifen möchte, so gehen die Daten durch die Buse "AHB1" > "ABH/APB1-Bride" > "APB1". Dies erledigt der µC ganz von alleine. Diese Unterteilung ist technisch nötig, da die Peripheriebuse nicht mit dem gleichen Prozessortakt betrieben werden (wie z.B. bei [[MSP430], siehe Schaubild unten), die "Bridge" managt ganz alleine das Handling und generiert automatisch Wait-Befehle für die CPU.
 Die "AHB-Bus-Matrix" ist ebenfalls für den Anwender meist uninteressant. ST hat damit ein System geschaffen, damit die CPU, DMA's und Displaycontroller gleichzeitig auf die verschiedenen RAM-Bereiche zugreifen können um mehr Daten parallel zu verarbeiten. Somit braucht man diese Matrix erst mal nicht beachten.

Ebenso braucht man zu Anfang sich auch keine Gedanken um den Prozessortakt machen, wenn man nichts initialisiert so läuft der STM32F4xx mit dem internen RC-Oszillator von 16MHz und die Peripheriebuse laufen ebenfalls mit der gleichen Geschwindigkeit. Erst wenn man später umfangreichere Applikationen schreibt bei der die 16MHz nicht mehr reichen, so kann man die PLL aktivieren und die Taktrate flexibel bis auf 168MHz hoch setzen. (Siehe Demo-Projekt von [[STM32 CooCox Installation]].)

=== [[AVR]] ([[Arduino]])===

Details können im Artikel [[AVR]] gelesen werden.

=== PIC18, PIC24, PIC32===

Details können im Artikel [[PIC]] gelesen werden.

=== MSP430 - vom MSP-EXP430FR5739 Experimentier-Board===

{| class="wikitable"
|-
| [[Datei:MSP430FR5739.gif|mini|x350px]]
| [[Datei:MSP-EXP430FR5739.jpg|mini|x350px]]
|-
| Blockdiagramm MSP430FR5739
| MSP-EXP430FR5739 Demoboard
|}

Details können im Artikel [[MSP430]] gelesen werden.

=== LPC1x d.h. Cortex -M0 & -M3 Familie von NXP ===
Details können aus dem Leitartikel [[LPC1xxx]] und den darin verlinkten Artikeln entnommen werden.

= FAQ - Anfängerfragen=

* Muss ich, wenn ich die Debugging-Funktionen nutzen möchte einen JTAG Adapter anschließen? - Ja. Auf dem STM32F4DISCOVERY ist jedoch bereits einer mit drauf.
* Mit diesem kann ich dann den µC auch programmieren? - Ja, programmieren und debuggen.
* Ich möchte eine eigene Platine entwickelt, jedoch der 20polige [[JTAG]]-Anschluss ist mir zu groß, gibt es eine Alternative? - Ja, [http://www.mikrocontroller.net/articles/JTAG#Der_10-polige_JTAG_Stecker_von_mmvisual "Der 10-polige JTAG Stecker von mmvisual"]

= Weblinks, Foren, Communities, Tutorials =
* [[STM32]] Hauptartikel, [http://www.mikrocontroller.net/articles/STM32#Weblinks.2C_Foren.2C_Communities.2C_Tutorials dortige Linksammlung]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/319328 Diskussion zum Artikel]
* [[STM32 CooCox Installation]]
* [[STM32 Eclipse Installation]]
* [[LPC1xxx für Umsteiger]]

<references/>
[[Kategorie:ARM]]
[[Kategorie:STM32]]
[[Kategorie:Mikrocontroller]]

STM32 für Einsteiger

2014-01-05T20:27:36Z

Mmvisual: /* Kosten */

Immer wiederkehrend hier im Forum "Mit welchem Mikrocontroller anfangen?". Es gibt eine große Auswahl und eben so viele Empfehlungen. In diesem Artikel soll zu erst geholfen werden ob ein STM32-Prozessor mit Cortex-M3/M4 Kern überhaupt der Richtige für den Start ist.
Nicht für jeden ist der [[STM32]] zu empfehlen, denn die Anforderungen und Wünsche die man realisieren möchte, sowie die eigenen Fähigkeiten sind verschieden.

Es werden meist die Prozessoren [[AVR]], [[PIC]], [[Arduino]], [[MSP430]], [[LPC1xxx]] und [[STM32]] empfohlen. Seltener auch 8051 und M16C. Alle haben Vorzüge und ebenso auch Nachteile.

[[Bild:STM32F407SB.jpg|thumb|right|340px|STM32F417 auf einem Selbstbau-Board]]

= Eigene Fähigkeiten und Wünsche =

Dieser Artikel geht davon aus, dass bereits Elektronik Kenntnisse vorhanden sind. Wenn nicht dann sollte man erst einmal den Artikel "[[Absolute Beginner]]" durcharbeiten, sowie die anderen Artikel aus der Kategorie "[http://www.mikrocontroller.net/articles/Kategorie:Grundlagen Grundlagen]".
 Weitere Artikel die andere Prozessoren näher darstellen da sich dieser Artikel hauptsächlich auf [[STM32]] konzentriert: [[Entscheidung Mikrocontroller]] und [[Mikrocontroller Vergleich]]. Die Seiten [[AVR]], [[MSP430]], [[LPC1xxx]] und [[PIC]] zeigen mehr Details über diese µC. Hier werden nur grob ein paar Tabelle zum Vergleichen gezeigt.

Zu erst einmal die Randbedingungen, mit der man sich selbst zu erst einmal einschätzen sollte:
{| {{Tabelle}}
|- bgcolor="#d0d0ff"
! Fähigkeit || [[STM32]] || [[AVR]] || colspan="3" | [[PIC]] || [[MSP430]] || [[Arduino]]
|-
| Bitbreite, jedoch unwichtig für Einsteiger || align="center" | 32-bit || align="center" | 8-bit || align="center" | 8-bit (PIC18) || align="center" | 16-bit (PIC24) || align="center" | 32-bit (PIC32) || align="center" | 16-bit || align="center" | 8-bit
|-
| Neueinsteiger, kaum Elektronikkenntnisse, noch nie programmiert
| align="center" | O
| align="center" | O <ref name="AVR_TUT1">[http://www.rn-wissen.de/index.php/AVR-Einstieg_leicht_gemacht], RoboterNetz: AVR-Einstieg leicht gemacht</ref><ref name="AVR_TUT2">[http://www.avr-asm-tutorial.net/avr_de/], Tutorial für das Erlernen der Assemblersprache von AVR-Einchip-Prozessoren</ref>
| colspan="3" align="center" | O
| align="center" | O
| align="center" | X
|-
| Wunsch ist SD-Card oder Grafik-Display
| align="center" | X
| align="center" | O
| align="center" | O <ref name="PIC_SD">[http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=2680&dDocName=en537999], Microchip Memory Disk Drive File System for PIC18 PIC24 dsPIC PIC32</ref> || align="center" | X<ref name="PIC_SD" /><ref name="PIC_LCD">[http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/technology/graphics/], Microchip Graphics Library</ref> || align="center" | X<ref name="PIC_SD" /><ref name="PIC_LCD" />
| align="center" | X
| align="center" | O
|-
| Wunsch ist TCP/IP Netzwerk
| align="center" | X
| align="center" | O
| colspan="3" align="center" | X <ref name="PIC_TCP">[http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=2505&param=en535724], Microchip TCP/IP stack</ref>
| align="center" | O
| align="center" | O
|-
|-
| Wunsch ist Kamera und Video-/Bildbearbeitung
| align="center" | X
| align="center" | -
| align="center" | - || align="center" | - || align="center" | X
| align="center" | -
| align="center" | -
|-
| Möchte die Erkenntnisse beruflich nutzen
| align="center" | X
| align="center" | X
| colspan="3" align="center" | X
| align="center" | X
| align="center" | -
|-
| Strom sparende Anwendungen
| align="center" | - 300 nA Sleep<ref name="STM_Power">[http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1295], [[STM32]] L1 series of ultra-low-power MCUs</ref> 230 μA/MHz
| align="center" | - 100 nA Sleep<ref name="AVR_Power1">[http://www.atmel.com/technologies/lowpower/default.aspx], Atmel picoPower Technology</ref> <ref name="AVR_Power2">[http:/www.futurlec.com/News/Atmel/PicoPower.shtml], Atmel Releases New picoPower AVR Microcontrollers</ref> 340 μA/MHz
| colspan="2" align="center" | X 9 nA Sleep<ref name="PIC_XLPvsTI">[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/39989A.pdf], The Truth about Power Consumption in PIC® MCUs with
XLP Technology vs. TI’s MSP430</ref><ref name="PIC_XLP">[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/30009941F.pdf], nanoWatt XLP eXtreme Low Power PIC® Microcontrollers</ref> 35 μA/MHz || align="center" | -
| align="center" | X 100 nA Sleep<ref name="TI_Power1">[http://www.ti.com/lit/wp/slay015/slay015.pdf], Texas Instruments: Ultra-Low Power Comparison: MSP430 vs. Microchip XLP</ref><ref name="TI_Power2">[http://www.ti.com/ww/mx/multimedia/webcasts/Aspectos_Generales_MSP430.pdf], Texas Instruments: Meet MSP430</ref> 100 μA/MHz
| align="center" | -
|-
| Multithreading, RTOS, Schedulern
| align="center" | X
| align="center" | - <ref name="AVR_RTOS1">[http://www.freertos.org/a00098.html], Atmel AVR freeRTOS port</ref><ref name="AVR_RTOS2">[http://www.femtoos.org/], Femto OS: RTOS for small MCU's like AVR</ref>
| align="center" | - <ref name="PIC_RTOS2">[http://www.freertos.org/a00097.html], Microchip PICmicro (PIC18) freeRTOS Port</ref> <ref name="PIC_RTOS3">[http://www.pumpkininc.com/], Salvo RTOS</ref>|| align="center" | X<ref name="PIC_RTOS">[http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=1406&dDocName=en531543&redirects=rtos], 3rd Party RTOS selection guide</ref> || align="center" | X<ref name="PIC_RTOS" />
| align="center" | X <ref name="TI_RTOS">[http://processors.wiki.ti.com/index.php/MSP430_Real_Time_Operating_Systems_Overview], TI Wiki: MSP430 Real Time Operating Systems Overview</ref>
| align="center" | -
|-
| Besonders große, speicherintensive Programme z.B. Grafiken, Fonts
| align="center" | bis 2MB Flash bis 256kB SRAM <ref name="STM32Ueb">[http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169], Übersicht aller verfügbaren [[STM32]] µC von ST</ref>
| align="center" | bis 256kB Flash bis 16kB SRAM
| align="center" | bis 128kB Flash bis 4kB SRAM || bis 2MB Flash bis 98kB SRAM || bis 2MB Flash bis 512kB SRAM
| align="center" | bis 512KB Flash bis 66kB SRAM
| align="center" | bis 256kB Flash bis 16kB SRAM
|-
| Sehr viel PWM mit komplexem Timing
| align="center" | X
| align="center" | AT90Spwm
| align="center" | - || align="center" | X || align="center" | X
| align="center" | O
| align="center" | -
|-
| Deutschsprachige Community
| align="center" | O
| align="center" | X
| align="center" | X <ref name="SPRUT">[http://www.sprut.de/], sprut.de</ref> || align="center" | - || align="center" | -
| align="center" | -
| align="center" | X
|-
| Anzahl möglicher HW-Breakpoints
| align="center" | 4 bis 6
| align="center" | 2
| align="center" | 1 bis 5 <ref name="PIC_HWBP">[http://www.microchip.com/stellent/groups/SiteComm_sg/documents/DeviceDoc/en556761.pdf], PIC Hardware Breakpoints (Seite 6)</ref> || align="center" | 1 bis 10 <ref name="PIC_HWBP"/> || align="center" | 6<ref name="PIC_HWBP"/>
| align="center" | 2
| align="center" | 2
|}
* X = ja
* O = Teilweise, Einschränkungen
* - = nicht empfohlen
Nur um nicht zu verwirren, auch wenn Teile "nicht empfohlen" sind, heißt dass nicht dass es mit dem Prozessor nicht geht, vielmehr dass es mehr Aufwand ist das zu realisieren oder mehr Einschränkungen hat.
Viele Eigenschaften weisen nur bestimmte Modelle einer Mikrocontrollerfamilie auf. Der Wechsel innerhalb einer Familie gestaltet sich jedoch oft einfach (z.B. innerhalb [[STM32]] oder innerhalb PIC24).

Die Spalte [[STM32]] zeigt die Prozessorfamilie von STM32F0xx bis STM32F4xx mit einem Cortex-M0 oder M3/M4 Kern. Die technischen Daten sind ähnlich anderer Hersteller die auch einen Cortex-Mx Kern verbauen wie z.B. NXP ([[LPC1xxx]]), Freescale, Atmel, TI, Toshiba, usw. Jedoch bietet ST mit dem [[STM32]] eine hohe Flexibilität an Gehäuse-Variationen (vergleichbar mit NXP [[LPC1xxx]]) und ist privat recht leicht beschaffbar. Übersicht aller verfügbaren [[STM32]] µC von ST<ref name="STM32Ueb">[http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169], Übersicht aller verfügbaren [[STM32]] µC von ST</ref>.

Die Spalte PIC zeigt die Eigenschaften der 8-Bit PIC18 (vergleichbar mit [[AVR]]), 16-Bit [[PIC24]]/[[dsPIC]] (vergleichbar mit [[MSP430]]) und 32-Bit [[PIC32]] (vergleichbar mit [[STM32]]). Ein Wechsel des Mikrocontrollers innerhalb der Familien ist Codetechnisch problemlos möglich. <ref name="PIC_codeswitch">[http://www.elektor.nl/Uploads/Files/PIC24FIntro_5f082806.pdf], Microchip: Introduction to the 16-bit PIC24F Microcontroller Family</ref> Hardwaretechnisch sind verschiedene Modelle gleicher Familie zudem auch meist Pin-Kompatibel <ref name="PIC_PinCompatibility">[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/00148m.pdf], Microchip: 2007 Product Selector Guide (Seite 114 ff.)</ref> sodass ohne Design-Änderung zwischen verschiedenen Modellen gewechselt werden kann.
Ein Wechsel zwischen den Familien ist Architekturbedingt aufwendiger, vor allem von 8-Bit auf 16/32-Bit. <ref name="PIC_8to16Migration">[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/39764a.pdf], Microchip: PIC18F to PIC24F Migration: An Overview</ref> Aufgrund gleichbleibender IDE (Mplab) sowie gleichbleibenden Libraries bei Verwendung einer Hochsprache (C) jedoch vor allem zwischen 16-Bit und 32-Bit ohne weitere Probleme möglich <ref name="PIC_16to32Migration">[http://www.embedded.com/design/mcus-processors-and-socs/4007683/Practical-migration-from-8-16-to-32-bit-PIC], Artikel: Practical migration from 8-/16- to 32-bit PIC</ref>.
 Ein PIC10/12/16 ist für den Einstieg nicht empfohlen, da diese Architekturbedingt viele Einschränkungen haben, die eher hinderlich für das Lernen sind.

Der "[[Arduino]]" ist kein eigenständiger Prozessor, sondern ein fertiges Board mit einer "[[Arduino]]" Programmierumgebung (und einem AVR Prozessor), extra geschaffen für Einsteiger. Allerdings ist da der Lerneffekt viel geringer da man den Prozessor mit der [[Arduino]]-Software programmiert und nicht direkt die Register.

<references />

= Unwichtige Randbedingungen =

Oftmals werden fälschlicherweise Argumente für oder gegen eine µC-Familie ausgesprochen, die in der Praxis '''zum Einstieg''' (bei konkreten Anwendungen kann das anders aussehen) eher unwichtig sind.

* Spannungsversorgung 3,3V / 5V
* 8 (z.B. [[AVR]]), 16 (z.B. [[MSP430]]) oder 32 (z.B. [[STM32]]) Bit
* Prozessorkern Cortex-M0/M3/M4, MIPS, ARM7/9/..., AVR-RISC, PIC-RISC, 8051, ...
* Interrupt System mit mehr oder weniger Features
* Programmiersprache (Assembler, Basic, C, C++, Pascal)
* Programmierumgebung - ist ohnehin Geschmackssache
* Assembler verstehen (Sollte nur theoretisch verstanden werden, ein Programm sollte in einer Hochsprache geschrieben sein)
* DIL Gehäuse - steckbretttauglich ([[STM32]]-Prozessoren gibt es auch fertig gelötet auf einem steckbretttauglichen Board)
* Programmieradapter - solange er auch debuggen kann
* zu 90% reicht doch ein kleiner Prozessor ([[AVR]]/PIC) - und für die restlichen kann man immer noch einen großen nehmen. Warum also nicht gleich einen großen nehmen?

= Kosten =

Grobe Abschätzung was das alles denn kosten wird. Hier sind nur einige Beispiele gezeigt (Einzelpreise bei Bezugsquellen in Deutschland).

{| {{Tabelle}}
|- bgcolor="#d0d0ff"
! Board || [[STM32]] || [[AVR]] || PIC18/24/32 || [[MSP430]] || [[Arduino]]
|-
| Demo-Board
| align="center" | <ref name="STM32F4DISCOVERY">[http://www.st.com/web/en/catalog/tools/FM116/SC959/SS1532/PF252419], ST STM32F4DISCOVERY Demoboard</ref> 9..20€ (incl. Programmieradapter und Debugger)
| align="center" | 5..500€, z.B. [[Arduino]] || align="center"| <ref name="PICDEMOBOARD">[http://www.microchipdirect.com/ProductDetails.aspx?Catalog=BuyMicrochip&Category=Starter%20Kits&mid=1&lmid=610], Microchip Demoborad</ref> durchschnittlich 18€ .. 50€]
| align="center" | <ref name="MSP430DEMOBOARD">[http://www.ti.com/tool/msp-exp430fr5739], MSP430 Demoborad</ref> ~35€
| align="center" | 20€
|-
| Steckbrettaugliches Board
| align="center" | s.o. oder <ref name="STM32F405Board">[http://re.reworld.eu/de/produkte/s64dil-405/index.htm], S64DIL-405 mit STM32F405</ref>S64DIL-405 30€
| align="center" | DIP IC
| align="center" | DIP IC
| align="center" | ??
| align="center" | ab ca. 4€ (Pro Mini)
|-
| Einzelchip (Einzelstückpreise)
| align="center"| 2..15€ nur SMD (TSSOP..LQFP..BGA)
| align="center"|0,6–5€ SMD + DIP
| align="center"|1-15€ SMD + DIP
| align="center"|??
| align="center"|siehe AVR
|-
| Programmieradapter
| align="center" |
| align="center" | ab 4€
| align="center" |
| align="center" |
| align="center" |
|-
| Programmieradapter mit Debugger
| align="center" | s.o. oder z.B <ref name="JLINKEDU">[http://www.segger.com/j-link-edu.html], Segger J-LINK EDU</ref> Segger J-LINK EDU 50€ (sehr schnell und unterstützt viele Prozessoren)
| align="center" | <ref name="AVRDragon">[http://www.atmel.com/tools/AVRDRAGON.aspx], Atmel AVR Dragon</ref> AVR Dragon 40€ <ref name="JTAGICE3">[http://www.atmel.com/tools/JTAGICE3.aspx], AT JTAG ICE3</ref> AT JTAG ICE3 99€
| align="center" | <ref name="PICKIT3">[http://www.microchipdirect.com/ProductSearch.aspx?keywords=PG164130], Microchip PICkit 3</ref> PICkit 3 30€
| align="center" | z.B. Dragon 50€
| align="center" | 20€ (Man muss DebugWire aktivieren)
|}

Das Demo-Board sollte ein Board sein, nicht zu teuer, um die ersten Erfahrungen zu sammeln. Wenn einem der Prozessor gefällt, so kann man später immer noch mit einem zweiten Demo-Board, z.B. mit Display aufrüsten.

Wenn man gerne mit einem Steckbrett sich die Schaltung zusammen stecken möchte, so kann man entweder die benötigten Drähte am Demo-Board anlöten oder bei z.B. [[AVR]]/[[PIC]] Prozessoren gibt es Ausführungen im DIL Gehäuse, die direkt steckbar sind.

Ein Programmieradapter sollte unbedingt auch einen Debugger beinhalten. Denn für den Start ist es ungemein hilfreich zu sehen was im Prozessor gerade geschieht. Die JTAG-Adapter für einen [[STM32]] Prozessor sind alle Debugger-Tauglich. Für die [[AVR]] Controller gibt es auch oft reine Programmer (AVR ISP oder Selbstbau-Lösungen über die serielle oder parallele Schnittstelle) welche den Mikrocontroller nur beschreiben können. Für die [[PIC]] Controller werden solche reinen Programmer vereinzelt auch noch angeboten. Sinvoller sind hingegen Debugger, die die Ausführung eines Mikrocontrollers anhalten können um die aktuelle Position im Programmcode, Variableninhalt, Register, ... auszulesen bzw. zur Laufzeit zu ändern.

Der für den [[STM32]] empfohlene Segger J-LINK EDU ist zwar nicht der günstigste (z.B. auf einem STM32F4DISCOVERY Borad ist ein ST-LINK/V2 mit drauf, den man für andere [[STM32]] nutzen kann) aber eines der besten, mit sehr guten Software-Tools und nutzbar für alle Prozessoren mit ARM-Kern (ARM7/9/11/... Cortex-Mx der Hersteller Atmel, Energy Micro, Freescale, Holtek, TI, NXP, Nuvoton, ST, Toshiba, ... unter Windows, Linux und MAC). Niemals am Werkzeug sparen und man hat viel mehr Freude bei der Arbeit.

<references />

= Programmierumgebungen=

Bei den Programmierumgebungen gibt es zu allen Prozessorfamilien kostenlose und Leistungsfähige Software

{| {{Tabelle}}
|- bgcolor="#d0d0ff"
! Betriebssystem || [[STM32]] || [[AVR]] || [[PIC]] || [[MSP430]] || [[Arduino]]
|-
| Windows
| align="center"|[http://www.coocox.org/CooCox_CoIDE.htm CooCox]
| align="center"|Atmel-Studio
| align="center"|[http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/ MPLAB X] (IDE inklusive compiler)
| align="center"|??
| align="center"|[[Arduino]] 1.0.5
|-
| Linux
| align="center"|[http://eclipse.org/downloads/ Eclipse IDE for C/C++ Developers]
| align="center"|??
| align="center"|[http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/ MPLAB X] (IDE inklusive compiler)
| align="center"|??
| align="center"|??
|-
| MacOS
| align="center"|[http://eclipse.org/downloads/ Eclipse IDE for C/C++ Developers]
| align="center"|??
| align="center"|[http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/ MPLAB X] (IDE inklusive compiler)
| align="center"|??
| align="center"|??
|}

natürlich gibt es noch viele weitere (für [[STM32]] siehe [[STM32#Programmierung]]), es sollte jedoch nur die jeweils einfachste kostenlose (und ohne Codebegrenzung) für den ersten Einstieg gezeigt werden.

* [http://www.coocox.org/CooCox_CoIDE.htm CooCox] Anleitung wie man innerhalb einer Stunde die LED eines Nagel neuen STM32F4DISCOVERY Boards zum blinken bekommt, Artikel: [[STM32 CooCox Installation]]. Diese Anleitung ist eine Schritt-Für-Schritt Anleitung um den aller ersten Start zu vereinfachen.
* Mit [http://www.coocox.org/CooCox_CoIDE.htm CooCox] können sehr viele Prozessoren mit Cortex-M0, M3 und M4 Kern programmiert werden. Unter anderem der Firmen Atmel, Energy Micro, Freescale, Holtek, TI, NXP, Nuvoton, ST und Toshiba. Somit hat man eine Entwicklungsumgebung und ist damit nicht an einen Hersteller der µC gebunden.
* Mit [http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/ MPLAB X] können alle Prozessoren von Microchip (z.B. PIC18, PIC24, PIC32, dsPIC) programmiert werden.

= Dokumentation=

Bevor man sich für einen Prozessor entscheidet sollte man unbedingt deren Dokumentation mal zumindest überfliegen und auch deren Errata's lesen. Nicht dass man eine Anwendung erstellen möchte und stellt hinterher fest, dass genau dieser Teil so buggy ist das er nicht genutzt werden kann.

Beim [[STM32]] hat die Dokumentation doch recht viele Seiten, viel mehr als bei einem [[AVR]] oder PIC, dabei ist vieles eher knapp beschrieben. Der Aufbau der [[STM32]] Dokumentation ist [http://www.mikrocontroller.net/articles/STM32#Struktur_der_Dokumentation: hier] beschrieben.
 Bei den PICs ist die Dokumentation wiederum anders strukturiert, [http://www.mikrocontroller.net/articles/PIC#Dokumenatation siehe im PIC Artikel].

Für die [[STM32]], [[AVR]] und [[PIC]] Mikrocontroller gibt es zudem viele, auch deutschsprachige Einsteigerhilfestellungen und Tutorials.

Parallel zur Dokumentation sollte man sich auch die Demo-Beispiele der Hersteller anschauen, dann wird vieles gleich verständlicher.

Eine Übersicht über die Funktionen gibt es im Artikel: [[STM32]]

= Die Arbeit mit dem [[STM32]]=

Zu erst einmal SOOO groß sind die Unterschiede zwischen den einzelnen Prozessoren nicht. Alle haben Ein-/Ausgänge und um mittels einem Port-Pin eine LED ansteuern zu können muss bei jedem Prozessor der Pin erst einmal parametriert werden, egal ob das jetzt ein [[STM32]] oder ein [[AVR]] oder ein [[MSP430]] ist. Nur hat man bei einem [[STM32]] doch einige Funktionen mehr, z.B. zuschaltbarer Pull-Up oder Pull-Down Widerstand und spezielle Setz-Rücksetzregister, die andere Prozessoren nicht haben, jedoch das Programmieren vereinfachen.
Der Haupt-Unterschied zu den anderen Prozessoren ist, dass der [[STM32]] so viele Peripherie-Module beherbergt, dass man die einzeln immer mit einem Clock aktivieren muss, denn damit lässt sich viel Strom sparen.

Und mal ganz ehrlich die Diskussion welcher µc einfacher zu konfigurieren ist, ist doch absoluter Unsinn. Der Weg ist immer der Gleiche:
*1. Blick ins Datenblatt welche Register für diese Funktion benötigt werden.
*2. Werte ermitteln die in die Register eingetragen werden.
*3. Werte ins Register schreiben. Da machte es GAR KEINEN UNTERSCHIED ob es ein [[AVR]], 8051/2, [[ARM]],...... ist.

Stimmt schon es gibt Unterschiede. Die Register haben anderen Namen, andere Adressen, andere Bitbedeutungen,...
Aber es steht doch alles im Datenblatt. Und ob ich jetzt einen [[AVR]] oder einen [[ARM]] das erste mal vor mir liegen hab. Ich brauch in allen Fällen die oben beschriebenen Schritte.

Das Interruptsystem ist bei einem [[STM32]] zusätzlich priorisiert, damit kann man festlegen welcher Interrupt vorrangig bearbeitet wird. Die Prioritätenvergabe ist auch kein Hexenwerk.

Zu allen Prozessoren liefern die jeweiligen Hersteller umfangreiche Demo-Codes und Libraries mit. Meist sind alle in C geschrieben, daher sollte auch die Programmiersprache C verwendet werden. Vor allem auch wenn man berufliche Absichten verfolgt.

Und wenn man einen [[STM32]] kann, dann ist ein Umstieg auf einen [[LPC1xxx]] (NXP) oder andere Hersteller überhaupt kein Problem (*), denn die bieten ebenfalls Prozessoren mit Cortex-M3 Kern und man kann diese mit der gleichen Programmierumgebung programmieren. Somit ist man nicht zwingend Herstellerabhängig. (* jeder Hersteller verbaut seine eigene Peripherie, die andere Funktionalitäten haben.)

Mit einem [[STM32]] kann man als Hobby-Baster und Professionell nahezu alle Anwendungen realisieren. Der hat genügend RAM und FLASH Speicher und auch genügend Geschwindigkeit. Viele Gehäuse-Varianten um kleine bis hin zu größere Geräte zu erstellen. Viele Schnittstellen, sind im Artikel [[STM32]] beschrieben.

Für den Einstig gibt es diverse, auch deutschsprachige, Tutorials im Netz. Eine Übersicht ist [http://www.mikrocontroller.net/articles/STM32#Weblinks.2C_Foren.2C_Communities.2C_Tutorials hier auf der STM32 Seite]. (Beispiel: [http://diller-technologies.de/stm32_wide.html STM32 Tutorial in Deutsch von Diller Technologies])
 Wobei dazugesagt werden muss dass diese meist auf die Standard ST-Libs aufbauen. Diese Libs vereinfachen zum einen das Ansteuern/die Benutzung der Peripheriefunktion zum anderen muss man diese erst mal kennen lernen. Vereinfacht wird das da ALLE [http://www.st.com/stonline/stappl/productcatalog/app?page=partNumberSearchPage&levelid=SS1577&parentid=1743&resourcetype=SW ST-Demo-Codebeispiele] ebenfalls auf diesen Lib's basieren und somit wird der Wechsel innerhalb des [[STM32]] deutlich vereinfacht.
 STM32F4xx Library von ST: [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/PF257901# "STSW-STM32065 STM32F4 DSP and standard peripherals library"] incl. Dokumentation und Demo-Projekte zu allen CPU Funktionen.

Der einzige Nachteil beim [[STM32]]: man muss etwas mehr lesen, da eine Peripherie doch viel mehr Funktionalität hat (sofern man das Modul überhaupt benötigt). Ansonsten kenne ich nicht wirklich einen Grund warum man als Neueinsteiger keinen [[STM32]] nehmen sollte.

= Programmiersprachen =
* Wie bei vielen anderen Controllern wird beim [[STM32]] auch hauptsächlich C und C++ verwendet. Kennen sollte man die Programmiersprache C schon, wenn man davon noch keine Ahnung hat dann sollte man erst mal mittels einem Tutorial auf einem PC ein Konsoleprogramm schreiben, sodass man es einigermaßen kennen lernt. Hier im Forum gibt es ebenfalls Artikel dazu. Zielt man auf die (spätere) Anwendung in der Industrie, sollte aufgrund der Verbreitung auf jeden Fall C (oder C++) gewählt werden; außerdem sind die meisten verfügbaren Libraries in C geschrieben.
* Assembler sollte man nur grob verstehen, Details wie ein Befehl arbeitet ist unwichtig. Selbst wenn man die Zyklen für einen Funktionsaufruf wissen will, so bietet der [[STM32]] (Cortex-M3) einen Cycle-Counter den man auslesen kann; durch die komplexere Pipeline und Cache-Effekte sind die Laufzeiten allerdings nicht genau vorhersehbar. Wird zyklengenause Timing benötigt, sollten Timer verwendet werden - davon hat der [[STM32]] genug.

Der 32bit-Adressraum, der RAM, Flash, I/O-Register vereinheitlicht ansprechen kann (im Gegensatz zu z.B. [[AVR]]) ist ideal für eine Verwendung durch Hochsprachen; bei Pointern muss keine zusätzliche Information verwaltet werden, in welche Art Speicher sie zeigen. Die Adresse gibt dies eindeutig an (es gibt nur '''eine''' Adresse 42, und nicht 2 wie z.B. beim [[AVR]] (Flash, RAM & I/O)) und die Hardware spricht automatisch den richtigen Speicher an. Die Möglichkeiten zur Offset-Adressierung, der Barrel-Shifter, Divsions-Einheit, die FPU (bei STM32F4), Interrupt-Modell etc. begünstigen ebenfalls die Erzeugung effizienteren Codes. Außerdem haben die [[STM32]] einfach mehr "rohe Leistung", d.h. mehr Flash/RAM-Speicher und höhere Taktfrequenzen. 
 
'''Folgerung''': Die Programmierung in Hochsprachen ist '''bequemer als bei 8-Bittern''', denn man muss sich einfach weniger Gedanken machen, ob der Compiler ein Programm nun effizent umsetzen kann (kann man natürlich trotzdem machen, um noch mehr Leistung "herauszuquetschen", wenn man will).

= Weitere Randbedingungen für die Entscheidung=

Der wichtige Punkt, der oftmals auch vergessen wird: die Beschaffbarkeit. Wenn jemand einen Renesas M16C oder Fujitsu empfiehlt, dann sucht man erst mal und findet nur wenige vereinzelte die man privat kaufen kann.

Oder auch die Unterstützung im Internet - ist bei einigen Exoten spärlich. Dieses Forum bietet die beste Hilfe für [[AVR]], PIC, [[MSP430]], [[LPC1xxx]] und [[STM32]].

Andere Prozessoren sind schon sehr alt, bzw. nicht mehr modern da deren Peripherie zum Teil doch recht eingeschränkte Funktionalität bietet. z.B. viele 8051 Typen oder PIC16 (oder auch dsPIC30). Die mögen für Mini-Anwenungen gut sein, aber wer will den schon gerne sich extra für eine Kleinanwendung mit einem kleinen µC auseinandersetzen, wenn er schon einen [[STM32]] kennt, mit dem er alles machen kann (und sich bereits gute Funktionen geschrieben hat)?

Daher mein Resümee: wer nicht gerade auf den Kopf gefallen ist, der kann getrost mit einem [[STM32]] starten. Ein [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/FM116/SC959/SS1532/PF252419?s_searchtype=keyword STM32F4DISCOVERY] Board kostet nur ca. 20 EUR - und mehr muss für den ersten Start nicht investiert werden - wenn es doch zu komplex sein sollte gibt es hier im Forum auch viel Hilfe. Jedenfalls sind diese 20 EUR wirklich keine große Investition.
 Wer berufliche Absichten verflogt, sollte zu einem späteren Zeitpunk sich unbedingt auch mit einem zweiten, anderen Prozessor beschäftigen um so die nötigen Erfahrungen zu gewinnen.

= Übersicht CPU Funktionalitäten=

In diesem Abschnitt ist kurz gezeigt welche Möglichkeiten die CPUs bei den oben empfohlenen Einsteigerboards haben

=== STM32F407 - vom STM32F4DISCOVERY Board ===

{| class="wikitable"
|-
| [[Datei:STM32F407.png|mini|x400px]]
| [[Datei:stm32f4_discovery2.png|mini|x400px]]
|-
| [http://www.st.com/web/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1577/LN11/PF252140?s_searchtype=partnumber Blockdiagramm STM32F407]
| [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/FM116/SC959/SS1532/PF252419 STM32F4DISCOVERY Demoborad]
|}

Es sind sehr viele Peripheriemodule im µC implementiert. Jedes einzelne Peripherie-Modul (z.B. Ethernet, USB, CAN, Timer, AD-Wandler, usw.) kann aktiviert werden indem der Clock freigeschaltet ist. So lange der Clock nicht aktiviert wurde verhält sich das Modul so als ob es nicht vorhanden wäre und beeinträchtigt in keinster Weise die Bearbeitung vom Prozessor. Somit lässt sich der Stromverbrauch senken.

Eine ganze Auflistung der Einzelmodule steht im Artikel: [[STM32]] und [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169 auf der Homepage von ST]

Zu Anfang mag vielleicht die interne Busstruktur verwirren, jedoch braucht man dies nicht beachten. Wenn nun die CPU auf UART4 zugreifen möchte, so gehen die Daten durch die Buse "AHB1" > "ABH/APB1-Bride" > "APB1". Dies erledigt der µC ganz von alleine. Diese Unterteilung ist technisch nötig, da die Peripheriebuse nicht mit dem gleichen Prozessortakt betrieben werden (wie z.B. bei [[MSP430], siehe Schaubild unten), die "Bridge" managt ganz alleine das Handling und generiert automatisch Wait-Befehle für die CPU.
 Die "AHB-Bus-Matrix" ist ebenfalls für den Anwender meist uninteressant. ST hat damit ein System geschaffen, damit die CPU, DMA's und Displaycontroller gleichzeitig auf die verschiedenen RAM-Bereiche zugreifen können um mehr Daten parallel zu verarbeiten. Somit braucht man diese Matrix erst mal nicht beachten.

Ebenso braucht man zu Anfang sich auch keine Gedanken um den Prozessortakt machen, wenn man nichts initialisiert so läuft der STM32F4xx mit dem internen RC-Oszillator von 16MHz und die Peripheriebuse laufen ebenfalls mit der gleichen Geschwindigkeit. Erst wenn man später umfangreichere Applikationen schreibt bei der die 16MHz nicht mehr reichen, so kann man die PLL aktivieren und die Taktrate flexibel bis auf 168MHz hoch setzen. (Siehe Demo-Projekt von [[STM32 CooCox Installation]].)

=== [[AVR]] ([[Arduino]])===

Details können im Artikel [[AVR]] gelesen werden.

=== PIC18, PIC24, PIC32===

Details können im Artikel [[PIC]] gelesen werden.

=== MSP430 - vom MSP-EXP430FR5739 Experimentier-Board===

{| class="wikitable"
|-
| [[Datei:MSP430FR5739.gif|mini|x350px]]
| [[Datei:MSP-EXP430FR5739.jpg|mini|x350px]]
|-
| Blockdiagramm MSP430FR5739
| MSP-EXP430FR5739 Demoboard
|}

Details können im Artikel [[MSP430]] gelesen werden.

=== LPC1x d.h. Cortex -M0 & -M3 Familie von NXP ===
Details können aus dem Leitartikel [[LPC1xxx]] und den darin verlinkten Artikeln entnommen werden.

= FAQ - Anfängerfragen=

* Muss ich, wenn ich die Debugging-Funktionen nutzen möchte einen JTAG Adapter anschließen? - Ja. Auf dem STM32F4DISCOVERY ist jedoch bereits einer mit drauf.
* Mit diesem kann ich dann den µC auch programmieren? - Ja, programmieren und debuggen.
* Ich möchte eine eigene Platine entwickelt, jedoch der 20polige [[JTAG]]-Anschluss ist mir zu groß, gibt es eine Alternative? - Ja, [http://www.mikrocontroller.net/articles/JTAG#Der_10-polige_JTAG_Stecker_von_mmvisual "Der 10-polige JTAG Stecker von mmvisual"]

= Weblinks, Foren, Communities, Tutorials =
* [[STM32]] Hauptartikel, [http://www.mikrocontroller.net/articles/STM32#Weblinks.2C_Foren.2C_Communities.2C_Tutorials dortige Linksammlung]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/319328 Diskussion zum Artikel]
* [[STM32 CooCox Installation]]
* [[STM32 Eclipse Installation]]
* [[LPC1xxx für Umsteiger]]

<references/>
[[Kategorie:ARM]]
[[Kategorie:STM32]]
[[Kategorie:Mikrocontroller]]

LPC1xxx für Umsteiger

2014-01-05T11:09:29Z

Mmvisual: /* Weblinks, Foren, Tutorials */

Eine immer wiederkehrend Frage hier im Forum ist: "Auf welchen Mikrocontroller soll ich umsteigen?"

Die Frage kann vermutlich kaum eindeutig beantwortet werden, da es sehr viele wirklich gute Mikrocontroller gibt.
Grundsätzlich kann man sagen, daß die schon länger existierenden Controllerfamilien wie AVR oder PIC oder ... (8-Bit) 
sehr wohl viele sinnvolle Anwendungsbereiche haben, und für sehr viele unserer Anforderungen ausreichend sind. 
Jedoch möchte man vielleicht nach vielen Jahren 8-Bit einfach mal Erfahrungen mit einem anderen µC sammeln... mal was
"neues" machen...egal warum, Umsteigen lohnt sich auf jeden Fall, egal auf welche Prozessorfamilie.
In diesem Artikel wird die 32-Bit Familie [[LPC1xxx]] von LPC kurz betrachtet. Die 32-Bit Controller der STM32-Familie
werden in den Betrag [[STM32_für_Einsteiger]] und [[STM32]] sehr schön vorgestellt, und sehr rudimentär mit dem LPC1xxx verglichen.

Die aktuellen 32-Bit Controller (zumindest von LPC) kostet weniger, und bringen mehr Features mit als wir von vielen 8-Bit Controllern kennen. 
'''Natürlich''' ist der Preis nicht alles, aber warum mehr ausgeben, wenn es nicht zwingend erforderlich ist.

''Beispiel:'' 
Der preisgünstigste AVR-MEGA kostet 1€70 bei R*:
ATMEGA 48PA-AU, TQFP32, 20MHz, 4kB-Flash, 512B-RAM, 256B-EEPROM, 2x8-Bit, 1x16Bit Timer, RT-Counter, 8x 10Bit ADC1xUSART, 1xSPI, 1xIIC,Power Consumption at 1MHz, 1.8V, 25°C Active: 0.2mA, Power-down: 0.1µA, Power-save: 0.75µA(inc. 32kHz RTC). 
Der preisgünstigste XMEGA ATXMEGA 16A4-AU kostet bei R* schon 3€95 bei 32MHz.

Der preisgünstigsten CORTEX-M0 von NXP kostet 1€49[1€99] bei DARISUS für den LPC1111FHN33/101 [LPC1113FBD48/301], QFN33 [TQFP48], 50MHz,
8[24]kB-Flash, 2[4]kB-RAM, 2x16-Bit, 2x32Bit Timer mit '''je''' 4 Compare-Registern, RT-Counter, 8x 10Bit ADC1xUSART, 1[2]xSPI, 1xIIC,Power Consumption at 12MHz, 3V, 25°C Active: 2.2mA, Power-down: 5µA, Power-save: 0.2µA Power Consumption at 3MHz (XL-Type), 3V, 25°C Active: 0.7mA, Power-down: 2µA, Power-save: 0.2µA.

Wie man schon an diesem einfachen Beispiel sieht, erhält man für einen geringeren Preis einen größeren Speicher UND mehr Peripherie UND mehr Rechenleistung.

Die Mikrocontrollerfamilie [[LPC1xxx]] von NXP ist auch sehr vielfältig einsetzbar und bietet eine unglaubliche Auswahl an verschiedensten Bauformen und Ausstattungsvarianten.
Von Cortex-M0 1€00 bis 4€99 und 20- bis 64-Pins und 50MHz zu Cortex-M3 zu 1€49 bis 6€59 sowie 33 bis 208 Pins und 72 bis 120MHz mit USB, 512KB-Flash, DMA, 12-Bit AD und TCP-IP Netzwerk. Der preisgünstigste Cortex-M3 LPC 1313 FBD 48/01 mit 72MHz kostet bei DARISUS 2€20, 100MHz d.h. den LPC1751FBD80 gibts bei elpro schon für 3€59.
Hier findet sich für jeden Einsatzfall der passende Mikrocontroller.
Quelle der genannten Preise: '''[http://www.elpro.org/shop/shop.php elpro]''' oder '''[http://darisusgmbh.de/shop/advanced_search_result.php?keywords=LPC1&x=0&y=0 DARISUS]'''
Die komplette LPC1xxx Familie ist durchgängig mit '''einem''' kostenlos verfügbaren Tool, einem C/C++ Compiler/Programmer/Source-Level Debugger zu bedienen, und unterstützt auch die größeren Doppelprozessoren des Cortex-M4 Serie. Ein Wechsel des Mikrocontrollers innerhalb der LPC1xxx-Familien ist codetechnisch ohne großen Aufwand möglich.
Hier eine Übersicht über alle hier veröffentlichten Artikel zum LPC1xxx [http://www.mikrocontroller.net/articles/Kategorie:LPC1x LPC1x].

= Einstiegsvoraussetzungen =

In diesem Artikel wird davon ausgegangen, dass Elektronik-Kenntnisse, grundlegende Kentnnisse im Programmieren, und zumindest Grundkenntnisse in C-Programmierung vorhanden sind. Im Zweifelsfall lieber die Artikel [[Absolute Beginner]] durcharbeiten, sowie die anderen Artikel aus der Kategorie [http://www.mikrocontroller.net/articles/Kategorie:Grundlagen Grundlagen].
Das wars schon.
Ansonsten gilt:
# Entwicklungskit kaufen, z.B. bei '''[http://www.watterott.com/index.php?page=search&keywords=LPCXpresso&cat=&mnf=&x=0&y=0 Watterott]'''
# Beschreibungen durchlesen '''[http://www.nxp.com/documents/leaflet/75016842.pdf LPCXpresso-Entwicklungskits (PDF)]''' und '''[http://www.mikrocontroller.net/wikisoftware/index.php?title=LPC1xxx_Entwicklungskit_LPCXpresso Beschreibung]'''
# Entwicklungspacket runterladen '''[http://www.lpcware.com/lpcxpresso/home LPC-Expresso (Kostenlos mit Debugger)]'''
# Die Entwicklungsumgebung '''[http://www.mikrocontroller.net/articles/Installationsanleitung_C-Entwicklungsumgebung_f%C3%BCr_LPC1xxx_von_Code_Red installieren]'''
# Nach der Installation - die übrigens sehr einfach in einem Rutsch und nicht separat in Eclipse und Compiler verläuft - kann man das File "getting started" öffnen, und wie dort beschrieben loslegen.

= Unterschiede zu 8-Bit-µCs =

* Mehr Features
* Viele verschiedene Gehäuseformen
* Jedes Peripheriemodul separt zu 100% kontrollierbar
* Mehr Rechenleistung
* Für jeden Pin gibt es mindestens den Mode "inactive, pulldown, pullup, repeater, hysterese_disabel, hysterese_enable, special_function" die auch kombiniert werden können, sowie z.B. knapp 100 32-Bit Register für die Konfiguration des UART.
* Alles und Jedes muß konfiguriert werden, zumindest beim Einstieg eine weitere Hürde, aber kein Problem.

Diese Hinweise sollen zeigen, daß diese µC Familie sehr viele Möglichkeiten bietet. Die vielen Register stellen kein Problem dar diesen Prozessor zu konfigurieren, sind beim ersten mal jedoch ein wenig mehr Arbeit als bei den meisten 8-Bit Controllern. Der Weg dies sauber durchzuführen ist immer identisch, egal ob 8-Bit, STM32 oder LPC1xxx, und führt nur über das Datenblatt zum Ziel.

Für den Einstieg ist die Nutzung des mit der Programmierumgebung gelieferten Beispielcodes sehr zu empfehlen.

= Sonstige Informationen =

* Spannungsversorgung 1,8 bis 3,3V
* DIL Gehäuse: den '''[http://www.nxp.com/ps/#/i=71498 LPC111xFD]''' gibt es relativ neu auch im DIL-28 Gehäuse, Bezugsquellen werden asap hier genannt, sobald verfügbar.
* Ein Programmieradapter ist bereits im '''[http://www.watterott.com/index.php?page=search&keywords=LPCXpresso&cat=&mnf=&x=0&y=0 Kit]''' enthalten.
Achtung: über den gleichen Adapter kann man das Target vollständig debuggen, sogar auf C-Ebene. Wie man für eigene Applikationen einen Programmieradapter anaßt, ist [http://www.mikrocontroller.net/articles/LPC1xxx_Entwicklungskit_LPCXpresso hier] ausführlich beschrieben.
* Bezugsquelle der Controller: Fa. [http://www.elpro.org/shop/shop.php elpro] oder [http://darisusgmbh.de/shop/advanced_search_result.php?keywords=LPC1&x=0&y=0 DARISUS] Fast alle Controller sind unter den hier angegebenen Adressen sehr preisgünstig zu finden, inzwischen auch der im SOT20. Ein DIL28 ist bereits auf dem Markt, und wird für Privatanwender in 2014 erwartet.

= Weblinks, Foren, Tutorials =
* [http://www.watterott.com/index.php?page=search&keywords=LPCXpresso&cat=&mnf=&x=0&y=0 Kit] bestehend aus Experimentierboard und Programmiergerät und Debugger
* [http://www.elpro.org/shop/shop.php Beschaffung bei elpro] oder [http://darisusgmbh.de/shop/advanced_search_result.php?keywords=LPC1&x=0&y=0 Beschaffung bei DARISUS]
* [http://www.mikrocontroller.net/articles/LPC1xxx_Entwicklungskit_LPCXpresso LPCXpresso-Entwicklungskit]
* [http://www.mikrocontroller.net/articles/Installationsanleitung_C-Entwicklungsumgebung_f%C3%BCr_LPC1xxx_von_Code_Red Installationsanleitung zur IDE]
* [http://www.mikrocontroller.net/articles/Codebase_f%C3%BCr_LPC1xxx LPC1xxx Codebase]
* [http://www.lpcware.com/lpcxpresso/home LPDXpresso Download (Kostenlos mit Debugger)]
* [http://www.lpcware.com LPCXpresso Homepage]
* [[STM32 für Einsteiger]]

[[Kategorie:ARM]]
[[Kategorie:LPC1x]]

STM32 für Einsteiger

2014-01-05T11:08:51Z

Mmvisual: /* Weblinks, Foren, Communities, Tutorials */

Immer wiederkehrend hier im Forum "Mit welchem Mikrocontroller anfangen?". Es gibt eine große Auswahl und eben so viele Empfehlungen. In diesem Artikel soll zu erst geholfen werden ob ein STM32-Prozessor mit Cortex-M3/M4 Kern überhaupt der Richtige für den Start ist.
Nicht für jeden ist der [[STM32]] zu empfehlen, denn die Anforderungen und Wünsche die man realisieren möchte, sowie die eigenen Fähigkeiten sind verschieden.

Es werden meist die Prozessoren [[AVR]], [[PIC]], [[Arduino]], [[MSP430]], [[LPC1xxx]] und [[STM32]] empfohlen. Seltener auch 8051 und M16C. Alle haben Vorzüge und ebenso auch Nachteile.

[[Bild:STM32F407SB.jpg|thumb|right|340px|STM32F417 auf einem Selbstbau-Board]]

= Eigene Fähigkeiten und Wünsche =

Dieser Artikel geht davon aus, dass bereits Elektronik Kenntnisse vorhanden sind. Wenn nicht dann sollte man erst einmal den Artikel "[[Absolute Beginner]]" durcharbeiten, sowie die anderen Artikel aus der Kategorie "[http://www.mikrocontroller.net/articles/Kategorie:Grundlagen Grundlagen]".
 Weitere Artikel die andere Prozessoren näher darstellen da sich dieser Artikel hauptsächlich auf [[STM32]] konzentriert: [[Entscheidung Mikrocontroller]] und [[Mikrocontroller Vergleich]]. Die Seiten [[AVR]], [[MSP430]], [[LPC1xxx]] und [[PIC]] zeigen mehr Details über diese µC. Hier werden nur grob ein paar Tabelle zum Vergleichen gezeigt.

Zu erst einmal die Randbedingungen, mit der man sich selbst zu erst einmal einschätzen sollte:
{| {{Tabelle}}
|- bgcolor="#d0d0ff"
! Fähigkeit || [[STM32]] || [[AVR]] || colspan="3" | [[PIC]] || [[MSP430]] || [[Arduino]]
|-
| Bitbreite, jedoch unwichtig für Einsteiger || align="center" | 32-bit || align="center" | 8-bit || align="center" | 8-bit (PIC18) || align="center" | 16-bit (PIC24) || align="center" | 32-bit (PIC32) || align="center" | 16-bit || align="center" | 8-bit
|-
| Neueinsteiger, kaum Elektronikkenntnisse, noch nie programmiert
| align="center" | O
| align="center" | O <ref name="AVR_TUT1">[http://www.rn-wissen.de/index.php/AVR-Einstieg_leicht_gemacht], RoboterNetz: AVR-Einstieg leicht gemacht</ref><ref name="AVR_TUT2">[http://www.avr-asm-tutorial.net/avr_de/], Tutorial für das Erlernen der Assemblersprache von AVR-Einchip-Prozessoren</ref>
| colspan="3" align="center" | O
| align="center" | O
| align="center" | X
|-
| Wunsch ist SD-Card oder Grafik-Display
| align="center" | X
| align="center" | O
| align="center" | O <ref name="PIC_SD">[http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=2680&dDocName=en537999], Microchip Memory Disk Drive File System for PIC18 PIC24 dsPIC PIC32</ref> || align="center" | X<ref name="PIC_SD" /><ref name="PIC_LCD">[http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/technology/graphics/], Microchip Graphics Library</ref> || align="center" | X<ref name="PIC_SD" /><ref name="PIC_LCD" />
| align="center" | X
| align="center" | O
|-
| Wunsch ist TCP/IP Netzwerk
| align="center" | X
| align="center" | O
| colspan="3" align="center" | X <ref name="PIC_TCP">[http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=2505&param=en535724], Microchip TCP/IP stack</ref>
| align="center" | O
| align="center" | O
|-
|-
| Wunsch ist Kamera und Video-/Bildbearbeitung
| align="center" | X
| align="center" | -
| align="center" | - || align="center" | - || align="center" | X
| align="center" | -
| align="center" | -
|-
| Möchte die Erkenntnisse beruflich nutzen
| align="center" | X
| align="center" | X
| colspan="3" align="center" | X
| align="center" | X
| align="center" | -
|-
| Strom sparende Anwendungen
| align="center" | - 300 nA Sleep<ref name="STM_Power">[http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1295], [[STM32]] L1 series of ultra-low-power MCUs</ref> 230 μA/MHz
| align="center" | - 100 nA Sleep<ref name="AVR_Power1">[http://www.atmel.com/technologies/lowpower/default.aspx], Atmel picoPower Technology</ref> <ref name="AVR_Power2">[http:/www.futurlec.com/News/Atmel/PicoPower.shtml], Atmel Releases New picoPower AVR Microcontrollers</ref> 340 μA/MHz
| colspan="2" align="center" | X 9 nA Sleep<ref name="PIC_XLPvsTI">[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/39989A.pdf], The Truth about Power Consumption in PIC® MCUs with
XLP Technology vs. TI’s MSP430</ref><ref name="PIC_XLP">[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/30009941F.pdf], nanoWatt XLP eXtreme Low Power PIC® Microcontrollers</ref> 35 μA/MHz || align="center" | -
| align="center" | X 100 nA Sleep<ref name="TI_Power1">[http://www.ti.com/lit/wp/slay015/slay015.pdf], Texas Instruments: Ultra-Low Power Comparison: MSP430 vs. Microchip XLP</ref><ref name="TI_Power2">[http://www.ti.com/ww/mx/multimedia/webcasts/Aspectos_Generales_MSP430.pdf], Texas Instruments: Meet MSP430</ref> 100 μA/MHz
| align="center" | -
|-
| Multithreading, RTOS, Schedulern
| align="center" | X
| align="center" | - <ref name="AVR_RTOS1">[http://www.freertos.org/a00098.html], Atmel AVR freeRTOS port</ref><ref name="AVR_RTOS2">[http://www.femtoos.org/], Femto OS: RTOS for small MCU's like AVR</ref>
| align="center" | - <ref name="PIC_RTOS2">[http://www.freertos.org/a00097.html], Microchip PICmicro (PIC18) freeRTOS Port</ref> <ref name="PIC_RTOS3">[http://www.pumpkininc.com/], Salvo RTOS</ref>|| align="center" | X<ref name="PIC_RTOS">[http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=1406&dDocName=en531543&redirects=rtos], 3rd Party RTOS selection guide</ref> || align="center" | X<ref name="PIC_RTOS" />
| align="center" | X <ref name="TI_RTOS">[http://processors.wiki.ti.com/index.php/MSP430_Real_Time_Operating_Systems_Overview], TI Wiki: MSP430 Real Time Operating Systems Overview</ref>
| align="center" | -
|-
| Besonders große, speicherintensive Programme z.B. Grafiken, Fonts
| align="center" | bis 2MB Flash bis 256kB SRAM <ref name="STM32Ueb">[http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169], Übersicht aller verfügbaren [[STM32]] µC von ST</ref>
| align="center" | bis 256kB Flash bis 16kB SRAM
| align="center" | bis 128kB Flash bis 4kB SRAM || bis 2MB Flash bis 98kB SRAM || bis 2MB Flash bis 512kB SRAM
| align="center" | bis 512KB Flash bis 66kB SRAM
| align="center" | bis 256kB Flash bis 16kB SRAM
|-
| Sehr viel PWM mit komplexem Timing
| align="center" | X
| align="center" | AT90Spwm
| align="center" | - || align="center" | X || align="center" | X
| align="center" | O
| align="center" | -
|-
| Deutschsprachige Community
| align="center" | O
| align="center" | X
| align="center" | X <ref name="SPRUT">[http://www.sprut.de/], sprut.de</ref> || align="center" | - || align="center" | -
| align="center" | -
| align="center" | X
|-
| Anzahl möglicher HW-Breakpoints
| align="center" | 4 bis 6
| align="center" | 2
| align="center" | 1 bis 5 <ref name="PIC_HWBP">[http://www.microchip.com/stellent/groups/SiteComm_sg/documents/DeviceDoc/en556761.pdf], PIC Hardware Breakpoints (Seite 6)</ref> || align="center" | 1 bis 10 <ref name="PIC_HWBP"/> || align="center" | 6<ref name="PIC_HWBP"/>
| align="center" | 2
| align="center" | 2
|}
* X = ja
* O = Teilweise, Einschränkungen
* - = nicht empfohlen
Nur um nicht zu verwirren, auch wenn Teile "nicht empfohlen" sind, heißt dass nicht dass es mit dem Prozessor nicht geht, vielmehr dass es mehr Aufwand ist das zu realisieren oder mehr Einschränkungen hat.
Viele Eigenschaften weisen nur bestimmte Modelle einer Mikrocontrollerfamilie auf. Der Wechsel innerhalb einer Familie gestaltet sich jedoch oft einfach (z.B. innerhalb [[STM32]] oder innerhalb PIC24).

Die Spalte [[STM32]] zeigt die Prozessorfamilie von STM32F0xx bis STM32F4xx mit einem Cortex-M0 oder M3/M4 Kern. Die technischen Daten sind ähnlich anderer Hersteller die auch einen Cortex-Mx Kern verbauen wie z.B. NXP ([[LPC1xxx]]), Freescale, Atmel, TI, Toshiba, usw. Jedoch bietet ST mit dem [[STM32]] eine hohe Flexibilität an Gehäuse-Variationen (vergleichbar mit NXP [[LPC1xxx]]) und ist privat recht leicht beschaffbar. Übersicht aller verfügbaren [[STM32]] µC von ST<ref name="STM32Ueb">[http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169], Übersicht aller verfügbaren [[STM32]] µC von ST</ref>.

Die Spalte PIC zeigt die Eigenschaften der 8-Bit PIC18 (vergleichbar mit [[AVR]]), 16-Bit [[PIC24]]/[[dsPIC]] (vergleichbar mit [[MSP430]]) und 32-Bit [[PIC32]] (vergleichbar mit [[STM32]]). Ein Wechsel des Mikrocontrollers innerhalb der Familien ist Codetechnisch problemlos möglich. <ref name="PIC_codeswitch">[http://www.elektor.nl/Uploads/Files/PIC24FIntro_5f082806.pdf], Microchip: Introduction to the 16-bit PIC24F Microcontroller Family</ref> Hardwaretechnisch sind verschiedene Modelle gleicher Familie zudem auch meist Pin-Kompatibel <ref name="PIC_PinCompatibility">[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/00148m.pdf], Microchip: 2007 Product Selector Guide (Seite 114 ff.)</ref> sodass ohne Design-Änderung zwischen verschiedenen Modellen gewechselt werden kann.
Ein Wechsel zwischen den Familien ist Architekturbedingt aufwendiger, vor allem von 8-Bit auf 16/32-Bit. <ref name="PIC_8to16Migration">[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/39764a.pdf], Microchip: PIC18F to PIC24F Migration: An Overview</ref> Aufgrund gleichbleibender IDE (Mplab) sowie gleichbleibenden Libraries bei Verwendung einer Hochsprache (C) jedoch vor allem zwischen 16-Bit und 32-Bit ohne weitere Probleme möglich <ref name="PIC_16to32Migration">[http://www.embedded.com/design/mcus-processors-and-socs/4007683/Practical-migration-from-8-16-to-32-bit-PIC], Artikel: Practical migration from 8-/16- to 32-bit PIC</ref>.
 Ein PIC10/12/16 ist für den Einstieg nicht empfohlen, da diese Architekturbedingt viele Einschränkungen haben, die eher hinderlich für das Lernen sind.

Der "[[Arduino]]" ist kein eigenständiger Prozessor, sondern ein fertiges Board mit einer "[[Arduino]]" Programmierumgebung (und einem AVR Prozessor), extra geschaffen für Einsteiger. Allerdings ist da der Lerneffekt viel geringer da man den Prozessor mit der [[Arduino]]-Software programmiert und nicht direkt die Register.

<references />

= Unwichtige Randbedingungen =

Oftmals werden fälschlicherweise Argumente für oder gegen eine µC-Familie ausgesprochen, die in der Praxis '''zum Einstieg''' (bei konkreten Anwendungen kann das anders aussehen) eher unwichtig sind.

* Spannungsversorgung 3,3V / 5V
* 8 (z.B. [[AVR]]), 16 (z.B. [[MSP430]]) oder 32 (z.B. [[STM32]]) Bit
* Prozessorkern Cortex-M0/M3/M4, MIPS, ARM7/9/..., AVR-RISC, PIC-RISC, 8051, ...
* Interrupt System mit mehr oder weniger Features
* Programmiersprache (Assembler, Basic, C, C++, Pascal)
* Programmierumgebung - ist ohnehin Geschmackssache
* Assembler verstehen (Sollte nur theoretisch verstanden werden, ein Programm sollte in einer Hochsprache geschrieben sein)
* DIL Gehäuse - steckbretttauglich ([[STM32]]-Prozessoren gibt es auch fertig gelötet auf einem steckbretttauglichen Board)
* Programmieradapter - solange er auch debuggen kann
* zu 90% reicht doch ein kleiner Prozessor ([[AVR]]/PIC) - und für die restlichen kann man immer noch einen großen nehmen. Warum also nicht gleich einen großen nehmen?

= Kosten =

Grobe Abschätzung was das alles denn kosten wird. Hier sind nur einige Beispiele gezeigt (Einzelpreise bei Bezugsquellen in Deutschland).

{| {{Tabelle}}
|- bgcolor="#d0d0ff"
! Board || [[STM32]] || [[AVR]] || PIC18/24/32 || [[MSP430]] || [[Arduino]]
|-
| Demo-Board
| align="center" | <ref name="STM32F4DISCOVERY">[http://www.st.com/web/en/catalog/tools/FM116/SC959/SS1532/PF252419], ST STM32F4DISCOVERY Demoboard</ref> 9..20€ (incl. Programmieradapter und Debugger)
| align="center" | 5..500€, z.B. [[Arduino]] || align="center"| <ref name="PICDEMOBOARD">[http://www.microchipdirect.com/ProductDetails.aspx?Catalog=BuyMicrochip&Category=Starter%20Kits&mid=1&lmid=610], Microchip Demoborad</ref> durchschnittlich 18€ .. 50€]
| align="center" | <ref name="MSP430DEMOBOARD">[http://www.ti.com/tool/msp-exp430fr5739], MSP430 Demoborad</ref> ~35€
| align="center" | 20€
|-
| Steckbrettaugliches Board
| align="center" | s.o. oder <ref name="STM32F405Board">[http://re.reworld.eu/de/produkte/s64dil-405/index.htm], S64DIL-405 mit STM32F405</ref>S64DIL-405 30€
| align="center" | DIP IC
| align="center" | DIP IC
| align="center" | ??
| align="center" | ab ca. 4€ (Pro Mini)
|-
| Einzelchip (Einzelstückpreise)
| align="center"| 2..15€ nur SMD (TSSOP..LQFP..BGA)
| align="center"|0,6–5€ SMD + DIP
| align="center"|1-15€ SMD + DIP
| align="center"|??
| align="center"|siehe AVR
|-
| Programmieradapter
| align="center" |
| align="center" | ab 4€
| align="center" |
| align="center" |
| align="center" |
|-
| Programmieradapter mit Debugger
| align="center" | s.o. oder z.B <ref name="JLINKEDU">[http://www.segger.com/j-link-edu.html], Segger J-LINK EDU</ref> Segger J-LINK EDU 50€ (sehr schnell und unterstützt viele Prozessoren)
| align="center" | <ref name="AVRDragon">[http://www.atmel.com/tools/AVRDRAGON.aspx], Atmel AVR Dragon</ref> AVR Dragon 40€ <ref name="AVRMKII">[http://www.atmel.com/tools/AVRJTAGICEMKII.aspx], Atmel AVR JTAGICE mkII</ref> AVR JTAGICE mkII 350€
| align="center" | <ref name="PICKIT3">[http://www.microchipdirect.com/ProductSearch.aspx?keywords=PG164130], Microchip PICkit 3</ref> PICkit 3 30€
| align="center" | z.B. Dragon 50€
| align="center" | 20€ (Man muss DebugWire aktivieren)
|}

Das Demo-Board sollte ein Board sein, nicht zu teuer, um die ersten Erfahrungen zu sammeln. Wenn einem der Prozessor gefällt, so kann man später immer noch mit einem zweiten Demo-Board, z.B. mit Display aufrüsten.

Wenn man gerne mit einem Steckbrett sich die Schaltung zusammen stecken möchte, so kann man entweder die benötigten Drähte am Demo-Board anlöten oder bei z.B. [[AVR]]/[[PIC]] Prozessoren gibt es Ausführungen im DIL Gehäuse, die direkt steckbar sind.

Ein Programmieradapter sollte unbedingt auch einen Debugger beinhalten. Denn für den Start ist es ungemein hilfreich zu sehen was im Prozessor gerade geschieht. Die JTAG-Adapter für einen [[STM32]] Prozessor sind alle Debugger-Tauglich. Für die [[AVR]] Controller gibt es auch oft reine Programmer (AVR ISP oder Selbstbau-Lösungen über die serielle oder parallele Schnittstelle) welche den Mikrocontroller nur beschreiben können. Für die [[PIC]] Controller werden solche reinen Programmer vereinzelt auch noch angeboten. Sinvoller sind hingegen Debugger, die die Ausführung eines Mikrocontrollers anhalten können um die aktuelle Position im Programmcode, Variableninhalt, Register, ... auszulesen bzw. zur Laufzeit zu ändern.

Der für den [[STM32]] empfohlene Segger J-LINK EDU ist zwar nicht der günstigste (z.B. auf einem STM32F4DISCOVERY Borad ist ein ST-LINK/V2 mit drauf, den man für andere [[STM32]] nutzen kann) aber eines der besten, mit sehr guten Software-Tools und nutzbar für alle Prozessoren mit ARM-Kern (ARM7/9/11/... Cortex-Mx der Hersteller Atmel, Energy Micro, Freescale, Holtek, TI, NXP, Nuvoton, ST, Toshiba, ... unter Windows, Linux und MAC). Niemals am Werkzeug sparen und man hat viel mehr Freude bei der Arbeit.

<references />

= Programmierumgebungen=

Bei den Programmierumgebungen gibt es zu allen Prozessorfamilien kostenlose und Leistungsfähige Software

{| {{Tabelle}}
|- bgcolor="#d0d0ff"
! Betriebssystem || [[STM32]] || [[AVR]] || [[PIC]] || [[MSP430]] || [[Arduino]]
|-
| Windows
| align="center"|[http://www.coocox.org/CooCox_CoIDE.htm CooCox]
| align="center"|Atmel-Studio
| align="center"|[http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/ MPLAB X] (IDE inklusive compiler)
| align="center"|??
| align="center"|[[Arduino]] 1.0.5
|-
| Linux
| align="center"|[http://eclipse.org/downloads/ Eclipse IDE for C/C++ Developers]
| align="center"|??
| align="center"|[http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/ MPLAB X] (IDE inklusive compiler)
| align="center"|??
| align="center"|??
|-
| MacOS
| align="center"|[http://eclipse.org/downloads/ Eclipse IDE for C/C++ Developers]
| align="center"|??
| align="center"|[http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/ MPLAB X] (IDE inklusive compiler)
| align="center"|??
| align="center"|??
|}

natürlich gibt es noch viele weitere (für [[STM32]] siehe [[STM32#Programmierung]]), es sollte jedoch nur die jeweils einfachste kostenlose (und ohne Codebegrenzung) für den ersten Einstieg gezeigt werden.

* [http://www.coocox.org/CooCox_CoIDE.htm CooCox] Anleitung wie man innerhalb einer Stunde die LED eines Nagel neuen STM32F4DISCOVERY Boards zum blinken bekommt, Artikel: [[STM32 CooCox Installation]]. Diese Anleitung ist eine Schritt-Für-Schritt Anleitung um den aller ersten Start zu vereinfachen.
* Mit [http://www.coocox.org/CooCox_CoIDE.htm CooCox] können sehr viele Prozessoren mit Cortex-M0, M3 und M4 Kern programmiert werden. Unter anderem der Firmen Atmel, Energy Micro, Freescale, Holtek, TI, NXP, Nuvoton, ST und Toshiba. Somit hat man eine Entwicklungsumgebung und ist damit nicht an einen Hersteller der µC gebunden.
* Mit [http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/ MPLAB X] können alle Prozessoren von Microchip (z.B. PIC18, PIC24, PIC32, dsPIC) programmiert werden.

= Dokumentation=

Bevor man sich für einen Prozessor entscheidet sollte man unbedingt deren Dokumentation mal zumindest überfliegen und auch deren Errata's lesen. Nicht dass man eine Anwendung erstellen möchte und stellt hinterher fest, dass genau dieser Teil so buggy ist das er nicht genutzt werden kann.

Beim [[STM32]] hat die Dokumentation doch recht viele Seiten, viel mehr als bei einem [[AVR]] oder PIC, dabei ist vieles eher knapp beschrieben. Der Aufbau der [[STM32]] Dokumentation ist [http://www.mikrocontroller.net/articles/STM32#Struktur_der_Dokumentation: hier] beschrieben.
 Bei den PICs ist die Dokumentation wiederum anders strukturiert, [http://www.mikrocontroller.net/articles/PIC#Dokumenatation siehe im PIC Artikel].

Für die [[STM32]], [[AVR]] und [[PIC]] Mikrocontroller gibt es zudem viele, auch deutschsprachige Einsteigerhilfestellungen und Tutorials.

Parallel zur Dokumentation sollte man sich auch die Demo-Beispiele der Hersteller anschauen, dann wird vieles gleich verständlicher.

Eine Übersicht über die Funktionen gibt es im Artikel: [[STM32]]

= Die Arbeit mit dem [[STM32]]=

Zu erst einmal SOOO groß sind die Unterschiede zwischen den einzelnen Prozessoren nicht. Alle haben Ein-/Ausgänge und um mittels einem Port-Pin eine LED ansteuern zu können muss bei jedem Prozessor der Pin erst einmal parametriert werden, egal ob das jetzt ein [[STM32]] oder ein [[AVR]] oder ein [[MSP430]] ist. Nur hat man bei einem [[STM32]] doch einige Funktionen mehr, z.B. zuschaltbarer Pull-Up oder Pull-Down Widerstand und spezielle Setz-Rücksetzregister, die andere Prozessoren nicht haben, jedoch das Programmieren vereinfachen.
Der Haupt-Unterschied zu den anderen Prozessoren ist, dass der [[STM32]] so viele Peripherie-Module beherbergt, dass man die einzeln immer mit einem Clock aktivieren muss, denn damit lässt sich viel Strom sparen.

Und mal ganz ehrlich die Diskussion welcher µc einfacher zu konfigurieren ist, ist doch absoluter Unsinn. Der Weg ist immer der Gleiche:
*1. Blick ins Datenblatt welche Register für diese Funktion benötigt werden.
*2. Werte ermitteln die in die Register eingetragen werden.
*3. Werte ins Register schreiben. Da machte es GAR KEINEN UNTERSCHIED ob es ein [[AVR]], 8051/2, [[ARM]],...... ist.

Stimmt schon es gibt Unterschiede. Die Register haben anderen Namen, andere Adressen, andere Bitbedeutungen,...
Aber es steht doch alles im Datenblatt. Und ob ich jetzt einen [[AVR]] oder einen [[ARM]] das erste mal vor mir liegen hab. Ich brauch in allen Fällen die oben beschriebenen Schritte.

Das Interruptsystem ist bei einem [[STM32]] zusätzlich priorisiert, damit kann man festlegen welcher Interrupt vorrangig bearbeitet wird. Die Prioritätenvergabe ist auch kein Hexenwerk.

Zu allen Prozessoren liefern die jeweiligen Hersteller umfangreiche Demo-Codes und Libraries mit. Meist sind alle in C geschrieben, daher sollte auch die Programmiersprache C verwendet werden. Vor allem auch wenn man berufliche Absichten verfolgt.

Und wenn man einen [[STM32]] kann, dann ist ein Umstieg auf einen [[LPC1xxx]] (NXP) oder andere Hersteller überhaupt kein Problem (*), denn die bieten ebenfalls Prozessoren mit Cortex-M3 Kern und man kann diese mit der gleichen Programmierumgebung programmieren. Somit ist man nicht zwingend Herstellerabhängig. (* jeder Hersteller verbaut seine eigene Peripherie, die andere Funktionalitäten haben.)

Mit einem [[STM32]] kann man als Hobby-Baster und Professionell nahezu alle Anwendungen realisieren. Der hat genügend RAM und FLASH Speicher und auch genügend Geschwindigkeit. Viele Gehäuse-Varianten um kleine bis hin zu größere Geräte zu erstellen. Viele Schnittstellen, sind im Artikel [[STM32]] beschrieben.

Für den Einstig gibt es diverse, auch deutschsprachige, Tutorials im Netz. Eine Übersicht ist [http://www.mikrocontroller.net/articles/STM32#Weblinks.2C_Foren.2C_Communities.2C_Tutorials hier auf der STM32 Seite]. (Beispiel: [http://diller-technologies.de/stm32_wide.html STM32 Tutorial in Deutsch von Diller Technologies])
 Wobei dazugesagt werden muss dass diese meist auf die Standard ST-Libs aufbauen. Diese Libs vereinfachen zum einen das Ansteuern/die Benutzung der Peripheriefunktion zum anderen muss man diese erst mal kennen lernen. Vereinfacht wird das da ALLE [http://www.st.com/stonline/stappl/productcatalog/app?page=partNumberSearchPage&levelid=SS1577&parentid=1743&resourcetype=SW ST-Demo-Codebeispiele] ebenfalls auf diesen Lib's basieren und somit wird der Wechsel innerhalb des [[STM32]] deutlich vereinfacht.
 STM32F4xx Library von ST: [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/PF257901# "STSW-STM32065 STM32F4 DSP and standard peripherals library"] incl. Dokumentation und Demo-Projekte zu allen CPU Funktionen.

Der einzige Nachteil beim [[STM32]]: man muss etwas mehr lesen, da eine Peripherie doch viel mehr Funktionalität hat (sofern man das Modul überhaupt benötigt). Ansonsten kenne ich nicht wirklich einen Grund warum man als Neueinsteiger keinen [[STM32]] nehmen sollte.

= Programmiersprachen =
* Wie bei vielen anderen Controllern wird beim [[STM32]] auch hauptsächlich C und C++ verwendet. Kennen sollte man die Programmiersprache C schon, wenn man davon noch keine Ahnung hat dann sollte man erst mal mittels einem Tutorial auf einem PC ein Konsoleprogramm schreiben, sodass man es einigermaßen kennen lernt. Hier im Forum gibt es ebenfalls Artikel dazu. Zielt man auf die (spätere) Anwendung in der Industrie, sollte aufgrund der Verbreitung auf jeden Fall C (oder C++) gewählt werden; außerdem sind die meisten verfügbaren Libraries in C geschrieben.
* Assembler sollte man nur grob verstehen, Details wie ein Befehl arbeitet ist unwichtig. Selbst wenn man die Zyklen für einen Funktionsaufruf wissen will, so bietet der [[STM32]] (Cortex-M3) einen Cycle-Counter den man auslesen kann; durch die komplexere Pipeline und Cache-Effekte sind die Laufzeiten allerdings nicht genau vorhersehbar. Wird zyklengenause Timing benötigt, sollten Timer verwendet werden - davon hat der [[STM32]] genug.

Der 32bit-Adressraum, der RAM, Flash, I/O-Register vereinheitlicht ansprechen kann (im Gegensatz zu z.B. [[AVR]]) ist ideal für eine Verwendung durch Hochsprachen; bei Pointern muss keine zusätzliche Information verwaltet werden, in welche Art Speicher sie zeigen. Die Adresse gibt dies eindeutig an (es gibt nur '''eine''' Adresse 42, und nicht 2 wie z.B. beim [[AVR]] (Flash, RAM & I/O)) und die Hardware spricht automatisch den richtigen Speicher an. Die Möglichkeiten zur Offset-Adressierung, der Barrel-Shifter, Divsions-Einheit, die FPU (bei STM32F4), Interrupt-Modell etc. begünstigen ebenfalls die Erzeugung effizienteren Codes. Außerdem haben die [[STM32]] einfach mehr "rohe Leistung", d.h. mehr Flash/RAM-Speicher und höhere Taktfrequenzen. 
 
'''Folgerung''': Die Programmierung in Hochsprachen ist '''bequemer als bei 8-Bittern''', denn man muss sich einfach weniger Gedanken machen, ob der Compiler ein Programm nun effizent umsetzen kann (kann man natürlich trotzdem machen, um noch mehr Leistung "herauszuquetschen", wenn man will).

= Weitere Randbedingungen für die Entscheidung=

Der wichtige Punkt, der oftmals auch vergessen wird: die Beschaffbarkeit. Wenn jemand einen Renesas M16C oder Fujitsu empfiehlt, dann sucht man erst mal und findet nur wenige vereinzelte die man privat kaufen kann.

Oder auch die Unterstützung im Internet - ist bei einigen Exoten spärlich. Dieses Forum bietet die beste Hilfe für [[AVR]], PIC, [[MSP430]], [[LPC1xxx]] und [[STM32]].

Andere Prozessoren sind schon sehr alt, bzw. nicht mehr modern da deren Peripherie zum Teil doch recht eingeschränkte Funktionalität bietet. z.B. viele 8051 Typen oder PIC16 (oder auch dsPIC30). Die mögen für Mini-Anwenungen gut sein, aber wer will den schon gerne sich extra für eine Kleinanwendung mit einem kleinen µC auseinandersetzen, wenn er schon einen [[STM32]] kennt, mit dem er alles machen kann (und sich bereits gute Funktionen geschrieben hat)?

Daher mein Resümee: wer nicht gerade auf den Kopf gefallen ist, der kann getrost mit einem [[STM32]] starten. Ein [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/FM116/SC959/SS1532/PF252419?s_searchtype=keyword STM32F4DISCOVERY] Board kostet nur ca. 20 EUR - und mehr muss für den ersten Start nicht investiert werden - wenn es doch zu komplex sein sollte gibt es hier im Forum auch viel Hilfe. Jedenfalls sind diese 20 EUR wirklich keine große Investition.
 Wer berufliche Absichten verflogt, sollte zu einem späteren Zeitpunk sich unbedingt auch mit einem zweiten, anderen Prozessor beschäftigen um so die nötigen Erfahrungen zu gewinnen.

= Übersicht CPU Funktionalitäten=

In diesem Abschnitt ist kurz gezeigt welche Möglichkeiten die CPUs bei den oben empfohlenen Einsteigerboards haben

=== STM32F407 - vom STM32F4DISCOVERY Board ===

{| class="wikitable"
|-
| [[Datei:STM32F407.png|mini|x400px]]
| [[Datei:stm32f4_discovery2.png|mini|x400px]]
|-
| [http://www.st.com/web/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1577/LN11/PF252140?s_searchtype=partnumber Blockdiagramm STM32F407]
| [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/FM116/SC959/SS1532/PF252419 STM32F4DISCOVERY Demoborad]
|}

Es sind sehr viele Peripheriemodule im µC implementiert. Jedes einzelne Peripherie-Modul (z.B. Ethernet, USB, CAN, Timer, AD-Wandler, usw.) kann aktiviert werden indem der Clock freigeschaltet ist. So lange der Clock nicht aktiviert wurde verhält sich das Modul so als ob es nicht vorhanden wäre und beeinträchtigt in keinster Weise die Bearbeitung vom Prozessor. Somit lässt sich der Stromverbrauch senken.

Eine ganze Auflistung der Einzelmodule steht im Artikel: [[STM32]] und [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169 auf der Homepage von ST]

Zu Anfang mag vielleicht die interne Busstruktur verwirren, jedoch braucht man dies nicht beachten. Wenn nun die CPU auf UART4 zugreifen möchte, so gehen die Daten durch die Buse "AHB1" > "ABH/APB1-Bride" > "APB1". Dies erledigt der µC ganz von alleine. Diese Unterteilung ist technisch nötig, da die Peripheriebuse nicht mit dem gleichen Prozessortakt betrieben werden (wie z.B. bei [[MSP430], siehe Schaubild unten), die "Bridge" managt ganz alleine das Handling und generiert automatisch Wait-Befehle für die CPU.
 Die "AHB-Bus-Matrix" ist ebenfalls für den Anwender meist uninteressant. ST hat damit ein System geschaffen, damit die CPU, DMA's und Displaycontroller gleichzeitig auf die verschiedenen RAM-Bereiche zugreifen können um mehr Daten parallel zu verarbeiten. Somit braucht man diese Matrix erst mal nicht beachten.

Ebenso braucht man zu Anfang sich auch keine Gedanken um den Prozessortakt machen, wenn man nichts initialisiert so läuft der STM32F4xx mit dem internen RC-Oszillator von 16MHz und die Peripheriebuse laufen ebenfalls mit der gleichen Geschwindigkeit. Erst wenn man später umfangreichere Applikationen schreibt bei der die 16MHz nicht mehr reichen, so kann man die PLL aktivieren und die Taktrate flexibel bis auf 168MHz hoch setzen. (Siehe Demo-Projekt von [[STM32 CooCox Installation]].)

=== [[AVR]] ([[Arduino]])===

Details können im Artikel [[AVR]] gelesen werden.

=== PIC18, PIC24, PIC32===

Details können im Artikel [[PIC]] gelesen werden.

=== MSP430 - vom MSP-EXP430FR5739 Experimentier-Board===

{| class="wikitable"
|-
| [[Datei:MSP430FR5739.gif|mini|x350px]]
| [[Datei:MSP-EXP430FR5739.jpg|mini|x350px]]
|-
| Blockdiagramm MSP430FR5739
| MSP-EXP430FR5739 Demoboard
|}

Details können im Artikel [[MSP430]] gelesen werden.

=== LPC1x d.h. Cortex -M0 & -M3 Familie von NXP ===
Details können aus dem Leitartikel [[LPC1xxx]] und den darin verlinkten Artikeln entnommen werden.

= FAQ - Anfängerfragen=

* Muss ich, wenn ich die Debugging-Funktionen nutzen möchte einen JTAG Adapter anschließen? - Ja. Auf dem STM32F4DISCOVERY ist jedoch bereits einer mit drauf.
* Mit diesem kann ich dann den µC auch programmieren? - Ja, programmieren und debuggen.
* Ich möchte eine eigene Platine entwickelt, jedoch der 20polige [[JTAG]]-Anschluss ist mir zu groß, gibt es eine Alternative? - Ja, [http://www.mikrocontroller.net/articles/JTAG#Der_10-polige_JTAG_Stecker_von_mmvisual "Der 10-polige JTAG Stecker von mmvisual"]

= Weblinks, Foren, Communities, Tutorials =
* [[STM32]] Hauptartikel, [http://www.mikrocontroller.net/articles/STM32#Weblinks.2C_Foren.2C_Communities.2C_Tutorials dortige Linksammlung]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/319328 Diskussion zum Artikel]
* [[STM32 CooCox Installation]]
* [[STM32 Eclipse Installation]]
* [[LPC1xxx für Umsteiger]]

<references/>
[[Kategorie:ARM]]
[[Kategorie:STM32]]
[[Kategorie:Mikrocontroller]]

STM32

2014-01-04T20:44:42Z

Mmvisual: /* Boot from SYSMEM (RS232, CAN und USB) */

STM32 ist ein Mikrocontroller-Familie von [http://www.st.com/mcu/inchtml-pages-stm32.html ST] mit einer 32-Bit [http://www.arm.com/products/processors/cortex-m/index.php ARM Cortex-M0/M3/M4] CPU. Diese Architektur ist speziell für den Einsatz in Microcontrollern neu entwickelt und löst damit die bisherigen ARM7-basierten Controller weitestgehend ab. Den STM32 gibt es von ST in unzähligen Varianten mit variabler Peripherie und verschiedenen Gehäusegrößen und -formen. Durch die geringe Chipfläche des Cores ist es ST möglich, eine 32 Bit-CPU für weniger als 1 € anzubieten.

[[Bild:stm32F103xc.png|thumb|right|340px|Blockdiagramm STM32F103xC/D/E]]

== STM32-Familien ==

Bisher gibt es sieben STM32-Familien:
* [http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1588.jsp STM32F0]
** Cortex M0
** Mikrocontroller zum Einstieg
** Bis 48MHz
* [http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1169.jsp STM32F1]
** Cortex M3
** Bis 72MHz
**Verschiedene Unterfamilien:
*** Connectivity line
*** Performance line
*** USB Access line
*** Access Line
*** Value line
* [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1575 STM32F2]
** Cortex M3
** Bis 120MHz
** Wie die STM32F1 Serie, Camera-Interface, 32-Bit Timer, Crypto-Engine...
* [http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1605.jsp STM32F3]
** Cortex M4F
** DSP und FPU
** Bis 72MHz
** Fast 12-bit 5 MSPS and precise 16-bit sigma-delta ADCs
** Touch sensing controller (TSC)
* [http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1521.jsp STM32F4]
** Cortex M4F
** DSP und FPU
** Bis 180MHz
** Bis zu 2MB Flash
* [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1295 STM32L1]
** Cortex M3
** Low Power
** mit LCD Treiber
** Bis 32MHz
* [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1581 STM32W]
** Cortex M3
** BIS 24MHz
** RF-MCU
[http://www.st.com/internet/mcu/class/1734.jsp Hier eine Übersicht zum Auswählen eines STM32Fxxx]

===Features===
* Cortex-M0 / Cortex-M3 / Cortex-M4F Kern (mit FPU)
* 16KB ... 2MB [[Flash-ROM]]
* 4KB ... 256KB [[Speicher#SRAM|SRAM]]
* 4KB [[Speicher#EEPROM|EEPROM]] (STM32L)
* SDRAM-Controller bei den [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1577/LN1806 STM32F42xxx und STM32F43xxx], bis 512 MByte externer SDRAM addressierbar
* 512 one-time programmable Bytes(STM32F2/4)
* [[IC-Gehäuseformen | Gehäuse]] 20 ... 216 Pins als TSSOP, QFN, LQFP und BGA
* Derzeit sind über '''250''' [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169 STM32 Derivate/Varianten verfügbar]
* Bis 72MHz CPU-Takt, bis 120MHz beim STM32F2xx, bis 168/180 MHz beim STM32F4xx, wobei eine spezielle prefetch-hardware bis 120/168 MHz eine Geschwindigkeit erzielen soll, die 0 Wait-States entspricht. Der CPU-Takt wird über einen Multiplikator aus dem internen RC-Takt oder einem externen Quarz-Takt abgeleitet.
* Externes Businterface (nur bei Gehäusen ab 100 Pin und nur bei STM32F4, STM32F2 und STM32F1 Performance line)
* LCD Treiber für 8x40 Punkte (nicht beim STM32F2xx)
* TFT Treiber bei STM32F429 / STM32F439
* Spannungsbereich 1,65 ... 3,6V, nur eine Betriebsspannung nötig
* Temperaturbereich bis 125 °C
* Bis zu 140 IOs, viele davon [[Pegelwandler|5V-tolerant]]
* Interner, kalibrierter RC-Oszillator mit 8MHz (16MHz bei STM32F2/F4xx)
* Externer Quarz
* Real Time Clock mit eigenem Quarz und separater Stromversorgung
* Bis zu 16 [[Timer]], je Timer bis zu 4 IC/OC/PWM Ausgänge. Davon 2x Motion Control Timer (bei STM32F103xF/G), (bis zu 32 PWM Ausgänge)
* Systick Counter
* Bis zu 3 12-Bit [[AD-Wandler]] mit insgesamt 24 AD-Eingängen, integrierter [[Temperatursensor]], Referenzspannung Vrefint und VBatt Spannungsmessung (STM32F4xx)
* Bis zu 2 12-Bit [[DA-Wandler]] (bis zu 3 beim STM32F3xx)
* Bis zu 2 [[DMA]] Controller mit bis zu 12 Kanälen (16 beim STM32F2/4xx)
* Bis zu 2x [[I2C|I²C]]
* Bis zu 5x [[UART|USART]] mit LIN, IrDA und Modem Control (bis zu 8 beim STM32F2/F4xx)
* Bis zu 3x [[SPI]] (bis zu 6 beim STM32F4xx)
* Bis zu 2x [[I2S|I²S]]
* Bis zu 2x [[CAN#STMicroelectronics STM32 (Cortex M3/M4)|CAN]]
* Hardware [[CRC]] Unit, bei der STM32F3xx Serie mit einem einstellbaren Polynom
* Unique device ID register (96 Bits)
* RNG - Random Number Generator (STM32F2/4xx)
* Cryptographic Processor (CRYP) (STM32F2/4xx)
* Hash Processor (HASH) (STM32F2/4xx)
* Kamera-Interface (DCMI) (STM32F2/4xx)
* [[USB]] 2.0 Full Speed / OTG
* [[USB]] 2.0 Hi Speed OTG mit extra PHY-Chip (STM32F2/4xx)
* SDIO Interface (z.B. SD-Card Reader)
* Ethernet
* Watchdog mit Window-Mode
* Jedes Peripheriemodul ist separat einschaltbar, wodurch sich erheblich [[Ultra low power|Strom sparen]] lässt
* [[JTAG]] und SWD (Serial Wire Debug) Interface
* Bis zu 6 Hardware-Breakpoints für Debuggen
* und vieles mehr . . .

== Struktur der Dokumentation: ==
Die Dokumentation der STM32 ist zwar umfangreicher und komplexer z.B. die der [[AVR]], enthält aber dennoch alle nötigen Informationen. Sie teilt sich auf in mehrere Dokumente.
Als Beispiel der Dokumentation soll stellvertretend der [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1031/LN1565/PF164486 STM32F103RC] genannt werden. Die Seite von ST beinhaltet alle nötigen Informationen passend zu diesem Prozessor.

Diese Dokumente von ST beschreiben den Controller:

* Im [http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/datasheet/CD00191185.pdf STM32F103xC/D/E Datasheet] sind die speziellen Eigenschaften einer bestimmten Modellreihe beschrieben und die exakten Daten und Pinouts aufgeführt, sowie die Zuordnung Chipname - Flash/RAM-Größe. Die Peripheriemodule werden nur aufgeführt, nicht detailliert beschrieben.
* Im [http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/reference_manual/CD00171190.pdf Reference Manual (RM0008)] sind alle Peripheriemodule der jeweiligen STM32-Controllerfamilie im Detail beschrieben.
* Das [http://infocenter.arm.com/help/index.jsp?topic=/com.arm.doc.ddi0403c/index.html ARMv7M Architecture Reference Manual] beschreibt detailliert den Prozessorkern, wie das Exception Model, die CPU Instruktionen inklusive Encoding, etc.
* Das [http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/programming_manual/CD00228163.pdf STM32 Cortex-M3 Programming Manual] ist eine Zusammenfassung des ARMv7M Architecture Reference Manual bezogen auf die STM32.
* Wer nicht die ST Firmware-Library verwendet, der benötigt zusätzlich das [http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/programming_manual/CD00283419.pdf Flash Programming Manual] für die Betriebsart des Flash-ROMs, d.h. die frequenzabhängige Konfiguration der Waitstates.

Zusätzlich sollten auch die [http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/errata_sheet/CD00197763.pdf Errata Sheets] beachtet werden. Empfohlen sei auch die Appnote "[http://www.st.com/web/en/resource/technical/document/application_note/CD00164185.pdf AN2586 Getting started with STM32F10xxx hardware development]".
Die jeweiligen Dokumentations-PDFs sind auf der Produktseite von ST eines jeden Mikrocontrollers verlinkt.

== Hardware Zugriffs-Libraries ==
=== CMSIS ===

Die CMSIS (ARM® '''C'''ortex™ '''M'''icrocontroller '''S'''oftware '''I'''nterface '''S'''tandard) ist eine Library von ARM für den Zugriff auf die herstellerübergreifenden Funktionen des ARM-Cores. Hierzu gehört bei den Cortex-M4F-Cores auch die DSP und Floating-Point Funktionalität. Weiterhin existieren eine Zahl von Helferfunktionen für den NVIC, den Sys-Tick-Counter, sowie eine SystemInit-Funktion, welche sich um die PLL kümmert.

Im Rahmen des CMSIS-Standards ([http://www.onARM.com www.onARM.com]) wurden die Headerdateien standardisiert, der Zugriff auf die Register erfolgt per '''Peripheral->Register'''. Die CMSIS C-Dateien bzw. Header enthalten auch Anpassungen für die verschiedenen Compiler. Die Portierung eines Real-Time-Betriebsystems sollte unter Verwendung der CMSIS, für Chips der verschiedenen Hersteller, stark vereinfacht möglich sein (z.B. einheitliche Adressen für Core-Hardware/Sys-Tick-Counter).

Die CMSIS ist im Download der ‎STM32 Standard Peripheral Library enthalten. Die Compiler-Hersteller liefern eine jeweils zur ihrer Tool-Version passende bzw. geprüfte Library (incl. CMSIS) aus. Diese Libs können, gegenüber den Downloads beim Chip-Hersteller, auch ältere Version beinhalten.

=== ‎STM32 Standard Peripheral Library ===

ST bietet für jede Controller-Familie eine umfangreiche zur CMSIS passende Peripherie-Bibliothek. Alle Funktionen um die Peripherie zu benutzen sind gekapselt in einfache Strukturen und Funktionsaufrufe. Somit muss man sich nicht selbst um die Peripherie-Register kümmern. Diese Library und ihre Dokumentation setzen das grundlegende Verständnis der Funktion des jeweiligen Peripheriemoduls voraus, wie es die o.a. Referenz und diverse Appnotes vermitteln. Die Library beinhaltet außerdem für fast jede Peripherie mehrere Beispiele.
Für die USB Schnittstelle gibt es noch eine extra Library, genauso wie für Ethernet.

Auf der "Design Resources" Seite der Produktseite von ST eines jeden STM32 Mikrocontrollers kann die Library für den jeweiligen Controller heruntergeladen werden, z.B. [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/PF257890 hier] für den o.g. STM32F103RC.

Library für STM32F4xx: [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/PF257901# STSW-STM32065 STM32F4 DSP and standard peripherals library]

== Programmierung ==
Zur Programmierung der STM32 gibt es verschiedene Möglichkeiten, sowohl kommerzielle proprietäre als auch mit Freier Software.

Der GCC (in seinen verschiedenen Binärdistributionen) ist der einzige ARM Compiler der [http://de.wikipedia.org/wiki/C%2B%2B11 C++11] unterstützt.

=== Freie Software/Freeware ===
==== Selber zusammenstellen ====
Man nehme...:
* Eine Entwicklungsumgebung nach Wahl:
** [http://www.eclipse.org Eclipse] mit [http://www.eclipse.org/cdt/ C/C++ Development Tooling] und [http://gnuarmeclipse.livius.net/blog/ GNU ARM Plug-in] (Bei Verwendung vom GCC-ARM-Embedded als Toolchain "Sourcery G++ Lite" auswählen, dieser sieht für eclipse gleich aus) (Linux, Windows)
** [http://netbeans.org/ Netbeans] mit [http://plugins.netbeans.org/plugin/37426/gdbserver GDBserver-Plugin] (Linux, Windows)
** [http://www.kdevelop.org/ KDevelop] (Linux)
** [http://www.geany.org/ Geany] (Linux, Windows)
** Oder ein einfacher Texteditor
* Einen C,C++ Compiler:
** Eine der [[ARM_GCC#GCC_Bin.C3.A4rdistributionen|GCC-Binärdistributionen]], siehe auch [[#GCC|GCC]] (je nach Distribution Linux, Windows)
* Programmiersoftware zum Flashen des Target:
** [http://openocd.sourceforge.net/ OpenOCD] unterstützt viele Debug/Programmier-Adapter (Linux, Windows)
** [https://github.com/texane/stlink Texane stlink] funktioniert gut mit den ST-Link Adaptern wie sie zB. auf den STM32 Discovery Boards zu finden sind (Linux)
** Turtelizer2 oder andere JTAG Programmieradapter
** Bei Verwendung eines Segger J-Link, den [http://www.segger.com/admin/uploads/productDocs/UM08005_JLinkGDBServer.pdf Segger GDB-Server] in Verbindung mit dem beim GCC mitgelieferten GDB (Linux, Windows)

==== Komplette IDE's ====
* [http://www.codesourcery.com/sgpp/lite_edition.html Codesourcery Lite Edition]
* [http://www.coocox.org/ Coocox Eclipse IDE] kostenlose IDE für STM32F0 / F1 / F4 Hilfreiche Infos gibt es im [http://www.mikrocontroller.net/topic/214719?goto=new#2228482 hier] und [http://www.mikrocontroller.net/topic/214719?goto=new#2229943 hier] Forum, Artikel: [[STM32 CooCox Installation]]
* [http://emide.org/ emIDE] kostenlose IDE die mit dem Segger J-LINK funktioniert.
* [http://www.emblocks.org EmBlocks] kostenlose IDE, Code::Blocks basiert, unterstützt STM32 L1/F0/F1/F2/F3/F4/W, integrierter GDB Debugger, Jlink/ST-Link, System view (Peripherie Register anzeigen) beim Debuggen, Project Wizzard

=== Kommerzielle Umgebungen ===

* [http://www.keil.com/arm/mdk.asp Keil µVision] (Demo max. 32KB Code): Die sehr komfortable µVison IDE ist neben dem ARM Compiler per Menue auch für einen beliebigen GNU-Compiler konfigurierbar. Damit besteht das 32k-Limit nur noch für den integrierten Debugger / Simulator. µVison selbst kann kostenlos mit dem MDK-Evaluationkit heruntergeladen werden. [https://www.keil.com/arm/demo/eval/arm.htm#DOWNLOAD download]
* [http://www.iar.com/en/Products/IAR-Embedded-Workbench/ IAR-Embedded-Workbench] (Demo max. 32KB Code) [http://supp.iar.com/Download/SW/?item=EWARM-EVAL download]
* [http://www.isystem.com/products/itag winIDEAiTag] Keine Code Limitierung, GCC und Testwerkzeug beinhaltet. Läuft mit dem iTag Adapter.
* [http://www.raisonance.com Raisonance Ride7] (GCC Compiler, kostenlose Version auf Debugging von max. 32KB Code limitiert, keine Limitierung beim Complilieren)
* [http://www.atollic.com Atollic] (Lite Version (bis V2.3.0) ohne Code-Limit, auf GCC basierend. Die neueste Version ab V3 hat fast keine Beschränkungen mehr außer jetzt einen Code-Limit von 32kB. Außerdem werden jetzt die meisten ARM Familien unterstützt. )
* [http://www.rowley.co.uk/arm/ Rowley Crossworks] (Demo 30 Tage unbeschränkt, 150$ für nichtkommerzielle Nutzung, auf GCC basierend)
* [http://www.code-red-tech.com Code Red] (GCC basierend)
* [http://www.sisy.de/index.php?id=17&no_cache=1 SiSy ARM oder SiSy Micrcontroller++] (Demo verfügbar keine Gößenbegrenzung, basiert auf GNU-Compiler, grafische Programmierung mit UML möglich, integrierter Debugger)
* [http://www.comsytec.eu/epsdebugger.php EPS Debugger Plugin, für STM32 Development mit Code::Blocks]

=== Tutorials für diverse Tool-Kombinationen ===
[[STM32 Eclipse Installation|Windows,Linux, Eclipse + Yagarto/CodeSourcery + OpenOCD/ST-Link]]

* Windows
** Eclipse
*** [http://www.mikrocontroller.net/topic/216554 Windows, Eclipse, codesourcery, st-link ]
*** [http://www.firefly-power.de/ARM/debugging.html Eclipse Plugin "GDB Hardware Debugging" mit OpenOCD]
** Code::Blocks
*** [http://www.mikrocontroller.net/topic/265600 Windows, Code::Blocks, STM32F4]
** STM32 mit EmBlocks
*** [http://www.emblocks.org/web/downloads-main Download EmBlocks]
*** [https://www.youtube.com/watch?v=coHPJylnzC8 Video STM32 Project Wizzard in EmBlocks]
** Atollic TrueSTUDIO
*** [[STM32 LEDBlinken AtollicTrueStudio|Atollic TrueSTUDIO Installation + Demo]]
** MDK-ARM Lite mit Einstellungen für STM32F0/F4-Discovery Board
*** [https://www.keil.com/demo/eval/arm.htm KEIL MDK-ARM Download]
*** [https://www.youtube.com/watch?v=RXOOxby5nns&list=PL6-W3FoUyb48WFI5PQv3SDJj2G1t2FonV&index=1 Installations Video STM32F4 Discovery Board]
*** [https://www.youtube.com/watch?annotation_id=annotation_203294&feature=iv&index=4&list=PL6-W3FoUyb48WFI5PQv3SDJj2G1t2FonV&src_vid=sN4gDZ7H8gw&v=BeZcQjXxk9A Einstellungen STM32F0 Discovery Board Video]
** SiSy ARM, STM32
*** Download: [http://www.sisy.de/index.php?id=59 SiSy DEMO] kein Begrenzung der Codegröße
*** [http://www.youtube.com/watch?v=84Y3jYLWYpo Videobeispiel]
* Ubuntu
** [http://www.seng.de/downloads/HowTo_ToolChain_STM32_Ubuntu.pdf Ubuntu, eclipse, Code Sourcery, OpenOCD] ([http://www.seng.de/downloads/HowTo_ToolChain_STM32_Ubuntu.odt Das Gleiche im bearbeitbaren ODT-Format])
** [http://fun-tech.se/stm32/index.php Ubuntu, Selbstcompilierter GCC, STM32/Cortex-M3]
** [http://thetoolchain.com The ToolChain] - Automatisch installierende Entwicklungsumgebung mit eigenen und externen Treibern, Unterstützt QtCreator als IDE, Flexibel erweiterbar über Shellskripte

* [http://www.mikrocontroller.net/topic/214719 Tipps für Installation mit Eclipse]

===Programmieradapter===
* [http://www.segger.com/jlink-model-overview.html SEGGER J-LINK / J-TRACE] für u.a. alle ARM7/9/11, Cortex-M0/M1/M3/M4/A5/A8/A9/R4 als [http://www.segger.com/cms/j-link-edu.html NonComercial] J-LINK-EDU für ca. 60,- zu haben, läuft in µVision, IAR, GDB (Linux & Windows über einen eigenen [http://www.segger.com/admin/uploads/productDocs/UM08005_JLinkGDBServer.pdf GDB-Server]), Keil, ...
* Keil [http://www.keil.com/ulinkme/ ULINK-ME], [http://www.keil.com/arm/ulink2/ ULINK2], [http://www.keil.com/arm/ulinkpro/ ULINK pro]
* [http://www.st.com/internet/evalboard/product/219866.jsp ST-LINK], [http://www.st.com/internet/evalboard/product/251168.jsp ST-LINK/V2]
* Jedes STM32 Discovery board hat einen ST-Link für Programmierung/Debugging per SWD on-board, welcher auch für eigene STM32 Target Hardware benutzt werden kann (ca. 12,- bis 19,-€, je nach Typ).
* [http://www.raisonance.com/~rlink-debugger-programmer__microcontrollers__tool~tool__T018:4cn9ziz4bnx6.html Raisonance RLink]
* [http://www.amontec.com Amontec]
* [http://www.hjtag.com H-JTAG] Personal Edition für ca. 60,- zu haben, läuft mit ADS, SDT, IAR, Vision und RVDS
* [http://www.isystem.com/products/itag iTag] für 50.- bei Amazon zu bestellen, oder als Eigenbau version (offenes Design) läuft mit der freien winIDEAiTag version (siehe oben)

In der Regel haben die [[JTAG]] Adapter einen 20-Poligen Stecker, den man direkt auf die Demo-Boards, die auch einen 20-Poligen [[JTAG]]-Anschluss haben, einstecken kann. Die Pinbelegung ist genormt, siehe Artikel [[JTAG]]. Die Discovery-Boards haben keinen seperaten JTAG-Stecker, aber zumindest für das STM32F4 Discovery kann man sich leicht einen Adapter Pinheader->JTAG Stecker selber bauen.

Andere [[JTAG]] Adapter wie z.B. der ULink von Keil funktionieren nur mit dem Keil Compiler.

===Programmieradapter Open-Source===

* [https://www.olimex.com/Products/ARM/JTAG/ARM-JTAG-COOCOX/ ARM-JTAG-COOCOX], CoLinkEX Nachbau von Olimex, unterstützt JTAG sowie SWD
** [http://www.coocox.org/colinkEx.htm unterstützte uC]
** unterstütze IDEs: [http://www.keil.com/arm/mdk.asp Keil MDK-ARM 4.03] oder neuer, [http://www.iar.com/en/Products/IAR-Embedded-Workbench/ IAR Embedded Workbench 5.xx] oder neuer sowie die [http://www.coocox.org/CooCox_CoIDE.htm CooCox CoIDE]
* [https://www.olimex.com/Products/ARM/JTAG/ Olimex] ARM-USB-OCD (ca. 60.-, hat zusätzlich einen Spannungsausgen und einen COM Port)
* [http://www.oocdlink.com/ OOCDLink]
* [https://github.com/texane/stlink Stlink]
* [http://www.randomprojects.org/wiki/Floss-JTAG FLOSS-JTAG]
* [http://capitanio.org/mlink/ Linux Demo Code für die Discovery's ST-Link Programmierung]

Der Controller hat auch einen fest eingebauten Boot-Lader. Damit läßt er sich auch über eine gewöhnliche serielle Schnittstelle programmieren, ohne dass man einen JTAG-Adapter benötigt. Dies erfordert ggf. entsprechende Konfiguration über die BOOTx-Pins und/oder die Option-Bytes.

=== Demo-Projekte ===

* Einführung in die GPIO Programmierung der STM32F10x und STM32F30x Prozessoren am Beispiel des STM32F3 Discovery Boards und Vergleich zur AVR IO Registerstruktur [http://www.mikrocontroller.net/topic/300472#new]
* [[prog_bsp_timer_1_timer2|Programmbeispiel für die Verwendung von Timer2 zusammen mit dem Interrupt]]
* [http://www.firefly-power.de/ARM/printf.html Printf() debugging mit minimalem Aufwand]
* [[STM32_BLDC_Control_with_HALL_Sensor|Programmbeispiel für BLDC Motoransteuerung (Timer 1) mit HALLSensor (Timer 3)]]
* [[Cortex_M3_OCM3U]]
* Martin Thomas hat ein umfangreiches Projekt erstellt, in der die Eclipse Einstellungen enthalten sind:
** [http://www.siwawi.arubi.uni-kl.de/avr_projects/arm_projects/arm_memcards/index.html "ChaN's FAT-Module with STM32 SPI"]
* [[STM32 USB-FS-Device Lib]]
* Modellbau-Sender auf STM32-Basis mit vielen Treibern [http://www.rcos.eu www.rcos.eu]
* Ausführliches [https://github.com/jkerdels/stm32edu Einstiegs-Tutorial] in Codeform für das [http://www.st.com/internet/evalboard/product/252419.jsp STM32F4 discovery board]
* [http://www.redacom.ch/keillab/ Schweizer Gondelbahnsteuerung über Webserver auf ETT STM32F ARM KIT Board in Keil RTOS] mit Webcam
* Die [http://ethernut.svn.sourceforge.net/viewvc/ethernut/trunk/ Ethernut SVN Version] unterstützt inzwischen viele STM32 Typen, viele Devices und einige STM32 Demoboards
* [http://mikrocontroller.bplaced.net/wordpress/?page_id=744 Uwe Bonnes' Libraries für den STM32F4]

== Debug- und Trace-Interface (CoreSight™ Debug and Trace Technologie)==

Übersicht über beide Funktionalitäten und den Schnittstellen:
http://www.keil.com/support/man/docs/ulink2/ulink2_cs_core_sight.htm

Die Coresight-Debug-Architektur ermöglicht ein nicht-invasives Debugging, d.h. es können während des Betriebes (meistens) ohne Beeinflussung des Prozessors Daten vom Speicher gelesen und in selbigen geschrieben werden.

=== Debugger Funktionen ===

Der Debugger-Teil besitzt drei Funktionen:
* Run Control: z.B. Programm-Start, Stopp und Einzel-Schritte.
* (Program) Break Points: Ein Programm hält an, wenn der Programm Counter eine bestimmte Programm-Adresse erreicht.
** Die maximale Anzahl der gleichzeitig möglichen Break Points ist begrenzt (z.B. 6 bei einem STM32).
** Die Anzahl der Break Points ist nahezu unbegrenzt, wenn ein Debugger über den Memory Access (s.u.) sogenannte Flash Break Points unterstützt. Dabei wird ein geladenes Programm im Flash umprogrammiert, um den Debugger anzuhalten. Diese Funktionalität ist meistens ein kostenpflichtiges Zusatz-Feature des Debugger-Herstellers.
** Beinhaltet keine Data Watch Funktionalität, welche im Trace-Teil (DWT) realisiert wird.
* Memory Access: Lesen und Schreiben von Speicheradressen.
** Diese Funktionalität beinhaltet keine direkte Flash-Programmierung. Der Programmiervorgang für einen Flash ist herstellerspezifisch und muss von dem verwendeten Debugger unterstützt werden.

=== Trace Funktionen ===
Die Trace-Funktionalität wird in drei Funktionen aufgeteilt:
* ETM (Embedded Trace Macrocell): Optional, nicht jede CPU besitzt diese Hardware (Kostenfaktor, Austattung).
* ITM (Instrumentation Trace Macrocell): Über diesen Kanal kann ein vereinfachtes Trace des Core ermöglicht werden, sowie "printf-ähnlich" Daten über den ITM Channel 0 geschickt und im Debugger ausgegeben werden.
* DWT (Data Watchpoint & Trace Unit):
** Data Watch: 4 Access-Break-Points ( z.B. der Debugger bleibt stehen, wenn das Programm auf einen Speicher zugreift oder der Wert einer Variablen einen bestimmten Wert annimmt).
** Trace Unit: Programmverlauf (durch Lesen des Program Counters) und Interrupt Aufrufe verfolgen, sowie Zeitmessungen.

Einige der Trace-Funktionalitäten können über die JTAG-Schnittstelle angesprochen werden. Die schnelle Trace-Funktionalität (mit 4 bit Parallel-Port) steht nur mit der erweiterten DEBUG + ETM Schnittstelle zur Verfügung. Im Gegensatz zum Debugger-Teil (Run Control, Break Points und Memory Access) werden Trace-Funktionen nicht von allen Debuggern unterstützt. Debugger mit der vollen Trace-Funktionalität kosten deutlich mehr.

* Beispiele für Trace-Port-Aktivierungen für verschiedene Hersteller: http://www.keil.com/support/man/docs/jlink/jlink_capture_tracedata.htm

Die Aktivierung des parallelen Trace-Ports erfordert, je nach CPU Hersteller, zusätzliche Debugger-Makros für die Aktivierung und Port-Freischaltung. Zusätzlich sind die Schnittstellenauswahl und Einstellung (Frequenzen) im Entwicklungs-Tool (IDE) wichtig, um erfolgreich den Programm-Verlauf "tracen" zu können.

=== Debug und Trace-Schnittstellen ===
Als Debug Interface stehen zwei Varianten zur Auswahl:
* [[JTAG]]: Dafür sind mindestens 6 Steuerleitungen nötig. Unterstützt Device Chaining: Mehrere verbundene Geräte können mit einem Debugger/Programmer gleichzeitig angesteuert werden.
* SWD (Serial Wire Debug): Hier mindestens 2 Steuerleitungen (3 mit SWO, zzgl GND und 3,3V). Die SWD Schnittstelle ist in der Regel schneller und kann auch Funktionen aus dem Trace-Teil beinhalten (z.B. ITM, dafür wird der SWO-Pin benötigt). Device Chaining ist mit dieser Schnittstelle nicht möglich.

Standard-JTAG Steckerbelegungen:
http://www.keil.com/support/man/docs/ulink2/ulink2_hw_connectors.htm

=== Der 10polige JTAG-Stecker von mmvisual ===
mmvisual hat mit dieser Steckerbelegung die Standard JTAG Schnittstelle erweitert:

Ich habe diesen Part in den Artikel [http://www.mikrocontroller.net/articles/JTAG#Der_10-polige_JTAG_Stecker_von_mmvisual JTAG] verschoben.
Hinzu gekommen ist die Adapterplatine 10-Polig auf Standard JTAG 20 Polig mit TTL/V24 Wandler. [http://www.mikrocontroller.net/articles/JTAG#Die_Adapterplatine Siehe hier.]

== Hardware-Beschaltung ==

Der STM32 benötigt für den Betrieb nur (Minimalbeschaltung):

* VCC 2..3,3V (je nach Typ)
* AVCC 2..3,3V (sehr wichtig, der STM32 lässt sich ohne diese Spannung nicht programmieren)
* GND
* Reset Pin 100nF nach GND (ein Pull-Up Widerstand von ca. 40k ist intern vorhanden)
* [[#Bootmodi|Boot-Pins]]

ansonsten nur ein paar einzelne Cs 100nF an VCC/GND.

Um Programmieren zu können wird entweder noch die serielle Schnittstelle (Programmieren über den vorprogrammierten Bootloader) oder JTAG oder die SWD Schnittstelle benötigt.

=== Bootmodi ===
Unterschiedliche Bootmodi lassen sich mittels der PINs BOOT0 und BOOT1 auswählen . Siehe Application Note [https://my.st.com/public/STe2ecommunities/mcu/Lists/cortex_mx_stm32/Attachments/18225/AN2606.pdf AN2606]. Ausser F1 besitzen neuere Familien ein SYSCFG_MEMR Register. In dieses Register kann man die gewünschten Boot0/1 Werte schreiben und nach einem Core-Reset (!= System_Reset) startet der Prozessor im gewünschten Mode. Eine Neu- bzw. Deinitialisierung der Peripherie empfiehlt sich!

==== Boot from FLASH ====
Startadresse wird von 0x08000004 geladen
BOOT0 Lo
BOOT1 X

==== Boot from SRAM ====
PC Startadresse wird an 0x200001E0 direkt angesprungen.
BOOT0 Hi
BOOT1 Hi
Da der interne FLASH der stm32f1x laut Datenblatt nur für 1000 Schreibvorgänge ausgelegt ist, kann mittels BOOT0 (High) und BOOT1 (High) auch aus dem zuvor mit dem Debugger (JTAG/SWD) beschriebenen SRAM booten.
Hierbei gilt zu beachten:
VTOR auf die NVIC Tabelle im SRAM vor dem auslösen des ersten Interrupts remappen.

Um ein vergleichbares Startverhalten zum FLASH zu erreichen, empfiehlt es sich,
0xF1E0F85F an 0x200001E0 zu schreiben. Diese implizite Ausführung von "ldr.w pc,
[pc, #-0x01E0]" beim Start erzwingt ein laden der Startadresse von 0x20000004.

==== Boot from SYSMEM (RS232, CAN und USB) ====
PC Startadresse wird von 0x1FFFF004 geladen
BOOT0 Hi
BOOT1 Lo
Auch ohne JTAG lässt sich ein STM32 programmieren (Bootloader-Aktivierung). Dabei stehen, je nach CPU-Typ, verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung:
* RS-232 (bisher alle STMs)
* USB (nur in bestimmten MCUs mit entsprechender Bootloader-Version und PIN-Anzahl, z.B. STM32F105/107)
* CAN (wie USB nur in bestimmten MCUs)

3 zusätzliche Verbindungen müssen auf dem Board gepatcht werden. Für einen Test geht es auch mit Tastern für RESET und BOOT0. 
RESET=RTS (L-aktiv) 
BOOT0=DTR (H-aktiv) 
BOOT1=LOW 

Details sind hier im Forum: [http://www.mikrocontroller.net/topic/141711 STM32 Programmiertool]

Tools für den Download über den STM32-Bootlaoder:
* [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/PF257525 STSW-MCU005 STM32 and STM8 Flash loader demonstrator]
* [https://code.google.com/p/stm32flash/ Open source flash program for the STM32 ARM processors using the ST serial bootloader (for Linux)]

== Bewertung ==
=== Vorteile ===

'''Vorteile gegenüber ARM7:'''

* Interrupt-Controller jetzt Teil des Prozessors (als Core Peripheral), die Vector Table ist jetzt eine echte Vektortabelle, keine Sprungliste wie bei ARM7. Durch Automatismen zwischen Core und NVIC (auto register save r0..r3, lr, sp, pc) bei Interrupt Entry wird eine deutlich schnellere Ausführungszeit bei Interrupts erreicht. Der Interrupt Code muss sich nicht mehr selbst um die Sicherung der o.g. Register kümmern und eine besondere Konfiguration der Handler im Compiler entfällt. Sind vor Beendigung einer ISR (d.h. Rücksprung zum User Code) weitere Interrupts pending, so werden diese ausgeführt, ohne dass eine komplette pop-push-sequenz der Register notwendig ist. Schön beschrieben ist es hier im [http://www.st.com/mcu/files/mcu/1221142709.pdf Insider's Guide] unter 2.4.5 / Seite 20.
* Thumb-2 Befehlssatz, deutlich schneller als Thumb-1 und ebenso kompakt
* Weniger Pins für Debugging benötigt durch SWD
* Mehr Hardware Breakpoints machen debuggen einfacher
* Software ist einfacher weil die Umschaltung zwischen ARM Mode und Thumb Mode wegfällt

'''Vorteile gegenüber LPC1700 und LPC1300:'''

* Flexiblere Gehäuseformen mit mehr Peripherie bei kleinen Gehäusen
* FW-Lib für alle STM32 gleich, alle AppNotes/Demos beziehen sich auf diese eine FW-Lib was die Entwicklung der eigenen Applikation sehr beschleunigt.
* Genauerer und flexiblerer ADC, insbesondere gegenüber LPC1300
* Flexiblere Varianten der Peripherie >> bei weniger einen deutlichen Preisvorteil
* ab 0,85 EUR (Stand 2010) Allerdings gibts den LPC1100 mit Cortex-M0 schon ab 0,65 $!

'''Vorteile gegenüber SAM3/4:'''

* Fast alle Pins sind 5-Volt tolerant.

'''Vorteile gegenüber anderen "Kleinen" wie z.B. PIC, Atmel usw.'''
* nahezu gleicher Preis bei Hobby Anwendungen
* 32 Bit ohne Umwege in Assembler rechenbar
* Schnelle direkte Offset-Adressierung ermöglich effizienten Zugriff auf Stack-Variablen, lokal gespeicherte Flash-Konstanten, struct/Array-Elemente
* Einfache einheitliche Adressierung des gesamten Adressraums, d.h. Pointer auf Peripherieregister, RAM & Flash können exakt gleich behandelt werden, keinerlei Banking/Umschalt-Mechanismen erforderlich auch bei großem Flash/RAM
* Interrupt-Prioritäten und Prioritätsgruppen
* Effiziente Pointerarithmetik da Registerbreite=Adressbreite
* bessere Peripherie wie USB, Ethernet, Vielzahl an Timern
* der ARM-Core hat eine höhere Taktfrequenz und kann gleichzeitig mehr in weniger Takten berechnen
* Hardware-Division, bei einigen FPU zur effizienten float-Berechnung
* Mit größerem Flash/RAM verfügbar
* Code kann direkt aus dem RAM ausgeführt werden, Speicherschutz und privilegierter Ausführungsmodus können "Kernel"- vor "Anwendungs"-Code schützen, somit wird das dynamische Nachladen von Anwendungen aus externem Speicher effizient & sicher möglich
* ... und weitere 1000 Punkte ...

=== Nachteile ===

'''Nachteil gegenüber LPC1700:'''
* STM32F1xx: nur 72 MHz statt 100 MHz (LPC1759: 120 MHz) Taktfrequenz; STM32F2xx hat diesen Nachteil nicht (ebenfalls 120MHz, STM32F4xx mit 180MHz)
* Der LPC1700 besitzt deutlich mehr Mechanismen, um die Auswirkung der Waitstates des Flash-ROMs auf Code- und Datenzugriffe zu reduzieren und das bedeutet mehr Performance bei gleicher Taktfrequenz. Beim STM32F2 entfällt dieser Nachteil wohl aufgrund des ART Accelerators.
* Alle LPC1xxx haben 32 Bit Timer. Bei den STM32 haben das nur die STM32F2xx (2 Stück)
* I2S Einheit von ST hat keinen FIFO und im 24/32Bit Modus müssen 2x16Bit Halbwörter übertragen werden. Wobei allgemein bei neuen ARM Prozessoren die vorhandenen DMA-Kanäle (basierend auf eigenen BUS-Kanälen und Speicherzugriffen) FIFO in beliebiger Größe bedeutet.

'''Nachteil für Hobby-Anwender'''

* Nicht direkt "Steckbrettauglich", da kein DIL Gehäuse verfügbar. Der ebay-Shop dipmicro führt jedoch sehr günstige Lötadapter für Umsetzung von LQFP48 auf DIP48. QFP64 in 0.5mm Pinabstand und nicht 0.8mm wie AVR

* Viel Peripherie, Clocks müssen alle richtig eingestellt werden, ggf. Anpassung des Startup Codes usw.
** => Daher nicht besonders gut für Mikrcontroller Anfänger/Einsteiger geeignet.

'''

== Errata, Tipps und Tricks ==
=== Hardware ===
* AD-Wandler PA0: Im Errata steht, dass hier Fehler in der Wandlung entstehen könnten, also einen anderen Pin verwenden.
* CAN-Bus PD0/PD1: Remap geht erst ab der 100-Pin-Version. Steht im RM0008 unter 9.3.3.: "CAN1 alternate function remapping". Alle Infos von RM0008 9.3.x sind interessant
* CAN und USB sind bei der F1 Serie nur bei der "◦Connectivity-Line" gleichzeitig nutzbar. Siehe Datenblätter.
* Mit internem RC-Oszillator kann die CPU mit maximal 64MHz betrieben werden. Mit einem externen Quarz sind dann 72MHz möglich.
* Für USB Betrieb muss die CPU mit 48MHz oder 72MHz betrieben werden (bei STM32F1xx).
* Der Idle Interrupt vom Usart wird zwar ausgelöst, aber nicht vom entsprechenden Statusflag angezeigt
* Der DMA fängt beim aktivieren immer von vorn an zu zählen, auch wenn er nur kurz angehalten wurde
* STM32F2xx hat kein Flash Size Register, bei STM32F4xx ist zwar ein flash Size Register beschrieben, kollidiert aber in der Adresse mit einem anderen Register
* Derivate mit internem EEPROM und nur einer Speicherbank haben das "Feature" bei write/erase des Data-Flashes (EEPROM) einen kompletten stall der code execution zu verursachen (inkl. ISR's, DMA). Desgleichen bei write/erase des internen Flash (ISP-routinen, EEPROM-Emulation).
* Der I2C hat diverse Fehler, welche im Errata des jeweiligen Modells (z.B. [http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/errata_sheet/CD00238166.pdf STM32F105xx and STM32F107xx Errata sheet] ) zu finden sind. Workarounds hierzu finden sich in der Application Note [http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/application_note/CD00209826.pdf AN2824]. Am Besten benutzt man jedoch die I2C Communication peripheral application library (CPAL) von ST ([http://www.st.com/web/catalog/tools/FM147/CL1794/SC961/SS1743/PF258336 STSW-STM32127])
* [http://blog.frankvh.com/category/stm32/ weitere undokummentierte Features]
* Interrupt-Flags in Statusregistern der diversen Peripherals wie der Timer müssen zu '''Beginn''' (bzw. möglichst weit vor dem Return) der ISR zurückgesetzt werden, da die ISR sonst eventuell 2x ausgeführt wird ([http://www.mikrocontroller.net/topic/312393#new Siehe Forum]).

=== Software ===
==== GCC ====
Um den GCC direkt zu verwenden (zB. mit selbstgebautem makefile), falls man das nicht von einer Entwicklungsumgebung machen lässt, siehe zunächst [[ARM GCC]]. STM32-spezifisches ist:
* Wird die [[#.E2.80.8ESTM32_Standard_Peripheral_Library|STM32 Standard Peripheral Library]] und ein Quarz verwendet, so muss noch per Präprozessor-Definition die Frequenz des Quarzes angegeben werden mittels z.B. -DHSE_VALUE=8000000 für 8MHz (wie auf dem STM32F4 Discovery).

===== Startupcode & Linkerscript =====
* Damit der compilierte Code an den richtigen Stellen im Controller landet (d.h. dem Flash) muss man dem Linker ein Linkerscript mitgeben. Dies geht per "-T ''pfad_zum_linkerscript.ld''" an den Linker-Befehl. Im Archiv der [[#.E2.80.8ESTM32_Standard_Peripheral_Library|STM32 Standard Peripheral Library]] befindet sich ein Beispiel-Linkerscript für die Atollic TrueSTUDIO IDE, dieses kann direkt mit dem GCC verwendet werden. Beispielsweise für den STM32F4 befindet sich das Script im Pfad "/STM32F4xx_DSP_StdPeriph_Lib_V1.1.0/Project/STM32F4xx_StdPeriph_Templates/TrueSTUDIO/STM324x7I_EVAL/stm32_flash.ld" des Archives.
* Damit beim Starten die richtigen Initialisierungen vorgenommen werden (wie globale Variablen und bei C++ Konstruktoren globaler Objekt-Instanzen) muss als erstes ein Startupcode laufen, der dann die main()-Funktion aufruft. Der Startupcode ist meistens in Assembler geschrieben, C-Code ist aber auch möglich. Im Archiv der [[#.E2.80.8ESTM32_Standard_Peripheral_Library|STM32 Standard Peripheral Library]] befindet sich ein Beispiel-Startupcode für die Atollic TrueSTUDIO IDE, dieser kann direkt mit dem GCC verwendet werden. Beispielsweise für den STM32F4 befindet sich der Code in Assemblerform im Pfad "/STM32F4xx_DSP_StdPeriph_Lib_V1.1.0/Libraries/CMSIS/Device/ST/STM32F4xx/Source/Templates/TrueSTUDIO/startup_stm32f40xx.s" des Archives. Der Assemblercode kann per arm-none-eabi-as (Flags s.o.) assemblisiert werden, die resultierende .o -Datei normal mitgelinkt.

Zusammen bieten die beiden Dateien der Anwendung ein Standard-C-Interface, d.h. man kann wie gewohnt globale Variablen verwenden und seinen Code in die main()-Funktion schreiben.

=== Tipps für Umsteiger von Atmel/PIC/8051 ===
* Prozessortakt hat unterschiedliche Taktquellen und eine PLL.
* Alle Peripheriemodule haben einen extra Clock, den man aktivieren muss.
* Wenn man z.B. einen UART benutzen möchte, so muss man den Clock vom UART, Alternate Function IO (AFIO) und dem GPIO-Port aktivieren.
* Ansonsten hat man nahezu doppelt so viele Möglichkeiten in den Peripheriemodulen.
* Interrupt-Flags müssen in der ISR selber gelöscht werden
* Forum zu [http://www.mikrocontroller.net/topic/175888 Interrupts vs. Events]

=== Errata vom STM32F4xx die nicht im Errata von ST stehen ===
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/267439#2788478 Aktivieren von DMA], wenn mehr als 3 DMA Kanäle aktiviert werden, kann es sein dass die nicht alle korrekt bedient werden. Auch klappt der DMA mit dem FSMC nicht immer zuverlässig. [https://my.st.com/public/STe2ecommunities/mcu/Lists/cortex_mx_stm32/Flat.aspx?RootFolder=%2Fpublic%2FSTe2ecommunities%2Fmcu%2FLists%2Fcortex_mx_stm32%2FWarning%20limit%20simultaneous%20DMAs%20to%202&FolderCTID=0x01200200770978C69A1141439FE559EB459D7580009C4E14902C3CDE46A77F0FFD06506F5B&currentviews=811 siehe hier] [http://blog.frankvh.com/2012/01/13/stm32f2xx-stm32f4xx-dma-maximum-transactions/ und hier]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/260637#2700761 Nerviger Bug in "stm32f4xx.h"] Änderung Struktur GPIO_TypeDef
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/261690#2714754 Batterie wird leer gezogen], nur bei manchen Chips mit Rev. A
* [http://www.efton.sk/STM32/STM32F4xx_doc_errors.txt Liste von Dokumentations-Fehlern]

== Bezugsquellen ==

=== Controller ===

Versandhäuser für Privatpersonen
* [http://www.reichelt.de/STM-Controller/2/index.html?;ACTION=2;LA=2;GROUPID=2950; Reichelt]
* [http://darisusgmbh.de/shop/index.php?cat=c2692_ARM-Cortex.html Darisus]
* [http://www.hbe-shop.de HBE (Farnell Programm für Private)]
* [http://www.sander-electronic.de/be00069.html Sander]
* [http://www.tme.eu/de/katalog/index.phtml#cleanParameters%3D1%26search%3DSTM32F10%26bf_szukaj%3D+ TME]
* [http://teske-electronics.de/index.php?cPath=3_9_53 Teske electronics]
* [http://de.rs-online.com/web/c/halbleiter/prozessoren-und-mikrocontroller/mikrocontroller/?sort-by=default&sort-order=default&applied-dimensions=4294417325&lastAttributeSelectedBlock=4294425895 RS-Online]

Gewerblich liefern natürlich viele wie EBV, Mouser, Farnell, Digikey usw...

=== Evaluation Boards ===

* [http://shop.embedded-projects.net/index.php?module=artikel&action=gruppe&id=14 Im Shop von Embedded Projects]
* [http://www.watterott.com/de/Boards-Kits/ARM/ARM-Cortex-M3 Cortex M3 bei Watterott]
* [http://www.raisonance.com/~primer-starter-kits__microcontrollers__tool~tool__T018:4enfvamuxbtp.html Primer und Primer2 von Raisonance]
* [http://www.sander-electronic.de/es0028.html Sander Electronic]
* [http://www.mikrocontroller.net/articles/MP32F103-Stick:_Ein_Mini-Mikrocontroller-Board_mit_USB_und_bis_zu_4MB_Datenspeicher Artikel im Wiki, ARM mit USB und 4MB Speicher]
* [http://www.futurlec.com/STM32_Development_Board.shtml Futurlec Evalboard, ebenso Header-Board]
* [http://www.propox.com/products/t_174.html Propox, Header-Boards für 103R und 103V sowie Trägerplatine dafür]
* [http://www.mikrocontroller.net/articles/Cortex_M3_OCM3U Cortex M3 Artikel im Wiki]
* [http://olimex.com/dev/index.html STM32 bei Olimex]
* [http://de.farnell.com/jsp/displayProduct.jsp?sku=1824325&action=view&CMP=GRHS-1000962 STM32Discovery bei Farnell] Mikrocontroller Board (STM32F100RBT6B) mit onboard USB-Programming Interface für ca. 12,50€
* [http://www.de.rs-online.com/web/p/products/7458434/ STM32Discovery bei RS-Components] 12,65 € +MwSt.
* [http://www.segor.de/#Q=STM32 VL DISCOVERY] STM32 Discovery bei Segor
* [http://www.watterott.com/de/STM32F4Discovery STM32F4DISCOVERY] STM32F4 Cortex M4 Controller mit JTAG-Debugger auf der Platine bei Watterott für 16,66EUR.
* [http://www.conrad.de/ce/de/product/443910/ STM32F4 Discovery Kit bei Conrad] 17,11 €
* [http://www.mcu-raisonance.com/~open4-development-platform__microcontrollers__tool~tool__T018:g65gu6ghg2n.html/ Open 4 oder auch genannt Evo-Primer]
* [http://www.wayengineer.com/index.php?main_page=index&cPath=50_66&page=1&sort=3a WayEngineer]
* [http://thinkembedded.ch/ST-STMicroelectronics:::24.html Im Thinkembedded Shop] in der Schweiz / DiscoveryF4, div. ETT und Olimex Boarde ab 20,18 CHF / 16,15 EUR (inkl. MwSt.) zzgl. Versandkosten
* [http://shop.myavr.de/ARM-Produktlinie/STM32F4-Discovery.htm?sp=article.sp.php&artID=200072 Im myAVR Shop] DiscoveryF4 mit möglichem Zubehör 16,45 EUR (inkl. MwSt.) zzgl. Versandkosten
* [http://www.keil.com/boards/cortexm.asp Keil/ARM Demoboards]
* [http://www.phytec.de Phytec]
* [http://shop.myavr.de/index.php?sp=artlist_kat.sp.php&katID=37 verschiedene ARM Produkte und Erweiterungen bei myAVR]
* [http://re.reworld.eu/de/produkte/s64dil-405/index.htm S64DIL-405 STM32Fxxx ARM Cortex M3 Mikrocontrollermodul mit USB-Schnittstelle, Steckbretttauglich] (Leerplatine eignet sich auch für STM32F1xx Prozessoren.)

== Weblinks, Foren, Communities, Tutorials ==
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/173753 Diskussion zum Artikel]
* [http://www.mikrocontroller.net/forum/mikrocontroller-elektronik?filter=ARM*+STM32*+Cortex* Suche im Forum]
* [[STM32 für Einsteiger]]
* [[STM32 CooCox Installation]]
* [https://my.st.com/public/STe2ecommunities/mcu/Lists/ARM%20CortexM3%20STM32/AllItems.aspx Forum auf der ST Homepage]
* [http://www.stm32circle.com/hom/index.php STM32 Community]
*[http://joe-c.de/pages/posts/einstieg_mikrocontroller_stm32f103_101.php Einstieg: STM32board mit Kamera (deutsch)]
* [http://www.ebv.com/fileadmin/products/Press_Print/Brochures/Product_Brochures/EBV_Cortex%20Collection_V2.pdf Übersicht der Cortex Prozessoren und deren Hersteller (nicht nur ST, von EBV)]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/258652 Tutorial]
* [http://diller-technologies.de/stm32_wide.html STM32 Tutorial in Deutsch von Diller Technologies]
* [http://mySTM32.de STM32 C und C++ Tutorial in Deutsch ]
* [http://mikrocontroller.bplaced.net STM32F4 Quellcode-Librarys und CooCox-Projekte in Deutsch ]
* [http://myugl.de Tutorial für Grafik-Librarys und SiSy-Projekte in Deutsch ]

<references/>
[[Kategorie:ARM]]
[[Kategorie:STM32]]
[[Kategorie:Mikrocontroller]]

STM32

2014-01-04T20:41:46Z

Mmvisual: /* Boot from SYSMEM (RS232, CAN und USB) */

STM32 ist ein Mikrocontroller-Familie von [http://www.st.com/mcu/inchtml-pages-stm32.html ST] mit einer 32-Bit [http://www.arm.com/products/processors/cortex-m/index.php ARM Cortex-M0/M3/M4] CPU. Diese Architektur ist speziell für den Einsatz in Microcontrollern neu entwickelt und löst damit die bisherigen ARM7-basierten Controller weitestgehend ab. Den STM32 gibt es von ST in unzähligen Varianten mit variabler Peripherie und verschiedenen Gehäusegrößen und -formen. Durch die geringe Chipfläche des Cores ist es ST möglich, eine 32 Bit-CPU für weniger als 1 € anzubieten.

[[Bild:stm32F103xc.png|thumb|right|340px|Blockdiagramm STM32F103xC/D/E]]

== STM32-Familien ==

Bisher gibt es sieben STM32-Familien:
* [http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1588.jsp STM32F0]
** Cortex M0
** Mikrocontroller zum Einstieg
** Bis 48MHz
* [http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1169.jsp STM32F1]
** Cortex M3
** Bis 72MHz
**Verschiedene Unterfamilien:
*** Connectivity line
*** Performance line
*** USB Access line
*** Access Line
*** Value line
* [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1575 STM32F2]
** Cortex M3
** Bis 120MHz
** Wie die STM32F1 Serie, Camera-Interface, 32-Bit Timer, Crypto-Engine...
* [http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1605.jsp STM32F3]
** Cortex M4F
** DSP und FPU
** Bis 72MHz
** Fast 12-bit 5 MSPS and precise 16-bit sigma-delta ADCs
** Touch sensing controller (TSC)
* [http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1521.jsp STM32F4]
** Cortex M4F
** DSP und FPU
** Bis 180MHz
** Bis zu 2MB Flash
* [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1295 STM32L1]
** Cortex M3
** Low Power
** mit LCD Treiber
** Bis 32MHz
* [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1581 STM32W]
** Cortex M3
** BIS 24MHz
** RF-MCU
[http://www.st.com/internet/mcu/class/1734.jsp Hier eine Übersicht zum Auswählen eines STM32Fxxx]

===Features===
* Cortex-M0 / Cortex-M3 / Cortex-M4F Kern (mit FPU)
* 16KB ... 2MB [[Flash-ROM]]
* 4KB ... 256KB [[Speicher#SRAM|SRAM]]
* 4KB [[Speicher#EEPROM|EEPROM]] (STM32L)
* SDRAM-Controller bei den [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1577/LN1806 STM32F42xxx und STM32F43xxx], bis 512 MByte externer SDRAM addressierbar
* 512 one-time programmable Bytes(STM32F2/4)
* [[IC-Gehäuseformen | Gehäuse]] 20 ... 216 Pins als TSSOP, QFN, LQFP und BGA
* Derzeit sind über '''250''' [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169 STM32 Derivate/Varianten verfügbar]
* Bis 72MHz CPU-Takt, bis 120MHz beim STM32F2xx, bis 168/180 MHz beim STM32F4xx, wobei eine spezielle prefetch-hardware bis 120/168 MHz eine Geschwindigkeit erzielen soll, die 0 Wait-States entspricht. Der CPU-Takt wird über einen Multiplikator aus dem internen RC-Takt oder einem externen Quarz-Takt abgeleitet.
* Externes Businterface (nur bei Gehäusen ab 100 Pin und nur bei STM32F4, STM32F2 und STM32F1 Performance line)
* LCD Treiber für 8x40 Punkte (nicht beim STM32F2xx)
* TFT Treiber bei STM32F429 / STM32F439
* Spannungsbereich 1,65 ... 3,6V, nur eine Betriebsspannung nötig
* Temperaturbereich bis 125 °C
* Bis zu 140 IOs, viele davon [[Pegelwandler|5V-tolerant]]
* Interner, kalibrierter RC-Oszillator mit 8MHz (16MHz bei STM32F2/F4xx)
* Externer Quarz
* Real Time Clock mit eigenem Quarz und separater Stromversorgung
* Bis zu 16 [[Timer]], je Timer bis zu 4 IC/OC/PWM Ausgänge. Davon 2x Motion Control Timer (bei STM32F103xF/G), (bis zu 32 PWM Ausgänge)
* Systick Counter
* Bis zu 3 12-Bit [[AD-Wandler]] mit insgesamt 24 AD-Eingängen, integrierter [[Temperatursensor]], Referenzspannung Vrefint und VBatt Spannungsmessung (STM32F4xx)
* Bis zu 2 12-Bit [[DA-Wandler]] (bis zu 3 beim STM32F3xx)
* Bis zu 2 [[DMA]] Controller mit bis zu 12 Kanälen (16 beim STM32F2/4xx)
* Bis zu 2x [[I2C|I²C]]
* Bis zu 5x [[UART|USART]] mit LIN, IrDA und Modem Control (bis zu 8 beim STM32F2/F4xx)
* Bis zu 3x [[SPI]] (bis zu 6 beim STM32F4xx)
* Bis zu 2x [[I2S|I²S]]
* Bis zu 2x [[CAN#STMicroelectronics STM32 (Cortex M3/M4)|CAN]]
* Hardware [[CRC]] Unit, bei der STM32F3xx Serie mit einem einstellbaren Polynom
* Unique device ID register (96 Bits)
* RNG - Random Number Generator (STM32F2/4xx)
* Cryptographic Processor (CRYP) (STM32F2/4xx)
* Hash Processor (HASH) (STM32F2/4xx)
* Kamera-Interface (DCMI) (STM32F2/4xx)
* [[USB]] 2.0 Full Speed / OTG
* [[USB]] 2.0 Hi Speed OTG mit extra PHY-Chip (STM32F2/4xx)
* SDIO Interface (z.B. SD-Card Reader)
* Ethernet
* Watchdog mit Window-Mode
* Jedes Peripheriemodul ist separat einschaltbar, wodurch sich erheblich [[Ultra low power|Strom sparen]] lässt
* [[JTAG]] und SWD (Serial Wire Debug) Interface
* Bis zu 6 Hardware-Breakpoints für Debuggen
* und vieles mehr . . .

== Struktur der Dokumentation: ==
Die Dokumentation der STM32 ist zwar umfangreicher und komplexer z.B. die der [[AVR]], enthält aber dennoch alle nötigen Informationen. Sie teilt sich auf in mehrere Dokumente.
Als Beispiel der Dokumentation soll stellvertretend der [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1031/LN1565/PF164486 STM32F103RC] genannt werden. Die Seite von ST beinhaltet alle nötigen Informationen passend zu diesem Prozessor.

Diese Dokumente von ST beschreiben den Controller:

* Im [http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/datasheet/CD00191185.pdf STM32F103xC/D/E Datasheet] sind die speziellen Eigenschaften einer bestimmten Modellreihe beschrieben und die exakten Daten und Pinouts aufgeführt, sowie die Zuordnung Chipname - Flash/RAM-Größe. Die Peripheriemodule werden nur aufgeführt, nicht detailliert beschrieben.
* Im [http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/reference_manual/CD00171190.pdf Reference Manual (RM0008)] sind alle Peripheriemodule der jeweiligen STM32-Controllerfamilie im Detail beschrieben.
* Das [http://infocenter.arm.com/help/index.jsp?topic=/com.arm.doc.ddi0403c/index.html ARMv7M Architecture Reference Manual] beschreibt detailliert den Prozessorkern, wie das Exception Model, die CPU Instruktionen inklusive Encoding, etc.
* Das [http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/programming_manual/CD00228163.pdf STM32 Cortex-M3 Programming Manual] ist eine Zusammenfassung des ARMv7M Architecture Reference Manual bezogen auf die STM32.
* Wer nicht die ST Firmware-Library verwendet, der benötigt zusätzlich das [http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/programming_manual/CD00283419.pdf Flash Programming Manual] für die Betriebsart des Flash-ROMs, d.h. die frequenzabhängige Konfiguration der Waitstates.

Zusätzlich sollten auch die [http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/errata_sheet/CD00197763.pdf Errata Sheets] beachtet werden. Empfohlen sei auch die Appnote "[http://www.st.com/web/en/resource/technical/document/application_note/CD00164185.pdf AN2586 Getting started with STM32F10xxx hardware development]".
Die jeweiligen Dokumentations-PDFs sind auf der Produktseite von ST eines jeden Mikrocontrollers verlinkt.

== Hardware Zugriffs-Libraries ==
=== CMSIS ===

Die CMSIS (ARM® '''C'''ortex™ '''M'''icrocontroller '''S'''oftware '''I'''nterface '''S'''tandard) ist eine Library von ARM für den Zugriff auf die herstellerübergreifenden Funktionen des ARM-Cores. Hierzu gehört bei den Cortex-M4F-Cores auch die DSP und Floating-Point Funktionalität. Weiterhin existieren eine Zahl von Helferfunktionen für den NVIC, den Sys-Tick-Counter, sowie eine SystemInit-Funktion, welche sich um die PLL kümmert.

Im Rahmen des CMSIS-Standards ([http://www.onARM.com www.onARM.com]) wurden die Headerdateien standardisiert, der Zugriff auf die Register erfolgt per '''Peripheral->Register'''. Die CMSIS C-Dateien bzw. Header enthalten auch Anpassungen für die verschiedenen Compiler. Die Portierung eines Real-Time-Betriebsystems sollte unter Verwendung der CMSIS, für Chips der verschiedenen Hersteller, stark vereinfacht möglich sein (z.B. einheitliche Adressen für Core-Hardware/Sys-Tick-Counter).

Die CMSIS ist im Download der ‎STM32 Standard Peripheral Library enthalten. Die Compiler-Hersteller liefern eine jeweils zur ihrer Tool-Version passende bzw. geprüfte Library (incl. CMSIS) aus. Diese Libs können, gegenüber den Downloads beim Chip-Hersteller, auch ältere Version beinhalten.

=== ‎STM32 Standard Peripheral Library ===

ST bietet für jede Controller-Familie eine umfangreiche zur CMSIS passende Peripherie-Bibliothek. Alle Funktionen um die Peripherie zu benutzen sind gekapselt in einfache Strukturen und Funktionsaufrufe. Somit muss man sich nicht selbst um die Peripherie-Register kümmern. Diese Library und ihre Dokumentation setzen das grundlegende Verständnis der Funktion des jeweiligen Peripheriemoduls voraus, wie es die o.a. Referenz und diverse Appnotes vermitteln. Die Library beinhaltet außerdem für fast jede Peripherie mehrere Beispiele.
Für die USB Schnittstelle gibt es noch eine extra Library, genauso wie für Ethernet.

Auf der "Design Resources" Seite der Produktseite von ST eines jeden STM32 Mikrocontrollers kann die Library für den jeweiligen Controller heruntergeladen werden, z.B. [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/PF257890 hier] für den o.g. STM32F103RC.

Library für STM32F4xx: [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/PF257901# STSW-STM32065 STM32F4 DSP and standard peripherals library]

== Programmierung ==
Zur Programmierung der STM32 gibt es verschiedene Möglichkeiten, sowohl kommerzielle proprietäre als auch mit Freier Software.

Der GCC (in seinen verschiedenen Binärdistributionen) ist der einzige ARM Compiler der [http://de.wikipedia.org/wiki/C%2B%2B11 C++11] unterstützt.

=== Freie Software/Freeware ===
==== Selber zusammenstellen ====
Man nehme...:
* Eine Entwicklungsumgebung nach Wahl:
** [http://www.eclipse.org Eclipse] mit [http://www.eclipse.org/cdt/ C/C++ Development Tooling] und [http://gnuarmeclipse.livius.net/blog/ GNU ARM Plug-in] (Bei Verwendung vom GCC-ARM-Embedded als Toolchain "Sourcery G++ Lite" auswählen, dieser sieht für eclipse gleich aus) (Linux, Windows)
** [http://netbeans.org/ Netbeans] mit [http://plugins.netbeans.org/plugin/37426/gdbserver GDBserver-Plugin] (Linux, Windows)
** [http://www.kdevelop.org/ KDevelop] (Linux)
** [http://www.geany.org/ Geany] (Linux, Windows)
** Oder ein einfacher Texteditor
* Einen C,C++ Compiler:
** Eine der [[ARM_GCC#GCC_Bin.C3.A4rdistributionen|GCC-Binärdistributionen]], siehe auch [[#GCC|GCC]] (je nach Distribution Linux, Windows)
* Programmiersoftware zum Flashen des Target:
** [http://openocd.sourceforge.net/ OpenOCD] unterstützt viele Debug/Programmier-Adapter (Linux, Windows)
** [https://github.com/texane/stlink Texane stlink] funktioniert gut mit den ST-Link Adaptern wie sie zB. auf den STM32 Discovery Boards zu finden sind (Linux)
** Turtelizer2 oder andere JTAG Programmieradapter
** Bei Verwendung eines Segger J-Link, den [http://www.segger.com/admin/uploads/productDocs/UM08005_JLinkGDBServer.pdf Segger GDB-Server] in Verbindung mit dem beim GCC mitgelieferten GDB (Linux, Windows)

==== Komplette IDE's ====
* [http://www.codesourcery.com/sgpp/lite_edition.html Codesourcery Lite Edition]
* [http://www.coocox.org/ Coocox Eclipse IDE] kostenlose IDE für STM32F0 / F1 / F4 Hilfreiche Infos gibt es im [http://www.mikrocontroller.net/topic/214719?goto=new#2228482 hier] und [http://www.mikrocontroller.net/topic/214719?goto=new#2229943 hier] Forum, Artikel: [[STM32 CooCox Installation]]
* [http://emide.org/ emIDE] kostenlose IDE die mit dem Segger J-LINK funktioniert.
* [http://www.emblocks.org EmBlocks] kostenlose IDE, Code::Blocks basiert, unterstützt STM32 L1/F0/F1/F2/F3/F4/W, integrierter GDB Debugger, Jlink/ST-Link, System view (Peripherie Register anzeigen) beim Debuggen, Project Wizzard

=== Kommerzielle Umgebungen ===

* [http://www.keil.com/arm/mdk.asp Keil µVision] (Demo max. 32KB Code): Die sehr komfortable µVison IDE ist neben dem ARM Compiler per Menue auch für einen beliebigen GNU-Compiler konfigurierbar. Damit besteht das 32k-Limit nur noch für den integrierten Debugger / Simulator. µVison selbst kann kostenlos mit dem MDK-Evaluationkit heruntergeladen werden. [https://www.keil.com/arm/demo/eval/arm.htm#DOWNLOAD download]
* [http://www.iar.com/en/Products/IAR-Embedded-Workbench/ IAR-Embedded-Workbench] (Demo max. 32KB Code) [http://supp.iar.com/Download/SW/?item=EWARM-EVAL download]
* [http://www.isystem.com/products/itag winIDEAiTag] Keine Code Limitierung, GCC und Testwerkzeug beinhaltet. Läuft mit dem iTag Adapter.
* [http://www.raisonance.com Raisonance Ride7] (GCC Compiler, kostenlose Version auf Debugging von max. 32KB Code limitiert, keine Limitierung beim Complilieren)
* [http://www.atollic.com Atollic] (Lite Version (bis V2.3.0) ohne Code-Limit, auf GCC basierend. Die neueste Version ab V3 hat fast keine Beschränkungen mehr außer jetzt einen Code-Limit von 32kB. Außerdem werden jetzt die meisten ARM Familien unterstützt. )
* [http://www.rowley.co.uk/arm/ Rowley Crossworks] (Demo 30 Tage unbeschränkt, 150$ für nichtkommerzielle Nutzung, auf GCC basierend)
* [http://www.code-red-tech.com Code Red] (GCC basierend)
* [http://www.sisy.de/index.php?id=17&no_cache=1 SiSy ARM oder SiSy Micrcontroller++] (Demo verfügbar keine Gößenbegrenzung, basiert auf GNU-Compiler, grafische Programmierung mit UML möglich, integrierter Debugger)
* [http://www.comsytec.eu/epsdebugger.php EPS Debugger Plugin, für STM32 Development mit Code::Blocks]

=== Tutorials für diverse Tool-Kombinationen ===
[[STM32 Eclipse Installation|Windows,Linux, Eclipse + Yagarto/CodeSourcery + OpenOCD/ST-Link]]

* Windows
** Eclipse
*** [http://www.mikrocontroller.net/topic/216554 Windows, Eclipse, codesourcery, st-link ]
*** [http://www.firefly-power.de/ARM/debugging.html Eclipse Plugin "GDB Hardware Debugging" mit OpenOCD]
** Code::Blocks
*** [http://www.mikrocontroller.net/topic/265600 Windows, Code::Blocks, STM32F4]
** STM32 mit EmBlocks
*** [http://www.emblocks.org/web/downloads-main Download EmBlocks]
*** [https://www.youtube.com/watch?v=coHPJylnzC8 Video STM32 Project Wizzard in EmBlocks]
** Atollic TrueSTUDIO
*** [[STM32 LEDBlinken AtollicTrueStudio|Atollic TrueSTUDIO Installation + Demo]]
** MDK-ARM Lite mit Einstellungen für STM32F0/F4-Discovery Board
*** [https://www.keil.com/demo/eval/arm.htm KEIL MDK-ARM Download]
*** [https://www.youtube.com/watch?v=RXOOxby5nns&list=PL6-W3FoUyb48WFI5PQv3SDJj2G1t2FonV&index=1 Installations Video STM32F4 Discovery Board]
*** [https://www.youtube.com/watch?annotation_id=annotation_203294&feature=iv&index=4&list=PL6-W3FoUyb48WFI5PQv3SDJj2G1t2FonV&src_vid=sN4gDZ7H8gw&v=BeZcQjXxk9A Einstellungen STM32F0 Discovery Board Video]
** SiSy ARM, STM32
*** Download: [http://www.sisy.de/index.php?id=59 SiSy DEMO] kein Begrenzung der Codegröße
*** [http://www.youtube.com/watch?v=84Y3jYLWYpo Videobeispiel]
* Ubuntu
** [http://www.seng.de/downloads/HowTo_ToolChain_STM32_Ubuntu.pdf Ubuntu, eclipse, Code Sourcery, OpenOCD] ([http://www.seng.de/downloads/HowTo_ToolChain_STM32_Ubuntu.odt Das Gleiche im bearbeitbaren ODT-Format])
** [http://fun-tech.se/stm32/index.php Ubuntu, Selbstcompilierter GCC, STM32/Cortex-M3]
** [http://thetoolchain.com The ToolChain] - Automatisch installierende Entwicklungsumgebung mit eigenen und externen Treibern, Unterstützt QtCreator als IDE, Flexibel erweiterbar über Shellskripte

* [http://www.mikrocontroller.net/topic/214719 Tipps für Installation mit Eclipse]

===Programmieradapter===
* [http://www.segger.com/jlink-model-overview.html SEGGER J-LINK / J-TRACE] für u.a. alle ARM7/9/11, Cortex-M0/M1/M3/M4/A5/A8/A9/R4 als [http://www.segger.com/cms/j-link-edu.html NonComercial] J-LINK-EDU für ca. 60,- zu haben, läuft in µVision, IAR, GDB (Linux & Windows über einen eigenen [http://www.segger.com/admin/uploads/productDocs/UM08005_JLinkGDBServer.pdf GDB-Server]), Keil, ...
* Keil [http://www.keil.com/ulinkme/ ULINK-ME], [http://www.keil.com/arm/ulink2/ ULINK2], [http://www.keil.com/arm/ulinkpro/ ULINK pro]
* [http://www.st.com/internet/evalboard/product/219866.jsp ST-LINK], [http://www.st.com/internet/evalboard/product/251168.jsp ST-LINK/V2]
* Jedes STM32 Discovery board hat einen ST-Link für Programmierung/Debugging per SWD on-board, welcher auch für eigene STM32 Target Hardware benutzt werden kann (ca. 12,- bis 19,-€, je nach Typ).
* [http://www.raisonance.com/~rlink-debugger-programmer__microcontrollers__tool~tool__T018:4cn9ziz4bnx6.html Raisonance RLink]
* [http://www.amontec.com Amontec]
* [http://www.hjtag.com H-JTAG] Personal Edition für ca. 60,- zu haben, läuft mit ADS, SDT, IAR, Vision und RVDS
* [http://www.isystem.com/products/itag iTag] für 50.- bei Amazon zu bestellen, oder als Eigenbau version (offenes Design) läuft mit der freien winIDEAiTag version (siehe oben)

In der Regel haben die [[JTAG]] Adapter einen 20-Poligen Stecker, den man direkt auf die Demo-Boards, die auch einen 20-Poligen [[JTAG]]-Anschluss haben, einstecken kann. Die Pinbelegung ist genormt, siehe Artikel [[JTAG]]. Die Discovery-Boards haben keinen seperaten JTAG-Stecker, aber zumindest für das STM32F4 Discovery kann man sich leicht einen Adapter Pinheader->JTAG Stecker selber bauen.

Andere [[JTAG]] Adapter wie z.B. der ULink von Keil funktionieren nur mit dem Keil Compiler.

===Programmieradapter Open-Source===

* [https://www.olimex.com/Products/ARM/JTAG/ARM-JTAG-COOCOX/ ARM-JTAG-COOCOX], CoLinkEX Nachbau von Olimex, unterstützt JTAG sowie SWD
** [http://www.coocox.org/colinkEx.htm unterstützte uC]
** unterstütze IDEs: [http://www.keil.com/arm/mdk.asp Keil MDK-ARM 4.03] oder neuer, [http://www.iar.com/en/Products/IAR-Embedded-Workbench/ IAR Embedded Workbench 5.xx] oder neuer sowie die [http://www.coocox.org/CooCox_CoIDE.htm CooCox CoIDE]
* [https://www.olimex.com/Products/ARM/JTAG/ Olimex] ARM-USB-OCD (ca. 60.-, hat zusätzlich einen Spannungsausgen und einen COM Port)
* [http://www.oocdlink.com/ OOCDLink]
* [https://github.com/texane/stlink Stlink]
* [http://www.randomprojects.org/wiki/Floss-JTAG FLOSS-JTAG]
* [http://capitanio.org/mlink/ Linux Demo Code für die Discovery's ST-Link Programmierung]

Der Controller hat auch einen fest eingebauten Boot-Lader. Damit läßt er sich auch über eine gewöhnliche serielle Schnittstelle programmieren, ohne dass man einen JTAG-Adapter benötigt. Dies erfordert ggf. entsprechende Konfiguration über die BOOTx-Pins und/oder die Option-Bytes.

=== Demo-Projekte ===

* Einführung in die GPIO Programmierung der STM32F10x und STM32F30x Prozessoren am Beispiel des STM32F3 Discovery Boards und Vergleich zur AVR IO Registerstruktur [http://www.mikrocontroller.net/topic/300472#new]
* [[prog_bsp_timer_1_timer2|Programmbeispiel für die Verwendung von Timer2 zusammen mit dem Interrupt]]
* [http://www.firefly-power.de/ARM/printf.html Printf() debugging mit minimalem Aufwand]
* [[STM32_BLDC_Control_with_HALL_Sensor|Programmbeispiel für BLDC Motoransteuerung (Timer 1) mit HALLSensor (Timer 3)]]
* [[Cortex_M3_OCM3U]]
* Martin Thomas hat ein umfangreiches Projekt erstellt, in der die Eclipse Einstellungen enthalten sind:
** [http://www.siwawi.arubi.uni-kl.de/avr_projects/arm_projects/arm_memcards/index.html "ChaN's FAT-Module with STM32 SPI"]
* [[STM32 USB-FS-Device Lib]]
* Modellbau-Sender auf STM32-Basis mit vielen Treibern [http://www.rcos.eu www.rcos.eu]
* Ausführliches [https://github.com/jkerdels/stm32edu Einstiegs-Tutorial] in Codeform für das [http://www.st.com/internet/evalboard/product/252419.jsp STM32F4 discovery board]
* [http://www.redacom.ch/keillab/ Schweizer Gondelbahnsteuerung über Webserver auf ETT STM32F ARM KIT Board in Keil RTOS] mit Webcam
* Die [http://ethernut.svn.sourceforge.net/viewvc/ethernut/trunk/ Ethernut SVN Version] unterstützt inzwischen viele STM32 Typen, viele Devices und einige STM32 Demoboards
* [http://mikrocontroller.bplaced.net/wordpress/?page_id=744 Uwe Bonnes' Libraries für den STM32F4]

== Debug- und Trace-Interface (CoreSight™ Debug and Trace Technologie)==

Übersicht über beide Funktionalitäten und den Schnittstellen:
http://www.keil.com/support/man/docs/ulink2/ulink2_cs_core_sight.htm

Die Coresight-Debug-Architektur ermöglicht ein nicht-invasives Debugging, d.h. es können während des Betriebes (meistens) ohne Beeinflussung des Prozessors Daten vom Speicher gelesen und in selbigen geschrieben werden.

=== Debugger Funktionen ===

Der Debugger-Teil besitzt drei Funktionen:
* Run Control: z.B. Programm-Start, Stopp und Einzel-Schritte.
* (Program) Break Points: Ein Programm hält an, wenn der Programm Counter eine bestimmte Programm-Adresse erreicht.
** Die maximale Anzahl der gleichzeitig möglichen Break Points ist begrenzt (z.B. 6 bei einem STM32).
** Die Anzahl der Break Points ist nahezu unbegrenzt, wenn ein Debugger über den Memory Access (s.u.) sogenannte Flash Break Points unterstützt. Dabei wird ein geladenes Programm im Flash umprogrammiert, um den Debugger anzuhalten. Diese Funktionalität ist meistens ein kostenpflichtiges Zusatz-Feature des Debugger-Herstellers.
** Beinhaltet keine Data Watch Funktionalität, welche im Trace-Teil (DWT) realisiert wird.
* Memory Access: Lesen und Schreiben von Speicheradressen.
** Diese Funktionalität beinhaltet keine direkte Flash-Programmierung. Der Programmiervorgang für einen Flash ist herstellerspezifisch und muss von dem verwendeten Debugger unterstützt werden.

=== Trace Funktionen ===
Die Trace-Funktionalität wird in drei Funktionen aufgeteilt:
* ETM (Embedded Trace Macrocell): Optional, nicht jede CPU besitzt diese Hardware (Kostenfaktor, Austattung).
* ITM (Instrumentation Trace Macrocell): Über diesen Kanal kann ein vereinfachtes Trace des Core ermöglicht werden, sowie "printf-ähnlich" Daten über den ITM Channel 0 geschickt und im Debugger ausgegeben werden.
* DWT (Data Watchpoint & Trace Unit):
** Data Watch: 4 Access-Break-Points ( z.B. der Debugger bleibt stehen, wenn das Programm auf einen Speicher zugreift oder der Wert einer Variablen einen bestimmten Wert annimmt).
** Trace Unit: Programmverlauf (durch Lesen des Program Counters) und Interrupt Aufrufe verfolgen, sowie Zeitmessungen.

Einige der Trace-Funktionalitäten können über die JTAG-Schnittstelle angesprochen werden. Die schnelle Trace-Funktionalität (mit 4 bit Parallel-Port) steht nur mit der erweiterten DEBUG + ETM Schnittstelle zur Verfügung. Im Gegensatz zum Debugger-Teil (Run Control, Break Points und Memory Access) werden Trace-Funktionen nicht von allen Debuggern unterstützt. Debugger mit der vollen Trace-Funktionalität kosten deutlich mehr.

* Beispiele für Trace-Port-Aktivierungen für verschiedene Hersteller: http://www.keil.com/support/man/docs/jlink/jlink_capture_tracedata.htm

Die Aktivierung des parallelen Trace-Ports erfordert, je nach CPU Hersteller, zusätzliche Debugger-Makros für die Aktivierung und Port-Freischaltung. Zusätzlich sind die Schnittstellenauswahl und Einstellung (Frequenzen) im Entwicklungs-Tool (IDE) wichtig, um erfolgreich den Programm-Verlauf "tracen" zu können.

=== Debug und Trace-Schnittstellen ===
Als Debug Interface stehen zwei Varianten zur Auswahl:
* [[JTAG]]: Dafür sind mindestens 6 Steuerleitungen nötig. Unterstützt Device Chaining: Mehrere verbundene Geräte können mit einem Debugger/Programmer gleichzeitig angesteuert werden.
* SWD (Serial Wire Debug): Hier mindestens 2 Steuerleitungen (3 mit SWO, zzgl GND und 3,3V). Die SWD Schnittstelle ist in der Regel schneller und kann auch Funktionen aus dem Trace-Teil beinhalten (z.B. ITM, dafür wird der SWO-Pin benötigt). Device Chaining ist mit dieser Schnittstelle nicht möglich.

Standard-JTAG Steckerbelegungen:
http://www.keil.com/support/man/docs/ulink2/ulink2_hw_connectors.htm

=== Der 10polige JTAG-Stecker von mmvisual ===
mmvisual hat mit dieser Steckerbelegung die Standard JTAG Schnittstelle erweitert:

Ich habe diesen Part in den Artikel [http://www.mikrocontroller.net/articles/JTAG#Der_10-polige_JTAG_Stecker_von_mmvisual JTAG] verschoben.
Hinzu gekommen ist die Adapterplatine 10-Polig auf Standard JTAG 20 Polig mit TTL/V24 Wandler. [http://www.mikrocontroller.net/articles/JTAG#Die_Adapterplatine Siehe hier.]

== Hardware-Beschaltung ==

Der STM32 benötigt für den Betrieb nur (Minimalbeschaltung):

* VCC 2..3,3V (je nach Typ)
* AVCC 2..3,3V (sehr wichtig, der STM32 lässt sich ohne diese Spannung nicht programmieren)
* GND
* Reset Pin 100nF nach GND (ein Pull-Up Widerstand von ca. 40k ist intern vorhanden)
* [[#Bootmodi|Boot-Pins]]

ansonsten nur ein paar einzelne Cs 100nF an VCC/GND.

Um Programmieren zu können wird entweder noch die serielle Schnittstelle (Programmieren über den vorprogrammierten Bootloader) oder JTAG oder die SWD Schnittstelle benötigt.

=== Bootmodi ===
Unterschiedliche Bootmodi lassen sich mittels der PINs BOOT0 und BOOT1 auswählen . Siehe Application Note [https://my.st.com/public/STe2ecommunities/mcu/Lists/cortex_mx_stm32/Attachments/18225/AN2606.pdf AN2606]. Ausser F1 besitzen neuere Familien ein SYSCFG_MEMR Register. In dieses Register kann man die gewünschten Boot0/1 Werte schreiben und nach einem Core-Reset (!= System_Reset) startet der Prozessor im gewünschten Mode. Eine Neu- bzw. Deinitialisierung der Peripherie empfiehlt sich!

==== Boot from FLASH ====
Startadresse wird von 0x08000004 geladen
BOOT0 Lo
BOOT1 X

==== Boot from SRAM ====
PC Startadresse wird an 0x200001E0 direkt angesprungen.
BOOT0 Hi
BOOT1 Hi
Da der interne FLASH der stm32f1x laut Datenblatt nur für 1000 Schreibvorgänge ausgelegt ist, kann mittels BOOT0 (High) und BOOT1 (High) auch aus dem zuvor mit dem Debugger (JTAG/SWD) beschriebenen SRAM booten.
Hierbei gilt zu beachten:
VTOR auf die NVIC Tabelle im SRAM vor dem auslösen des ersten Interrupts remappen.

Um ein vergleichbares Startverhalten zum FLASH zu erreichen, empfiehlt es sich,
0xF1E0F85F an 0x200001E0 zu schreiben. Diese implizite Ausführung von "ldr.w pc,
[pc, #-0x01E0]" beim Start erzwingt ein laden der Startadresse von 0x20000004.

==== Boot from SYSMEM (RS232, CAN und USB) ====
PC Startadresse wird von 0x1FFFF004 geladen
BOOT0 Hi
BOOT1 Lo
Auch ohne JTAG lässt sich ein STM32 programmieren (Bootloader-Aktivierung). Dabei stehen, je nach CPU-Typ, verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung:
* RS-232 (bisher alle STMs)
* USB (nur in bestimmten MCUs mit entsprechender Bootloader-Version und PIN-Anzahl, z.B. STM32F105/107)
* CAN (wie USB nur in bestimmten MCUs)

3 zusätzliche Verbindungen müssen auf dem Board gepatcht werden. Für einen Test geht es auch mit Tastern für RESET und BOOT0. 
RESET=RTS (L-aktiv) 
BOOT0=DTR (H-aktiv) 
BOOT1=LOW 

Details sind hier im Forum: [http://www.mikrocontroller.net/topic/141711 STM32 Programmiertool]

* [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/PF257525 STSW-MCU005 STM32 and STM8 Flash loader demonstrator]
* [https://code.google.com/p/stm32flash/ Open source flash program for the STM32 ARM processors using the ST serial bootloader (for Linux)]

== Bewertung ==
=== Vorteile ===

'''Vorteile gegenüber ARM7:'''

* Interrupt-Controller jetzt Teil des Prozessors (als Core Peripheral), die Vector Table ist jetzt eine echte Vektortabelle, keine Sprungliste wie bei ARM7. Durch Automatismen zwischen Core und NVIC (auto register save r0..r3, lr, sp, pc) bei Interrupt Entry wird eine deutlich schnellere Ausführungszeit bei Interrupts erreicht. Der Interrupt Code muss sich nicht mehr selbst um die Sicherung der o.g. Register kümmern und eine besondere Konfiguration der Handler im Compiler entfällt. Sind vor Beendigung einer ISR (d.h. Rücksprung zum User Code) weitere Interrupts pending, so werden diese ausgeführt, ohne dass eine komplette pop-push-sequenz der Register notwendig ist. Schön beschrieben ist es hier im [http://www.st.com/mcu/files/mcu/1221142709.pdf Insider's Guide] unter 2.4.5 / Seite 20.
* Thumb-2 Befehlssatz, deutlich schneller als Thumb-1 und ebenso kompakt
* Weniger Pins für Debugging benötigt durch SWD
* Mehr Hardware Breakpoints machen debuggen einfacher
* Software ist einfacher weil die Umschaltung zwischen ARM Mode und Thumb Mode wegfällt

'''Vorteile gegenüber LPC1700 und LPC1300:'''

* Flexiblere Gehäuseformen mit mehr Peripherie bei kleinen Gehäusen
* FW-Lib für alle STM32 gleich, alle AppNotes/Demos beziehen sich auf diese eine FW-Lib was die Entwicklung der eigenen Applikation sehr beschleunigt.
* Genauerer und flexiblerer ADC, insbesondere gegenüber LPC1300
* Flexiblere Varianten der Peripherie >> bei weniger einen deutlichen Preisvorteil
* ab 0,85 EUR (Stand 2010) Allerdings gibts den LPC1100 mit Cortex-M0 schon ab 0,65 $!

'''Vorteile gegenüber SAM3/4:'''

* Fast alle Pins sind 5-Volt tolerant.

'''Vorteile gegenüber anderen "Kleinen" wie z.B. PIC, Atmel usw.'''
* nahezu gleicher Preis bei Hobby Anwendungen
* 32 Bit ohne Umwege in Assembler rechenbar
* Schnelle direkte Offset-Adressierung ermöglich effizienten Zugriff auf Stack-Variablen, lokal gespeicherte Flash-Konstanten, struct/Array-Elemente
* Einfache einheitliche Adressierung des gesamten Adressraums, d.h. Pointer auf Peripherieregister, RAM & Flash können exakt gleich behandelt werden, keinerlei Banking/Umschalt-Mechanismen erforderlich auch bei großem Flash/RAM
* Interrupt-Prioritäten und Prioritätsgruppen
* Effiziente Pointerarithmetik da Registerbreite=Adressbreite
* bessere Peripherie wie USB, Ethernet, Vielzahl an Timern
* der ARM-Core hat eine höhere Taktfrequenz und kann gleichzeitig mehr in weniger Takten berechnen
* Hardware-Division, bei einigen FPU zur effizienten float-Berechnung
* Mit größerem Flash/RAM verfügbar
* Code kann direkt aus dem RAM ausgeführt werden, Speicherschutz und privilegierter Ausführungsmodus können "Kernel"- vor "Anwendungs"-Code schützen, somit wird das dynamische Nachladen von Anwendungen aus externem Speicher effizient & sicher möglich
* ... und weitere 1000 Punkte ...

=== Nachteile ===

'''Nachteil gegenüber LPC1700:'''
* STM32F1xx: nur 72 MHz statt 100 MHz (LPC1759: 120 MHz) Taktfrequenz; STM32F2xx hat diesen Nachteil nicht (ebenfalls 120MHz, STM32F4xx mit 180MHz)
* Der LPC1700 besitzt deutlich mehr Mechanismen, um die Auswirkung der Waitstates des Flash-ROMs auf Code- und Datenzugriffe zu reduzieren und das bedeutet mehr Performance bei gleicher Taktfrequenz. Beim STM32F2 entfällt dieser Nachteil wohl aufgrund des ART Accelerators.
* Alle LPC1xxx haben 32 Bit Timer. Bei den STM32 haben das nur die STM32F2xx (2 Stück)
* I2S Einheit von ST hat keinen FIFO und im 24/32Bit Modus müssen 2x16Bit Halbwörter übertragen werden. Wobei allgemein bei neuen ARM Prozessoren die vorhandenen DMA-Kanäle (basierend auf eigenen BUS-Kanälen und Speicherzugriffen) FIFO in beliebiger Größe bedeutet.

'''Nachteil für Hobby-Anwender'''

* Nicht direkt "Steckbrettauglich", da kein DIL Gehäuse verfügbar. Der ebay-Shop dipmicro führt jedoch sehr günstige Lötadapter für Umsetzung von LQFP48 auf DIP48. QFP64 in 0.5mm Pinabstand und nicht 0.8mm wie AVR

* Viel Peripherie, Clocks müssen alle richtig eingestellt werden, ggf. Anpassung des Startup Codes usw.
** => Daher nicht besonders gut für Mikrcontroller Anfänger/Einsteiger geeignet.

'''

== Errata, Tipps und Tricks ==
=== Hardware ===
* AD-Wandler PA0: Im Errata steht, dass hier Fehler in der Wandlung entstehen könnten, also einen anderen Pin verwenden.
* CAN-Bus PD0/PD1: Remap geht erst ab der 100-Pin-Version. Steht im RM0008 unter 9.3.3.: "CAN1 alternate function remapping". Alle Infos von RM0008 9.3.x sind interessant
* CAN und USB sind bei der F1 Serie nur bei der "◦Connectivity-Line" gleichzeitig nutzbar. Siehe Datenblätter.
* Mit internem RC-Oszillator kann die CPU mit maximal 64MHz betrieben werden. Mit einem externen Quarz sind dann 72MHz möglich.
* Für USB Betrieb muss die CPU mit 48MHz oder 72MHz betrieben werden (bei STM32F1xx).
* Der Idle Interrupt vom Usart wird zwar ausgelöst, aber nicht vom entsprechenden Statusflag angezeigt
* Der DMA fängt beim aktivieren immer von vorn an zu zählen, auch wenn er nur kurz angehalten wurde
* STM32F2xx hat kein Flash Size Register, bei STM32F4xx ist zwar ein flash Size Register beschrieben, kollidiert aber in der Adresse mit einem anderen Register
* Derivate mit internem EEPROM und nur einer Speicherbank haben das "Feature" bei write/erase des Data-Flashes (EEPROM) einen kompletten stall der code execution zu verursachen (inkl. ISR's, DMA). Desgleichen bei write/erase des internen Flash (ISP-routinen, EEPROM-Emulation).
* Der I2C hat diverse Fehler, welche im Errata des jeweiligen Modells (z.B. [http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/errata_sheet/CD00238166.pdf STM32F105xx and STM32F107xx Errata sheet] ) zu finden sind. Workarounds hierzu finden sich in der Application Note [http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/application_note/CD00209826.pdf AN2824]. Am Besten benutzt man jedoch die I2C Communication peripheral application library (CPAL) von ST ([http://www.st.com/web/catalog/tools/FM147/CL1794/SC961/SS1743/PF258336 STSW-STM32127])
* [http://blog.frankvh.com/category/stm32/ weitere undokummentierte Features]
* Interrupt-Flags in Statusregistern der diversen Peripherals wie der Timer müssen zu '''Beginn''' (bzw. möglichst weit vor dem Return) der ISR zurückgesetzt werden, da die ISR sonst eventuell 2x ausgeführt wird ([http://www.mikrocontroller.net/topic/312393#new Siehe Forum]).

=== Software ===
==== GCC ====
Um den GCC direkt zu verwenden (zB. mit selbstgebautem makefile), falls man das nicht von einer Entwicklungsumgebung machen lässt, siehe zunächst [[ARM GCC]]. STM32-spezifisches ist:
* Wird die [[#.E2.80.8ESTM32_Standard_Peripheral_Library|STM32 Standard Peripheral Library]] und ein Quarz verwendet, so muss noch per Präprozessor-Definition die Frequenz des Quarzes angegeben werden mittels z.B. -DHSE_VALUE=8000000 für 8MHz (wie auf dem STM32F4 Discovery).

===== Startupcode & Linkerscript =====
* Damit der compilierte Code an den richtigen Stellen im Controller landet (d.h. dem Flash) muss man dem Linker ein Linkerscript mitgeben. Dies geht per "-T ''pfad_zum_linkerscript.ld''" an den Linker-Befehl. Im Archiv der [[#.E2.80.8ESTM32_Standard_Peripheral_Library|STM32 Standard Peripheral Library]] befindet sich ein Beispiel-Linkerscript für die Atollic TrueSTUDIO IDE, dieses kann direkt mit dem GCC verwendet werden. Beispielsweise für den STM32F4 befindet sich das Script im Pfad "/STM32F4xx_DSP_StdPeriph_Lib_V1.1.0/Project/STM32F4xx_StdPeriph_Templates/TrueSTUDIO/STM324x7I_EVAL/stm32_flash.ld" des Archives.
* Damit beim Starten die richtigen Initialisierungen vorgenommen werden (wie globale Variablen und bei C++ Konstruktoren globaler Objekt-Instanzen) muss als erstes ein Startupcode laufen, der dann die main()-Funktion aufruft. Der Startupcode ist meistens in Assembler geschrieben, C-Code ist aber auch möglich. Im Archiv der [[#.E2.80.8ESTM32_Standard_Peripheral_Library|STM32 Standard Peripheral Library]] befindet sich ein Beispiel-Startupcode für die Atollic TrueSTUDIO IDE, dieser kann direkt mit dem GCC verwendet werden. Beispielsweise für den STM32F4 befindet sich der Code in Assemblerform im Pfad "/STM32F4xx_DSP_StdPeriph_Lib_V1.1.0/Libraries/CMSIS/Device/ST/STM32F4xx/Source/Templates/TrueSTUDIO/startup_stm32f40xx.s" des Archives. Der Assemblercode kann per arm-none-eabi-as (Flags s.o.) assemblisiert werden, die resultierende .o -Datei normal mitgelinkt.

Zusammen bieten die beiden Dateien der Anwendung ein Standard-C-Interface, d.h. man kann wie gewohnt globale Variablen verwenden und seinen Code in die main()-Funktion schreiben.

=== Tipps für Umsteiger von Atmel/PIC/8051 ===
* Prozessortakt hat unterschiedliche Taktquellen und eine PLL.
* Alle Peripheriemodule haben einen extra Clock, den man aktivieren muss.
* Wenn man z.B. einen UART benutzen möchte, so muss man den Clock vom UART, Alternate Function IO (AFIO) und dem GPIO-Port aktivieren.
* Ansonsten hat man nahezu doppelt so viele Möglichkeiten in den Peripheriemodulen.
* Interrupt-Flags müssen in der ISR selber gelöscht werden
* Forum zu [http://www.mikrocontroller.net/topic/175888 Interrupts vs. Events]

=== Errata vom STM32F4xx die nicht im Errata von ST stehen ===
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/267439#2788478 Aktivieren von DMA], wenn mehr als 3 DMA Kanäle aktiviert werden, kann es sein dass die nicht alle korrekt bedient werden. Auch klappt der DMA mit dem FSMC nicht immer zuverlässig. [https://my.st.com/public/STe2ecommunities/mcu/Lists/cortex_mx_stm32/Flat.aspx?RootFolder=%2Fpublic%2FSTe2ecommunities%2Fmcu%2FLists%2Fcortex_mx_stm32%2FWarning%20limit%20simultaneous%20DMAs%20to%202&FolderCTID=0x01200200770978C69A1141439FE559EB459D7580009C4E14902C3CDE46A77F0FFD06506F5B&currentviews=811 siehe hier] [http://blog.frankvh.com/2012/01/13/stm32f2xx-stm32f4xx-dma-maximum-transactions/ und hier]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/260637#2700761 Nerviger Bug in "stm32f4xx.h"] Änderung Struktur GPIO_TypeDef
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/261690#2714754 Batterie wird leer gezogen], nur bei manchen Chips mit Rev. A
* [http://www.efton.sk/STM32/STM32F4xx_doc_errors.txt Liste von Dokumentations-Fehlern]

== Bezugsquellen ==

=== Controller ===

Versandhäuser für Privatpersonen
* [http://www.reichelt.de/STM-Controller/2/index.html?;ACTION=2;LA=2;GROUPID=2950; Reichelt]
* [http://darisusgmbh.de/shop/index.php?cat=c2692_ARM-Cortex.html Darisus]
* [http://www.hbe-shop.de HBE (Farnell Programm für Private)]
* [http://www.sander-electronic.de/be00069.html Sander]
* [http://www.tme.eu/de/katalog/index.phtml#cleanParameters%3D1%26search%3DSTM32F10%26bf_szukaj%3D+ TME]
* [http://teske-electronics.de/index.php?cPath=3_9_53 Teske electronics]
* [http://de.rs-online.com/web/c/halbleiter/prozessoren-und-mikrocontroller/mikrocontroller/?sort-by=default&sort-order=default&applied-dimensions=4294417325&lastAttributeSelectedBlock=4294425895 RS-Online]

Gewerblich liefern natürlich viele wie EBV, Mouser, Farnell, Digikey usw...

=== Evaluation Boards ===

* [http://shop.embedded-projects.net/index.php?module=artikel&action=gruppe&id=14 Im Shop von Embedded Projects]
* [http://www.watterott.com/de/Boards-Kits/ARM/ARM-Cortex-M3 Cortex M3 bei Watterott]
* [http://www.raisonance.com/~primer-starter-kits__microcontrollers__tool~tool__T018:4enfvamuxbtp.html Primer und Primer2 von Raisonance]
* [http://www.sander-electronic.de/es0028.html Sander Electronic]
* [http://www.mikrocontroller.net/articles/MP32F103-Stick:_Ein_Mini-Mikrocontroller-Board_mit_USB_und_bis_zu_4MB_Datenspeicher Artikel im Wiki, ARM mit USB und 4MB Speicher]
* [http://www.futurlec.com/STM32_Development_Board.shtml Futurlec Evalboard, ebenso Header-Board]
* [http://www.propox.com/products/t_174.html Propox, Header-Boards für 103R und 103V sowie Trägerplatine dafür]
* [http://www.mikrocontroller.net/articles/Cortex_M3_OCM3U Cortex M3 Artikel im Wiki]
* [http://olimex.com/dev/index.html STM32 bei Olimex]
* [http://de.farnell.com/jsp/displayProduct.jsp?sku=1824325&action=view&CMP=GRHS-1000962 STM32Discovery bei Farnell] Mikrocontroller Board (STM32F100RBT6B) mit onboard USB-Programming Interface für ca. 12,50€
* [http://www.de.rs-online.com/web/p/products/7458434/ STM32Discovery bei RS-Components] 12,65 € +MwSt.
* [http://www.segor.de/#Q=STM32 VL DISCOVERY] STM32 Discovery bei Segor
* [http://www.watterott.com/de/STM32F4Discovery STM32F4DISCOVERY] STM32F4 Cortex M4 Controller mit JTAG-Debugger auf der Platine bei Watterott für 16,66EUR.
* [http://www.conrad.de/ce/de/product/443910/ STM32F4 Discovery Kit bei Conrad] 17,11 €
* [http://www.mcu-raisonance.com/~open4-development-platform__microcontrollers__tool~tool__T018:g65gu6ghg2n.html/ Open 4 oder auch genannt Evo-Primer]
* [http://www.wayengineer.com/index.php?main_page=index&cPath=50_66&page=1&sort=3a WayEngineer]
* [http://thinkembedded.ch/ST-STMicroelectronics:::24.html Im Thinkembedded Shop] in der Schweiz / DiscoveryF4, div. ETT und Olimex Boarde ab 20,18 CHF / 16,15 EUR (inkl. MwSt.) zzgl. Versandkosten
* [http://shop.myavr.de/ARM-Produktlinie/STM32F4-Discovery.htm?sp=article.sp.php&artID=200072 Im myAVR Shop] DiscoveryF4 mit möglichem Zubehör 16,45 EUR (inkl. MwSt.) zzgl. Versandkosten
* [http://www.keil.com/boards/cortexm.asp Keil/ARM Demoboards]
* [http://www.phytec.de Phytec]
* [http://shop.myavr.de/index.php?sp=artlist_kat.sp.php&katID=37 verschiedene ARM Produkte und Erweiterungen bei myAVR]
* [http://re.reworld.eu/de/produkte/s64dil-405/index.htm S64DIL-405 STM32Fxxx ARM Cortex M3 Mikrocontrollermodul mit USB-Schnittstelle, Steckbretttauglich] (Leerplatine eignet sich auch für STM32F1xx Prozessoren.)

== Weblinks, Foren, Communities, Tutorials ==
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/173753 Diskussion zum Artikel]
* [http://www.mikrocontroller.net/forum/mikrocontroller-elektronik?filter=ARM*+STM32*+Cortex* Suche im Forum]
* [[STM32 für Einsteiger]]
* [[STM32 CooCox Installation]]
* [https://my.st.com/public/STe2ecommunities/mcu/Lists/ARM%20CortexM3%20STM32/AllItems.aspx Forum auf der ST Homepage]
* [http://www.stm32circle.com/hom/index.php STM32 Community]
*[http://joe-c.de/pages/posts/einstieg_mikrocontroller_stm32f103_101.php Einstieg: STM32board mit Kamera (deutsch)]
* [http://www.ebv.com/fileadmin/products/Press_Print/Brochures/Product_Brochures/EBV_Cortex%20Collection_V2.pdf Übersicht der Cortex Prozessoren und deren Hersteller (nicht nur ST, von EBV)]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/258652 Tutorial]
* [http://diller-technologies.de/stm32_wide.html STM32 Tutorial in Deutsch von Diller Technologies]
* [http://mySTM32.de STM32 C und C++ Tutorial in Deutsch ]
* [http://mikrocontroller.bplaced.net STM32F4 Quellcode-Librarys und CooCox-Projekte in Deutsch ]
* [http://myugl.de Tutorial für Grafik-Librarys und SiSy-Projekte in Deutsch ]

<references/>
[[Kategorie:ARM]]
[[Kategorie:STM32]]
[[Kategorie:Mikrocontroller]]

STM32

2014-01-04T20:37:42Z

Mmvisual: /* Boot from SYSMEM (RS232, CAN und USB) */

STM32 ist ein Mikrocontroller-Familie von [http://www.st.com/mcu/inchtml-pages-stm32.html ST] mit einer 32-Bit [http://www.arm.com/products/processors/cortex-m/index.php ARM Cortex-M0/M3/M4] CPU. Diese Architektur ist speziell für den Einsatz in Microcontrollern neu entwickelt und löst damit die bisherigen ARM7-basierten Controller weitestgehend ab. Den STM32 gibt es von ST in unzähligen Varianten mit variabler Peripherie und verschiedenen Gehäusegrößen und -formen. Durch die geringe Chipfläche des Cores ist es ST möglich, eine 32 Bit-CPU für weniger als 1 € anzubieten.

[[Bild:stm32F103xc.png|thumb|right|340px|Blockdiagramm STM32F103xC/D/E]]

== STM32-Familien ==

Bisher gibt es sieben STM32-Familien:
* [http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1588.jsp STM32F0]
** Cortex M0
** Mikrocontroller zum Einstieg
** Bis 48MHz
* [http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1169.jsp STM32F1]
** Cortex M3
** Bis 72MHz
**Verschiedene Unterfamilien:
*** Connectivity line
*** Performance line
*** USB Access line
*** Access Line
*** Value line
* [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1575 STM32F2]
** Cortex M3
** Bis 120MHz
** Wie die STM32F1 Serie, Camera-Interface, 32-Bit Timer, Crypto-Engine...
* [http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1605.jsp STM32F3]
** Cortex M4F
** DSP und FPU
** Bis 72MHz
** Fast 12-bit 5 MSPS and precise 16-bit sigma-delta ADCs
** Touch sensing controller (TSC)
* [http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1521.jsp STM32F4]
** Cortex M4F
** DSP und FPU
** Bis 180MHz
** Bis zu 2MB Flash
* [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1295 STM32L1]
** Cortex M3
** Low Power
** mit LCD Treiber
** Bis 32MHz
* [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1581 STM32W]
** Cortex M3
** BIS 24MHz
** RF-MCU
[http://www.st.com/internet/mcu/class/1734.jsp Hier eine Übersicht zum Auswählen eines STM32Fxxx]

===Features===
* Cortex-M0 / Cortex-M3 / Cortex-M4F Kern (mit FPU)
* 16KB ... 2MB [[Flash-ROM]]
* 4KB ... 256KB [[Speicher#SRAM|SRAM]]
* 4KB [[Speicher#EEPROM|EEPROM]] (STM32L)
* SDRAM-Controller bei den [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1577/LN1806 STM32F42xxx und STM32F43xxx], bis 512 MByte externer SDRAM addressierbar
* 512 one-time programmable Bytes(STM32F2/4)
* [[IC-Gehäuseformen | Gehäuse]] 20 ... 216 Pins als TSSOP, QFN, LQFP und BGA
* Derzeit sind über '''250''' [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169 STM32 Derivate/Varianten verfügbar]
* Bis 72MHz CPU-Takt, bis 120MHz beim STM32F2xx, bis 168/180 MHz beim STM32F4xx, wobei eine spezielle prefetch-hardware bis 120/168 MHz eine Geschwindigkeit erzielen soll, die 0 Wait-States entspricht. Der CPU-Takt wird über einen Multiplikator aus dem internen RC-Takt oder einem externen Quarz-Takt abgeleitet.
* Externes Businterface (nur bei Gehäusen ab 100 Pin und nur bei STM32F4, STM32F2 und STM32F1 Performance line)
* LCD Treiber für 8x40 Punkte (nicht beim STM32F2xx)
* TFT Treiber bei STM32F429 / STM32F439
* Spannungsbereich 1,65 ... 3,6V, nur eine Betriebsspannung nötig
* Temperaturbereich bis 125 °C
* Bis zu 140 IOs, viele davon [[Pegelwandler|5V-tolerant]]
* Interner, kalibrierter RC-Oszillator mit 8MHz (16MHz bei STM32F2/F4xx)
* Externer Quarz
* Real Time Clock mit eigenem Quarz und separater Stromversorgung
* Bis zu 16 [[Timer]], je Timer bis zu 4 IC/OC/PWM Ausgänge. Davon 2x Motion Control Timer (bei STM32F103xF/G), (bis zu 32 PWM Ausgänge)
* Systick Counter
* Bis zu 3 12-Bit [[AD-Wandler]] mit insgesamt 24 AD-Eingängen, integrierter [[Temperatursensor]], Referenzspannung Vrefint und VBatt Spannungsmessung (STM32F4xx)
* Bis zu 2 12-Bit [[DA-Wandler]] (bis zu 3 beim STM32F3xx)
* Bis zu 2 [[DMA]] Controller mit bis zu 12 Kanälen (16 beim STM32F2/4xx)
* Bis zu 2x [[I2C|I²C]]
* Bis zu 5x [[UART|USART]] mit LIN, IrDA und Modem Control (bis zu 8 beim STM32F2/F4xx)
* Bis zu 3x [[SPI]] (bis zu 6 beim STM32F4xx)
* Bis zu 2x [[I2S|I²S]]
* Bis zu 2x [[CAN#STMicroelectronics STM32 (Cortex M3/M4)|CAN]]
* Hardware [[CRC]] Unit, bei der STM32F3xx Serie mit einem einstellbaren Polynom
* Unique device ID register (96 Bits)
* RNG - Random Number Generator (STM32F2/4xx)
* Cryptographic Processor (CRYP) (STM32F2/4xx)
* Hash Processor (HASH) (STM32F2/4xx)
* Kamera-Interface (DCMI) (STM32F2/4xx)
* [[USB]] 2.0 Full Speed / OTG
* [[USB]] 2.0 Hi Speed OTG mit extra PHY-Chip (STM32F2/4xx)
* SDIO Interface (z.B. SD-Card Reader)
* Ethernet
* Watchdog mit Window-Mode
* Jedes Peripheriemodul ist separat einschaltbar, wodurch sich erheblich [[Ultra low power|Strom sparen]] lässt
* [[JTAG]] und SWD (Serial Wire Debug) Interface
* Bis zu 6 Hardware-Breakpoints für Debuggen
* und vieles mehr . . .

== Struktur der Dokumentation: ==
Die Dokumentation der STM32 ist zwar umfangreicher und komplexer z.B. die der [[AVR]], enthält aber dennoch alle nötigen Informationen. Sie teilt sich auf in mehrere Dokumente.
Als Beispiel der Dokumentation soll stellvertretend der [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1031/LN1565/PF164486 STM32F103RC] genannt werden. Die Seite von ST beinhaltet alle nötigen Informationen passend zu diesem Prozessor.

Diese Dokumente von ST beschreiben den Controller:

* Im [http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/datasheet/CD00191185.pdf STM32F103xC/D/E Datasheet] sind die speziellen Eigenschaften einer bestimmten Modellreihe beschrieben und die exakten Daten und Pinouts aufgeführt, sowie die Zuordnung Chipname - Flash/RAM-Größe. Die Peripheriemodule werden nur aufgeführt, nicht detailliert beschrieben.
* Im [http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/reference_manual/CD00171190.pdf Reference Manual (RM0008)] sind alle Peripheriemodule der jeweiligen STM32-Controllerfamilie im Detail beschrieben.
* Das [http://infocenter.arm.com/help/index.jsp?topic=/com.arm.doc.ddi0403c/index.html ARMv7M Architecture Reference Manual] beschreibt detailliert den Prozessorkern, wie das Exception Model, die CPU Instruktionen inklusive Encoding, etc.
* Das [http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/programming_manual/CD00228163.pdf STM32 Cortex-M3 Programming Manual] ist eine Zusammenfassung des ARMv7M Architecture Reference Manual bezogen auf die STM32.
* Wer nicht die ST Firmware-Library verwendet, der benötigt zusätzlich das [http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/programming_manual/CD00283419.pdf Flash Programming Manual] für die Betriebsart des Flash-ROMs, d.h. die frequenzabhängige Konfiguration der Waitstates.

Zusätzlich sollten auch die [http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/errata_sheet/CD00197763.pdf Errata Sheets] beachtet werden. Empfohlen sei auch die Appnote "[http://www.st.com/web/en/resource/technical/document/application_note/CD00164185.pdf AN2586 Getting started with STM32F10xxx hardware development]".
Die jeweiligen Dokumentations-PDFs sind auf der Produktseite von ST eines jeden Mikrocontrollers verlinkt.

== Hardware Zugriffs-Libraries ==
=== CMSIS ===

Die CMSIS (ARM® '''C'''ortex™ '''M'''icrocontroller '''S'''oftware '''I'''nterface '''S'''tandard) ist eine Library von ARM für den Zugriff auf die herstellerübergreifenden Funktionen des ARM-Cores. Hierzu gehört bei den Cortex-M4F-Cores auch die DSP und Floating-Point Funktionalität. Weiterhin existieren eine Zahl von Helferfunktionen für den NVIC, den Sys-Tick-Counter, sowie eine SystemInit-Funktion, welche sich um die PLL kümmert.

Im Rahmen des CMSIS-Standards ([http://www.onARM.com www.onARM.com]) wurden die Headerdateien standardisiert, der Zugriff auf die Register erfolgt per '''Peripheral->Register'''. Die CMSIS C-Dateien bzw. Header enthalten auch Anpassungen für die verschiedenen Compiler. Die Portierung eines Real-Time-Betriebsystems sollte unter Verwendung der CMSIS, für Chips der verschiedenen Hersteller, stark vereinfacht möglich sein (z.B. einheitliche Adressen für Core-Hardware/Sys-Tick-Counter).

Die CMSIS ist im Download der ‎STM32 Standard Peripheral Library enthalten. Die Compiler-Hersteller liefern eine jeweils zur ihrer Tool-Version passende bzw. geprüfte Library (incl. CMSIS) aus. Diese Libs können, gegenüber den Downloads beim Chip-Hersteller, auch ältere Version beinhalten.

=== ‎STM32 Standard Peripheral Library ===

ST bietet für jede Controller-Familie eine umfangreiche zur CMSIS passende Peripherie-Bibliothek. Alle Funktionen um die Peripherie zu benutzen sind gekapselt in einfache Strukturen und Funktionsaufrufe. Somit muss man sich nicht selbst um die Peripherie-Register kümmern. Diese Library und ihre Dokumentation setzen das grundlegende Verständnis der Funktion des jeweiligen Peripheriemoduls voraus, wie es die o.a. Referenz und diverse Appnotes vermitteln. Die Library beinhaltet außerdem für fast jede Peripherie mehrere Beispiele.
Für die USB Schnittstelle gibt es noch eine extra Library, genauso wie für Ethernet.

Auf der "Design Resources" Seite der Produktseite von ST eines jeden STM32 Mikrocontrollers kann die Library für den jeweiligen Controller heruntergeladen werden, z.B. [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/PF257890 hier] für den o.g. STM32F103RC.

Library für STM32F4xx: [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/PF257901# STSW-STM32065 STM32F4 DSP and standard peripherals library]

== Programmierung ==
Zur Programmierung der STM32 gibt es verschiedene Möglichkeiten, sowohl kommerzielle proprietäre als auch mit Freier Software.

Der GCC (in seinen verschiedenen Binärdistributionen) ist der einzige ARM Compiler der [http://de.wikipedia.org/wiki/C%2B%2B11 C++11] unterstützt.

=== Freie Software/Freeware ===
==== Selber zusammenstellen ====
Man nehme...:
* Eine Entwicklungsumgebung nach Wahl:
** [http://www.eclipse.org Eclipse] mit [http://www.eclipse.org/cdt/ C/C++ Development Tooling] und [http://gnuarmeclipse.livius.net/blog/ GNU ARM Plug-in] (Bei Verwendung vom GCC-ARM-Embedded als Toolchain "Sourcery G++ Lite" auswählen, dieser sieht für eclipse gleich aus) (Linux, Windows)
** [http://netbeans.org/ Netbeans] mit [http://plugins.netbeans.org/plugin/37426/gdbserver GDBserver-Plugin] (Linux, Windows)
** [http://www.kdevelop.org/ KDevelop] (Linux)
** [http://www.geany.org/ Geany] (Linux, Windows)
** Oder ein einfacher Texteditor
* Einen C,C++ Compiler:
** Eine der [[ARM_GCC#GCC_Bin.C3.A4rdistributionen|GCC-Binärdistributionen]], siehe auch [[#GCC|GCC]] (je nach Distribution Linux, Windows)
* Programmiersoftware zum Flashen des Target:
** [http://openocd.sourceforge.net/ OpenOCD] unterstützt viele Debug/Programmier-Adapter (Linux, Windows)
** [https://github.com/texane/stlink Texane stlink] funktioniert gut mit den ST-Link Adaptern wie sie zB. auf den STM32 Discovery Boards zu finden sind (Linux)
** Turtelizer2 oder andere JTAG Programmieradapter
** Bei Verwendung eines Segger J-Link, den [http://www.segger.com/admin/uploads/productDocs/UM08005_JLinkGDBServer.pdf Segger GDB-Server] in Verbindung mit dem beim GCC mitgelieferten GDB (Linux, Windows)

==== Komplette IDE's ====
* [http://www.codesourcery.com/sgpp/lite_edition.html Codesourcery Lite Edition]
* [http://www.coocox.org/ Coocox Eclipse IDE] kostenlose IDE für STM32F0 / F1 / F4 Hilfreiche Infos gibt es im [http://www.mikrocontroller.net/topic/214719?goto=new#2228482 hier] und [http://www.mikrocontroller.net/topic/214719?goto=new#2229943 hier] Forum, Artikel: [[STM32 CooCox Installation]]
* [http://emide.org/ emIDE] kostenlose IDE die mit dem Segger J-LINK funktioniert.
* [http://www.emblocks.org EmBlocks] kostenlose IDE, Code::Blocks basiert, unterstützt STM32 L1/F0/F1/F2/F3/F4/W, integrierter GDB Debugger, Jlink/ST-Link, System view (Peripherie Register anzeigen) beim Debuggen, Project Wizzard

=== Kommerzielle Umgebungen ===

* [http://www.keil.com/arm/mdk.asp Keil µVision] (Demo max. 32KB Code): Die sehr komfortable µVison IDE ist neben dem ARM Compiler per Menue auch für einen beliebigen GNU-Compiler konfigurierbar. Damit besteht das 32k-Limit nur noch für den integrierten Debugger / Simulator. µVison selbst kann kostenlos mit dem MDK-Evaluationkit heruntergeladen werden. [https://www.keil.com/arm/demo/eval/arm.htm#DOWNLOAD download]
* [http://www.iar.com/en/Products/IAR-Embedded-Workbench/ IAR-Embedded-Workbench] (Demo max. 32KB Code) [http://supp.iar.com/Download/SW/?item=EWARM-EVAL download]
* [http://www.isystem.com/products/itag winIDEAiTag] Keine Code Limitierung, GCC und Testwerkzeug beinhaltet. Läuft mit dem iTag Adapter.
* [http://www.raisonance.com Raisonance Ride7] (GCC Compiler, kostenlose Version auf Debugging von max. 32KB Code limitiert, keine Limitierung beim Complilieren)
* [http://www.atollic.com Atollic] (Lite Version (bis V2.3.0) ohne Code-Limit, auf GCC basierend. Die neueste Version ab V3 hat fast keine Beschränkungen mehr außer jetzt einen Code-Limit von 32kB. Außerdem werden jetzt die meisten ARM Familien unterstützt. )
* [http://www.rowley.co.uk/arm/ Rowley Crossworks] (Demo 30 Tage unbeschränkt, 150$ für nichtkommerzielle Nutzung, auf GCC basierend)
* [http://www.code-red-tech.com Code Red] (GCC basierend)
* [http://www.sisy.de/index.php?id=17&no_cache=1 SiSy ARM oder SiSy Micrcontroller++] (Demo verfügbar keine Gößenbegrenzung, basiert auf GNU-Compiler, grafische Programmierung mit UML möglich, integrierter Debugger)
* [http://www.comsytec.eu/epsdebugger.php EPS Debugger Plugin, für STM32 Development mit Code::Blocks]

=== Tutorials für diverse Tool-Kombinationen ===
[[STM32 Eclipse Installation|Windows,Linux, Eclipse + Yagarto/CodeSourcery + OpenOCD/ST-Link]]

* Windows
** Eclipse
*** [http://www.mikrocontroller.net/topic/216554 Windows, Eclipse, codesourcery, st-link ]
*** [http://www.firefly-power.de/ARM/debugging.html Eclipse Plugin "GDB Hardware Debugging" mit OpenOCD]
** Code::Blocks
*** [http://www.mikrocontroller.net/topic/265600 Windows, Code::Blocks, STM32F4]
** STM32 mit EmBlocks
*** [http://www.emblocks.org/web/downloads-main Download EmBlocks]
*** [https://www.youtube.com/watch?v=coHPJylnzC8 Video STM32 Project Wizzard in EmBlocks]
** Atollic TrueSTUDIO
*** [[STM32 LEDBlinken AtollicTrueStudio|Atollic TrueSTUDIO Installation + Demo]]
** MDK-ARM Lite mit Einstellungen für STM32F0/F4-Discovery Board
*** [https://www.keil.com/demo/eval/arm.htm KEIL MDK-ARM Download]
*** [https://www.youtube.com/watch?v=RXOOxby5nns&list=PL6-W3FoUyb48WFI5PQv3SDJj2G1t2FonV&index=1 Installations Video STM32F4 Discovery Board]
*** [https://www.youtube.com/watch?annotation_id=annotation_203294&feature=iv&index=4&list=PL6-W3FoUyb48WFI5PQv3SDJj2G1t2FonV&src_vid=sN4gDZ7H8gw&v=BeZcQjXxk9A Einstellungen STM32F0 Discovery Board Video]
** SiSy ARM, STM32
*** Download: [http://www.sisy.de/index.php?id=59 SiSy DEMO] kein Begrenzung der Codegröße
*** [http://www.youtube.com/watch?v=84Y3jYLWYpo Videobeispiel]
* Ubuntu
** [http://www.seng.de/downloads/HowTo_ToolChain_STM32_Ubuntu.pdf Ubuntu, eclipse, Code Sourcery, OpenOCD] ([http://www.seng.de/downloads/HowTo_ToolChain_STM32_Ubuntu.odt Das Gleiche im bearbeitbaren ODT-Format])
** [http://fun-tech.se/stm32/index.php Ubuntu, Selbstcompilierter GCC, STM32/Cortex-M3]
** [http://thetoolchain.com The ToolChain] - Automatisch installierende Entwicklungsumgebung mit eigenen und externen Treibern, Unterstützt QtCreator als IDE, Flexibel erweiterbar über Shellskripte

* [http://www.mikrocontroller.net/topic/214719 Tipps für Installation mit Eclipse]

===Programmieradapter===
* [http://www.segger.com/jlink-model-overview.html SEGGER J-LINK / J-TRACE] für u.a. alle ARM7/9/11, Cortex-M0/M1/M3/M4/A5/A8/A9/R4 als [http://www.segger.com/cms/j-link-edu.html NonComercial] J-LINK-EDU für ca. 60,- zu haben, läuft in µVision, IAR, GDB (Linux & Windows über einen eigenen [http://www.segger.com/admin/uploads/productDocs/UM08005_JLinkGDBServer.pdf GDB-Server]), Keil, ...
* Keil [http://www.keil.com/ulinkme/ ULINK-ME], [http://www.keil.com/arm/ulink2/ ULINK2], [http://www.keil.com/arm/ulinkpro/ ULINK pro]
* [http://www.st.com/internet/evalboard/product/219866.jsp ST-LINK], [http://www.st.com/internet/evalboard/product/251168.jsp ST-LINK/V2]
* Jedes STM32 Discovery board hat einen ST-Link für Programmierung/Debugging per SWD on-board, welcher auch für eigene STM32 Target Hardware benutzt werden kann (ca. 12,- bis 19,-€, je nach Typ).
* [http://www.raisonance.com/~rlink-debugger-programmer__microcontrollers__tool~tool__T018:4cn9ziz4bnx6.html Raisonance RLink]
* [http://www.amontec.com Amontec]
* [http://www.hjtag.com H-JTAG] Personal Edition für ca. 60,- zu haben, läuft mit ADS, SDT, IAR, Vision und RVDS
* [http://www.isystem.com/products/itag iTag] für 50.- bei Amazon zu bestellen, oder als Eigenbau version (offenes Design) läuft mit der freien winIDEAiTag version (siehe oben)

In der Regel haben die [[JTAG]] Adapter einen 20-Poligen Stecker, den man direkt auf die Demo-Boards, die auch einen 20-Poligen [[JTAG]]-Anschluss haben, einstecken kann. Die Pinbelegung ist genormt, siehe Artikel [[JTAG]]. Die Discovery-Boards haben keinen seperaten JTAG-Stecker, aber zumindest für das STM32F4 Discovery kann man sich leicht einen Adapter Pinheader->JTAG Stecker selber bauen.

Andere [[JTAG]] Adapter wie z.B. der ULink von Keil funktionieren nur mit dem Keil Compiler.

===Programmieradapter Open-Source===

* [https://www.olimex.com/Products/ARM/JTAG/ARM-JTAG-COOCOX/ ARM-JTAG-COOCOX], CoLinkEX Nachbau von Olimex, unterstützt JTAG sowie SWD
** [http://www.coocox.org/colinkEx.htm unterstützte uC]
** unterstütze IDEs: [http://www.keil.com/arm/mdk.asp Keil MDK-ARM 4.03] oder neuer, [http://www.iar.com/en/Products/IAR-Embedded-Workbench/ IAR Embedded Workbench 5.xx] oder neuer sowie die [http://www.coocox.org/CooCox_CoIDE.htm CooCox CoIDE]
* [https://www.olimex.com/Products/ARM/JTAG/ Olimex] ARM-USB-OCD (ca. 60.-, hat zusätzlich einen Spannungsausgen und einen COM Port)
* [http://www.oocdlink.com/ OOCDLink]
* [https://github.com/texane/stlink Stlink]
* [http://www.randomprojects.org/wiki/Floss-JTAG FLOSS-JTAG]
* [http://capitanio.org/mlink/ Linux Demo Code für die Discovery's ST-Link Programmierung]

Der Controller hat auch einen fest eingebauten Boot-Lader. Damit läßt er sich auch über eine gewöhnliche serielle Schnittstelle programmieren, ohne dass man einen JTAG-Adapter benötigt. Dies erfordert ggf. entsprechende Konfiguration über die BOOTx-Pins und/oder die Option-Bytes.

=== Demo-Projekte ===

* Einführung in die GPIO Programmierung der STM32F10x und STM32F30x Prozessoren am Beispiel des STM32F3 Discovery Boards und Vergleich zur AVR IO Registerstruktur [http://www.mikrocontroller.net/topic/300472#new]
* [[prog_bsp_timer_1_timer2|Programmbeispiel für die Verwendung von Timer2 zusammen mit dem Interrupt]]
* [http://www.firefly-power.de/ARM/printf.html Printf() debugging mit minimalem Aufwand]
* [[STM32_BLDC_Control_with_HALL_Sensor|Programmbeispiel für BLDC Motoransteuerung (Timer 1) mit HALLSensor (Timer 3)]]
* [[Cortex_M3_OCM3U]]
* Martin Thomas hat ein umfangreiches Projekt erstellt, in der die Eclipse Einstellungen enthalten sind:
** [http://www.siwawi.arubi.uni-kl.de/avr_projects/arm_projects/arm_memcards/index.html "ChaN's FAT-Module with STM32 SPI"]
* [[STM32 USB-FS-Device Lib]]
* Modellbau-Sender auf STM32-Basis mit vielen Treibern [http://www.rcos.eu www.rcos.eu]
* Ausführliches [https://github.com/jkerdels/stm32edu Einstiegs-Tutorial] in Codeform für das [http://www.st.com/internet/evalboard/product/252419.jsp STM32F4 discovery board]
* [http://www.redacom.ch/keillab/ Schweizer Gondelbahnsteuerung über Webserver auf ETT STM32F ARM KIT Board in Keil RTOS] mit Webcam
* Die [http://ethernut.svn.sourceforge.net/viewvc/ethernut/trunk/ Ethernut SVN Version] unterstützt inzwischen viele STM32 Typen, viele Devices und einige STM32 Demoboards
* [http://mikrocontroller.bplaced.net/wordpress/?page_id=744 Uwe Bonnes' Libraries für den STM32F4]

== Debug- und Trace-Interface (CoreSight™ Debug and Trace Technologie)==

Übersicht über beide Funktionalitäten und den Schnittstellen:
http://www.keil.com/support/man/docs/ulink2/ulink2_cs_core_sight.htm

Die Coresight-Debug-Architektur ermöglicht ein nicht-invasives Debugging, d.h. es können während des Betriebes (meistens) ohne Beeinflussung des Prozessors Daten vom Speicher gelesen und in selbigen geschrieben werden.

=== Debugger Funktionen ===

Der Debugger-Teil besitzt drei Funktionen:
* Run Control: z.B. Programm-Start, Stopp und Einzel-Schritte.
* (Program) Break Points: Ein Programm hält an, wenn der Programm Counter eine bestimmte Programm-Adresse erreicht.
** Die maximale Anzahl der gleichzeitig möglichen Break Points ist begrenzt (z.B. 6 bei einem STM32).
** Die Anzahl der Break Points ist nahezu unbegrenzt, wenn ein Debugger über den Memory Access (s.u.) sogenannte Flash Break Points unterstützt. Dabei wird ein geladenes Programm im Flash umprogrammiert, um den Debugger anzuhalten. Diese Funktionalität ist meistens ein kostenpflichtiges Zusatz-Feature des Debugger-Herstellers.
** Beinhaltet keine Data Watch Funktionalität, welche im Trace-Teil (DWT) realisiert wird.
* Memory Access: Lesen und Schreiben von Speicheradressen.
** Diese Funktionalität beinhaltet keine direkte Flash-Programmierung. Der Programmiervorgang für einen Flash ist herstellerspezifisch und muss von dem verwendeten Debugger unterstützt werden.

=== Trace Funktionen ===
Die Trace-Funktionalität wird in drei Funktionen aufgeteilt:
* ETM (Embedded Trace Macrocell): Optional, nicht jede CPU besitzt diese Hardware (Kostenfaktor, Austattung).
* ITM (Instrumentation Trace Macrocell): Über diesen Kanal kann ein vereinfachtes Trace des Core ermöglicht werden, sowie "printf-ähnlich" Daten über den ITM Channel 0 geschickt und im Debugger ausgegeben werden.
* DWT (Data Watchpoint & Trace Unit):
** Data Watch: 4 Access-Break-Points ( z.B. der Debugger bleibt stehen, wenn das Programm auf einen Speicher zugreift oder der Wert einer Variablen einen bestimmten Wert annimmt).
** Trace Unit: Programmverlauf (durch Lesen des Program Counters) und Interrupt Aufrufe verfolgen, sowie Zeitmessungen.

Einige der Trace-Funktionalitäten können über die JTAG-Schnittstelle angesprochen werden. Die schnelle Trace-Funktionalität (mit 4 bit Parallel-Port) steht nur mit der erweiterten DEBUG + ETM Schnittstelle zur Verfügung. Im Gegensatz zum Debugger-Teil (Run Control, Break Points und Memory Access) werden Trace-Funktionen nicht von allen Debuggern unterstützt. Debugger mit der vollen Trace-Funktionalität kosten deutlich mehr.

* Beispiele für Trace-Port-Aktivierungen für verschiedene Hersteller: http://www.keil.com/support/man/docs/jlink/jlink_capture_tracedata.htm

Die Aktivierung des parallelen Trace-Ports erfordert, je nach CPU Hersteller, zusätzliche Debugger-Makros für die Aktivierung und Port-Freischaltung. Zusätzlich sind die Schnittstellenauswahl und Einstellung (Frequenzen) im Entwicklungs-Tool (IDE) wichtig, um erfolgreich den Programm-Verlauf "tracen" zu können.

=== Debug und Trace-Schnittstellen ===
Als Debug Interface stehen zwei Varianten zur Auswahl:
* [[JTAG]]: Dafür sind mindestens 6 Steuerleitungen nötig. Unterstützt Device Chaining: Mehrere verbundene Geräte können mit einem Debugger/Programmer gleichzeitig angesteuert werden.
* SWD (Serial Wire Debug): Hier mindestens 2 Steuerleitungen (3 mit SWO, zzgl GND und 3,3V). Die SWD Schnittstelle ist in der Regel schneller und kann auch Funktionen aus dem Trace-Teil beinhalten (z.B. ITM, dafür wird der SWO-Pin benötigt). Device Chaining ist mit dieser Schnittstelle nicht möglich.

Standard-JTAG Steckerbelegungen:
http://www.keil.com/support/man/docs/ulink2/ulink2_hw_connectors.htm

=== Der 10polige JTAG-Stecker von mmvisual ===
mmvisual hat mit dieser Steckerbelegung die Standard JTAG Schnittstelle erweitert:

Ich habe diesen Part in den Artikel [http://www.mikrocontroller.net/articles/JTAG#Der_10-polige_JTAG_Stecker_von_mmvisual JTAG] verschoben.
Hinzu gekommen ist die Adapterplatine 10-Polig auf Standard JTAG 20 Polig mit TTL/V24 Wandler. [http://www.mikrocontroller.net/articles/JTAG#Die_Adapterplatine Siehe hier.]

== Hardware-Beschaltung ==

Der STM32 benötigt für den Betrieb nur (Minimalbeschaltung):

* VCC 2..3,3V (je nach Typ)
* AVCC 2..3,3V (sehr wichtig, der STM32 lässt sich ohne diese Spannung nicht programmieren)
* GND
* Reset Pin 100nF nach GND (ein Pull-Up Widerstand von ca. 40k ist intern vorhanden)
* [[#Bootmodi|Boot-Pins]]

ansonsten nur ein paar einzelne Cs 100nF an VCC/GND.

Um Programmieren zu können wird entweder noch die serielle Schnittstelle (Programmieren über den vorprogrammierten Bootloader) oder JTAG oder die SWD Schnittstelle benötigt.

=== Bootmodi ===
Unterschiedliche Bootmodi lassen sich mittels der PINs BOOT0 und BOOT1 auswählen . Siehe Application Note [https://my.st.com/public/STe2ecommunities/mcu/Lists/cortex_mx_stm32/Attachments/18225/AN2606.pdf AN2606]. Ausser F1 besitzen neuere Familien ein SYSCFG_MEMR Register. In dieses Register kann man die gewünschten Boot0/1 Werte schreiben und nach einem Core-Reset (!= System_Reset) startet der Prozessor im gewünschten Mode. Eine Neu- bzw. Deinitialisierung der Peripherie empfiehlt sich!

==== Boot from FLASH ====
Startadresse wird von 0x08000004 geladen
BOOT0 Lo
BOOT1 X

==== Boot from SRAM ====
PC Startadresse wird an 0x200001E0 direkt angesprungen.
BOOT0 Hi
BOOT1 Hi
Da der interne FLASH der stm32f1x laut Datenblatt nur für 1000 Schreibvorgänge ausgelegt ist, kann mittels BOOT0 (High) und BOOT1 (High) auch aus dem zuvor mit dem Debugger (JTAG/SWD) beschriebenen SRAM booten.
Hierbei gilt zu beachten:
VTOR auf die NVIC Tabelle im SRAM vor dem auslösen des ersten Interrupts remappen.

Um ein vergleichbares Startverhalten zum FLASH zu erreichen, empfiehlt es sich,
0xF1E0F85F an 0x200001E0 zu schreiben. Diese implizite Ausführung von "ldr.w pc,
[pc, #-0x01E0]" beim Start erzwingt ein laden der Startadresse von 0x20000004.

==== Boot from SYSMEM (RS232, CAN und USB) ====
PC Startadresse wird von 0x1FFFF004 geladen
BOOT0 Hi
BOOT1 Lo
Auch ohne JTAG lässt sich ein STM32 programmieren (Bootloader-Aktivierung). Dabei stehen, je nach CPU-Typ, verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung:
* RS-232 (bisher alle STMs)
* USB (nur in bestimmten MCUs mit entsprechender Bootloader-Version und PIN-Anzahl, z.B. STM32F105/107)
* CAN (wie USB nur in bestimmten MCUs)

3 zusätzliche Verbindungen müssen auf dem Board gepatcht werden. Für einen Test geht es auch mit Tastern für RESET und BOOT0. 
RESET=RTS (L-aktiv) 
BOOT0=DTR (H-aktiv) 
BOOT1=LOW 

Details sind hier im Forum: [http://www.mikrocontroller.net/topic/141711 STM32 Programmiertool]

* [https://code.google.com/p/stm32flash/ Open source flash program for the STM32 ARM processors using the ST serial bootloader (for Linux)]

== Bewertung ==
=== Vorteile ===

'''Vorteile gegenüber ARM7:'''

* Interrupt-Controller jetzt Teil des Prozessors (als Core Peripheral), die Vector Table ist jetzt eine echte Vektortabelle, keine Sprungliste wie bei ARM7. Durch Automatismen zwischen Core und NVIC (auto register save r0..r3, lr, sp, pc) bei Interrupt Entry wird eine deutlich schnellere Ausführungszeit bei Interrupts erreicht. Der Interrupt Code muss sich nicht mehr selbst um die Sicherung der o.g. Register kümmern und eine besondere Konfiguration der Handler im Compiler entfällt. Sind vor Beendigung einer ISR (d.h. Rücksprung zum User Code) weitere Interrupts pending, so werden diese ausgeführt, ohne dass eine komplette pop-push-sequenz der Register notwendig ist. Schön beschrieben ist es hier im [http://www.st.com/mcu/files/mcu/1221142709.pdf Insider's Guide] unter 2.4.5 / Seite 20.
* Thumb-2 Befehlssatz, deutlich schneller als Thumb-1 und ebenso kompakt
* Weniger Pins für Debugging benötigt durch SWD
* Mehr Hardware Breakpoints machen debuggen einfacher
* Software ist einfacher weil die Umschaltung zwischen ARM Mode und Thumb Mode wegfällt

'''Vorteile gegenüber LPC1700 und LPC1300:'''

* Flexiblere Gehäuseformen mit mehr Peripherie bei kleinen Gehäusen
* FW-Lib für alle STM32 gleich, alle AppNotes/Demos beziehen sich auf diese eine FW-Lib was die Entwicklung der eigenen Applikation sehr beschleunigt.
* Genauerer und flexiblerer ADC, insbesondere gegenüber LPC1300
* Flexiblere Varianten der Peripherie >> bei weniger einen deutlichen Preisvorteil
* ab 0,85 EUR (Stand 2010) Allerdings gibts den LPC1100 mit Cortex-M0 schon ab 0,65 $!

'''Vorteile gegenüber SAM3/4:'''

* Fast alle Pins sind 5-Volt tolerant.

'''Vorteile gegenüber anderen "Kleinen" wie z.B. PIC, Atmel usw.'''
* nahezu gleicher Preis bei Hobby Anwendungen
* 32 Bit ohne Umwege in Assembler rechenbar
* Schnelle direkte Offset-Adressierung ermöglich effizienten Zugriff auf Stack-Variablen, lokal gespeicherte Flash-Konstanten, struct/Array-Elemente
* Einfache einheitliche Adressierung des gesamten Adressraums, d.h. Pointer auf Peripherieregister, RAM & Flash können exakt gleich behandelt werden, keinerlei Banking/Umschalt-Mechanismen erforderlich auch bei großem Flash/RAM
* Interrupt-Prioritäten und Prioritätsgruppen
* Effiziente Pointerarithmetik da Registerbreite=Adressbreite
* bessere Peripherie wie USB, Ethernet, Vielzahl an Timern
* der ARM-Core hat eine höhere Taktfrequenz und kann gleichzeitig mehr in weniger Takten berechnen
* Hardware-Division, bei einigen FPU zur effizienten float-Berechnung
* Mit größerem Flash/RAM verfügbar
* Code kann direkt aus dem RAM ausgeführt werden, Speicherschutz und privilegierter Ausführungsmodus können "Kernel"- vor "Anwendungs"-Code schützen, somit wird das dynamische Nachladen von Anwendungen aus externem Speicher effizient & sicher möglich
* ... und weitere 1000 Punkte ...

=== Nachteile ===

'''Nachteil gegenüber LPC1700:'''
* STM32F1xx: nur 72 MHz statt 100 MHz (LPC1759: 120 MHz) Taktfrequenz; STM32F2xx hat diesen Nachteil nicht (ebenfalls 120MHz, STM32F4xx mit 180MHz)
* Der LPC1700 besitzt deutlich mehr Mechanismen, um die Auswirkung der Waitstates des Flash-ROMs auf Code- und Datenzugriffe zu reduzieren und das bedeutet mehr Performance bei gleicher Taktfrequenz. Beim STM32F2 entfällt dieser Nachteil wohl aufgrund des ART Accelerators.
* Alle LPC1xxx haben 32 Bit Timer. Bei den STM32 haben das nur die STM32F2xx (2 Stück)
* I2S Einheit von ST hat keinen FIFO und im 24/32Bit Modus müssen 2x16Bit Halbwörter übertragen werden. Wobei allgemein bei neuen ARM Prozessoren die vorhandenen DMA-Kanäle (basierend auf eigenen BUS-Kanälen und Speicherzugriffen) FIFO in beliebiger Größe bedeutet.

'''Nachteil für Hobby-Anwender'''

* Nicht direkt "Steckbrettauglich", da kein DIL Gehäuse verfügbar. Der ebay-Shop dipmicro führt jedoch sehr günstige Lötadapter für Umsetzung von LQFP48 auf DIP48. QFP64 in 0.5mm Pinabstand und nicht 0.8mm wie AVR

* Viel Peripherie, Clocks müssen alle richtig eingestellt werden, ggf. Anpassung des Startup Codes usw.
** => Daher nicht besonders gut für Mikrcontroller Anfänger/Einsteiger geeignet.

'''

== Errata, Tipps und Tricks ==
=== Hardware ===
* AD-Wandler PA0: Im Errata steht, dass hier Fehler in der Wandlung entstehen könnten, also einen anderen Pin verwenden.
* CAN-Bus PD0/PD1: Remap geht erst ab der 100-Pin-Version. Steht im RM0008 unter 9.3.3.: "CAN1 alternate function remapping". Alle Infos von RM0008 9.3.x sind interessant
* CAN und USB sind bei der F1 Serie nur bei der "◦Connectivity-Line" gleichzeitig nutzbar. Siehe Datenblätter.
* Mit internem RC-Oszillator kann die CPU mit maximal 64MHz betrieben werden. Mit einem externen Quarz sind dann 72MHz möglich.
* Für USB Betrieb muss die CPU mit 48MHz oder 72MHz betrieben werden (bei STM32F1xx).
* Der Idle Interrupt vom Usart wird zwar ausgelöst, aber nicht vom entsprechenden Statusflag angezeigt
* Der DMA fängt beim aktivieren immer von vorn an zu zählen, auch wenn er nur kurz angehalten wurde
* STM32F2xx hat kein Flash Size Register, bei STM32F4xx ist zwar ein flash Size Register beschrieben, kollidiert aber in der Adresse mit einem anderen Register
* Derivate mit internem EEPROM und nur einer Speicherbank haben das "Feature" bei write/erase des Data-Flashes (EEPROM) einen kompletten stall der code execution zu verursachen (inkl. ISR's, DMA). Desgleichen bei write/erase des internen Flash (ISP-routinen, EEPROM-Emulation).
* Der I2C hat diverse Fehler, welche im Errata des jeweiligen Modells (z.B. [http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/errata_sheet/CD00238166.pdf STM32F105xx and STM32F107xx Errata sheet] ) zu finden sind. Workarounds hierzu finden sich in der Application Note [http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/application_note/CD00209826.pdf AN2824]. Am Besten benutzt man jedoch die I2C Communication peripheral application library (CPAL) von ST ([http://www.st.com/web/catalog/tools/FM147/CL1794/SC961/SS1743/PF258336 STSW-STM32127])
* [http://blog.frankvh.com/category/stm32/ weitere undokummentierte Features]
* Interrupt-Flags in Statusregistern der diversen Peripherals wie der Timer müssen zu '''Beginn''' (bzw. möglichst weit vor dem Return) der ISR zurückgesetzt werden, da die ISR sonst eventuell 2x ausgeführt wird ([http://www.mikrocontroller.net/topic/312393#new Siehe Forum]).

=== Software ===
==== GCC ====
Um den GCC direkt zu verwenden (zB. mit selbstgebautem makefile), falls man das nicht von einer Entwicklungsumgebung machen lässt, siehe zunächst [[ARM GCC]]. STM32-spezifisches ist:
* Wird die [[#.E2.80.8ESTM32_Standard_Peripheral_Library|STM32 Standard Peripheral Library]] und ein Quarz verwendet, so muss noch per Präprozessor-Definition die Frequenz des Quarzes angegeben werden mittels z.B. -DHSE_VALUE=8000000 für 8MHz (wie auf dem STM32F4 Discovery).

===== Startupcode & Linkerscript =====
* Damit der compilierte Code an den richtigen Stellen im Controller landet (d.h. dem Flash) muss man dem Linker ein Linkerscript mitgeben. Dies geht per "-T ''pfad_zum_linkerscript.ld''" an den Linker-Befehl. Im Archiv der [[#.E2.80.8ESTM32_Standard_Peripheral_Library|STM32 Standard Peripheral Library]] befindet sich ein Beispiel-Linkerscript für die Atollic TrueSTUDIO IDE, dieses kann direkt mit dem GCC verwendet werden. Beispielsweise für den STM32F4 befindet sich das Script im Pfad "/STM32F4xx_DSP_StdPeriph_Lib_V1.1.0/Project/STM32F4xx_StdPeriph_Templates/TrueSTUDIO/STM324x7I_EVAL/stm32_flash.ld" des Archives.
* Damit beim Starten die richtigen Initialisierungen vorgenommen werden (wie globale Variablen und bei C++ Konstruktoren globaler Objekt-Instanzen) muss als erstes ein Startupcode laufen, der dann die main()-Funktion aufruft. Der Startupcode ist meistens in Assembler geschrieben, C-Code ist aber auch möglich. Im Archiv der [[#.E2.80.8ESTM32_Standard_Peripheral_Library|STM32 Standard Peripheral Library]] befindet sich ein Beispiel-Startupcode für die Atollic TrueSTUDIO IDE, dieser kann direkt mit dem GCC verwendet werden. Beispielsweise für den STM32F4 befindet sich der Code in Assemblerform im Pfad "/STM32F4xx_DSP_StdPeriph_Lib_V1.1.0/Libraries/CMSIS/Device/ST/STM32F4xx/Source/Templates/TrueSTUDIO/startup_stm32f40xx.s" des Archives. Der Assemblercode kann per arm-none-eabi-as (Flags s.o.) assemblisiert werden, die resultierende .o -Datei normal mitgelinkt.

Zusammen bieten die beiden Dateien der Anwendung ein Standard-C-Interface, d.h. man kann wie gewohnt globale Variablen verwenden und seinen Code in die main()-Funktion schreiben.

=== Tipps für Umsteiger von Atmel/PIC/8051 ===
* Prozessortakt hat unterschiedliche Taktquellen und eine PLL.
* Alle Peripheriemodule haben einen extra Clock, den man aktivieren muss.
* Wenn man z.B. einen UART benutzen möchte, so muss man den Clock vom UART, Alternate Function IO (AFIO) und dem GPIO-Port aktivieren.
* Ansonsten hat man nahezu doppelt so viele Möglichkeiten in den Peripheriemodulen.
* Interrupt-Flags müssen in der ISR selber gelöscht werden
* Forum zu [http://www.mikrocontroller.net/topic/175888 Interrupts vs. Events]

=== Errata vom STM32F4xx die nicht im Errata von ST stehen ===
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/267439#2788478 Aktivieren von DMA], wenn mehr als 3 DMA Kanäle aktiviert werden, kann es sein dass die nicht alle korrekt bedient werden. Auch klappt der DMA mit dem FSMC nicht immer zuverlässig. [https://my.st.com/public/STe2ecommunities/mcu/Lists/cortex_mx_stm32/Flat.aspx?RootFolder=%2Fpublic%2FSTe2ecommunities%2Fmcu%2FLists%2Fcortex_mx_stm32%2FWarning%20limit%20simultaneous%20DMAs%20to%202&FolderCTID=0x01200200770978C69A1141439FE559EB459D7580009C4E14902C3CDE46A77F0FFD06506F5B&currentviews=811 siehe hier] [http://blog.frankvh.com/2012/01/13/stm32f2xx-stm32f4xx-dma-maximum-transactions/ und hier]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/260637#2700761 Nerviger Bug in "stm32f4xx.h"] Änderung Struktur GPIO_TypeDef
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/261690#2714754 Batterie wird leer gezogen], nur bei manchen Chips mit Rev. A
* [http://www.efton.sk/STM32/STM32F4xx_doc_errors.txt Liste von Dokumentations-Fehlern]

== Bezugsquellen ==

=== Controller ===

Versandhäuser für Privatpersonen
* [http://www.reichelt.de/STM-Controller/2/index.html?;ACTION=2;LA=2;GROUPID=2950; Reichelt]
* [http://darisusgmbh.de/shop/index.php?cat=c2692_ARM-Cortex.html Darisus]
* [http://www.hbe-shop.de HBE (Farnell Programm für Private)]
* [http://www.sander-electronic.de/be00069.html Sander]
* [http://www.tme.eu/de/katalog/index.phtml#cleanParameters%3D1%26search%3DSTM32F10%26bf_szukaj%3D+ TME]
* [http://teske-electronics.de/index.php?cPath=3_9_53 Teske electronics]
* [http://de.rs-online.com/web/c/halbleiter/prozessoren-und-mikrocontroller/mikrocontroller/?sort-by=default&sort-order=default&applied-dimensions=4294417325&lastAttributeSelectedBlock=4294425895 RS-Online]

Gewerblich liefern natürlich viele wie EBV, Mouser, Farnell, Digikey usw...

=== Evaluation Boards ===

* [http://shop.embedded-projects.net/index.php?module=artikel&action=gruppe&id=14 Im Shop von Embedded Projects]
* [http://www.watterott.com/de/Boards-Kits/ARM/ARM-Cortex-M3 Cortex M3 bei Watterott]
* [http://www.raisonance.com/~primer-starter-kits__microcontrollers__tool~tool__T018:4enfvamuxbtp.html Primer und Primer2 von Raisonance]
* [http://www.sander-electronic.de/es0028.html Sander Electronic]
* [http://www.mikrocontroller.net/articles/MP32F103-Stick:_Ein_Mini-Mikrocontroller-Board_mit_USB_und_bis_zu_4MB_Datenspeicher Artikel im Wiki, ARM mit USB und 4MB Speicher]
* [http://www.futurlec.com/STM32_Development_Board.shtml Futurlec Evalboard, ebenso Header-Board]
* [http://www.propox.com/products/t_174.html Propox, Header-Boards für 103R und 103V sowie Trägerplatine dafür]
* [http://www.mikrocontroller.net/articles/Cortex_M3_OCM3U Cortex M3 Artikel im Wiki]
* [http://olimex.com/dev/index.html STM32 bei Olimex]
* [http://de.farnell.com/jsp/displayProduct.jsp?sku=1824325&action=view&CMP=GRHS-1000962 STM32Discovery bei Farnell] Mikrocontroller Board (STM32F100RBT6B) mit onboard USB-Programming Interface für ca. 12,50€
* [http://www.de.rs-online.com/web/p/products/7458434/ STM32Discovery bei RS-Components] 12,65 € +MwSt.
* [http://www.segor.de/#Q=STM32 VL DISCOVERY] STM32 Discovery bei Segor
* [http://www.watterott.com/de/STM32F4Discovery STM32F4DISCOVERY] STM32F4 Cortex M4 Controller mit JTAG-Debugger auf der Platine bei Watterott für 16,66EUR.
* [http://www.conrad.de/ce/de/product/443910/ STM32F4 Discovery Kit bei Conrad] 17,11 €
* [http://www.mcu-raisonance.com/~open4-development-platform__microcontrollers__tool~tool__T018:g65gu6ghg2n.html/ Open 4 oder auch genannt Evo-Primer]
* [http://www.wayengineer.com/index.php?main_page=index&cPath=50_66&page=1&sort=3a WayEngineer]
* [http://thinkembedded.ch/ST-STMicroelectronics:::24.html Im Thinkembedded Shop] in der Schweiz / DiscoveryF4, div. ETT und Olimex Boarde ab 20,18 CHF / 16,15 EUR (inkl. MwSt.) zzgl. Versandkosten
* [http://shop.myavr.de/ARM-Produktlinie/STM32F4-Discovery.htm?sp=article.sp.php&artID=200072 Im myAVR Shop] DiscoveryF4 mit möglichem Zubehör 16,45 EUR (inkl. MwSt.) zzgl. Versandkosten
* [http://www.keil.com/boards/cortexm.asp Keil/ARM Demoboards]
* [http://www.phytec.de Phytec]
* [http://shop.myavr.de/index.php?sp=artlist_kat.sp.php&katID=37 verschiedene ARM Produkte und Erweiterungen bei myAVR]
* [http://re.reworld.eu/de/produkte/s64dil-405/index.htm S64DIL-405 STM32Fxxx ARM Cortex M3 Mikrocontrollermodul mit USB-Schnittstelle, Steckbretttauglich] (Leerplatine eignet sich auch für STM32F1xx Prozessoren.)

== Weblinks, Foren, Communities, Tutorials ==
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/173753 Diskussion zum Artikel]
* [http://www.mikrocontroller.net/forum/mikrocontroller-elektronik?filter=ARM*+STM32*+Cortex* Suche im Forum]
* [[STM32 für Einsteiger]]
* [[STM32 CooCox Installation]]
* [https://my.st.com/public/STe2ecommunities/mcu/Lists/ARM%20CortexM3%20STM32/AllItems.aspx Forum auf der ST Homepage]
* [http://www.stm32circle.com/hom/index.php STM32 Community]
*[http://joe-c.de/pages/posts/einstieg_mikrocontroller_stm32f103_101.php Einstieg: STM32board mit Kamera (deutsch)]
* [http://www.ebv.com/fileadmin/products/Press_Print/Brochures/Product_Brochures/EBV_Cortex%20Collection_V2.pdf Übersicht der Cortex Prozessoren und deren Hersteller (nicht nur ST, von EBV)]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/258652 Tutorial]
* [http://diller-technologies.de/stm32_wide.html STM32 Tutorial in Deutsch von Diller Technologies]
* [http://mySTM32.de STM32 C und C++ Tutorial in Deutsch ]
* [http://mikrocontroller.bplaced.net STM32F4 Quellcode-Librarys und CooCox-Projekte in Deutsch ]
* [http://myugl.de Tutorial für Grafik-Librarys und SiSy-Projekte in Deutsch ]

<references/>
[[Kategorie:ARM]]
[[Kategorie:STM32]]
[[Kategorie:Mikrocontroller]]

STM32

2014-01-03T23:14:36Z

Mmvisual: /* Features */

STM32 ist ein Mikrocontroller-Familie von [http://www.st.com/mcu/inchtml-pages-stm32.html ST] mit einer 32-Bit [http://www.arm.com/products/processors/cortex-m/index.php ARM Cortex-M0/M3/M4] CPU. Diese Architektur ist speziell für den Einsatz in Microcontrollern neu entwickelt und löst damit die bisherigen ARM7-basierten Controller weitestgehend ab. Den STM32 gibt es von ST in unzähligen Varianten mit variabler Peripherie und verschiedenen Gehäusegrößen und -formen. Durch die geringe Chipfläche des Cores ist es ST möglich, eine 32 Bit-CPU für weniger als 1 € anzubieten.

[[Bild:stm32F103xc.png|thumb|right|340px|Blockdiagramm STM32F103xC/D/E]]

== STM32-Familien ==

Bisher gibt es sieben STM32-Familien:
* [http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1588.jsp STM32F0]
** Cortex M0
** Mikrocontroller zum Einstieg
** Bis 48MHz
* [http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1169.jsp STM32F1]
** Cortex M3
** Bis 72MHz
**Verschiedene Unterfamilien:
*** Connectivity line
*** Performance line
*** USB Access line
*** Access Line
*** Value line
* [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1575 STM32F2]
** Cortex M3
** Bis 120MHz
** Wie die STM32F1 Serie, Camera-Interface, 32-Bit Timer, Crypto-Engine...
* [http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1605.jsp STM32F3]
** Cortex M4F
** DSP und FPU
** Bis 72MHz
** Fast 12-bit 5 MSPS and precise 16-bit sigma-delta ADCs
** Touch sensing controller (TSC)
* [http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1521.jsp STM32F4]
** Cortex M4F
** DSP und FPU
** Bis 180MHz
** Bis zu 2MB Flash
* [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1295 STM32L1]
** Cortex M3
** Low Power
** mit LCD Treiber
** Bis 32MHz
* [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1581 STM32W]
** Cortex M3
** BIS 24MHz
** RF-MCU
[http://www.st.com/internet/mcu/class/1734.jsp Hier eine Übersicht zum Auswählen eines STM32Fxxx]

===Features===
* Cortex-M0 / Cortex-M3 / Cortex-M4F Kern (mit FPU)
* 16KB ... 2MB [[Flash-ROM]]
* 4KB ... 256KB [[Speicher#SRAM|SRAM]]
* 4KB [[Speicher#EEPROM|EEPROM]] (STM32L)
* SDRAM-Controller bei den [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1577/LN1806 STM32F42xxx und STM32F43xxx], bis 512 MByte externer SDRAM addressierbar
* 512 one-time programmable Bytes(STM32F2/4)
* [[IC-Gehäuseformen | Gehäuse]] 20 ... 216 Pins als TSSOP, QFN, LQFP und BGA
* Derzeit sind über '''250''' [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169 STM32 Derivate/Varianten verfügbar]
* Bis 72MHz CPU-Takt, bis 120MHz beim STM32F2xx, bis 168/180 MHz beim STM32F4xx, wobei eine spezielle prefetch-hardware bis 120/168 MHz eine Geschwindigkeit erzielen soll, die 0 Wait-States entspricht. Der CPU-Takt wird über einen Multiplikator aus dem internen RC-Takt oder einem externen Quarz-Takt abgeleitet.
* Externes Businterface (nur bei Gehäusen ab 100 Pin und nur bei STM32F4, STM32F2 und STM32F1 Performance line)
* LCD Treiber für 8x40 Punkte (nicht beim STM32F2xx)
* TFT Treiber bei STM32F429 / STM32F439
* Spannungsbereich 1,65 ... 3,6V, nur eine Betriebsspannung nötig
* Temperaturbereich bis 125 °C
* Bis zu 140 IOs, viele davon [[Pegelwandler|5V-tolerant]]
* Interner, kalibrierter RC-Oszillator mit 8MHz (16MHz bei STM32F2/F4xx)
* Externer Quarz
* Real Time Clock mit eigenem Quarz und separater Stromversorgung
* Bis zu 16 [[Timer]], je Timer bis zu 4 IC/OC/PWM Ausgänge. Davon 2x Motion Control Timer (bei STM32F103xF/G), (bis zu 32 PWM Ausgänge)
* Systick Counter
* Bis zu 3 12-Bit [[AD-Wandler]] mit insgesamt 24 AD-Eingängen, integrierter [[Temperatursensor]], Referenzspannung Vrefint und VBatt Spannungsmessung (STM32F4xx)
* Bis zu 2 12-Bit [[DA-Wandler]] (bis zu 3 beim STM32F3xx)
* Bis zu 2 [[DMA]] Controller mit bis zu 12 Kanälen (16 beim STM32F2/4xx)
* Bis zu 2x [[I2C|I²C]]
* Bis zu 5x [[UART|USART]] mit LIN, IrDA und Modem Control (bis zu 8 beim STM32F2/F4xx)
* Bis zu 3x [[SPI]] (bis zu 6 beim STM32F4xx)
* Bis zu 2x [[I2S|I²S]]
* Bis zu 2x [[CAN#STMicroelectronics STM32 (Cortex M3/M4)|CAN]]
* Hardware [[CRC]] Unit, bei der STM32F3xx Serie mit einem einstellbaren Polynom
* Unique device ID register (96 Bits)
* RNG - Random Number Generator (STM32F2/4xx)
* Cryptographic Processor (CRYP) (STM32F2/4xx)
* Hash Processor (HASH) (STM32F2/4xx)
* Kamera-Interface (DCMI) (STM32F2/4xx)
* [[USB]] 2.0 Full Speed / OTG
* [[USB]] 2.0 Hi Speed OTG mit extra PHY-Chip (STM32F2/4xx)
* SDIO Interface (z.B. SD-Card Reader)
* Ethernet
* Watchdog mit Window-Mode
* Jedes Peripheriemodul ist separat einschaltbar, wodurch sich erheblich [[Ultra low power|Strom sparen]] lässt
* [[JTAG]] und SWD (Serial Wire Debug) Interface
* Bis zu 6 Hardware-Breakpoints für Debuggen
* und vieles mehr . . .

== Struktur der Dokumentation: ==
Die Dokumentation der STM32 ist zwar umfangreicher und komplexer z.B. die der [[AVR]], enthält aber dennoch alle nötigen Informationen. Sie teilt sich auf in mehrere Dokumente.
Als Beispiel der Dokumentation soll stellvertretend der [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1031/LN1565/PF164486 STM32F103RC] genannt werden. Die Seite von ST beinhaltet alle nötigen Informationen passend zu diesem Prozessor.

Diese Dokumente von ST beschreiben den Controller:

* Im [http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/datasheet/CD00191185.pdf STM32F103xC/D/E Datasheet] sind die speziellen Eigenschaften einer bestimmten Modellreihe beschrieben und die exakten Daten und Pinouts aufgeführt, sowie die Zuordnung Chipname - Flash/RAM-Größe. Die Peripheriemodule werden nur aufgeführt, nicht detailliert beschrieben.
* Im [http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/reference_manual/CD00171190.pdf Reference Manual (RM0008)] sind alle Peripheriemodule der jeweiligen STM32-Controllerfamilie im Detail beschrieben.
* Das [http://infocenter.arm.com/help/index.jsp?topic=/com.arm.doc.ddi0403c/index.html ARMv7M Architecture Reference Manual] beschreibt detailliert den Prozessorkern, wie das Exception Model, die CPU Instruktionen inklusive Encoding, etc.
* Das [http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/programming_manual/CD00228163.pdf STM32 Cortex-M3 Programming Manual] ist eine Zusammenfassung des ARMv7M Architecture Reference Manual bezogen auf die STM32.
* Wer nicht die ST Firmware-Library verwendet, der benötigt zusätzlich das [http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/programming_manual/CD00283419.pdf Flash Programming Manual] für die Betriebsart des Flash-ROMs, d.h. die frequenzabhängige Konfiguration der Waitstates.

Zusätzlich sollten auch die [http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/errata_sheet/CD00197763.pdf Errata Sheets] beachtet werden. Empfohlen sei auch die Appnote "[http://www.st.com/web/en/resource/technical/document/application_note/CD00164185.pdf AN2586 Getting started with STM32F10xxx hardware development]".
Die jeweiligen Dokumentations-PDFs sind auf der Produktseite von ST eines jeden Mikrocontrollers verlinkt.

== Hardware Zugriffs-Libraries ==
=== CMSIS ===

Die CMSIS (ARM® '''C'''ortex™ '''M'''icrocontroller '''S'''oftware '''I'''nterface '''S'''tandard) ist eine Library von ARM für den Zugriff auf die herstellerübergreifenden Funktionen des ARM-Cores. Hierzu gehört bei den Cortex-M4F-Cores auch die DSP und Floating-Point Funktionalität. Weiterhin existieren eine Zahl von Helferfunktionen für den NVIC, den Sys-Tick-Counter, sowie eine SystemInit-Funktion, welche sich um die PLL kümmert.

Im Rahmen des CMSIS-Standards ([http://www.onARM.com www.onARM.com]) wurden die Headerdateien standardisiert, der Zugriff auf die Register erfolgt per '''Peripheral->Register'''. Die CMSIS C-Dateien bzw. Header enthalten auch Anpassungen für die verschiedenen Compiler. Die Portierung eines Real-Time-Betriebsystems sollte unter Verwendung der CMSIS, für Chips der verschiedenen Hersteller, stark vereinfacht möglich sein (z.B. einheitliche Adressen für Core-Hardware/Sys-Tick-Counter).

Die CMSIS ist im Download der ‎STM32 Standard Peripheral Library enthalten. Die Compiler-Hersteller liefern eine jeweils zur ihrer Tool-Version passende bzw. geprüfte Library (incl. CMSIS) aus. Diese Libs können, gegenüber den Downloads beim Chip-Hersteller, auch ältere Version beinhalten.

=== ‎STM32 Standard Peripheral Library ===

ST bietet für jede Controller-Familie eine umfangreiche zur CMSIS passende Peripherie-Bibliothek. Alle Funktionen um die Peripherie zu benutzen sind gekapselt in einfache Strukturen und Funktionsaufrufe. Somit muss man sich nicht selbst um die Peripherie-Register kümmern. Diese Library und ihre Dokumentation setzen das grundlegende Verständnis der Funktion des jeweiligen Peripheriemoduls voraus, wie es die o.a. Referenz und diverse Appnotes vermitteln. Die Library beinhaltet außerdem für fast jede Peripherie mehrere Beispiele.
Für die USB Schnittstelle gibt es noch eine extra Library, genauso wie für Ethernet.

Auf der "Design Resources" Seite der Produktseite von ST eines jeden STM32 Mikrocontrollers kann die Library für den jeweiligen Controller heruntergeladen werden, z.B. [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/PF257890 hier] für den o.g. STM32F103RC.

Library für STM32F4xx: [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/PF257901# STSW-STM32065 STM32F4 DSP and standard peripherals library]

== Programmierung ==
Zur Programmierung der STM32 gibt es verschiedene Möglichkeiten, sowohl kommerzielle proprietäre als auch mit Freier Software.

Der GCC (in seinen verschiedenen Binärdistributionen) ist der einzige ARM Compiler der [http://de.wikipedia.org/wiki/C%2B%2B11 C++11] unterstützt.

=== Freie Software/Freeware ===
==== Selber zusammenstellen ====
Man nehme...:
* Eine Entwicklungsumgebung nach Wahl:
** [http://www.eclipse.org Eclipse] mit [http://www.eclipse.org/cdt/ C/C++ Development Tooling] und [http://gnuarmeclipse.livius.net/blog/ GNU ARM Plug-in] (Bei Verwendung vom GCC-ARM-Embedded als Toolchain "Sourcery G++ Lite" auswählen, dieser sieht für eclipse gleich aus) (Linux, Windows)
** [http://netbeans.org/ Netbeans] mit [http://plugins.netbeans.org/plugin/37426/gdbserver GDBserver-Plugin] (Linux, Windows)
** [http://www.kdevelop.org/ KDevelop] (Linux)
** [http://www.geany.org/ Geany] (Linux, Windows)
** Oder ein einfacher Texteditor
* Einen C,C++ Compiler:
** Eine der [[ARM_GCC#GCC_Bin.C3.A4rdistributionen|GCC-Binärdistributionen]], siehe auch [[#GCC|GCC]] (je nach Distribution Linux, Windows)
* Programmiersoftware zum Flashen des Target:
** [http://openocd.sourceforge.net/ OpenOCD] unterstützt viele Debug/Programmier-Adapter (Linux, Windows)
** [https://github.com/texane/stlink Texane stlink] funktioniert gut mit den ST-Link Adaptern wie sie zB. auf den STM32 Discovery Boards zu finden sind (Linux)
** Turtelizer2 oder andere JTAG Programmieradapter
** Bei Verwendung eines Segger J-Link, den [http://www.segger.com/admin/uploads/productDocs/UM08005_JLinkGDBServer.pdf Segger GDB-Server] in Verbindung mit dem beim GCC mitgelieferten GDB (Linux, Windows)

==== Komplette IDE's ====
* [http://www.codesourcery.com/sgpp/lite_edition.html Codesourcery Lite Edition]
* [http://www.coocox.org/ Coocox Eclipse IDE] kostenlose IDE für STM32F0 / F1 / F4 Hilfreiche Infos gibt es im [http://www.mikrocontroller.net/topic/214719?goto=new#2228482 hier] und [http://www.mikrocontroller.net/topic/214719?goto=new#2229943 hier] Forum, Artikel: [[STM32 CooCox Installation]]
* [http://emide.org/ emIDE] kostenlose IDE die mit dem Segger J-LINK funktioniert.
* [http://www.emblocks.org EmBlocks] kostenlose IDE, Code::Blocks basiert, unterstützt STM32 L1/F0/F1/F2/F3/F4/W, integrierter GDB Debugger, Jlink/ST-Link, System view (Peripherie Register anzeigen) beim Debuggen, Project Wizzard

=== Kommerzielle Umgebungen ===

* [http://www.keil.com/arm/mdk.asp Keil µVision] (Demo max. 32KB Code): Die sehr komfortable µVison IDE ist neben dem ARM Compiler per Menue auch für einen beliebigen GNU-Compiler konfigurierbar. Damit besteht das 32k-Limit nur noch für den integrierten Debugger / Simulator. µVison selbst kann kostenlos mit dem MDK-Evaluationkit heruntergeladen werden. [https://www.keil.com/arm/demo/eval/arm.htm#DOWNLOAD download]
* [http://www.iar.com/en/Products/IAR-Embedded-Workbench/ IAR-Embedded-Workbench] (Demo max. 32KB Code) [http://supp.iar.com/Download/SW/?item=EWARM-EVAL download]
* [http://www.isystem.com/products/itag winIDEAiTag] Keine Code Limitierung, GCC und Testwerkzeug beinhaltet. Läuft mit dem iTag Adapter.
* [http://www.raisonance.com Raisonance Ride7] (GCC Compiler, kostenlose Version auf Debugging von max. 32KB Code limitiert, keine Limitierung beim Complilieren)
* [http://www.atollic.com Atollic] (Lite Version (bis V2.3.0) ohne Code-Limit, auf GCC basierend. Die neueste Version ab V3 hat fast keine Beschränkungen mehr außer jetzt einen Code-Limit von 32kB. Außerdem werden jetzt die meisten ARM Familien unterstützt. )
* [http://www.rowley.co.uk/arm/ Rowley Crossworks] (Demo 30 Tage unbeschränkt, 150$ für nichtkommerzielle Nutzung, auf GCC basierend)
* [http://www.code-red-tech.com Code Red] (GCC basierend)
* [http://www.sisy.de/index.php?id=17&no_cache=1 SiSy ARM oder SiSy Micrcontroller++] (Demo verfügbar keine Gößenbegrenzung, basiert auf GNU-Compiler, grafische Programmierung mit UML möglich, integrierter Debugger)
* [http://www.comsytec.eu/epsdebugger.php EPS Debugger Plugin, für STM32 Development mit Code::Blocks]

=== Tutorials für diverse Tool-Kombinationen ===
[[STM32 Eclipse Installation|Windows,Linux, Eclipse + Yagarto/CodeSourcery + OpenOCD/ST-Link]]

* Windows
** Eclipse
*** [http://www.mikrocontroller.net/topic/216554 Windows, Eclipse, codesourcery, st-link ]
*** [http://www.firefly-power.de/ARM/debugging.html Eclipse Plugin "GDB Hardware Debugging" mit OpenOCD]
** Code::Blocks
*** [http://www.mikrocontroller.net/topic/265600 Windows, Code::Blocks, STM32F4]
** STM32 mit EmBlocks
*** [http://www.emblocks.org/web/downloads-main Download EmBlocks]
*** [https://www.youtube.com/watch?v=coHPJylnzC8 Video STM32 Project Wizzard in EmBlocks]
** Atollic TrueSTUDIO
*** [[STM32 LEDBlinken AtollicTrueStudio|Atollic TrueSTUDIO Installation + Demo]]
** MDK-ARM Lite mit Einstellungen für STM32F0/F4-Discovery Board
*** [https://www.keil.com/demo/eval/arm.htm KEIL MDK-ARM Download]
*** [https://www.youtube.com/watch?v=RXOOxby5nns&list=PL6-W3FoUyb48WFI5PQv3SDJj2G1t2FonV&index=1 Installations Video STM32F4 Discovery Board]
*** [https://www.youtube.com/watch?annotation_id=annotation_203294&feature=iv&index=4&list=PL6-W3FoUyb48WFI5PQv3SDJj2G1t2FonV&src_vid=sN4gDZ7H8gw&v=BeZcQjXxk9A Einstellungen STM32F0 Discovery Board Video]
** SiSy ARM, STM32
*** Download: [http://www.sisy.de/index.php?id=59 SiSy DEMO] kein Begrenzung der Codegröße
*** [http://www.youtube.com/watch?v=84Y3jYLWYpo Videobeispiel]
* Ubuntu
** [http://www.seng.de/downloads/HowTo_ToolChain_STM32_Ubuntu.pdf Ubuntu, eclipse, Code Sourcery, OpenOCD] ([http://www.seng.de/downloads/HowTo_ToolChain_STM32_Ubuntu.odt Das Gleiche im bearbeitbaren ODT-Format])
** [http://fun-tech.se/stm32/index.php Ubuntu, Selbstcompilierter GCC, STM32/Cortex-M3]
** [http://thetoolchain.com The ToolChain] - Automatisch installierende Entwicklungsumgebung mit eigenen und externen Treibern, Unterstützt QtCreator als IDE, Flexibel erweiterbar über Shellskripte

* [http://www.mikrocontroller.net/topic/214719 Tipps für Installation mit Eclipse]

===Programmieradapter===
* [http://www.segger.com/jlink-model-overview.html SEGGER J-LINK / J-TRACE] für u.a. alle ARM7/9/11, Cortex-M0/M1/M3/M4/A5/A8/A9/R4 als [http://www.segger.com/cms/j-link-edu.html NonComercial] J-LINK-EDU für ca. 60,- zu haben, läuft in µVision, IAR, GDB (Linux & Windows über einen eigenen [http://www.segger.com/admin/uploads/productDocs/UM08005_JLinkGDBServer.pdf GDB-Server]), Keil, ...
* Keil [http://www.keil.com/ulinkme/ ULINK-ME], [http://www.keil.com/arm/ulink2/ ULINK2], [http://www.keil.com/arm/ulinkpro/ ULINK pro]
* [http://www.st.com/internet/evalboard/product/219866.jsp ST-LINK], [http://www.st.com/internet/evalboard/product/251168.jsp ST-LINK/V2]
* Jedes STM32 Discovery board hat einen ST-Link für Programmierung/Debugging per SWD on-board, welcher auch für eigene STM32 Target Hardware benutzt werden kann (ca. 12,- bis 19,-€, je nach Typ).
* [http://www.raisonance.com/~rlink-debugger-programmer__microcontrollers__tool~tool__T018:4cn9ziz4bnx6.html Raisonance RLink]
* [http://www.amontec.com Amontec]
* [http://www.hjtag.com H-JTAG] Personal Edition für ca. 60,- zu haben, läuft mit ADS, SDT, IAR, Vision und RVDS
* [http://www.isystem.com/products/itag iTag] für 50.- bei Amazon zu bestellen, oder als Eigenbau version (offenes Design) läuft mit der freien winIDEAiTag version (siehe oben)

In der Regel haben die [[JTAG]] Adapter einen 20-Poligen Stecker, den man direkt auf die Demo-Boards, die auch einen 20-Poligen [[JTAG]]-Anschluss haben, einstecken kann. Die Pinbelegung ist genormt, siehe Artikel [[JTAG]]. Die Discovery-Boards haben keinen seperaten JTAG-Stecker, aber zumindest für das STM32F4 Discovery kann man sich leicht einen Adapter Pinheader->JTAG Stecker selber bauen.

Andere [[JTAG]] Adapter wie z.B. der ULink von Keil funktionieren nur mit dem Keil Compiler.

===Programmieradapter Open-Source===

* [https://www.olimex.com/Products/ARM/JTAG/ARM-JTAG-COOCOX/ ARM-JTAG-COOCOX], CoLinkEX Nachbau von Olimex, unterstützt JTAG sowie SWD
** [http://www.coocox.org/colinkEx.htm unterstützte uC]
** unterstütze IDEs: [http://www.keil.com/arm/mdk.asp Keil MDK-ARM 4.03] oder neuer, [http://www.iar.com/en/Products/IAR-Embedded-Workbench/ IAR Embedded Workbench 5.xx] oder neuer sowie die [http://www.coocox.org/CooCox_CoIDE.htm CooCox CoIDE]
* [https://www.olimex.com/Products/ARM/JTAG/ Olimex] ARM-USB-OCD (ca. 60.-, hat zusätzlich einen Spannungsausgen und einen COM Port)
* [http://www.oocdlink.com/ OOCDLink]
* [https://github.com/texane/stlink Stlink]
* [http://www.randomprojects.org/wiki/Floss-JTAG FLOSS-JTAG]
* [http://capitanio.org/mlink/ Linux Demo Code für die Discovery's ST-Link Programmierung]

Der Controller hat auch einen fest eingebauten Boot-Lader. Damit läßt er sich auch über eine gewöhnliche serielle Schnittstelle programmieren, ohne dass man einen JTAG-Adapter benötigt. Dies erfordert ggf. entsprechende Konfiguration über die BOOTx-Pins und/oder die Option-Bytes.

=== Demo-Projekte ===

* Einführung in die GPIO Programmierung der STM32F10x und STM32F30x Prozessoren am Beispiel des STM32F3 Discovery Boards und Vergleich zur AVR IO Registerstruktur [http://www.mikrocontroller.net/topic/300472#new]
* [[prog_bsp_timer_1_timer2|Programmbeispiel für die Verwendung von Timer2 zusammen mit dem Interrupt]]
* [http://www.firefly-power.de/ARM/printf.html Printf() debugging mit minimalem Aufwand]
* [[STM32_BLDC_Control_with_HALL_Sensor|Programmbeispiel für BLDC Motoransteuerung (Timer 1) mit HALLSensor (Timer 3)]]
* [[Cortex_M3_OCM3U]]
* Martin Thomas hat ein umfangreiches Projekt erstellt, in der die Eclipse Einstellungen enthalten sind:
** [http://www.siwawi.arubi.uni-kl.de/avr_projects/arm_projects/arm_memcards/index.html "ChaN's FAT-Module with STM32 SPI"]
* [[STM32 USB-FS-Device Lib]]
* Modellbau-Sender auf STM32-Basis mit vielen Treibern [http://www.rcos.eu www.rcos.eu]
* Ausführliches [https://github.com/jkerdels/stm32edu Einstiegs-Tutorial] in Codeform für das [http://www.st.com/internet/evalboard/product/252419.jsp STM32F4 discovery board]
* [http://www.redacom.ch/keillab/ Schweizer Gondelbahnsteuerung über Webserver auf ETT STM32F ARM KIT Board in Keil RTOS] mit Webcam
* Die [http://ethernut.svn.sourceforge.net/viewvc/ethernut/trunk/ Ethernut SVN Version] unterstützt inzwischen viele STM32 Typen, viele Devices und einige STM32 Demoboards
* [http://mikrocontroller.bplaced.net/wordpress/?page_id=744 Uwe Bonnes' Libraries für den STM32F4]

== Debug- und Trace-Interface (CoreSight™ Debug and Trace Technologie)==

Übersicht über beide Funktionalitäten und den Schnittstellen:
http://www.keil.com/support/man/docs/ulink2/ulink2_cs_core_sight.htm

Die Coresight-Debug-Architektur ermöglicht ein nicht-invasives Debugging, d.h. es können während des Betriebes (meistens) ohne Beeinflussung des Prozessors Daten vom Speicher gelesen und in selbigen geschrieben werden.

=== Debugger Funktionen ===

Der Debugger-Teil besitzt drei Funktionen:
* Run Control: z.B. Programm-Start, Stopp und Einzel-Schritte.
* (Program) Break Points: Ein Programm hält an, wenn der Programm Counter eine bestimmte Programm-Adresse erreicht.
** Die maximale Anzahl der gleichzeitig möglichen Break Points ist begrenzt (z.B. 6 bei einem STM32).
** Die Anzahl der Break Points ist nahezu unbegrenzt, wenn ein Debugger über den Memory Access (s.u.) sogenannte Flash Break Points unterstützt. Dabei wird ein geladenes Programm im Flash umprogrammiert, um den Debugger anzuhalten. Diese Funktionalität ist meistens ein kostenpflichtiges Zusatz-Feature des Debugger-Herstellers.
** Beinhaltet keine Data Watch Funktionalität, welche im Trace-Teil (DWT) realisiert wird.
* Memory Access: Lesen und Schreiben von Speicheradressen.
** Diese Funktionalität beinhaltet keine direkte Flash-Programmierung. Der Programmiervorgang für einen Flash ist herstellerspezifisch und muss von dem verwendeten Debugger unterstützt werden.

=== Trace Funktionen ===
Die Trace-Funktionalität wird in drei Funktionen aufgeteilt:
* ETM (Embedded Trace Macrocell): Optional, nicht jede CPU besitzt diese Hardware (Kostenfaktor, Austattung).
* ITM (Instrumentation Trace Macrocell): Über diesen Kanal kann ein vereinfachtes Trace des Core ermöglicht werden, sowie "printf-ähnlich" Daten über den ITM Channel 0 geschickt und im Debugger ausgegeben werden.
* DWT (Data Watchpoint & Trace Unit):
** Data Watch: 4 Access-Break-Points ( z.B. der Debugger bleibt stehen, wenn das Programm auf einen Speicher zugreift oder der Wert einer Variablen einen bestimmten Wert annimmt).
** Trace Unit: Programmverlauf (durch Lesen des Program Counters) und Interrupt Aufrufe verfolgen, sowie Zeitmessungen.

Einige der Trace-Funktionalitäten können über die JTAG-Schnittstelle angesprochen werden. Die schnelle Trace-Funktionalität (mit 4 bit Parallel-Port) steht nur mit der erweiterten DEBUG + ETM Schnittstelle zur Verfügung. Im Gegensatz zum Debugger-Teil (Run Control, Break Points und Memory Access) werden Trace-Funktionen nicht von allen Debuggern unterstützt. Debugger mit der vollen Trace-Funktionalität kosten deutlich mehr.

* Beispiele für Trace-Port-Aktivierungen für verschiedene Hersteller: http://www.keil.com/support/man/docs/jlink/jlink_capture_tracedata.htm

Die Aktivierung des parallelen Trace-Ports erfordert, je nach CPU Hersteller, zusätzliche Debugger-Makros für die Aktivierung und Port-Freischaltung. Zusätzlich sind die Schnittstellenauswahl und Einstellung (Frequenzen) im Entwicklungs-Tool (IDE) wichtig, um erfolgreich den Programm-Verlauf "tracen" zu können.

=== Debug und Trace-Schnittstellen ===
Als Debug Interface stehen zwei Varianten zur Auswahl:
* [[JTAG]]: Dafür sind mindestens 6 Steuerleitungen nötig. Unterstützt Device Chaining: Mehrere verbundene Geräte können mit einem Debugger/Programmer gleichzeitig angesteuert werden.
* SWD (Serial Wire Debug): Hier mindestens 2 Steuerleitungen (3 mit SWO, zzgl GND und 3,3V). Die SWD Schnittstelle ist in der Regel schneller und kann auch Funktionen aus dem Trace-Teil beinhalten (z.B. ITM, dafür wird der SWO-Pin benötigt). Device Chaining ist mit dieser Schnittstelle nicht möglich.

Standard-JTAG Steckerbelegungen:
http://www.keil.com/support/man/docs/ulink2/ulink2_hw_connectors.htm

=== Der 10polige JTAG-Stecker von mmvisual ===
mmvisual hat mit dieser Steckerbelegung die Standard JTAG Schnittstelle erweitert:

Ich habe diesen Part in den Artikel [http://www.mikrocontroller.net/articles/JTAG#Der_10-polige_JTAG_Stecker_von_mmvisual JTAG] verschoben.
Hinzu gekommen ist die Adapterplatine 10-Polig auf Standard JTAG 20 Polig mit TTL/V24 Wandler. [http://www.mikrocontroller.net/articles/JTAG#Die_Adapterplatine Siehe hier.]

== Hardware-Beschaltung ==

Der STM32 benötigt für den Betrieb nur (Minimalbeschaltung):

* VCC 2..3,3V (je nach Typ)
* AVCC 2..3,3V (sehr wichtig, der STM32 lässt sich ohne diese Spannung nicht programmieren)
* GND
* Reset Pin 100nF nach GND (ein Pull-Up Widerstand von ca. 40k ist intern vorhanden)
* [[#Bootmodi|Boot-Pins]]

ansonsten nur ein paar einzelne Cs 100nF an VCC/GND.

Um Programmieren zu können wird entweder noch die serielle Schnittstelle (Programmieren über den vorprogrammierten Bootloader) oder JTAG oder die SWD Schnittstelle benötigt.

=== Bootmodi ===
Unterschiedliche Bootmodi lassen sich mittels der PINs BOOT0 und BOOT1 auswählen . Siehe Application Note [https://my.st.com/public/STe2ecommunities/mcu/Lists/cortex_mx_stm32/Attachments/18225/AN2606.pdf AN2606]. Ausser F1 besitzen neuere Familien ein SYSCFG_MEMR Register. In dieses Register kann man die gewünschten Boot0/1 Werte schreiben und nach einem Core-Reset (!= System_Reset) startet der Prozessor im gewünschten Mode. Eine Neu- bzw. Deinitialisierung der Peripherie empfiehlt sich!

==== Boot from FLASH ====
Startadresse wird von 0x08000004 geladen
BOOT0 Lo
BOOT1 X

==== Boot from SRAM ====
PC Startadresse wird an 0x200001E0 direkt angesprungen.
BOOT0 Hi
BOOT1 Hi
Da der interne FLASH der stm32f1x laut Datenblatt nur für 1000 Schreibvorgänge ausgelegt ist, kann mittels BOOT0 (High) und BOOT1 (High) auch aus dem zuvor mit dem Debugger (JTAG/SWD) beschriebenen SRAM booten.
Hierbei gilt zu beachten:
VTOR auf die NVIC Tabelle im SRAM vor dem auslösen des ersten Interrupts remappen.

Um ein vergleichbares Startverhalten zum FLASH zu erreichen, empfiehlt es sich,
0xF1E0F85F an 0x200001E0 zu schreiben. Diese implizite Ausführung von "ldr.w pc,
[pc, #-0x01E0]" beim Start erzwingt ein laden der Startadresse von 0x20000004.

==== Boot from SYSMEM (RS232, CAN und USB) ====
PC Startadresse wird von 0x1FFFF004 geladen
BOOT0 Hi
BOOT1 Lo
Auch ohne JTAG lässt sich ein STM32 programmieren (Bootloader-Aktivierung). Dabei stehen, je nach CPU-Typ, verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung:
* RS-232 (bisher alle STMs)
* USB (nur in bestimmten MCUs mit entsprechender Bootloader-Version und PIN-Anzahl, z.B. STM32F105/107)
* CAN (wie USB nur in bestimmten MCUs)

3 zusätzliche Verbindungen müssen auf dem Board gepatcht werden. Für einen Test geht es auch mit Tastern für RESET und BOOT0. 
RESET=RTS (L-aktiv) 
BOOT0=DTR (H-aktiv) 
BOOT1=LOW 

Details sind hier im Forum: [http://www.mikrocontroller.net/topic/141711 STM32 Programmiertool]

== Bewertung ==
=== Vorteile ===

'''Vorteile gegenüber ARM7:'''

* Interrupt-Controller jetzt Teil des Prozessors (als Core Peripheral), die Vector Table ist jetzt eine echte Vektortabelle, keine Sprungliste wie bei ARM7. Durch Automatismen zwischen Core und NVIC (auto register save r0..r3, lr, sp, pc) bei Interrupt Entry wird eine deutlich schnellere Ausführungszeit bei Interrupts erreicht. Der Interrupt Code muss sich nicht mehr selbst um die Sicherung der o.g. Register kümmern und eine besondere Konfiguration der Handler im Compiler entfällt. Sind vor Beendigung einer ISR (d.h. Rücksprung zum User Code) weitere Interrupts pending, so werden diese ausgeführt, ohne dass eine komplette pop-push-sequenz der Register notwendig ist. Schön beschrieben ist es hier im [http://www.st.com/mcu/files/mcu/1221142709.pdf Insider's Guide] unter 2.4.5 / Seite 20.
* Thumb-2 Befehlssatz, deutlich schneller als Thumb-1 und ebenso kompakt
* Weniger Pins für Debugging benötigt durch SWD
* Mehr Hardware Breakpoints machen debuggen einfacher
* Software ist einfacher weil die Umschaltung zwischen ARM Mode und Thumb Mode wegfällt

'''Vorteile gegenüber LPC1700 und LPC1300:'''

* Flexiblere Gehäuseformen mit mehr Peripherie bei kleinen Gehäusen
* FW-Lib für alle STM32 gleich, alle AppNotes/Demos beziehen sich auf diese eine FW-Lib was die Entwicklung der eigenen Applikation sehr beschleunigt.
* Genauerer und flexiblerer ADC, insbesondere gegenüber LPC1300
* Flexiblere Varianten der Peripherie >> bei weniger einen deutlichen Preisvorteil
* ab 0,85 EUR (Stand 2010) Allerdings gibts den LPC1100 mit Cortex-M0 schon ab 0,65 $!

'''Vorteile gegenüber SAM3/4:'''

* Fast alle Pins sind 5-Volt tolerant.

'''Vorteile gegenüber anderen "Kleinen" wie z.B. PIC, Atmel usw.'''
* nahezu gleicher Preis bei Hobby Anwendungen
* 32 Bit ohne Umwege in Assembler rechenbar
* Schnelle direkte Offset-Adressierung ermöglich effizienten Zugriff auf Stack-Variablen, lokal gespeicherte Flash-Konstanten, struct/Array-Elemente
* Einfache einheitliche Adressierung des gesamten Adressraums, d.h. Pointer auf Peripherieregister, RAM & Flash können exakt gleich behandelt werden, keinerlei Banking/Umschalt-Mechanismen erforderlich auch bei großem Flash/RAM
* Interrupt-Prioritäten und Prioritätsgruppen
* Effiziente Pointerarithmetik da Registerbreite=Adressbreite
* bessere Peripherie wie USB, Ethernet, Vielzahl an Timern
* der ARM-Core hat eine höhere Taktfrequenz und kann gleichzeitig mehr in weniger Takten berechnen
* Hardware-Division, bei einigen FPU zur effizienten float-Berechnung
* Mit größerem Flash/RAM verfügbar
* Code kann direkt aus dem RAM ausgeführt werden, Speicherschutz und privilegierter Ausführungsmodus können "Kernel"- vor "Anwendungs"-Code schützen, somit wird das dynamische Nachladen von Anwendungen aus externem Speicher effizient & sicher möglich
* ... und weitere 1000 Punkte ...

=== Nachteile ===

'''Nachteil gegenüber LPC1700:'''
* STM32F1xx: nur 72 MHz statt 100 MHz (LPC1759: 120 MHz) Taktfrequenz; STM32F2xx hat diesen Nachteil nicht (ebenfalls 120MHz, STM32F4xx mit 180MHz)
* Der LPC1700 besitzt deutlich mehr Mechanismen, um die Auswirkung der Waitstates des Flash-ROMs auf Code- und Datenzugriffe zu reduzieren und das bedeutet mehr Performance bei gleicher Taktfrequenz. Beim STM32F2 entfällt dieser Nachteil wohl aufgrund des ART Accelerators.
* Alle LPC1xxx haben 32 Bit Timer. Bei den STM32 haben das nur die STM32F2xx (2 Stück)
* I2S Einheit von ST hat keinen FIFO und im 24/32Bit Modus müssen 2x16Bit Halbwörter übertragen werden. Wobei allgemein bei neuen ARM Prozessoren die vorhandenen DMA-Kanäle (basierend auf eigenen BUS-Kanälen und Speicherzugriffen) FIFO in beliebiger Größe bedeutet.

'''Nachteil für Hobby-Anwender'''

* Nicht direkt "Steckbrettauglich", da kein DIL Gehäuse verfügbar. Der ebay-Shop dipmicro führt jedoch sehr günstige Lötadapter für Umsetzung von LQFP48 auf DIP48. QFP64 in 0.5mm Pinabstand und nicht 0.8mm wie AVR

* Viel Peripherie, Clocks müssen alle richtig eingestellt werden, ggf. Anpassung des Startup Codes usw.
** => Daher nicht besonders gut für Mikrcontroller Anfänger/Einsteiger geeignet.

'''

== Errata, Tipps und Tricks ==
=== Hardware ===
* AD-Wandler PA0: Im Errata steht, dass hier Fehler in der Wandlung entstehen könnten, also einen anderen Pin verwenden.
* CAN-Bus PD0/PD1: Remap geht erst ab der 100-Pin-Version. Steht im RM0008 unter 9.3.3.: "CAN1 alternate function remapping". Alle Infos von RM0008 9.3.x sind interessant
* CAN und USB sind bei der F1 Serie nur bei der "◦Connectivity-Line" gleichzeitig nutzbar. Siehe Datenblätter.
* Mit internem RC-Oszillator kann die CPU mit maximal 64MHz betrieben werden. Mit einem externen Quarz sind dann 72MHz möglich.
* Für USB Betrieb muss die CPU mit 48MHz oder 72MHz betrieben werden (bei STM32F1xx).
* Der Idle Interrupt vom Usart wird zwar ausgelöst, aber nicht vom entsprechenden Statusflag angezeigt
* Der DMA fängt beim aktivieren immer von vorn an zu zählen, auch wenn er nur kurz angehalten wurde
* STM32F2xx hat kein Flash Size Register, bei STM32F4xx ist zwar ein flash Size Register beschrieben, kollidiert aber in der Adresse mit einem anderen Register
* Derivate mit internem EEPROM und nur einer Speicherbank haben das "Feature" bei write/erase des Data-Flashes (EEPROM) einen kompletten stall der code execution zu verursachen (inkl. ISR's, DMA). Desgleichen bei write/erase des internen Flash (ISP-routinen, EEPROM-Emulation).
* Der I2C hat diverse Fehler, welche im Errata des jeweiligen Modells (z.B. [http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/errata_sheet/CD00238166.pdf STM32F105xx and STM32F107xx Errata sheet] ) zu finden sind. Workarounds hierzu finden sich in der Application Note [http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/application_note/CD00209826.pdf AN2824]. Am Besten benutzt man jedoch die I2C Communication peripheral application library (CPAL) von ST ([http://www.st.com/web/catalog/tools/FM147/CL1794/SC961/SS1743/PF258336 STSW-STM32127])
* [http://blog.frankvh.com/category/stm32/ weitere undokummentierte Features]
* Interrupt-Flags in Statusregistern der diversen Peripherals wie der Timer müssen zu '''Beginn''' (bzw. möglichst weit vor dem Return) der ISR zurückgesetzt werden, da die ISR sonst eventuell 2x ausgeführt wird ([http://www.mikrocontroller.net/topic/312393#new Siehe Forum]).

=== Software ===
==== GCC ====
Um den GCC direkt zu verwenden (zB. mit selbstgebautem makefile), falls man das nicht von einer Entwicklungsumgebung machen lässt, siehe zunächst [[ARM GCC]]. STM32-spezifisches ist:
* Wird die [[#.E2.80.8ESTM32_Standard_Peripheral_Library|STM32 Standard Peripheral Library]] und ein Quarz verwendet, so muss noch per Präprozessor-Definition die Frequenz des Quarzes angegeben werden mittels z.B. -DHSE_VALUE=8000000 für 8MHz (wie auf dem STM32F4 Discovery).

===== Startupcode & Linkerscript =====
* Damit der compilierte Code an den richtigen Stellen im Controller landet (d.h. dem Flash) muss man dem Linker ein Linkerscript mitgeben. Dies geht per "-T ''pfad_zum_linkerscript.ld''" an den Linker-Befehl. Im Archiv der [[#.E2.80.8ESTM32_Standard_Peripheral_Library|STM32 Standard Peripheral Library]] befindet sich ein Beispiel-Linkerscript für die Atollic TrueSTUDIO IDE, dieses kann direkt mit dem GCC verwendet werden. Beispielsweise für den STM32F4 befindet sich das Script im Pfad "/STM32F4xx_DSP_StdPeriph_Lib_V1.1.0/Project/STM32F4xx_StdPeriph_Templates/TrueSTUDIO/STM324x7I_EVAL/stm32_flash.ld" des Archives.
* Damit beim Starten die richtigen Initialisierungen vorgenommen werden (wie globale Variablen und bei C++ Konstruktoren globaler Objekt-Instanzen) muss als erstes ein Startupcode laufen, der dann die main()-Funktion aufruft. Der Startupcode ist meistens in Assembler geschrieben, C-Code ist aber auch möglich. Im Archiv der [[#.E2.80.8ESTM32_Standard_Peripheral_Library|STM32 Standard Peripheral Library]] befindet sich ein Beispiel-Startupcode für die Atollic TrueSTUDIO IDE, dieser kann direkt mit dem GCC verwendet werden. Beispielsweise für den STM32F4 befindet sich der Code in Assemblerform im Pfad "/STM32F4xx_DSP_StdPeriph_Lib_V1.1.0/Libraries/CMSIS/Device/ST/STM32F4xx/Source/Templates/TrueSTUDIO/startup_stm32f40xx.s" des Archives. Der Assemblercode kann per arm-none-eabi-as (Flags s.o.) assemblisiert werden, die resultierende .o -Datei normal mitgelinkt.

Zusammen bieten die beiden Dateien der Anwendung ein Standard-C-Interface, d.h. man kann wie gewohnt globale Variablen verwenden und seinen Code in die main()-Funktion schreiben.

=== Tipps für Umsteiger von Atmel/PIC/8051 ===
* Prozessortakt hat unterschiedliche Taktquellen und eine PLL.
* Alle Peripheriemodule haben einen extra Clock, den man aktivieren muss.
* Wenn man z.B. einen UART benutzen möchte, so muss man den Clock vom UART, Alternate Function IO (AFIO) und dem GPIO-Port aktivieren.
* Ansonsten hat man nahezu doppelt so viele Möglichkeiten in den Peripheriemodulen.
* Interrupt-Flags müssen in der ISR selber gelöscht werden
* Forum zu [http://www.mikrocontroller.net/topic/175888 Interrupts vs. Events]

=== Errata vom STM32F4xx die nicht im Errata von ST stehen ===
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/267439#2788478 Aktivieren von DMA], wenn mehr als 3 DMA Kanäle aktiviert werden, kann es sein dass die nicht alle korrekt bedient werden. Auch klappt der DMA mit dem FSMC nicht immer zuverlässig. [https://my.st.com/public/STe2ecommunities/mcu/Lists/cortex_mx_stm32/Flat.aspx?RootFolder=%2Fpublic%2FSTe2ecommunities%2Fmcu%2FLists%2Fcortex_mx_stm32%2FWarning%20limit%20simultaneous%20DMAs%20to%202&FolderCTID=0x01200200770978C69A1141439FE559EB459D7580009C4E14902C3CDE46A77F0FFD06506F5B&currentviews=811 siehe hier] [http://blog.frankvh.com/2012/01/13/stm32f2xx-stm32f4xx-dma-maximum-transactions/ und hier]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/260637#2700761 Nerviger Bug in "stm32f4xx.h"] Änderung Struktur GPIO_TypeDef
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/261690#2714754 Batterie wird leer gezogen], nur bei manchen Chips mit Rev. A
* [http://www.efton.sk/STM32/STM32F4xx_doc_errors.txt Liste von Dokumentations-Fehlern]

== Bezugsquellen ==

=== Controller ===

Versandhäuser für Privatpersonen
* [http://www.reichelt.de/STM-Controller/2/index.html?;ACTION=2;LA=2;GROUPID=2950; Reichelt]
* [http://darisusgmbh.de/shop/index.php?cat=c2692_ARM-Cortex.html Darisus]
* [http://www.hbe-shop.de HBE (Farnell Programm für Private)]
* [http://www.sander-electronic.de/be00069.html Sander]
* [http://www.tme.eu/de/katalog/index.phtml#cleanParameters%3D1%26search%3DSTM32F10%26bf_szukaj%3D+ TME]
* [http://teske-electronics.de/index.php?cPath=3_9_53 Teske electronics]
* [http://de.rs-online.com/web/c/halbleiter/prozessoren-und-mikrocontroller/mikrocontroller/?sort-by=default&sort-order=default&applied-dimensions=4294417325&lastAttributeSelectedBlock=4294425895 RS-Online]

Gewerblich liefern natürlich viele wie EBV, Mouser, Farnell, Digikey usw...

=== Evaluation Boards ===

* [http://shop.embedded-projects.net/index.php?module=artikel&action=gruppe&id=14 Im Shop von Embedded Projects]
* [http://www.watterott.com/de/Boards-Kits/ARM/ARM-Cortex-M3 Cortex M3 bei Watterott]
* [http://www.raisonance.com/~primer-starter-kits__microcontrollers__tool~tool__T018:4enfvamuxbtp.html Primer und Primer2 von Raisonance]
* [http://www.sander-electronic.de/es0028.html Sander Electronic]
* [http://www.mikrocontroller.net/articles/MP32F103-Stick:_Ein_Mini-Mikrocontroller-Board_mit_USB_und_bis_zu_4MB_Datenspeicher Artikel im Wiki, ARM mit USB und 4MB Speicher]
* [http://www.futurlec.com/STM32_Development_Board.shtml Futurlec Evalboard, ebenso Header-Board]
* [http://www.propox.com/products/t_174.html Propox, Header-Boards für 103R und 103V sowie Trägerplatine dafür]
* [http://www.mikrocontroller.net/articles/Cortex_M3_OCM3U Cortex M3 Artikel im Wiki]
* [http://olimex.com/dev/index.html STM32 bei Olimex]
* [http://de.farnell.com/jsp/displayProduct.jsp?sku=1824325&action=view&CMP=GRHS-1000962 STM32Discovery bei Farnell] Mikrocontroller Board (STM32F100RBT6B) mit onboard USB-Programming Interface für ca. 12,50€
* [http://www.de.rs-online.com/web/p/products/7458434/ STM32Discovery bei RS-Components] 12,65 € +MwSt.
* [http://www.segor.de/#Q=STM32 VL DISCOVERY] STM32 Discovery bei Segor
* [http://www.watterott.com/de/STM32F4Discovery STM32F4DISCOVERY] STM32F4 Cortex M4 Controller mit JTAG-Debugger auf der Platine bei Watterott für 16,66EUR.
* [http://www.conrad.de/ce/de/product/443910/ STM32F4 Discovery Kit bei Conrad] 17,11 €
* [http://www.mcu-raisonance.com/~open4-development-platform__microcontrollers__tool~tool__T018:g65gu6ghg2n.html/ Open 4 oder auch genannt Evo-Primer]
* [http://www.wayengineer.com/index.php?main_page=index&cPath=50_66&page=1&sort=3a WayEngineer]
* [http://thinkembedded.ch/ST-STMicroelectronics:::24.html Im Thinkembedded Shop] in der Schweiz / DiscoveryF4, div. ETT und Olimex Boarde ab 20,18 CHF / 16,15 EUR (inkl. MwSt.) zzgl. Versandkosten
* [http://shop.myavr.de/ARM-Produktlinie/STM32F4-Discovery.htm?sp=article.sp.php&artID=200072 Im myAVR Shop] DiscoveryF4 mit möglichem Zubehör 16,45 EUR (inkl. MwSt.) zzgl. Versandkosten
* [http://www.keil.com/boards/cortexm.asp Keil/ARM Demoboards]
* [http://www.phytec.de Phytec]
* [http://shop.myavr.de/index.php?sp=artlist_kat.sp.php&katID=37 verschiedene ARM Produkte und Erweiterungen bei myAVR]
* [http://re.reworld.eu/de/produkte/s64dil-405/index.htm S64DIL-405 STM32Fxxx ARM Cortex M3 Mikrocontrollermodul mit USB-Schnittstelle, Steckbretttauglich] (Leerplatine eignet sich auch für STM32F1xx Prozessoren.)

== Weblinks, Foren, Communities, Tutorials ==
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/173753 Diskussion zum Artikel]
* [http://www.mikrocontroller.net/forum/mikrocontroller-elektronik?filter=ARM*+STM32*+Cortex* Suche im Forum]
* [[STM32 für Einsteiger]]
* [[STM32 CooCox Installation]]
* [https://my.st.com/public/STe2ecommunities/mcu/Lists/ARM%20CortexM3%20STM32/AllItems.aspx Forum auf der ST Homepage]
* [http://www.stm32circle.com/hom/index.php STM32 Community]
*[http://joe-c.de/pages/posts/einstieg_mikrocontroller_stm32f103_101.php Einstieg: STM32board mit Kamera (deutsch)]
* [http://www.ebv.com/fileadmin/products/Press_Print/Brochures/Product_Brochures/EBV_Cortex%20Collection_V2.pdf Übersicht der Cortex Prozessoren und deren Hersteller (nicht nur ST, von EBV)]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/258652 Tutorial]
* [http://diller-technologies.de/stm32_wide.html STM32 Tutorial in Deutsch von Diller Technologies]
* [http://mySTM32.de STM32 C und C++ Tutorial in Deutsch ]
* [http://mikrocontroller.bplaced.net STM32F4 Quellcode-Librarys und CooCox-Projekte in Deutsch ]
* [http://myugl.de Tutorial für Grafik-Librarys und SiSy-Projekte in Deutsch ]

<references/>
[[Kategorie:ARM]]
[[Kategorie:STM32]]
[[Kategorie:Mikrocontroller]]

Mikrocontroller Vergleich

2014-01-03T16:57:53Z

Mmvisual:

Ein paar Kriterien für den CPU-Core und die µC-Familie.
 Weitere vergleichende Informationen über verschiedene Controllerfamilien gibt der Artikel: [[Entscheidung Mikrocontroller]] sowie [[STM32 für Einsteiger]]

==Compiler verfügbar, bzw wieviel will man dafür ausgeben?==

Und wie verbreitet ist der Compiler? Finde ich dafür Hilfe, beispielsweise in Form von Support-Foren?

Für '''[[ARM]]''', '''[[AVR]]''' und '''[[MSP430]]''' gibt es mit GCC einen guten und kostenlosen Compiler.

[[ARM]] ist eine Firma, die Prozessorarchitekturen herstellt, und diese in Lizenz verkauft. Chipproduzenten wie ST, NXP, ATmel, Fairchild, uvm. haben Lizenzen gekauft und produzieren damit µC. Wenn in diesem Artikel von [[ARM]] gesprochen wird dann gibt es stark unterschiedliche Kerne, ARM7, ARM9, ARM11, Cortex-M0, Cortex-M3/M4, Cortex-A15 (und viele mehr). Zum Teil sind die Kerne für µC geeignet (ARM7, Cortex-M0..M4), andere für PC ähnliche Systeme (ARM11, Cortex-A15).

Für '''ARM''' gibt es eine ganze Reihe verschiedener [[ARM#Compiler|Compiler]], u.a.:
* Von IAR eine auf 32KB begrenzte kostenlose Version eines umgänglicheren kommerziellen Compilers.
* Vom '''GCC''' gibt es diverse Distributionen für die verschiedenen ARM-Kerne, einzeln oder in IDE's integriert, gratis oder kostenpflichtig; siehe [[ARM GCC]]. 

Des Weiteren gibt es für '''[[MSP430]]''' eine auf 4KB begrenzte kostenlose Version der Entwicklungsumgebung von IAR und eine auf 16KB begrenzte kostenlose Version der Entwicklungsumgebung Code Composer Studio (basiert auf Eclipse) von Texas Instruments.

Für '''[[PIC]]''' und '''[[8051]]''' kann man entweder den Open-Source-Compiler [http://www.sf.net/projects/sdcc SDCC] verwenden (brauchbar, aber nicht mit GCC vergleichbar) oder diverse Löhnwares, bis 4-stellige Beträge (Keil: 2600€ , freie Version codegrösseneingeschränkt), teils auch als Demoversion mit Tricks. Auch der offizielle C18-Compiler kann als großzügiges Demo heruntergeladen werden.

Für '''[[PIC]] 10/12/16''' gibt es den HI-TECH C-PRO von HI-TECH(Microchip) in einer freien Version. Alternative: CC5X. Die freie Version davon wurde inzwischen ohne Codegrößenbeschränkung freigegeben, kann aber nur bis 16-bit integer / 24-bit Floating Point.

Für die '''[[PIC]] 18''' gibt es den C18 von Microchip. Er ist frei erhältlich und hat ähnliche Einschränkungen wie der C30. Eine CC5x-ähnliche Variante gibt es unter dem Namen CC8E, der allerdings auf 128k Code beschränkt ist.

Für die '''[[PIC24]]''' und '''[[dsPIC]]''' gibt es den C30 von Microchip. Er basiert auf gcc und ist frei erhältlich, wobei nach 6 Wochen nicht mehr alle Optimierungsstufen wählbar sind, dann maximal -O1. Wie für alle PIC ist mit dem MPLAB eine kostenlose IDE mit Debugger und Simulator verfügbar.

Eine nette IDE für PIC12/16/18 bietet der Sourceboost-Compiler, für kleine Programme reicht die Freeware-Version absolut aus http://www.sourceboost.com/home.html

Für '''[[R8C]]/M16C''' gibt es eine Code-Größen-beschränkte Demoversion des Herstellers, sowie den GCC. Beide Compiler integrieren sich in die HEW (die IDE von Renesas), welche auch das Debugging mittels Software-Monitor oder Emulator unterstützt. Der GCC ist nach Registrierung bei Kpit Cummins erhältlich, die letzte Version ist 11.0x und wird nicht mehr weiterentwickelt. Die letzte Version ist jedoch problemlos im Archiv zu finden.

Für '''[[ST7]]''' gibt es (teils limitierte) C-Compiler, teils mit IDE (z.ß. Cosmic und Ride). Toolchain von ST kostenlos erhältlich.

Von Toshiba gibt es für '''[[TLCS-870]]''' mit den Starterkits eine IDE mit C-Compiler und Assembler. Ausserdem gibt es Toshibas eigene "C-Like Language". Diese Tools sind nicht frei downloadbar.

Zilog stellt für '''[[Z8_encore!]]''' eine unbeschränkte IDE mit C-Compiler, Debugger und Simulator kostenlos per Download zur Verfügung.

'''Pascal'''

Für PIC,DSPIC und AVR gibt es einen sehr guten PASCAL-Compiler "MikroPascal"
der, in der Downloadversion Code-Size begrenzt ist,
und den man zu moderaten Preisen zur "Vollversion" aufrüsten kann.
http://www.mikroelektronika.co.yu/
( ab 149,- € )

Elektor-Verlag 'Pascal für 8051 und Derivate' Buch+Compiler(Vollversion)

AVRco Pascal Compiler (http://www.e-lab.de/),
Kostenlose Version für Mega8/88

'''BASIC:'''

Sowohl für den AVR als auch für die 8051er gibts von MCS-Electronics eine Demoversion eines BASIC-Compilers,
der leicht im Funktionsumfang und Codegröße eingeschränkt ist.
[http://www.mcselec.com/]

Darüber hinaus kursieren im Netz Versionen eines BASIC-Interpreters für 8052er mit dem Namen "8052 AH-BASIC", wobei die Originalversion von INTEL stammt. Dieser Interpreter unterstützt sogar Fließkomma-Arithmetik und ist als Freeware verfügbar.

==Architektur==

Betrifft vor allem Assembler-Programmierung und die Frage, wie einfach oder umständlich sich C-Code in Maschinensprache übersetzen lässt.

Dass für alle Architekturen teils mehrere C-Compiler existieren, hat wenig mit Eignung und viel mit Markt zu tun. Zudem ist meist nur entscheidend, ob ein Controller die Anforderungen erfüllt, nicht jedoch wie gut er das tut.

Manches davon ist durchaus subjektiv. Bei abweichender Meinung bitte als Diskussion starten, nicht einfach löschen.

'''8051''': Typische Akkumulator-orientierte 8-Bit Architektur. Eine gewisse Komplexität entstand durch die sukzessive Erweiterung auf mehr RAM als ursprünglich vorgesehen war, mit etlichen unterschiedlich adressierten RAM-Bereichen als Folge. Für C-Compiler nur eingeschränkt geeignet.

'''ARM''': 32bit RISC-Architektur. In den gängigen Implementierungen mit dem ARM7TDMI-Core (Architektur V4 = ARMv4T) stehen 2 Befehlssätze zur Verfügung: 32bit-codiert für Tempo, sofern der Speicherdurchsatz das zulässt, und 16bit-codiert (Thumb) für kompakte Programme. Cortex M3 (ARMv7) kennt ausschliesslich Thumb2 codierte Befehle, wurde gegenüber Thumb erheblich erweitert. Einheitlicher 32bit-Adressraum. Exzellente Zielmaschine für C-Compiler.

'''AVR''': Register-orientierte, an RISC Prinzipien angelehnte 8-Bit Architektur. Getrennte Adressräume für RAM und ROM. Registersatz nicht einheitlich nutzbar. I/O-Bereich nicht einheitlich adressierbar. Nur ein Teil des I/O-Bereiches ist bitweise manipulierbar. Einheitliche RAM-Adressierung. Für C-Compiler geeignet.Bemerkung: Laut Wikipedia wurde der Controller während der Entwicklungsphase für den Einsatz von C-Compilern optimiert.

'''MSP430''': Register-orientierte 16-Bit RISC-Architektur mit vollständiger Orthogonalität. Einheitlicher Adressraum für RAM und ROM. Exzellente Zielmaschine für C-Compiler. Angelehnt an die legendäre PDP-11, vieles wurde übernommen.

'''PIC''': Akkumulator-orientierte 8-Bit Architektur. Getrennte Adressräume für RAM und ROM. RAM-Banking, ROM-banking. Umständlicher Zugriff auf Daten im ROM (nur 12/14-Bit Versionen). Viele für C-Compiler wesentliche Elemente sind nur umständlich realisierbar (z. B. Code/Datenadressierung mit Banking, Vergleich mit Vorzeichen).

'''PIC24''': Register-orientierte 16-Bit Architektur mit getrennten Adressräumen für RAM und ROM, wobei ein Teil des ROM in den RAM-Adressbereich eingeblendet werden kann. Fast alle Befehle sind auf Register und RAM anwendbar, incl. Bitmanipulationen.

'''dsPIC''': wie '''PIC24''', mit zusätzlichen DSP Befehlen.

'''R8C''': 16-Bit 2-Adress CISC-Architektur. Einheitlicher 64KB Adressraum für RAM und ROM. Gute Zielmaschine für C-Compiler.

'''M16C''': Unter Bezeichnung M16C existieren zwei verschiedene inkompatible Architekturen. Die Modelle bis /6x sind grundsätzlich identisch mit R8C, die /8x Modelle mit M32C (hier nicht näher betrachtet). Der 64KB RAM-I/O-Adressraum ist ein Teil des 1MB großen Gesamtadressraumes, Daten im ROM liegen jedoch ausserhalb dieser 64KB und sind daher anders als beim R8C nicht mit 16-Bit Zeigern adressierbar. Gute Zielmaschine für spezialisierte C-Compiler, GCC jedoch tut sich etwas schwer mit den Adressräumen.

'''ST7''':Akkumulatorarchitektur, Gemeinsamter Code/Datenadressraum (von-Neumann). 63 Befehle. Einheitlicher 64KB Adressraum für RAM und ROM.

'''TLCS-870''': 8-Bit CISC-Architektur, aus Z80 weiterentwickelt. Gemeinsamer Adressraum für RAM und ROM bis 60KB ROM, darüber getrennt. Adressraum 64/128KB. Serie 870/X mit 1MB Adressraum existiert, aber nur als OTP/Maskenversion.

'''Z8e''': Register-orientierte 8-Bit Architektur, 2-Adress-CISC. Getrennte Adressräume für RAM und ROM. Historisch bedingt 3 RAM-Adressräume (8-Bit, 12-Bit, 16-Bit). Für C-Compiler geeignet

Kleiner nicht repräsentativer Compiler-Vergleich. Verwendet wurde eine Variante des crc8-Code von Colin O'Flynn. Jeweils kleinstes Speichermodell, auf Platz optimiert:
{|
|Compiler
| Befehle(1)
| Bytes(1)
| Befehle(2)
| Bytes(2)
|-
|GCC AVR
|24
|48
|24
|48
|-
|Keil 8051
|24
|38
|74
|109
|-
|SDCC 8051
|24
|40
|35
|54
|-
|Zilog Z8e
|21
|54
|27
|73
|-
|PIC C18
|26
|52
|95
|206
|-
|SDCC PIC18
|41
|112
|41
|112
|-
|SDCC PIC16
|26
|52
| -
| -
| (for pic16f84)
|-
|HEW R8C/M16C
|20
|48
|20
|48
|-
|GCC 68HC11
|36
|65
|36
|65
|-
|GCC MSP430
|17
|40
|17
|40
|-
|GCC ARM7
|12
|48
|12
|48
|-
|GCC ARM7-Thumb
|20
|40
|20
|40
|}
(1): Lokale Daten ggf. statisch gespeichert, nicht reentrant.

(2): Lokale Daten auf dem Stack, also reentrant.

==Sind CPU-spezifische Erweiterungen in C erforderlich?==

'''8051''':
* 5-6 Speicherklassen für Datenspeicher (direkt, indirekt, 8-Bit "external", 16-Bit "external", Flash, evtl. noch Einzelbits).
*Außerdem noch Adresserweiterungen durch Mapping, Paging und Banking

'''AVR''':
* 3 Speicherklassen für Datenspeicher (RAM, ROM, EEPROM).
* In neueren Versionen von avr-libc kommt zwar eine 4. Klasse für die Fuse-Bits hinzu, die aber nur für die Konfiguration des Controllers verwendet wird und für das C-Programm selbst nicht relevant ist.

'''ARM''', '''MSP430''', '''R8C''': nein.

'''PIC''':
* 3 Speicherklassen für Datenspeicher (shared RAM, banked RAM, ROM).

'''Z8e''':
* Für atomic execution (s.u.) notwendig, aber nicht existent.
* 4 Speicherklassen für Datenspeicher (256B, 4KB, 64KB, Flash).

==Sind Daten in RAM und ROM mit dem gleichen Code benutzbar?==

'''8051''', '''AVR''', '''PIC''', '''Z8e''' wie generell alle [[Harvard-Architektur|Harvard-Architekturen]]: NEIN. Daten im ROM
erfordern anderen Zugriff als Daten im RAM. Entweder versteckt das der Compiler in Runtime-Routinen für Pointerzugriffe, oder man kann Routinen nicht so schreiben, dass sie beides als Parameter verdauen können. Bei kleinen Programmen von ein paar KB kein Problem, bei größeren jedoch schon. Bei AVR/GCC ziemlich fehlerträchtig.

'''PIC24''' und '''dsPIC''' können einen Teil des ROM in den RAM-Adressbereich einblenden.

'''M16C''': Hängt vom Compiler ab. Mit 16-Bit Zeigern (GCC) nicht, 20-Bit Zeiger sind ineffizient.

'''ARM''', '''MSP430''', '''R8C''', '''ST7''', '''TLCS-870''': [[von Neumann-Architektur]], problemlos.

==Lineare Adressierung vom RAM?==

'''8051''', '''ARM''', '''AVR''', '''MSP430''', '''R8C/M16C''', '''ST7''', '''TLCS-870''', '''Z8e''': kein Problem.

'''PIC''': PIC18 ja, PIC16,PIC12,PIC10 nein. RAM-Puffer die größer sind als das RAM in einer Bank sind nur mit Klimmzügen möglich.

==Skalierbarkeit==

Vor allem für jene wichtig, die sich scheuen, für
verschiedene Aufgaben verschiedene Lösungen zu verwenden.

Spezielle Versionen für LCD-Ansteuerung wurden in dieser Übersicht nicht berücksichtigt.

'''8051''': 8-Pin/1KB aufwärts, überwiegend 40/44-Pin und 64/68-Pin. Architekturbedingte Grenze bei 64KB Code, 64KB RAM - Versionen mit mehr Flash nutzbar via Banking (Compiler-Support vorhanden) existieren, Versionen mit bis zu 100 MHz Taktfrequenz verfügbar.

'''ARM''': 48-Pin/32KB, bis 512K mit internem Flash. Versionen mit internem Cache und externem Speicher sind praktisch beliebig weit ausbaufähig.

'''AVR''': 6-Pin/0.5KB bis 100-Pin/256KB. Architekturbedingte Grenze bei 8MB Code, 64KB RAM. GCC/WinAVR derzeit nur bis 128KB Code möglich (in Arbeit).

'''MSP430''': 14-Pin DIP/1KB bis 113-Pin BGA/256KB, mittlerweile auch Typen mit 4KB bis 16KB FRAM erhältlich. DIP, SOIC, TSSOP, QFN, TQFP und BGA erhältlich, in DIP und BGA jedoch nur wenige Typen verfügbar. Architekturbedingte Grenze von 64KB für Code+Daten wird in den großen Versionen durch 20-bittige Adressen umschifft. Taktfrequenz: maximal 8, 16 und 18 MHz je nach Familie. 25 MHz-Versionen in Kürze. Stromaufnahme: Rund 2 uA im LPM3 (real time clock mode) bis ca. 5 mA, typisch 200 µA pro MHz.

'''PIC''': 6-Pin/512B aufwärts. Im Prinzip großer Bereich, aber innerhalb der Familie deutlich verschiedene inkompatible Architekturen mit unterschiedlichen architekturbedingen Grenzen und unterschiedlichem Compiler-Support.

'''PIC24''' und '''dsPIC''': 18 bis 100-Pin mit 16 bis 256kB Code und bis zu 16kB RAM. Generell sind alle als TQFP und QFN erhältlich, die 18 und 28 Pin Modelle gibt es auch als SDIP und SSOP und SOIC. Es gibt Modelle mit 16 und 40MHz.

'''R8C:''' TQFP, QFN 14 bis 100 Pins, 11 bis 88 I/Os. 256 bis 10K RAM, 2K bis 128K Flash, 0 bis 4K Data-Flash. 8MHz bis 32 MHz. -40°C bis 125°C.

'''ST7:''' 8 bis 80 Pins. SDIP, SOIC, LQFP, TQFP, QFN. 128 bis 2048 Bytes SRAM, 1 bis 60 kBytes Flash.

'''STM8:''' 20 bis 80 Pins. SDIP, SOIC, TSSOP, LQFP, QFN, UQFPN, WLCSP. 512 bis 6k Bytes SRAM, 4 bis 128 kBytes Flash, 384 bis 2k Bytes EEPROM.

'''TLCS-870''': 20pin DIP bis 267FBGA. Daneben SDIP, SOIC, SSOP und (L/T)QFP. Relativ wenige Flash-Typen. RAM: 128 Bytes bis 4kB.

'''Z8e''': 8 bis 80 Pins. DIP, SOIC, SSOP, QFP, TQFP, QFN. Bis 64KB Flash. 256 Bytes bis 4 kBytes RAM.

Empfehlung hier: Auch wenn teilweise mehr möglich ist, sind 8/16-Bit-Controller nur bis maximal 40-60K empfehlenswert. Darüber sollte eine 32-Bit-Architektur — z. B. mit [[ARM]]-Core — in Betracht gezogen werden. Insbesondere auch, weil große Programme zu Programm- und Datenstrukturen neigen, die sich auf 8-Bit-Prozessoren schlecht abbilden lassen.

==Interrupt-feste (atomic) Programmierung von I/O-Ports==

Siehe http://www.mikrocontroller.net/articles/Interrupt.

Das ist besonders bei '''AVR''' (ausser den Typen seit 2004: ATtiny2313 usw.) ein Problem. Architekturbedingt ist nur ein Teil der Ports bitweise schaltbar, kein Port kann mehrere Bits gleichzeitig interrupt-fest schalten.

'''PIC''', '''8051''', '''MSP430''', '''R8C/M16C''', '''Z8e''' können AND/OR/XOR zum Port hin, daher ist bei geeigneter Programmierung das Problem auch ohne Abschalten der Interrupts vermeidbar. Leider ist beim '''R8C/M16C/M32C''' die Adresse für das Port input Register mit der Adresse für das Port output Register identisch. Ein read/modify/write auf das Port output Register kopiert also bei Pins die auf Eingang stehen den eingelesenen Wert in das Port Output Register. Deswegen braucht man eine Interruptsperre wenn man einen Port Pin von input auf output umschalten will.

Zu '''ARM''' ist dazu keine allgemeine Aussage möglich. Je nach Implementierung des Herstellers wird das Problem teilweise durch entsprechend gestaltete I/O-Ports gelöst, in anderen Fällen ist erhebliche Wachsamkeit geboten. Atmel SAM7 oder '''[[STM32]]''' bereitet hier weniger Probleme als Philips LPC2000. Bei den LPC2000 gibt es zwei getrennte Register, eines zum Setzen, das andere zum Löschen einzelner Pins. In einem weiteren Register können Bits ausmaskiert werden. Es gibt also kein read-modify-write. Gut gelöst für Push/Pull-Ausgänge, aber eine äquivalente Steuerung der Richtung wurde vergessen, was Open-Drain Pins erschwert. Implementierungen auf Basis des Cortex M3 oder der ARM Port-Macrocell verwenden statt dessen Adressbits zur Maskierung.

Besonders pfiffig ist das beim '''Z8e''' gelöst. Ein Befehl fasst die nächsten 3 Befehle zu einer nicht unterbrechbaren Einheit zusammen (atomic execution). Allerdings wird das vom Zilog Compiler nicht unterstützt.

==Zugriff auf I/O-Ports==

Der '''8051''' verfügt weder über eigene Register für die Steuerung der Richtung der I/O-Ports, noch über die Möglichkeit, lesend auf den Sollzustand der Ausgänge zuzugreifen. In Assembler ist das kein Problem, da abhängig vom Befehl entweder vom Zustand der Pins (Leseoperationen) oder vom Sollzustand der Ausgänge (kombinierte Lese/Schreiboperationen) ausgegangen wird. Ein korrekt arbeitender C Compiler kann damit jedoch nicht umgehen, weshalb für die Steuerung von Port-Pins spezielle Zugriffsfunktionen und eine sehr genaue Kenntnis der Arbeitsweise der Ports erforderlich sind.

Anmerkung zum Keil 8051-Compiler: Port-Zugriff erfolgt über Pseudo-Variablen wie bei µC üblich. Infolgedessen ist in C Code nicht ersichtlich, ob beispielsweise die Port-Variable P1 für den Zustand der Pins oder den Sollzustand der Ausgänge steht. Nur der erzeugte Assembler-Code kann hier Klarheit schaffen. So haben die beiden prinzipiell identischen Zeilen
<pre>
P1 = P1 | 0x01;
P1 = (P1 | 0x01) & ~0;
</pre>
völlig unterschiedliche Auswirkung auf den Port. Der Code der ersten Zeile setzt Bit 0 und lässt alle anderen Bits unverändert. Der von der zweiten Zeile erzeugte Code setzt zusätzlich auch alle vorher als Eingang definierten Pins im Zustand 0 auf Ausgang mit Zustand 0. Das ist weder hilfreich, noch mit der Sprachdefinition von C vereinbar.

Auch manche Modelle der '''PIC'''-Familie können nur auf den Zustand der Pins zugreifen, nicht auf den Sollzustand der Ausgänge.

In beiden Fällen ist folglich bei Ports, die sowohl für Aus- als auch für Eingänge benutzt werden, besondere Sorgfalt nötig.

'''ARM''', '''AVR''', '''MSP430''', '''Z8e''' und neuere Modelle der '''PIC'''-Familie besitzen diese Probleme nicht.

==Priorisierte Interrupts==

Unter priorisierten Interrupts versteht man die Fähigkeit, den einzelnen Interrupt-Quellen eine Priorität zuweisen zu können um ohne Reprogrammierung der Interrupt-Quellen einen laufenden Interrupt ausschliesslich durch Interrupts höherer Priorität unterbrechbar machen zu können. Die bei separaten Vektoren selbstverständliche Fähigkeit, anstehende Interrupts nach fester Priorität zu sortieren, ist damit nicht gemeint.

'''8051''': Ja.

'''ARM''': Der ARM7/9-Core unterstützt 2 Prioritäten mit entsprechenden Vektoren. Oft ist jedoch ein separater priorisierter und vektorisierter Interrupt-Controller mit integriert (Atmel, NXP, Cortex ja, Analog Devices nein). Interrupt-Nesting ist dank eines Designfehlers etwas umständlich.
 ''' ARM Cortex-Mx''': Mit dem neuern Cortex-Mx Kern wurden die Interruptprioritäten fest in den Kern implementiert, somit hat jeder Interrupt eine 4-Bit Priorität die man auf Primary und Secundary unterteilen kann. Somit kann genau definiert werden welcher Interrupt einen anderen unterbricht und welcher warten muss bis einer mit einer höheren Priorität abgearbeitet wurde.
 ARMv7 aka Cortex-M3: Ein priorisierender Interrupt Controller ist Teil des Cores und Nesting ist problemlos möglich.

'''AVR:''' Nein, aber separate Vektoren für die einzelnen Interrupt-Quellen.

''Anmerkung: Eine weniger wichtiger Interrupt Handler kann oft sofort nach Ansprung ein SEI ausführen, damit ein möglicherweise wichtigerer Interrupt Handler aufgerufen werden kann, weil bei den meisten Interrupts der Request bereits mit dem Aufruf des Handlers automatisch zurück gesetzt wird. Das trifft aber beispielsweise nicht beim TWI zu.
Xmegas haben ein Event-System...."

'''MSP430:''' Nein, aber separate Vektoren für die einzelnen Interrupt-Quellen. Keine Priorisierung im Sinne der Präambel.

'''PIC12 & PIC16:''' Nein, nur ein Interruptvektor. Einfache PIC12 (12F508/509, 16F505) kennen gar keine Interrupts.

'''PIC18:''' Jeder Interruptquelle kann separat eine niedrige oder hohe Priorität zugewiesen werden, die dann auf zwei Interruptvektoren verzweigen. Welche Quelle den Interrupt ausgelöst hat, muss aber immer noch händisch festgestellt werden.

'''PIC17:''' Vier Interruptvektoren mit unterschiedlicher Priorität. Scheint es allerdings nur als OTP zu geben, deswegen wohl eher uninteressant.

'''PIC24''' und '''dsPIC''' haben 7 Prioritäten und für jeden Interrupt einen eigenen Interruptvektor.

'''R8C/M16C''': 7 Prioritäten, vektorisiert: 64+6 Vektoren, Priorität für jede Interrupt-Quelle frei einstellbar, Nesting möglich.

'''ST7''': Nein. 16 Vektoren mit fixer (absteigender) Priorität.

'''Z8e''': 3 Prioritäten, vektorisiert.

== Spannungsversorgung ==

'''8051''', '''AVR''', '''PIC''': Modellabhängig 2-5V problemlos, ältere ab 3V. PICs für 2-4V sind schlecht verfügbar. Ungeregelter Batteriebetrieb möglich.

'''ARM''': 3,3V-Versorgung, je nach Modell mehr oder weniger 5V-kompatibel. Einige (vor allem ältere) Modelle benötigen eine separate 1,8V-Versorgung für den Core. Kein ungeregelter Batteriebetrieb möglich. z.B. können Prozessoren der [[STM32]]-Reihe von 1,65...3,6V betrieben werden und benötigen keine separate Stromversorgung.

'''MSP430''': nur 1.8-3.6V. Nicht 5V-kompatibel, 5V-Peripherie für I2C/RS485/CAN/... ist also nur mit Pegelkonvertierung einsetzbar. Ungeregelter Batteriebetrieb möglich.

'''PIC24''' und '''dsPIC33''': 2-3,6V. Pins die keine analogen Funktionen übernehmen können sind 5V tolerant.

'''R8C''': 2.7V - 5.5V, zwischen 2.7V und 3V etwas reduzierte Maximaltaktrate.

'''ST7''': 2,4-5,5V

'''STM8''': 3 - 5,5V

'''TLCS-870''': 2,7-5,5V. Serie 870/C 1,8-5,5V.

'''Z8e''': 1,8-3,6V, I/Os 5V-tolerant.

==Programmierung in der Schaltung==

Geräte mit Debugging-Interface (s.U.) lassen sich i.d.R. auch damit programmieren. Siehe dazu nächsten Abschnitt.

Die meisten Controller können sich selbst programmieren, Bootloader per RS232,CAN,usw sind dann problemlos realisierbar. Nur müssen solche Bootloader erst einmal auf den Chip programmiert werden.

'''8051''': Verschieden, je nach Hersteller und Modell. Im Unterschied zu den anderen hier betrachtete Controllern existieren viele nicht in der Schaltung, sondern nur mit speziellen Interfaces programmierbare 8051 Modelle. Modelle mit seriellem Bootloader via UART, SPI, CAN oder USB existieren.

'''ARM''': Am besten über JTAG, je nach Hersteller und Familie auch mit [[Bootloader]], z. B. bei Philips LPC2000 über RS232 und Atmel SAM7 über USB (bei letzterem sehr unbequem und langsam!).

'''AVR''': Je nach Derivat verschiedene bzw. mehrere Möglichkeiten: JTAG, DebugWire, ISP, HV, PDI.
Über ein ISP-Interface: Ist via Parallelport günstig herzustellen; der Adapter ist im besten Fall genau 5 Widerstände teuer, professioneller mit einem [[Ausgangsstufen_Logik-ICs#Tri-state|Tri-State]]-Bustreiber etwa 5-15 EUR. Alternativ auch ein einfach zu bauender Dongle für die RS232-Schnittstelle des PC.
Darüberhinaus auch mit HV-Programmer (z. B. auf dem [[STK500]]), der u.U. auch nötig ist um falsch gesetzte Fuses wieder zu "reparieren".

'''MSP430''': Via JTAG-Interface, TI "Spy BiWire" und über integrierten Bootloader. (Schaltung zur Ansteuerung via RS232 im Datenblatt)

'''PIC''': Entweder über die serielle ICSP-Schnittstelle (dafür gibt es Baupläne für billige ParPort-Programmer incl. guter Software) oder mit dem InCircuit-Debugger (~50€ Pickit 2\Pickit 3,~150€, ICD2 von Microchip). Bootloader müssen generell vorher mit einer der vorher genannten Möglichkeiten auf den Chip geflasht werden.

'''R8C''': Via UART (RS-232 oder USB-RS-232 Konverter) mit Flash-Tool (Windows, Linux). Variante über Bootloader ebenfalls möglich (wird vom Software Emulator-Debugger benutzt).

'''ST7''': Via ein mit der Schaltung (mittels mindestens 4poligen Kabels) kommunizieredes Debug-Interface. Offenes ST-Protokoll "ICC".

'''TLCS-870''': Flash-Typen besitzen maskenprogrammierten Bootloader.

'''Z8e''': Via Zilogs Debug-Interface "Smart Cable".

==Debugging in der Schaltung==

Ist beispielsweise ein günstiges [[JTAG]]-Interface für In-Circuit
Debugging verfügbar?

'''8051''': Derivate mit JTAG verfügbar. ICEen gebraucht erschwinglich.

'''ARM''': 
die meisten JTAG und SWD
* Günstiges Parallel-Port-Interface verfügbar und einfach zu bauen (Wiggler), aber langsam und problematisch im Betrieb unter WinNT+ (besser: ocdremote unter Win9x auf Zweitrechner, via LAN). Kostenlose Debugger ([[GDB]]) unterstützen seit OCDremote 2.14 mit Einschränkungen auch Programme im Flash.
* Schnelles JTAG Interface basierend auf FT2232C für [[GDB]]/OpenOCD günstig und einfach zu bauen (http://www.fh-augsburg.de/~hhoegl/proj/usbjtag/usbjtag.html) oder fertig erhältlich (http://www.amontec.com/jtagkey.shtml).
* Kommerzielle Debugger per USB sind besser und schneller, aber recht teuer
* viele Hersteller bieten günstige Starter Kits mit USB-JTAG-SWD Programmer und Debugger an. Zum Beispiel:
**NXP Entwicklungskit (ca. 25€ für Evaluation-Board incl. USB-JTAG-SWD Programmer und Debugger), erhältlich z.B. bei '''[http://www.watterott.com/index.php?page=search&keywords=LPCXpresso&cat=&mnf=&x=0&y=0 Watterott]'''. Siehe dazu auch die Dokumentation von NXP zu den '''[http://www.nxp.com/documents/leaflet/75016842.pdf LPCXpresso-Entwicklungskits (PDF)]''' und diese '''[http://www.mikrocontroller.net/wikisoftware/index.php?title=LPC1xxx_Entwicklungskit_LPCXpresso Beschreibung]'''
** [http://www.st.com/web/catalog/tools/FM116/SC959/SS1532/PF252419 STM32 Discovery Board] für ca. 20 Euro
** [http://www.infineon.com/cms/en/product/microcontrollers/32-bit-industrial-microcontrollers-based-on-arm-registered-cortex-tm-m/32-bit-xmc4000-industrial-microcontrollers-arm-registered-cortex-tm-m4/xmc-development-tools,-software-and-kits/xmc4500-relax/relax-lite-kit/channel.html?channel=db3a30433a747525013a97f6e265721e Infineon XMC4500 Relax Kit] für ca. 10 Euro
** [http://www.energymicro.com/tools/efm32-starter-kits Energy Micro Starter Kit] ab ca. 55 Euro
 
[[EFM32]] unterstützt nur SWD.

'''AVR''': für ATmega16/162/32/128 ist JTAG günstig verfügbar
(Olimex, Erostech) bzw. einfach zu bauen (Evertool). ATmegas ab 2005/2006 mit JTAG sind zu dieser Billigvariante inkompatibel. Für diese und den [[debugWIRE]] der ATtinys und ATmegaX8 existiert das JTAG ICE mkII von Atmel, aber recht teuer, sowie der preiswerte AVR Dragon.

'''MSP430''': alle mit JTAG, Adapter sehr günstig/einfach zu bauen. Neuere Geräte mit Spy-by-Wire (braucht weniger Pins als JTAG).

'''PIC''': Entweder Microchips MPLAB ICD2 (€150-200) oder ein kompatibler Nachbau, wie z. B. http://www.stolz.de.be/. Alternativ das PICKit 2 für ~40€, dass neben dem Programmieren und Debuggen über USB auch noch als RS232-Brücke und einfacher Logic-Analyzer benutzt werden kann.

'''R8C''': On-Chip Debugging ist mit dem E8 Hardware On-Chip Debugging Emulator möglich (kein JTAG). Ausserdem ist Debugging auch über einen normalen RS232 Anschluss möglich. Der E8 verwendet ein syncrones serielles Protokoll, die RS232 ein asyncrones. Daher ermöglicht der E8 das Debugging bei jeder beliebigen Taktfrequenz, bei RS232 gibt es da Einschränkungen.

'''ST7''': Via ein mit der Schaltung (mittels mindestens 4poligen Kabels) kommunizieredes Debug-Interface. Offenes ST-Protokoll "ICC".

'''Z8e''': Debugging möglich mit "Smart Cable" (kein JTAG), Anschluss über USB oder seriell Schnittstelle

==Starterkits==

'''8051''': Keil MCBx51 http://www.keil.com/mcbx51 (z. B. für ~240€ von [http://de.mouser.com/Search/Refine.aspx?Keyword=830-MCBX51 mouser.com])

'''ARM''':
allgemein:
http://www.olimex.com (z.T. hier im Shop erhältlich), http://www.embeddedartists.com,
http://www.mct.de
* [[STM32]] [http://www.st.com/web/catalog/tools/FM116/SC959/SS1532/PF252419 STM32 Discovery Board] für ca. 20 Euro
*NXP Entwicklungskit [http://www.nxp.com/documents/leaflet/75016842.pdf LPCXpresso-Entwicklungskits (PDF)] für ca. 25 Euro
* [http://www.infineon.com/cms/en/product/microcontrollers/32-bit-industrial-microcontrollers-based-on-arm-registered-cortex-tm-m/32-bit-xmc4000-industrial-microcontrollers-arm-registered-cortex-tm-m4/xmc-development-tools,-software-and-kits/xmc4500-relax/relax-lite-kit/channel.html?channel=db3a30433a747525013a97f6e265721e Infineon XMC4500 Relax Kit] für ca. 10 Euro
* [[EFM32]] [http://www.energymicro.com/tools/efm32-starter-kits Energy Micro Starter Kit] ab ca. 55 Euro

'''AVR''': [[STK200]], [[STK500]], [[AVR_Butterfly]]

'''MSP430''': http://www.olimex.com (z.T. hier im Shop erhältlich), ez430 (http://www.ti.com/ez430), Launchpad: http://processors.wiki.ti.com/index.php/MSP430_LaunchPad_%28MSP-EXP430G2%29

'''PIC''': http://www.microchipdirect.com/ , Velleman-Kit K8048 (www.velleman.be) , http://www.mikroe.com/eng/categories/view/6/pic-development-tools/

'''R8C''': Mehrere (Google Suche). Am weitesten verbreitet ist vielleicht das R8C/13 Starterkit inkl. Entwickler-CD von Glyn/Elektor (Beilage Elektor 12/2005 (ausverkauft) bzw. diverse Drittanbieter).

'''STM8:''' [[STM8S-Discovery]]

'''Z8e''': Günstig verfügbar [~50€], teils hier im Shop, komplett inklusive unbeschränktem Compiler und In-System-Debugging. Nachteile: für jede Prozessorklasse ein eigenes Kit; eingelöteter SMD-Chip obwohl viele Typen auch im DIL-Gehäuse existieren.

==Gehäuse==

Mit DIP oder PLCC bastelt es sich leichter als mit *QFP. Die Domäne von
AVR/PIC/i51. Für MSP430 gibt es günstige fertig bestückte DIP-Adapter hier im Shop (MSP430x2xx gibt es auch in 14-Pin DIP-Gehäuse). Z8e-Chips existieren ebenfalls in DIP, sind aber schlechter verfügbar.

==Beschaltungsaufwand==

'''8051, AVR, PIC, MSP430, R8C, ST7, Z8e''': gering, i.d.R. sind Versionen mit integriertem Oszillator verfügbar, so dass man praktisch nur die Versorgungsspannung (nebst Abblockkondensator) braucht.

'''ARM''': aufwendigere externe Takt- und Spannungserzeugung, manchmal 2 Betriebsspannungen benötigt; Tendenz aber fallend.

==Links==

* [http://www.mikrocontroller.net/forum/read-1-185133.html#new Forum]
* [[8051]]
* [[ARM]]
* [[AVR]]
* [[EFM32]]
* [[LPC1xxx]]
* [[MSP430]]
* [[PIC]]
* [[R8C]]
* [[ST7]]
* [[STM8]]
* [[STM32]]
* [[Z8]]
* [[Z8_encore!]]

[[Category:Mikrocontroller| ]]

Entscheidung Mikrocontroller

2014-01-03T16:56:29Z

Mmvisual:

Die meisten Anfänger stellen sich die Frage, welchen [[Mikrocontroller]] sie verwenden sollen. Es gibt Dutzende Hersteller, und jeder davon hat unzählige Varianten im Angebot. Stellt man die Frage in einem Diskussionsforum, dann bekommt man viele verschiedene (sich teilweise widersprechende) Antworten. Bei der Entscheidung sollten u.a. die unten stehenden Kriterien beachtet werden. Dieser Artikel ist primär für Hobbyisten gedacht, da im professionellen Einsatz oftmals völlig andere Kriterien beachtet werden müssen. Weitere vergleichende Informationen über verschiedene Controllerfamilien gibt der Artikel: [[Mikrocontroller_Vergleich]] sowie [[STM32 für Einsteiger]]

== Verfügbarkeit ==
* Während man manche Mikrocontroller an jeder Straßenecke bekommt, sind andere nur in großen Stückzahlen und mit Gewerbenachweis erhältlich. Dazu einfach mal in die Kataloge der einschlägigen Privatkundenhändler schauen. Dabei auch darauf achten, dass der gewünschte Controller auch in der richtigen Bauform erhältlich ist (DIP, TQFP, MLF usw.), s.u.
* Ab und zu kündigen Hersteller ein neues Modell an (und veröffentlichen das Datenblatt dazu), können aber erst ein Jahr später nennenswerte Stückzahlen liefern. Also den Controller nicht einfach anhand der Übersichten beim Hersteller aussuchen, sondern überprüfen, was die Händler auch wirklich liefern können.
* Lebenszyklus: Kein Modell wird ewig hergestellt. Deswegen sollte man überprüfen, ob der Hersteller vielleicht schon angekündigt hat, dass er ein bestimmtes Modell nicht mehr herstellen will. Die Hersteller schreiben dann z. B. "Mature Product (Not Recommended for New Designs)". Für Neuentwicklungen oder den Einstieg sollte man folgende Modelle nicht verwenden:
** AVR AT90-Reihe,
** AVR ATMega 103(L), 161(L), 163(L), 323(L).
* Für alle abgekündigten AVR-Controller gibt es jedoch pin- und funktionskompatible Nachfolger. Daher kommt es nur in den seltensten Fällen zu Problemen. Probleme können nur entstehen, wenn ein Programm nur in kompilierter Version zur Verfügung steht.
* Dagegen sind Mikrocontroller der [[8051|MCS51-Familie]] von Intel eher für langfristige Investitionen geeignet. Der 8051 wurde 1979 (!) als erstes Mitglied dieser Familie vorgestellt. Heute gibt es bereits hunderte von 8051-Derivaten von dutzenden von Halbleiterherstellern, zum Teil auch mit weiterentwickelten Prozessorkernen. Wird ein Derivat tatsächlich mal abgekündigt, findet man bei dieser Riesenauswahl meist leicht adäquaten Ersatz.

== Preis ==
Einerseits kann es lästig sein, wenn man durch die Verwendung eines kleineren Modells 2 Euro gespart hat und dann mit dessen Unzulänglichkeiten kämpft, andererseits ist ein versehentlich zerstörter Chip für 30 Euro ziemlich ärgerlich. Auch ist es oft ganz praktisch, wenn man einige Controller auf Vorrat hat.

Zum Preis eines einzelnen Mikrocontrollers kommen noch die Kosten für die Entwicklungswerkzeuge, wie [[Compiler]], Programmübertragung und Debugging hinzu (s.u. Programmiersprache und Programmübertragung).

== Dokumentation ==
Die wichtigste Informationsquelle zu einem Mikrocontroller ist das Datenblatt. Diese gibt es heutzutage aber fast ausschließlich in Englisch. Wer damit nicht zurecht kommt, muss vorher schauen, ob es irgendwelche Tutorials oder Bücher in seiner Lieblingssprache gibt.

Je mehr Funktionen ein Mikrocontroller beherrscht, desto umfangreicher wird auch das Datenblatt. Das führt dazu, dass bei manchen Mikrocontrollern das Datenblatt über 1000 Seiten hat. Da ist die Gefahr groß, dass ein Anfänger den Überblick verliert.

== Unterstützung/Community ==
Gerade als Anfänger ist man oft auf die Hilfe anderer angewiesen. Da empfiehlt es sich, der Masse hinterherzulaufen und keine exotischen Typen zu verwenden. Im Bastlerbereich populäre Mikrocontroller-Familien sind die AVRs von Atmel und die PICs von Microchip. Für diese Architekturen gibt es z. B. im Forum dieser Internet-Seite gute und meist auch schnelle Hilfestellung bei Problemen.

== Bauformen ==
Neben den klassischen (bedrahteten) Bauformen setzt sich heutzutage [[SMD]] immer mehr durch. Manche Mikrocontroller sind nur noch in SMD-Bauformen erhältlich. Für SMD benutzt man üblicherweise geätzte Platinen oder Adapter/Sockel (die aber wieder extra kosten). Will man mit Lochrasterplatinen oder [[Breadboard]]s arbeiten, dann braucht man die klassischen Bauformen, z. B. PDIP. Zu beachten ist dabei, dass es PDIP oft nur bis DIP40 (also mit 40 Pins) gibt, d.h. einen Mikrocontroller mit 50 I/O-Pins kann es dann nur als SMD geben.

Viele Mikrocontroller sind in verschiedenen Bauformen verfügbar. Nur in SMD verfügbar sind:
* MSP430 (Die kleinen sind mittlerweile auch als DIP erhältlich)
* AVR ATMega 169

In der klassischen (wenn auch in der Anzahl der verfügbaren IO-Pins limitiert) PDIP Bauform gibt es unter anderem:
* AVR ATMega 88A, 164A, 324A, 644A
* AVR ATTiny: Praktisch alle, z. B. ATTiny 13A, 24A, 25, 26, 2313A
* viele 8051-Derivate, z. B. Atmel 89S8252
* (nahezu) alle Microchip PIC Controller die mit 40 oder weniger Pins auskommen. Auch 16Bit Varianten und sogar einige Vertreter der 32Bit PIC Familie

== Spannung ==
Während früher die meisten Mikrocontroller und die gesamte Peripherie mit 5V liefen, so gibt es heute auch alle möglichen anderen Varianten. Zu beachten ist:
* Controller und Peripherie müssen zusammenpassen. Man kann nicht einfach (ohne weitere Vorkehrungen) ein 3,3V-RAM an einen 5V-Controller anschließen und umgekehrt.
* Manche Controller besitzen, obwohl sie intern mit einer anderen Spannung arbeiten, 5V-kompatible IO-Pins (Beispiel: [[LPC2000 Philips ARM7TDMI-Familie|LPC2100]]).
* Manche Controller brauchen zwei verschiedene Spannungen. Dies ist aber relativ selten, z. B. bei den [[LPC2000 Philips ARM7TDMI-Familie|LPC2100]].

* Billig-Netzteile liefern im Leerlauf manchmal deutlich mehr Spannung als angegeben, ein [[Standardbauelemente|Spannungsregler]] (z. B. 78xx) ist also Pflicht!
* Bei Batterien und Akkus sinkt die Spannung ab, wenn sie leerer werden. Braucht der Controller z. B. mindestens 2,7V, dann wird man mit zwei 1,5V-Batterien nicht lange Freude haben (außer man benutzt spezielle Schaltregler).

== Stromverbrauch ==
Im Vergleich zu PC-Prozessoren (Pentium, Athlon usw.) brauchen Mikrocontroller relativ wenig Strom. Will man sie allerdings mit Batterien betreiben, dann wird der Stromverbrauch plötzlich doch wichtig. Die meisten Mikrocontroller besitzen hierfür Stromsparmodi, mit denen man den Controller teilweise abschalten kann. Für einen extrem geringen Stromverbrauch sind z. B. die [[MSP430]]-Controller oder [[EFM32]]-Controller optimiert.

Der Stromverbrauch hängt auch stark vom Takt und der Versorgungsspannung ab.

{| border=1 cellspacing=0
! Frequenz !! ATMega8 (2.7V) !! ATMega8 (5.0V) !! PIC16LF84A(2.0V) !! PIC16F84A (5.5V) !! MSP430F2618 (3V) !! Einheit
|-
! 32KHz
|62||80||45||-
|title="Keine Angabe"|k.A.||µA
|-
! 100KHz
|0,3||0,5||-||-||0,084
|rowspan=4|mA
|-
!1MHz, 2MHz*
|1,5||2,3||4||-||0,5
|-
!8MHz, 4MHz*
|5||7/15**
|rowspan=2|-||4,5||4,2
|-
!16MHz, 20MHz*
| -||20||20||9,5 (3,3V)
|}

[*] Abweichende Taktangabe für PIC16*F84A, da hier keine entsprechenden Werte für die Frequenzen des ATmega8 im Datenblatt (PIC16F84A Data Sheet, Microchip 2001, 35007b.pdf) vorliegen.

[**] Angaben sind in der Folge Idle/Active (Quelle: Atmel, ATmega8/L, doc2486.pdf).

== Takt/Geschwindigkeit ==
Einerseits wünscht man sich oft einen möglichst schnellen Controller, insbesondere als Anfänger, wenn man effiziente Lösungen noch nicht so kennt, andererseits schlägt sich ein hoher Takt auch im Stromverbrauch und im Preis nieder. Man sollte sich dabei nicht von den hohen Taktraten der PC-Prozessoren irritieren lassen. Für viele Anwendungen reicht 1-MHz-Takt völlig aus.

Bei einem Geschwindigkeitsvergleich sollte man beachten, dass man nicht einfach den Takt vergleichen kann:
* Während manche Controller 12 Takte für einen Befehl brauchen (z. B. die Original-[[8051]]), kommen andere mit einem Takt pro Befehl aus (z. B. [[AVR]]).
* Manche Controller unterstützen gewisse Operationen hardwareseitig, die auf anderen Controllern in Software nachgebildet werden muss. Beispiele sind z. B. Multiplikation und Division. Wer in einer Hochsprache programmiert, merkt davon nicht viel, da es dort die Befehle sowieso zur Verfügung stehen, aber sie brauchen auf einem Controller ohne Hardwareunterstützung eben deutlich länger.
* Die Datenbus- bzw. Registerbreite spielt eine wichtige Rolle, weil man z. B. für eine 16-Bit-Addition auf einer 8-Bit-CPU zwei Befehle und auf einer 16-Bit-CPU nur einen Befehl braucht.

== Bitbreite ==
Wie gerade angesprochen ist auch die Bitbreite (8, 16 oder 32 bit) mitentscheidend für die Verarbeitungsgeschwindigkeit. Da der Preis in etwa linear mit der Bitbreite steigt, sind 8-Bit-Controller nach wie vor am verbreitetsten. Der Compiler verdeckt das Problem der unterschiedlichen Bitbreiten, indem er für eine 32-Bit-Operation entsprechend viele kleinere Operationen compiliert.

Als Faustregel gilt:
* Rechenintensive Programme, insbesondere mit 32-Bit-Zahlen oder -Zwischenergebnissen oder gar Gleitkommazahlen, gehören in einen 32-Bit-Controller. Das betrifft insbesondere digitale Filteralgorithmen, die zumeist schnell ablaufen müssen. In der Regel haben 32-Bit-Controller auch höhere Taktraten, etwa 60 MHz (ARM7) statt 16 MHz (AVR).
* Programme, die mehr als 64 KByte adressieren müssen (etwa eine SD-Karte) sollten ebenfalls einen 32-Bit-Controller abbekommen, um die stets erforderlichen Adressrechnungen nicht allzu umständlich werden zu lassen, auch wenn es in diesem Fall fast nur um leichter implementierbare Strichrechenarten geht.
* Operiert man mit vielen 16-Bit-Zahlen, typischerweise bei der Messwerterfassung von einer Datenquelle mit einer Abtastrate im kHz-Bereich oder mit 16-bit-Timern, erspart man sich eine Reihe Probleme durch die Auswahl eines 16-Bit-Controllers. Auch 32-bit-Adressen lassen sich noch halbwegs vernünftig berechnen.
* Alles andere passt in einen 8-Bit-Controller, oder, wenn's ein bisschen knapp wird oder andere Vorlieben / Vorkenntnisse dagegen sprechen, in einen 16-bit-Controller. Auch mit Gleitkommazahlen kann man damit hantieren, wenn auch im Schneckentempo; für Anzeigezwecke, etwa bis 50 Werte pro Sekunde reicht das vollkommen.
* Zu guter letzt, wer's ganz sportlich mag, steckt ''alles'' in einen 8-Bit-Controller, und wenn es Stunden für die effiziente Implementierung braucht.

4-Bit-Controller sind praktisch vom Markt verschwunden. Sie sind am billigsten gewesen und nur in Assembler zu programmieren. Ihr Einsatz lohnte sich nur in Massenartikeln, etwa analogen Satellitenreceivern.

== Speicher ==
Während früher oft nur die [[Register]] im Mikrocontroller waren, und der gesamte restliche Speicher extern angebunden werden musste, so sind heute die Speicher oft komplett im Mikrocontroller integriert. Das bedeutet aber teilweise auch, dass man sie nicht erweitern kann. Wichtig ist dabei u.a. die Größe des Programmspeichers (meist ein [[Flash-ROM]]) und das [[RAM#SRAM|SRAM]]. Fehlt letzteres, dann kann es mit der Compilerunterstützung schwierig werden.

Zu unterscheiden sind hier außerdem Controller in [[Von Neumann-Architektur|Von-Neumann-Architektur]] und [[Harvard-Architektur]]. Bei letzterer liegen Programmspeicher (ROM) und Datenspeicher (RAM) in getrennten Speicherbereichen; dies hat den Nachteil, dass für den Zugriff auf den Programmspeicher spezielle Befehle notwendig sind (was die Verwendung von im ROM abgelegten Daten in C-Compilern ziemlich umständlich macht), und dass man keine Programmteile direkt aus dem Datenspeicher ausführen kann.

== Onboard-Peripherie ==
Mikrocontroller haben meist eine ganze Menge Funktionen integriert, z. B. [[AD-Wandler]], [[I²C]]-Bus, [[SPI]], [[PWM]], [[RS-232]] usw. usf. Der Vorteil liegt darin, dass der Controller damit mehrere Dinge gleichzeitig machen kann. Dadurch steigt zum einen die Gesamtleistung des Controllers, zum anderen sind viele Dinge zeitkritisch, und die Programmierung ist deutlich einfacher, wenn man zehn zeitkritische Dinge gleichzeitig erledigen muss.

== Störfestigkeit ==
Eigentlich ein wichtiges Thema, andererseits findet man dazu nur sehr wenig Informationen. Bekannt ist beispielsweise, dass bei der [[AVR]]-Familie die ATmegas deutlich störfester sind als die alten AT90S.

== Programmiersprachen ==
Den direktesten Zugriff auf die "Innereien" eines Prozessors hat man mit [[Assembler]]. Dies ist jedoch gleichzeitig - zumindest auf den ersten Blick - die "abschreckendste" Sprache, denn sie erfordert einen hohen Lernaufwand. Aufgrund stark unterschiedlicher Befehlssätze verschiedener Controllerfamilien ist das Gelernte nie 1-zu-1 übertragbar und meist nur direkt auf einen einzigen Prozessor oder allenfalls auf eine Familie "verwandter" Produkte anwendbar. Dennoch kann man sich mit einiger Erfahrung recht schnell in einen anderen Befehlssatz einarbeiten. In bestimmten Bereichen oder Teilen eines Projekts wird die Verwendung von Assembler dennoch unabdingbar sein. (Diese Teile mögen projektabhängig zwischen 100% oder auch nur deutlich unter 1% umfassen.)

Die Auswahl der richtigen Programmiersprache hängt auch stark vom geplanten Einsatzzweck ab. Ein Elektrotechnik-Student, der sich für sein späteres Berufsleben vorbereiten möchte, sollte sich mit C und Assembler befassen. Wer dagegen gar nicht vorhat sich allzu tief einzuarbeiten und sowieso schon Basic oder Pascal kann, der sollte zu diesen Sprachen greifen.

Wer Programme schreibt, die er später auch mit anderen größeren µC weiter verwenden möchte, der sollte auf Assembler ganz verzichten und nur in der Programmiersprache schreiben, die von den gewünschten µC unterstützt werden. In der Regel ist das C, in C werden auch die meisten Demo-Beispiele und Bibliotheken der µC Hersteller geschrieben, somit kann man deren Demos leichter in das eigene Programm einbinden.

Für einige Controllerfamilien (z. B. AVR, ARM, MSP430) gibt es eine Portierung des kostenlosen [[GCC|GNU-C-Compilers]], wodurch C auch im Hobby-Bereich stark vertreten ist und es auch viele Programmierbeispiele dafür gibt.

Für die LPC Prozessorfamilie ist eine größenlimitierte kostenlose Entwicklungsumgebung erhältlich. Informationen unter '''[http://www.code-red-tech.com/lpcxpresso.php code-red]''': Die auf Eclipse basierende Entwicklungsumgebung ist nach der Installation bis 8k freigeschaltet und nach einer einfachen und kostenlosen Registrierung für 128kB. Eine in der Projektgröße nicht beschränkte Version kann für ca. 800 Euro erworben werden. Die IDE ist auch für '''[http://support.code-red-tech.com/CodeRedWiki/redlib_v2_notes Linux]''' verfügbar. Hier die '''[http://www.mikrocontroller.net/articles/Installationsanleitung_C-Entwicklungsumgebung_f%C3%BCr_LPC1xxx_von_Code_Red Installationsanleitung]'''

== Debugging ==
Bei der Fehlerbeseitigung trennen sich Profi von Amateur, und es kann richtig teuer werden. Genau hier haben die Hersteller von Mikrocontrollern und/oder Compilern eine Möglichkeit gefunden, den Gelegenheitsprogrammierer abzuweisen und nur den zahlenden Profi vorzulassen.

Die preisgünstigste, aber auch unkomfortabelste Art des Debuggings ist der Einbau von Testcode in das Programm. Dieser Testcode informiert den Programmierer über erreichte Programmpunkte und dabei aufgetretene Datenwerte. Die Ausgabe erfolgt per optisch/akustischer Anzeige oder serieller Schnittstelle. Der Nachteil dieser Methode liegt in ihrem Zeitaufwand. Für jedes Problem muss ein kurzes Stück Testcode erdacht und in das Programm eingefügt werden. Danach wird das Programm kompiliert/assembliert und in den Flashspeicher des Mikrocontrollers gebrannt. Zuguterletzt muss das Programm von Beginn an durchlaufen und mit etwas Glück liefert der Testcode Informationen über das Problem.

Deutlich effektiver ist die Fehlersuche mittels einer in die PC-Entwicklungsumgebung integrierten Debugger-Software. Üblicherweise besteht diese Software aus mehreren Fenstern zur Anzeige folgender Informationen:

* Programm- und Datenspeicher des Mikrocontrollers.
* Arbeits- und Konfigurationsregister des Mikrocontrollers.
* Programmquellcode in Hochsprache (z. B. C) und/oder Assembler.
* Werte von Programm-Variablen.

Ausgehend vom Quellcode/Assembler-Fenster kann man den Programmcode auf das Zielsystem laden, den Programmlauf starten und an beliebigen Stellen stoppen, das Programm zeilenweise oder wiederholend abarbeiten, Variablen/Speicher/Register anzeigen und auch verändern. Diese Vorgänge werden bei modernen Debuggern mit wenigen Funktionstasten und Kontextmenü gesteuert. Angemerkt sei, Debugging einer Hochsprache wie C funktioniert nur richtig, wenn die Codeoptimierung des Compilers deaktiviert ist. Diese Bedingung bringt es mit sich, dass für die Entwicklungsphase bis zu 30% mehr Programmspeicher benötigt werden.

Der Programmlauf kann in einem Software-Simulator oder direkt auf dem Mikrocontroller erfolgen. Leider können Simulatoren weder die Signale der Controllerumgebung, noch Interrupts realistisch nachahmen. Hier hilft nur In-System-Debugging direkt auf dem Zielsystem.

Für das In-System-Debugging wird der Ziel-Mikrocontroller mit seiner In-Circuit-Debugging-Hardware benutzt. Diese integrierte Hardware kommuniziert über teils genormte Schnittstellen mit der Debuggersoftware auf dem PC. Als Verbindungsglied dient ein Kabel mit mehr oder weniger komplexer Elektronik. Diese Elektronik, das fehlende Wissen um ihre Funktion und die teils eingebaute Donglefunktion verhindern preisgünstigen Nachbau und machen ihren Hersteller sicher vor unautorisierter Benutzung der Entwicklungsumgebung.

Bei der Vielzahl von Controller- und Compiler-Herstellen ist es kaum möglich, einen Überblick über die Debugger-Hardware/Software zu geben. Hier nur einige Beispiele:

=== [http://www.atmel.com/ Atmel] ===

{| border="1"
|-
!System
!Preis
|-
| [http://www.atmel.com/dyn/products/tools_card.asp?tool_id=2737 AVR JTAG ICE] Clone (wenige ATmega Typen)
| ~ 35€
|-
| [http://www.atmel.com/dyn/products/tools_card.asp?tool_id=3891 AVR Dragon]
| ~ 55€
|-
| [http://www.keeelectronics.com/mkii.htm AVR JTAG ICE MKII - CN]
| ~ 85$
|-
| [http://www.atmel.com/dyn/products/tools_card.asp?tool_id=3353 AVR JTAG ICE MKII] / [http://www.sureelectronics.net/goods.php?id=931 Clone]
| ~ 280€/99$
|-
| [http://www.atmel.com/dyn/products/tools_card.asp?tool_id=4279 AVR ONE!]
| ~ 550€
|}

[http://atmel.com/products/avr32/default.asp AVR32 Controller (32-Bit)] können mit Atmels freiem [http://atmel.com/dyn/products/tools_card.asp?tool_id=4116 AVR32 Studio], basierend auf der [http://www.eclipse.org/ Eclipse IDE], programmiert und debugt werden. Die IDE bedient sich dabei der [http://atmel.com/dyn/products/tools_card.asp?tool_id=4118 AVR32 GNU Toolchain].

Der Debugger für [http://atmel.com/products/avr/default.asp AVR 8-Bit] RISC Controller ist in Atmels freie [http://atmel.com/dyn/products/tools_card.asp?tool_id=2725 AVR Studio] IDE integriert. In Verbindung mit dem GNU C++ Compiler für AVR ([http://winavr.sourceforge.net/ WinAVR]) und der integrierten Bibliothek [http://www.nongnu.org/avr-libc/ AVR Libc] ist Hochsprach-Entwicklung und -Debugging möglich.

Der [[JTAG|AVR JTAG]] ICE Clone kann nur nachfolgende ältere ATmega Controller debuggen: ATmega16, ATmega16L, ATmega162, ATmega162L, ATmega162V, ATmega165, ATmega165V, ATmega169, ATmega169L, ATmega169V, ATmega32, ATmega32L, ATmega323, ATmega323L, ATmega64, ATmega64L, ATmega128, ATmega128L, AT90CAN128. Trotzdem ist er ein sehr wertvolles, weil günstiges Werkzeug, wenn man die Typbeschränkung akzeptieren kann.

Atmel [[AVR]] Dragon kann ATtiny, ATmega, XMega, AT32UC3x und AP7xxx programmieren und debuggen. Die drei letzt genanneten MCUs werden seit AVR Studio Version ''4.18 SP1'' unterstützt.

[http://www.mikrocontroller.net/topic/107070 AVR JTAG ICE MKII – CN] ist ein Produkt aus China mit der versprochenen Funktionalität eines originalen AVR JTAG ICE MKII von Atmel. Es besitzt eigenständige Elektronik und auch die aktualisierbare Firmware ist vom Original verschieden. Oftmals ist dieses Produkt beim nicht unbekannten Online-Auktionshaus zu finden.

=== [http://www.microchip.com/ Microchip] ===

{| border="1"
|-
!System
!Preis
|-
| [http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=1406&dDocName=en023805 MPLAB PICkit2 / PICkit2 Debug Express]
| ~ 30€/55€
|-
| [http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=1406&dDocName=en538340 MPLAB PICkit3 Debug Express]
| ~ 65€
|-
| [http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=1406&dDocName=en010046&part=DV164005 MPLAB ICD 2] / [http://www.keeelectronics.com/icd25debugger.html Clone ICD2.5] / [http://www.sivava.com/MPLAB_ICD2.html Clone ICD2]
| ~ 90€/40€/40€
|-
| [http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=1406&dDocName=en537580 MPLAB ICD 3]
| ~ 190€
|}

Alle Typen von Microchip Debugger Hardware werden von Microchips freier [http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=1406&dDocName=en019469&part=SW007002 MPLAB IDE] unterstützt. Diese IDE kann mit C-Compilern verschiedener Hersteller zusammenarbeiten. Das Setup installiert keine Microchip C-Compiler sondern bietet als Option die C-Compiler von CCS und HI-TECH. Der CCS Compiler für PIC18F45k20 ist auf 2kWord Programmcode begrenzt. Die HI-TECH Compiler für PIC10/12/16, PIC18 und PIC32 haben, wenn sie als Freeware im ‚Lite mode’ arbeiten, eingeschränkte Codeoptimierung. Microchips C-Compiler für [http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=1406&dDocName=en010014 PIC18], [http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=1406&dDocName=en535364 PIC24], [http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=1406&dDocName=en535363 dsPIC DSCs] und/oder [http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=2615&dDocName=en532454 PIC32] können zusätzlich installiert werden. In der zum freien Download bereitstehenden ‚Student Edition’ stellen sie nach 60 Tagen einen Teil der Codeoptimierung ein. Das MPLAB Setup bietet optional die Installation der, im nächsten Absatz behandelten, HI-TECH IDE ‚HI-TIDE 3’ an.

Die Debugger Hardware ICD 2 von Microchip wird auch von der freien, auf [http://www.eclipse.org/ Eclipse] basierenden, HI-TECH IDE [http://www.htsoft.com/downloads/demos.php#hitide ‚HI-TIDE 3’] unterstützt. Diese moderne IDE kann zusammen mit Microchips MPLAB oder separat installiert werden. Zusätzlich zu installieren sind HI-TECHs C-Compiler für die Microchip Reihen [http://www.htsoft.com/microchip/products/compilers/piccpro-modes.php PIC10/12/16], [http://www.htsoft.com/microchip/products/compilers/picc18pro-modes.php PIC18] und/oder [http://www.htsoft.com/microchip/products/compilers/pic32-modes.php PIC32]. Ihre im ‚Lite mode’ bestehende Einschränkung wurde bereits erwähnt.

Die beiden für PICs vorhandenen IDEs von Microchip und HI-TECH bilden zusammen mit den freien C-Compilern und den preisgünstigen ICD 2 Clones eine kostengünstige Möglichkeit, PIC-Code zu erstellen und zu debuggen. Die eingeschränkte Codeoptimierung ist für Amateure verschmerzbar. Einige kleine PICs haben leider keine In-Circuit-Debugging-Hardware eingebaut. Diese PICs sind nur mit Hilfe eines kostspieligen [http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=1406&dDocName=en538769 Header Boards] debugbar.

=== [http://focus.ti.com/mcu/docs/mcuprodoverview.tsp?sectionId=95&tabId=140&familyId=342 TI MSP430] ===

{| border="1"
|-
!System
!Preis
|-
| Olimex [http://shop.embedded-projects.net/product_info.php/info/p58_MSP430-JTAG-Parallelportkabel--MSP430-JTAG-.html MSP430 JTAG (parallel)]
| ~ 15€
|-
| Olimex [http://shop.embedded-projects.net/product_info.php/info/p63_MSP430-USB-JTAG-Adapter--MSP430-JTAG-TINY-.html MSP430-JTAG-TINY (USB)]
| ~ 65€
|-
| TI-FET [http://focus.ti.com/docs/toolsw/folders/print/msp-fet430uif.html MSP430 USB Debugging Interface]
| ~ 115€
|-
| TI [http://focus.ti.com/docs/toolsw/folders/print/ez430-f2013.html MSP430 USB Stick Development Tool]
| ~ 30€
|}

[http://focus.ti.com/lit/ug/slau265/slau265.pdf Programmierung] und Debugging der MSP430 erfolgt über JTAG-Schnittstelle und in neusten Varianten (MSP430F20xx, F21x2, F22xx) über ‚Spy-Bi-Wire’ (2-wire JTAG). Die ursprüngliche JTAG-Schnittstelle benötigt 4 Signalleitungen plus Reset. Bei ‚Spy-Bi-Wire’ sind die Signalleitungen auf 2 reduziert.

Jeder anwenderprogrammierbare MSP430 enthält einen [[Bootloader]]. Bei den Typenreihen MSP430F1xx, F2xx und F4xx befindet er sich im ROM. Bei den MSP430F6xx im Flash-Speicher.

TI bezeichnet die Programmier- und Debugging-Hardware als Flash Emulation Tool (FET). Es existieren die Varianten ‚Parallel Port’ und USB. Die preisgünstigen parallelen Systeme beherrschen nur JTAG. Bei den USB-Systemen ist zusätzlich ‚Spy-Bi-Wire’ implementiert, und man kann damit die Codeschutzsicherung des Mikrocontrollers auslösen.

Die [http://www.olimex.com/dev/index.html Olimex] Produkte entsprechen in ihrer Funktion weitestgehend den TI-Vorbildern und können mit jeder Software verwendet werden, die TI-Werkzeuge unterstützt. Kleine Abweichungen bestehen bei der [http://www.olimex.com/dev/images/MSP430/SPY-BI-WIRE-CONNECTION.jpg Olimex Implementierung] der ‚Spy-Bi-Wire’ Verbindung des MSP430-JTAG-TINY.

Das ‚MSP430 USB Stick Development Tool’ ist eine eigenständige Debugging-Hardware mit aufgestecktem eZ430-F2013 Zielsystem. Der Stick beherrscht aber nur ‚Spy-Bi-Wire’, wodurch die Anzahl der unterstützten Controller begrenzt ist.

Als Entwicklungsumgebung stellt TI den auf der [http://www.eclipse.org/ Eclipse IDE] aufbauenden ‚Code Compose Essentials’ bereit. In der freien Version [http://focus.ti.com/docs/toolsw/folders/print/msp-cce430.html ‚CCE Core Edition’] ist dieses Paket auf 16kB Code begrenzt.

Mit der freien IDE Eclipse, dem GNU C-Compiler für MSP430, einigen Zutaten und dem Olimex Parallelport-Adapter kann man die wohl preiswerteste, unbeschränkte Entwicklungsumgebung für Mikrocontroller zusammenstellen. Es ist keine perfekte Kombination, und die Installation macht einige Mühe; im Ergebnis hat man aber eine Arbeitsplattform, einschließlich Debugger, ohne unverständliche Skripte oder kryptischen Make-Files. Über diese beiden Links

* [[Eclipse und MSPGCC unter Windows]] (03/2009)
* [http://matthias-hartmann.blogspot.com/ Use Eclipse and mspgcc - the easy way] (Windows 02/2009)

findet man zwei verschiedenartige Lösungen der Installation unter Windows. Obwohl beide Varianten auf teils verschiedene Werkzeuge zurückgreifen, sind sie kombinierbar und ergeben damit Spielraum für persönliche Vorlieben.

=== [http://www.zilog.com/ Zilog] ===

{| border="1"
|-
!System
!Preis
|-
| [http://www.zilog.com/index.php?option=com_product&Itemid=26&mode=showProdDet&businessLine=1&familyId=6&productId=ZUSBSC00100ZACG USB Smart Kabel]
| ~ 30$
|-
| [http://www.zilog.com/index.php?option=com_product&Itemid=26&mode=showProdDet&businessLine=1&familyId=6&productId=ZENETSC0100ZACG Ethernet Smart Kabel]
| ~ 70$
|}

Die [[Zilog]] Entwicklungssysteme [http://www.zilog.com/index.php?option=com_content&task=view&id=40&Itemid=137 ZDS II] (C/ASM) für [http://www.zilog.com/index.php?option=com_product&Itemid=26&mode=showFamilyDetails&familyId=5&parent_id=2 Z8 Encore!®], [http://www.zilog.com/index.php?option=com_product&Itemid=26&mode=showFamilyDetails&familyId=6&parent_id=2 Z8 Encore! XP®], [http://www.zilog.com/index.php?option=com_product&Itemid=26&mode=showFamilyDetails&familyId=7&parent_id=2 Z8 Encore! MC™] sowie [http://www.zilog.com/index.php?option=com_product&Itemid=26&mode=showFamilyDetails&familyId=8&parent_id=2 ZNEO™ Z16F] Controller haben keine Beschränkungen sind aber ganz zu Unrecht in Europa kaum bekannt oder erhältlich.

=== [http://www.nxp.com/products/microcontrollers/ NXP] ===
{| border="1"
|-
!System
!Preis
|-
| [http://www.watterott.com/index.php?page=search&keywords=LPCXpresso&cat=&mnf=&x=0&y=0 Entwicklungskit incl. USB-JTAG/SWD Programmer & Debugger]
| ~ 25€
|}
Die NXP [http://www.mikrocontroller.net/articles/LPC1xxx Entwicklungskits] sind sehr preiswerte Kits bestehend aus einem Target '''und''' einem USB-JTAG/SWD Programmer & Debugger. Das Target kann sehr einfach vom Programmer/Debugger getrennt, und für eigene Projekte verwendet werden. Siehe dazu auch die Dokumentation von NXP zu den '''[http://www.nxp.com/documents/leaflet/75016842.pdf LPCXpresso-Entwicklungskits (PDF)]''' und diese '''[http://www.mikrocontroller.net/wikisoftware/index.php?title=LPC1xxx_Entwicklungskit_LPCXpresso Beschreibung].''' Details zur Familie gibt es hier [[LPC1xxx]]. Der Programmer & Debugger Teil der Platine hat natürlich einen USB-Anschluß, und kann sehr leicht auf eine eigene Applikation adaptiert werden. Diese PCB arbeitet hervorragend mit der kostenlosen Entwicklungssoftware zusammen.

=== [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169 STM32] ===
{| border="1"
|-
!System
!Preis
|-
| [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/FM116/SC959/SS1532/PF252419 STM32F4DISCOVERY Demoboard incl. USB-JTAG/SWD Programmer & Debugger]
| ~ 9..20€
|}
Eine Umfangreiche Übersicht über die Funktionalitäten der [[STM32]] µC sind im Artikel [[STM32]] beschrieben. Viele Links zu Demo-Boards, Compiler, IDE's, Debugger sind im Artikel gesammelt.
 Ein µC Vergleich mit [[STM32]] und andere sind im Artikel [[STM32 für Einsteiger]] gut zusammen gelistet.

== Programmübertragung ==
Im Idealfall stellt sich die Frage, wie das Programm in den Mikrocontroller kommt, für den Programm-Entwickler nicht. Die Debugging-Hardware erledigt diese Aufgabe ganz unauffällig mit. Da die Umstände aber nicht immer ideal sind, muss der Entwickler manchmal auf andere Methoden zurückgreifen.

Früher wurden überwiegend teure und umständlich zu handhabende Programmiergeräte verwendet, mit deren Hilfe der Programmspeicher außerhalb des Zielsystems gefüllt wurde. Heute sind die meisten Mikrocontroller über verschiedene ISP-Schnittstellen oder über das [[UART]] ‚In-System’-programmierbar.

Die ISP-Schnittstelle ist entweder als universelle Debugging- und Programmier-Schnittstelle, z. B. [[JTAG]], oder als dedizierte Programmier-Schnittstelle realisiert. Für den zweiten Fall benötigt man einen speziellen Programmier-Adapter den man, meistens in verschiedenen Ausführungen, kaufen oder selber bauen kann. Dazugehörig ist ein passendes Programmier-Programm für den PC. Spezialisierte Programmier-Adapter und –Programme werden auch gern in der laufenden Produktion eingesetzt.

Mikrocontroller mit integriertem [[Bootloader]] können mit der entsprechenden PC-Software direkt über den seriellen Port programmiert werden.

[[Category:Mikrocontroller| ]]

JTAG

2014-01-02T16:38:21Z

Mmvisual: /* Die Funktionen */

'''J'''oint '''T'''est '''A'''ction '''G'''roup, entwickelte den Standard IEEE 1149.1. Das JTAG-Protokoll ermöglicht das Programmieren, Debuggen und Testen von ICs, [[Prozessor]]en und [[FPGA]]s direkt in der Schaltung.

= Hardware =

== AVR JTAG ==

* [http://www.atmel.com/dyn/products/tools_card.asp?tool_id=2737 AVR JTAGICE] (neuerdings gelegentlich auch ''JTAGICE mkI'' genannt) von Atmel.
* [http://www.atmel.com/dyn/products/tools_card.asp?tool_id=3353 AVR JTAGICE mkII] von Atmel.
* [http://www.atmel.com/dyn/products/tools_card.asp?tool_id=17213&category_id=163&family_id=682&subfamily_id=2138 AVR JTAGICE 3] von Atmel. *NEU*
* [http://www.atmel.com/dyn/products/tools_card.asp?tool_id=3891 AVR Dragon] von Atmel.
** [http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc8112.pdf AVR077: Opto Isolated Emulation for the DebugWIRE] (auch für AVR JTAGICE mkII nützlich)
* [http://gandalf.arubi.uni-kl.de/avr_projects/evertool/index.html Evertool und Evertool light] von Martin Thomas. Evertool unterstützt JTAG analog zu AVR JTAGICE und [[ISP]] nach [[STK500]] Protokoll. Evertool light nur JTAG.
* [http://aquaticus.info/jtag JTAG for AVR processors] bei Aquaticus ROV. (Englisch)
* [http://www.olimex.com/dev/avr-jtag.html AVR-JTAG] und [http://www.olimex.com/dev/avr-usb-jtag.html AVR-USB-JTAG] von [http://www.olimex.com/dev/index.html Olimex] (kommerziell). Alternativer Lieferant ist der [http://elmicro.com/de/avrjtag.html Elektronikladen].
* [http://www.gadgetpool.de/bestellen/catalog/product_info.php/cPath/22_27/products_id/35 AVR-JTAG] und [http://www.gadgetpool.de/bestellen/catalog/product_info.php/cPath/22_27/products_id/52 AVR-USB-JTAG] von [http://www.gadgetPool.de gadgetPool] (kommerziell)
* [http://www.floppyspongeonline.com/automation/isojtagisp/isojtagisp.php IsoJtagISP] und [http://www.floppyspongeonline.com/automation/isojtag/isojtag.php IsoJTAG] von Floppy Sponge Automation ([[USB]], optisch isoliert). Hier eine modifizierte Version von [http://www.madwizard.org/electronics/projects/avrjtag Madwizard].
* [http://www.ere.co.th/(gs5afz55q5idyyn0a1ibkl45)/default.aspx?RedirectPage=Products&RedirectPage1=ProductsDetail&ProductID=56 JTAGAVRU1] (AVR JTAGICE kompatibel, USB, 1.8-5.5V) (existiert wohl nicht mehr ?)
* [http://www.avrfreaks.net/index.php?module=Freaks%20Tools&func=viewItem&item_id=630 JTAGcable II] (AVR JTAGICE kompatibel, USB, 1.8-6 V)
* [http://www.miklobit.com/JTAG_TWICE.530+B6Jkw9Mw__.0.html MB-JTAG-TWICE] (AVR JTAGICE kompatibel, RS232, 2.7-5.5V, +ISP STK500v2) - Free update to version compatible with AVR JTAG MKII (coming soon)



=== Pinout AVR-JTAG ===

AVR benutzt einen 10poligen IDC-Stecker mit 2,54 mm Pinabstand und folgendem Pinout:

{| class="wikitable"
|+ '''Pinout AVR-JTAG ICE mkII'''
|-
! Signal || Pin || Pin || Signal
|-
| TCK || 1 || 2 || GND
|-
| TDO || 3 || 4 || VTref
|-
| TMS || 5 || 6 || nSRST
|-
| (frei) || 7 || 8 || (nTRST)
|-
| TDI || 9 || 10 || GND
|}
{| class="wikitable"
|+ '''Pinout AVR-JTAG ICE'''
|-
! Signal || Pin || Pin || Signal
|-
| TCK || 1 || 2 || GND
|-
| TDO || 3 || 4 || VTref
|-
| TMS || 5 || 6 || nSRST
|-
| Vcc || 7 || 8 || (nTRST)
|-
| TDI || 9 || 10 || GND
|}

Bemerkungen:

* VTref ''muss'' beschaltet werden, von dieser Spannung werden die Pegelwandler des JTAG-ICE gespeist, und das ICE weigert sich zu arbeiten wenn keine Spannung anliegt
* nTRST wird vom JTAG ICE nicht benutzt, soll aber aus Kompatibilität mit anderen JTAG-Implementierungen frei bleiben
* Pin 7 war in der ersten Version des Atmel JTAG ICE als ''Vsupply'' bezeichnet und diente dort der Speisung des JTAG ICE aus der Zielhardware
* nSRST muss nicht zwingend an ''/RESET'' des AVR gelegt werden; wenn er fehlt, kann das JTAG ICE eine schlafende CPU nicht wecken oder mit einem Controller arbeiten, dessen JTAG-Schnittstelle von der Software außer Betrieb genommen worden ist (Bit ''JTD'' im Register ''MCUCSR'')

AVR-JTAG lässt sich mit anderen JTAG-Implementierungen (oder weiteren AVRs) zu einer ''daisy chain'' verketten; dabei schiebt jeder AVR 4 Bits.

== ARM JTAG ==

=== USB Anschluss auf Basis des FTDI FT2232 ===
Diese Adapter funktionieren mit Opensource-Tools wie OpenOCD (ARM-Debugger), xc3sprog (Xilinx Programmer), urjtag (generisches JTAG-Tool), gojtag, etc. Manchmal sind leichte Anpassungen des Source nötig. Bei einigen Adaptern ist auch die serielle Schnittstelle (3.3V-Level) herausgeführt.

* [http://elk.informatik.fh-augsburg.de/hhweb/doc/openocd/usbjtag/usbjtag.html USB to JTAG Interface] von Hubert Högl, Schaltplan
* [http://www.embedded-projects.net/index.php?page_id=175 USB JTAG Interface für usbprog und OpenOCD] von Benedikt Sauter (Zurzeit gibt es Bausätze für 22€. Der Adapter ist ein Universaladapter der mit verschiedenen Firmwares zu verschiedenen Geräte werden kann. Pläne, Quelltexte usw... Open Source!!!)
* [http://www.amontec.com/ Amontec] JTAGkey, JTAGkey-Tiny
* [http://section5.ch/icebear ICEbear] ICEbear (Plus|Light) JTAG adapter, spezielle Unterstützung für Flashen/Debuggen von Analog Devices Blackfin-Plattformen.
* [http://www.luminarymicro.com/products/ekk-lm3s811_evaluation_kit.html EKK-LM3S811] von LMI. Auf dem Testboard ist ein "on-board" JTAG-Adapter, der zu Ansteuerung des LM3S811 auf dem Board genutzt wird, aber auch an externe Controller angeschlossen werden kann. (Alle LMI Testboards verfügen über den JTAG Ein- und Ausgang.)
*[http://www.segger.com/cms/jlink.html SEGGER J-Link] sehr professioneller schneller JTAG Adapter. Für nichtkommerziellen Einsatz gibt es den J-Link Edu schon für 50€.
* [http://www.olimex.com/dev/arm-usb-ocd.html ARM-USB-OCD] von Olimex
* [http://www.signalyzer.com/ Xverve Signalyzer Tool]

=== Parallelport-Anschluss (Wiggler und Wiggler-"kompatibel") ===
* [http://www.macraigor.com/hwproducts.htm Macraigor] Original Wiggler
* [http://www.olimex.com/dev/arm-jtag.html Olimex ARM-JTAG] Wiggler-Nachbau
* [http://www.k9spud.com/jtag/ k9spud Wiggler-Schaltplan]
* [http://web.archive.org/web/20060411074457/http://bbs.circuitcellar.com/phpBB2/viewtopic.php?p=10059& bigakis Wiggler-Schaltplan] (74HC244 Levelshifter, BC547 Transistor zum Invertieren)('''Webarchiv-Link''',Orginal gelöscht)
* [http://wiki.openwrt.org/doc/hardware/port.jtag.cables Wiggler Schaltplan] von OpenWRT (ebenfalls mit 74HC244).
* [http://www.st.com/stonline/products/literature/um/12322.pdf ST FlashLink JTAG Programming Cable] STM Application-Note
*[http://www.frozeneskimo.com/electronics/arm-tutorials/jtag-wiggler-clone/ JTAG Wiggler Clone]
Man findet einige Schaltpläne für Wiggler-Nachbauten im Netz. Nicht alle sind identisch. Der original Schaltplan von Macraigor ist meines (M. Thomas) Wissens nicht verfügbar.

"Vollständige" Belegung des Wiggler-Clones von Olimex (Quelle: sparkfun-Forum)
* DB25.2 → INVERSE → JTAG.15 (NTRST) (mthomas: hier ist wohl nSRST gemeint)
* DB25.3 → JTAG.7 (TMS)
* DB25.4 → JTAG.9 (TCK)
* DB25.5 → JTAG.5 (TDI)
* DB25.6 → JTAG.3 (TRST)
* DB25.9 → VCC for the Level shifter i.e. JTAG enable/disable
* DB25.11 ← JTAG.13 (TDO)
* DB25.13 ← Target VCC sense (only when JTAG is enabled i.e. DB26.9 = 1)

DB25.18, DB25.19, DB25.20, DB25.21, DB25.22, DB25.23, DB25.24, DB25.25 werden mit GND verbunden.

Soll das Wiggler-Interface auch mit der Software ocdremote von Macraigor genutzt werden, ist eine Brücke zwischen zwischen DB25.8 und DB25.15 einzubauen. ocdremote ab (ca.) Version 2.06 erkennt daran das original Wiggler und auch einen mit der Brücke ausgestattenen Nachbau. Nutzt man zur Ansteuerung andere Software (z. B. OpenOCD oder H-JTAG) wird diese Verbindung nicht benötigt.

Man beachte die Beschaltung von SRST und TRST:

Üblicherweise wird Pin DB25.2 des Druckeranschlusses über eine Inverterschaltung (NPN Transistor) mit dem Reset-Pin des ARM-Controllers verbunden ('''nSRST''').

Pin DB25.6 des Druckeranschlusses wird über Levelshifter direkt mit dem '''TRST'''-Pin des Controllers verbunden. In manchen Schaltplänen findet man auch für TRST einen Inverter, aber dies scheint eher unüblich.

Bei den sonstigen Pinbelegungen herrscht weitestgehend Einigkeit. Man muss lediglich Levelshifter ([[Pegelwandler]]) zwischenschalten, um zwischen den 5V des Druckeranschlusses und der Spannung des Controllers (üblicherweise 3,3V) zu "übersetzen".

Allein ein 74HC244 als Levelshifter, wie in vielen Schaltungen verwendet, ist nicht ideal. Der Baustein wird dabei mit 3,3V aus der Zielschaltung betrieben und die Anpassung an die nominell 5V vom Druckerport an die 3,3V des HC244 erfolgt entweder durch Spannungsteiler oder durch Strombegrenzungswiderstände und die internen Überspannungsschutzdioden. Das Ausgangssignal TDO zurück zum Druckeranschluss ist maximal 3,3V. Beides nicht optimal aber es funktioniert zumindest meistens. Aufwändigere Schaltungen, wie z. B. der Olimex Wiggler-Nachbau ("ARM-JTAG"), nutzen eine Kombination aus einem 74AC244 und einem 74LCX244.

=== sonstige ===

* [https://www.olimex.com/Products/ARM/JTAG/ARM-JTAG-COOCOX/ ARM-JTAG-COOCOX], CoLinkEX Nachbau von Olimex, unterstützt JTAG sowie SWD
** [http://www.coocox.org/colinkEx.htm unterstützte uC]
** unterstütze IDEs: [http://www.keil.com/arm/mdk.asp Keil MDK-ARM 4.03] oder neuer, [http://www.iar.com/en/Products/IAR-Embedded-Workbench/ IAR Embedded Workbench 5.xx] oder neuer sowie die [http://www.coocox.org/CooCox_CoIDE.htm CooCox CoIDE]

* Abatron BDI2000
* [http://www.amontec.com/index.shtml Amontec] JTAG Accelerator, Chameleon POD
* AZ-Electronics
* JtagConnection
* [http://www.lauterbach.de/mindex.html Lauterbach] Trace
* Macraigor Systems LLS
* Peedi
* Rowley Associates CrossConnect

=== Anschlussbelegung ===

Auf Evaluation-Boards verschiedener Hersteller (z. B. Atmel, IAR, Keil, Olimex) ist die JTAG-Schnittstelle über einen 20-poligen Wannenstecker (2·10, Raster 2,54mm) herausgeführt.

:{| {{Tabelle}}
|-
| 1 Vcc
| 2 NC
|-
| 3 nTRST
| 4 GND
|-
| 5 TDI
| 6 GND
|-
| 7 TMS
| 8 GND
|-
| 9 TCK
| 10 GND
|-
| 11 GND
| 12 GND
|-
| 13 TDO
| 14 GND
|-
| 15 nRESET/nSRST
| 16 GND
|-
| 17 NC
| 18 GND
|-
| 19 NC
| 20 GND
|-
|}

Neuerdings propagiert ARM eine sehr kompakte Variante mit 2·5 Pins in einem 1,27 mm Raster:

:{| {{Tabelle}}
|-
| 1 Vcc
| 2 TMS
|-
| 3 GND
| 4 TCK
|-
| 5 GND
| 6 TDO
|-
| 7 RTCK
| 8 TDI
|-
| 9 GND
| 10 nRESET/nSRST
|}

Daneben existiert noch eine weniger gebräuchliche aber dokumentierte Variante mit 14 Polen (2·7).

Bei fertigen Geräten, für die keine Schaltpläne vorliegen, muss man sich die herstellerspezifische Anschlussbelegung anhand des Datenblatts des verwendeten Controllers und mittels Messgerät selbst ermitteln.

=== Der 10-polige JTAG Stecker von mmvisual ===
mmvisual hat mit dieser Steckerbelegung die Standard JTAG Schnittstelle erweitert:

Ich habe einen 10-poligen Debug-Stecker entworfen, der alle Varianten sowie einen [[UART]]-Anschluss enthält und die Pins optimal angeordnet sind. Mit diesem Stecker können ARM7/9 und Cortex CPUs programmiert werden. An allen JTAG-Steckervarianten fehlen leider Funktionen, bzw. die Pins waren nicht optimal angeordnet. Daher habe ich den "perfekten" Stecker designt der viele Funktionen beinhaltet.

[[bild:jtag-debug-port10.png]]

==== Die Funktionen ====
* JTAG
* SWD
* Debug-UART-Anschluss (verbunden mit einem freien UART vom [[STM32]]) (alternativ ein MAX232 Chip dazwischen schalten)
* Weniger Platzbedarf auf der Platine (Standard-JTAG 20 Polig)
* Über 4-Poligen Würfel kann der UART benutzt werden (Pin 7/8/9/10)
* Es kann ein Jumper gesteckt werden für eine Option (Pin 9/10) ohne dass es sich mit dem RS232 Chip beißt (sofern er eingebaut wurde)
* Über einen 5-Poligen einreihigen Stecker kann SWD verwendet werden (Pin 1/3/5/7/9)
* den ganzen Stecker braucht es nur, wenn man den herkömmlichen JTAG nutzen möchte.
* Kurzschlussschutz, da GND und +3V3 nicht gegenüber liegen

In all meinen Projekten verwende ich nur noch diese Anordnung, denn sie ist einfach praktisch. Alles drauf und die Pins sind perfekt angeordnet für jede Art der Anwendung.

In diesem Beispiel ist der UART 1 ([[STM32]]) benutzt mit den Pins PA9/PA10. Wenn die Boot-Pins auf einen separaten Jumper-Block gelegt werden, so könnte auch mit der ST Software ein Flash Update durchgeführt werden.

Hier die Erklärung warum es die BOOT-Pins nicht auf dem JTAG-Stecker benötigt. Ich habe mir einen eigenen Bootloader geschrieben, der kommt ohne das
Interne Boot-ROM (und ohne die BOOT-Pins) aus. Ich habe den in die ersten 8KB Flash programmiert.
* Das PC-Programm senden über den UART den Befehl "GoTo Bootloader", damit wird mein Bootloader angesprungen.
* Dann sendet das PC Programm die Update-Daten.
* Wenn fertig, dann geht es zurück in die Applikation.
* Der Bootloader ist immer beim Einschalten des Boards aktiv. Sobald eine Tastenkombination gedrückt wird, bleibt er "hängen" und irgend welche LEDs blinken. Also wenn das Flash "Zerschossen" sein sollte kann man mit einem Restart/Tasten den Bootloader aktivieren und erneut den Update ausführen.
* Der ST eigene Bootloader hat mir nicht gefallen, weil da keine LED's Blinken und dem User sagen, "Hallo ich lebe und bin im Bootloader".
* Wenn die Tasten beim Einschalten nicht gedrückt werden, dann springt der Bootloader in die Applikation
* Der Bootloader kann jeden beliebigen UART nutzen.

==== Die Adapterplatine ====
Mit der Adapterplatine kann von dem 10-poligen Stecker auf einen 20-poligen Standard JTAG Stecker verbunden werden. Zusätzlich ist hier ein TTL/V24 Wandler integriert um die UART Signale auf V24 um zu setzen. Hier kann der Schaltplan/Layout geladen werden: [[Datei:10-Pol-JTAG.zip]]
Die Platine ist 33×19mm klein.

=== 10-pin JTAG im 20'tel-Zoll Raster ===

* Forumsbeitrag [http://www.mikrocontroller.net/topic/188659#1836129 "neuer JTAG-Stecker für ARM"]
* [http://www.keil.com/support/man/docs/ulink2/ulink2_hw_connectors.htm Keil ULINK2] (und Pinouts anderer JTAG-Stecker)

== MSP430 JTAG ==

Anschluß an Parallelport:
* [http://elmicro.com/files/olimex/msp430-jtag-d.pdf Olimex MSP430 JTAG (PDF)] bzw. ([http://www.olimex.com/dev/images/msp430-jtag-d-sch.gif (GIF)]). Siehe auch Diskussion im [http://www.mikrocontroller.net/topic/57208#442620 Forum].
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/90754#776070 Forumsbeitrag] mit Anhang eines chinesischen? Schaltplans (PDF)

Anschluß an USB/Seriell:
* [http://goodfet.sourceforge.net/ GoodFET] von Travis Goodspeed. The GoodFET is an open source tool for programming microcontrollers and memories by [[SPI]], [[I2C]], JTAG ([[MSP430]], [[ARM]]), and a slew of vendor-proprietary protocols. (Stub für [http://events.ccc.de/congress/2009/Fahrplan/events/3490.en.html 26C3 Vortrag])

== FPGA JTAG ==

* Für Xilinx
** [http://www.freewebs.com/lykos1986/cpldprogrammer.htm Xilinx JTAG programmer] ([[CPLD]], [[FPGA]])
** [http://www.embedded-projects.net/index.php?page_id=157 Xilinx JTAG XSVF Player mit USBprog] ([[CPLD]], [[FPGA]])
** [http://www.mikrocontroller.net/articles/Xilinx_USB-JTAG-Adapter Xilinx Platform Cable I Nachbau] - Nachbau des Originalem Xilinx Platform Cable I (DLC9)
** [http://warmcat.com/milksop/cheaptag.html Cheaptag] - Xilinx Parallel Jtag programming cable
** [http://embdev.net/topic/139121#new XSVF Player FTDI Bitbang] - XSVF Player with FTDI Bitbang mode

* Für Altera
** [http://translate.google.com/translate?js=n&prev=_t&hl=en&ie=UTF-8&layout=2&eotf=1&sl=auto&tl=en&u=http%3A%2F%2Fmarsohod.org%2Findex.php%2Fourblog%2F11-blog%2F163-marsblaster Marsblaster] für Altera FPGA, serieller Port
** [http://www.altera.com/literature/ug/ug_bbii.pdf ALTERA ByteBlaster]
** [http://www.entner-electronics.com/tl/index.php/eeblaster.html EEBlaster], sehr günstig, kompatibel zu ALTERA USB-Blaster
** [http://www.pyroelectro.com/tutorials/byteblaster/index.html Build A ByteBlaster] bei www.pyroelectro.com
** [http://www.ixo.de/info/usb_jtag/ USB-JTAG-Adapter], kompatibel zu ALTERA USB-Blaster

* ColdFire BDM Pod
** [http://forums.freescale.com/t5/68K-ColdFire-reg-Microprocessors/TBLCF-open-source-debugging-cable/m-p/7543 TBLCF open source debugging cable]
** [http://www.rockbox.org/wiki/IriverBDM IriverBDM]



== Universal JTAG Hardware ==

=== Versaloon ===

[http://www.versaloon.com/ Versaloon] is a full-opensource multi-functional platform based on generic USB_TO_XXX protocol, which can now support more than 10 kinds of interfaces including [[ISP]], [[JTAG]], SWD, [[SPI]], [[IIC]] and so on. Programming is supported for:
* STM8 support(SWIM)
* STM32 support(ISP/JTAG/SWD) siehe auch Forumbeitrag von Bingo [http://www.mikrocontroller.net/topic/202785]
* LPC1000 support(ISP/JTAG/SWD)
* LM3S support(JTAG/SWD)
* AT91SAM3 support(JTAG/SWD)
* AT89S5X support(ISP)
* PSOC1 support(ISSP)
* MSP430(without TEST) support(JTAG)
* C8051F support(C2/JTAG)
* AVR8 support(ISP/JTAG)
* LPC900 support(ICP)
* HCS08 support(BDM)
* HCS12(X) support(BDM)
* SVF support(JTAG)

= Software =

== AVR JTAG ==

* [[AVR-Studio]] (Windows)
* [[GDB]] in Verbindung mit [http://avarice.sourceforge.net/ AVaRICE] und AVR JTAGICE kompatibler Hardware. (Linux)

== ARM JTAG ==

* [[GDB]] bzw. Insight und auf die ARM JTAG Hardware abgestimmte GDB-Server (OCDRemote, [http://openocd.berlios.de/ OpenOCD], BDI2000, Peedi)
* [http://www.hjtag.com/ H-JTAG] und RDI-kompatible Debugger (SDT2.51, ADS1.2, RealView and IAR)
* Herstellerspezifische Software z. B. von Lauterbach

== FPGA JTAG ==

* Altera: Quartus Programmer (quartus_pgm)
* Lattice: ToDo... (Lattice setzt seit 2011 auf die JTAG-Funktionalität des FT2232 und benötigt daher keine speziellen USB-JTAG-Adapter mehr)
* Xilinx: Impact, xc3sprog, ...

== Allgemeine Tools ==

* [http://www.topjtag.com TopJTAG]: boundary-scan software for circuit debugging and flash programming.
* [http://www.ricreations.com/index.html Universal Scan]
* [http://urjtag.org UrJTAG]: Kommandozeilentool für Boundary Scan, FPGA und CPLD und Speicher lesen und schreiben u.v.a.m., Nachfolger von openwince JTAG Tools.
* [http://www.gojtag.com/ goJTAG]: graphisches Boundary-Scan-Tool zum manuellen Durchtesten von Verbindungen, besonders für Nicht-JTAG-Experten geeignet. Obwohl in Java geschrieben, funktioniert es nur unter Windows. Funktioniert im Prinzip mit allen FT2232(H) basierten Adaptern.
* [http://wesche.we.ohost.de/ FT2232 BoundaryScan Tool]: free boundary-scan software for flash programming [S29GL128N, S29GL256N, S29GL512N, M25PX16, M25PX32, M25PX64, etc ].


= Weblinks =

*[http://www.eetimes.com/General/DisplayPrintViewContent?contentItemId=4207333 Debugging the Linux kernel with JTAG] von Alexander Sirotkin auf eetimes.com (LPC3250 mit FemtoLinux, OpenOCD)
*[http://hri.sourceforge.net/tools/jtag_faq_org.html JTAG FAQ] auf sourceforge.net

[[Kategorie:AVR]]
[[Kategorie:ARM]]
[[Kategorie:FPGA und Co]]
[[Kategorie:Datenübertragung]]

JTAG

2014-01-02T16:37:37Z

Mmvisual: /* Die Funktionen */

'''J'''oint '''T'''est '''A'''ction '''G'''roup, entwickelte den Standard IEEE 1149.1. Das JTAG-Protokoll ermöglicht das Programmieren, Debuggen und Testen von ICs, [[Prozessor]]en und [[FPGA]]s direkt in der Schaltung.

= Hardware =

== AVR JTAG ==

* [http://www.atmel.com/dyn/products/tools_card.asp?tool_id=2737 AVR JTAGICE] (neuerdings gelegentlich auch ''JTAGICE mkI'' genannt) von Atmel.
* [http://www.atmel.com/dyn/products/tools_card.asp?tool_id=3353 AVR JTAGICE mkII] von Atmel.
* [http://www.atmel.com/dyn/products/tools_card.asp?tool_id=17213&category_id=163&family_id=682&subfamily_id=2138 AVR JTAGICE 3] von Atmel. *NEU*
* [http://www.atmel.com/dyn/products/tools_card.asp?tool_id=3891 AVR Dragon] von Atmel.
** [http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc8112.pdf AVR077: Opto Isolated Emulation for the DebugWIRE] (auch für AVR JTAGICE mkII nützlich)
* [http://gandalf.arubi.uni-kl.de/avr_projects/evertool/index.html Evertool und Evertool light] von Martin Thomas. Evertool unterstützt JTAG analog zu AVR JTAGICE und [[ISP]] nach [[STK500]] Protokoll. Evertool light nur JTAG.
* [http://aquaticus.info/jtag JTAG for AVR processors] bei Aquaticus ROV. (Englisch)
* [http://www.olimex.com/dev/avr-jtag.html AVR-JTAG] und [http://www.olimex.com/dev/avr-usb-jtag.html AVR-USB-JTAG] von [http://www.olimex.com/dev/index.html Olimex] (kommerziell). Alternativer Lieferant ist der [http://elmicro.com/de/avrjtag.html Elektronikladen].
* [http://www.gadgetpool.de/bestellen/catalog/product_info.php/cPath/22_27/products_id/35 AVR-JTAG] und [http://www.gadgetpool.de/bestellen/catalog/product_info.php/cPath/22_27/products_id/52 AVR-USB-JTAG] von [http://www.gadgetPool.de gadgetPool] (kommerziell)
* [http://www.floppyspongeonline.com/automation/isojtagisp/isojtagisp.php IsoJtagISP] und [http://www.floppyspongeonline.com/automation/isojtag/isojtag.php IsoJTAG] von Floppy Sponge Automation ([[USB]], optisch isoliert). Hier eine modifizierte Version von [http://www.madwizard.org/electronics/projects/avrjtag Madwizard].
* [http://www.ere.co.th/(gs5afz55q5idyyn0a1ibkl45)/default.aspx?RedirectPage=Products&RedirectPage1=ProductsDetail&ProductID=56 JTAGAVRU1] (AVR JTAGICE kompatibel, USB, 1.8-5.5V) (existiert wohl nicht mehr ?)
* [http://www.avrfreaks.net/index.php?module=Freaks%20Tools&func=viewItem&item_id=630 JTAGcable II] (AVR JTAGICE kompatibel, USB, 1.8-6 V)
* [http://www.miklobit.com/JTAG_TWICE.530+B6Jkw9Mw__.0.html MB-JTAG-TWICE] (AVR JTAGICE kompatibel, RS232, 2.7-5.5V, +ISP STK500v2) - Free update to version compatible with AVR JTAG MKII (coming soon)



=== Pinout AVR-JTAG ===

AVR benutzt einen 10poligen IDC-Stecker mit 2,54 mm Pinabstand und folgendem Pinout:

{| class="wikitable"
|+ '''Pinout AVR-JTAG ICE mkII'''
|-
! Signal || Pin || Pin || Signal
|-
| TCK || 1 || 2 || GND
|-
| TDO || 3 || 4 || VTref
|-
| TMS || 5 || 6 || nSRST
|-
| (frei) || 7 || 8 || (nTRST)
|-
| TDI || 9 || 10 || GND
|}
{| class="wikitable"
|+ '''Pinout AVR-JTAG ICE'''
|-
! Signal || Pin || Pin || Signal
|-
| TCK || 1 || 2 || GND
|-
| TDO || 3 || 4 || VTref
|-
| TMS || 5 || 6 || nSRST
|-
| Vcc || 7 || 8 || (nTRST)
|-
| TDI || 9 || 10 || GND
|}

Bemerkungen:

* VTref ''muss'' beschaltet werden, von dieser Spannung werden die Pegelwandler des JTAG-ICE gespeist, und das ICE weigert sich zu arbeiten wenn keine Spannung anliegt
* nTRST wird vom JTAG ICE nicht benutzt, soll aber aus Kompatibilität mit anderen JTAG-Implementierungen frei bleiben
* Pin 7 war in der ersten Version des Atmel JTAG ICE als ''Vsupply'' bezeichnet und diente dort der Speisung des JTAG ICE aus der Zielhardware
* nSRST muss nicht zwingend an ''/RESET'' des AVR gelegt werden; wenn er fehlt, kann das JTAG ICE eine schlafende CPU nicht wecken oder mit einem Controller arbeiten, dessen JTAG-Schnittstelle von der Software außer Betrieb genommen worden ist (Bit ''JTD'' im Register ''MCUCSR'')

AVR-JTAG lässt sich mit anderen JTAG-Implementierungen (oder weiteren AVRs) zu einer ''daisy chain'' verketten; dabei schiebt jeder AVR 4 Bits.

== ARM JTAG ==

=== USB Anschluss auf Basis des FTDI FT2232 ===
Diese Adapter funktionieren mit Opensource-Tools wie OpenOCD (ARM-Debugger), xc3sprog (Xilinx Programmer), urjtag (generisches JTAG-Tool), gojtag, etc. Manchmal sind leichte Anpassungen des Source nötig. Bei einigen Adaptern ist auch die serielle Schnittstelle (3.3V-Level) herausgeführt.

* [http://elk.informatik.fh-augsburg.de/hhweb/doc/openocd/usbjtag/usbjtag.html USB to JTAG Interface] von Hubert Högl, Schaltplan
* [http://www.embedded-projects.net/index.php?page_id=175 USB JTAG Interface für usbprog und OpenOCD] von Benedikt Sauter (Zurzeit gibt es Bausätze für 22€. Der Adapter ist ein Universaladapter der mit verschiedenen Firmwares zu verschiedenen Geräte werden kann. Pläne, Quelltexte usw... Open Source!!!)
* [http://www.amontec.com/ Amontec] JTAGkey, JTAGkey-Tiny
* [http://section5.ch/icebear ICEbear] ICEbear (Plus|Light) JTAG adapter, spezielle Unterstützung für Flashen/Debuggen von Analog Devices Blackfin-Plattformen.
* [http://www.luminarymicro.com/products/ekk-lm3s811_evaluation_kit.html EKK-LM3S811] von LMI. Auf dem Testboard ist ein "on-board" JTAG-Adapter, der zu Ansteuerung des LM3S811 auf dem Board genutzt wird, aber auch an externe Controller angeschlossen werden kann. (Alle LMI Testboards verfügen über den JTAG Ein- und Ausgang.)
*[http://www.segger.com/cms/jlink.html SEGGER J-Link] sehr professioneller schneller JTAG Adapter. Für nichtkommerziellen Einsatz gibt es den J-Link Edu schon für 50€.
* [http://www.olimex.com/dev/arm-usb-ocd.html ARM-USB-OCD] von Olimex
* [http://www.signalyzer.com/ Xverve Signalyzer Tool]

=== Parallelport-Anschluss (Wiggler und Wiggler-"kompatibel") ===
* [http://www.macraigor.com/hwproducts.htm Macraigor] Original Wiggler
* [http://www.olimex.com/dev/arm-jtag.html Olimex ARM-JTAG] Wiggler-Nachbau
* [http://www.k9spud.com/jtag/ k9spud Wiggler-Schaltplan]
* [http://web.archive.org/web/20060411074457/http://bbs.circuitcellar.com/phpBB2/viewtopic.php?p=10059& bigakis Wiggler-Schaltplan] (74HC244 Levelshifter, BC547 Transistor zum Invertieren)('''Webarchiv-Link''',Orginal gelöscht)
* [http://wiki.openwrt.org/doc/hardware/port.jtag.cables Wiggler Schaltplan] von OpenWRT (ebenfalls mit 74HC244).
* [http://www.st.com/stonline/products/literature/um/12322.pdf ST FlashLink JTAG Programming Cable] STM Application-Note
*[http://www.frozeneskimo.com/electronics/arm-tutorials/jtag-wiggler-clone/ JTAG Wiggler Clone]
Man findet einige Schaltpläne für Wiggler-Nachbauten im Netz. Nicht alle sind identisch. Der original Schaltplan von Macraigor ist meines (M. Thomas) Wissens nicht verfügbar.

"Vollständige" Belegung des Wiggler-Clones von Olimex (Quelle: sparkfun-Forum)
* DB25.2 → INVERSE → JTAG.15 (NTRST) (mthomas: hier ist wohl nSRST gemeint)
* DB25.3 → JTAG.7 (TMS)
* DB25.4 → JTAG.9 (TCK)
* DB25.5 → JTAG.5 (TDI)
* DB25.6 → JTAG.3 (TRST)
* DB25.9 → VCC for the Level shifter i.e. JTAG enable/disable
* DB25.11 ← JTAG.13 (TDO)
* DB25.13 ← Target VCC sense (only when JTAG is enabled i.e. DB26.9 = 1)

DB25.18, DB25.19, DB25.20, DB25.21, DB25.22, DB25.23, DB25.24, DB25.25 werden mit GND verbunden.

Soll das Wiggler-Interface auch mit der Software ocdremote von Macraigor genutzt werden, ist eine Brücke zwischen zwischen DB25.8 und DB25.15 einzubauen. ocdremote ab (ca.) Version 2.06 erkennt daran das original Wiggler und auch einen mit der Brücke ausgestattenen Nachbau. Nutzt man zur Ansteuerung andere Software (z. B. OpenOCD oder H-JTAG) wird diese Verbindung nicht benötigt.

Man beachte die Beschaltung von SRST und TRST:

Üblicherweise wird Pin DB25.2 des Druckeranschlusses über eine Inverterschaltung (NPN Transistor) mit dem Reset-Pin des ARM-Controllers verbunden ('''nSRST''').

Pin DB25.6 des Druckeranschlusses wird über Levelshifter direkt mit dem '''TRST'''-Pin des Controllers verbunden. In manchen Schaltplänen findet man auch für TRST einen Inverter, aber dies scheint eher unüblich.

Bei den sonstigen Pinbelegungen herrscht weitestgehend Einigkeit. Man muss lediglich Levelshifter ([[Pegelwandler]]) zwischenschalten, um zwischen den 5V des Druckeranschlusses und der Spannung des Controllers (üblicherweise 3,3V) zu "übersetzen".

Allein ein 74HC244 als Levelshifter, wie in vielen Schaltungen verwendet, ist nicht ideal. Der Baustein wird dabei mit 3,3V aus der Zielschaltung betrieben und die Anpassung an die nominell 5V vom Druckerport an die 3,3V des HC244 erfolgt entweder durch Spannungsteiler oder durch Strombegrenzungswiderstände und die internen Überspannungsschutzdioden. Das Ausgangssignal TDO zurück zum Druckeranschluss ist maximal 3,3V. Beides nicht optimal aber es funktioniert zumindest meistens. Aufwändigere Schaltungen, wie z. B. der Olimex Wiggler-Nachbau ("ARM-JTAG"), nutzen eine Kombination aus einem 74AC244 und einem 74LCX244.

=== sonstige ===

* [https://www.olimex.com/Products/ARM/JTAG/ARM-JTAG-COOCOX/ ARM-JTAG-COOCOX], CoLinkEX Nachbau von Olimex, unterstützt JTAG sowie SWD
** [http://www.coocox.org/colinkEx.htm unterstützte uC]
** unterstütze IDEs: [http://www.keil.com/arm/mdk.asp Keil MDK-ARM 4.03] oder neuer, [http://www.iar.com/en/Products/IAR-Embedded-Workbench/ IAR Embedded Workbench 5.xx] oder neuer sowie die [http://www.coocox.org/CooCox_CoIDE.htm CooCox CoIDE]

* Abatron BDI2000
* [http://www.amontec.com/index.shtml Amontec] JTAG Accelerator, Chameleon POD
* AZ-Electronics
* JtagConnection
* [http://www.lauterbach.de/mindex.html Lauterbach] Trace
* Macraigor Systems LLS
* Peedi
* Rowley Associates CrossConnect

=== Anschlussbelegung ===

Auf Evaluation-Boards verschiedener Hersteller (z. B. Atmel, IAR, Keil, Olimex) ist die JTAG-Schnittstelle über einen 20-poligen Wannenstecker (2·10, Raster 2,54mm) herausgeführt.

:{| {{Tabelle}}
|-
| 1 Vcc
| 2 NC
|-
| 3 nTRST
| 4 GND
|-
| 5 TDI
| 6 GND
|-
| 7 TMS
| 8 GND
|-
| 9 TCK
| 10 GND
|-
| 11 GND
| 12 GND
|-
| 13 TDO
| 14 GND
|-
| 15 nRESET/nSRST
| 16 GND
|-
| 17 NC
| 18 GND
|-
| 19 NC
| 20 GND
|-
|}

Neuerdings propagiert ARM eine sehr kompakte Variante mit 2·5 Pins in einem 1,27 mm Raster:

:{| {{Tabelle}}
|-
| 1 Vcc
| 2 TMS
|-
| 3 GND
| 4 TCK
|-
| 5 GND
| 6 TDO
|-
| 7 RTCK
| 8 TDI
|-
| 9 GND
| 10 nRESET/nSRST
|}

Daneben existiert noch eine weniger gebräuchliche aber dokumentierte Variante mit 14 Polen (2·7).

Bei fertigen Geräten, für die keine Schaltpläne vorliegen, muss man sich die herstellerspezifische Anschlussbelegung anhand des Datenblatts des verwendeten Controllers und mittels Messgerät selbst ermitteln.

=== Der 10-polige JTAG Stecker von mmvisual ===
mmvisual hat mit dieser Steckerbelegung die Standard JTAG Schnittstelle erweitert:

Ich habe einen 10-poligen Debug-Stecker entworfen, der alle Varianten sowie einen [[UART]]-Anschluss enthält und die Pins optimal angeordnet sind. Mit diesem Stecker können ARM7/9 und Cortex CPUs programmiert werden. An allen JTAG-Steckervarianten fehlen leider Funktionen, bzw. die Pins waren nicht optimal angeordnet. Daher habe ich den "perfekten" Stecker designt der viele Funktionen beinhaltet.

[[bild:jtag-debug-port10.png]]

==== Die Funktionen ====
* JTAG
* SWD
* Debug-UART-Anschluss (verbunden mit einem freien UART vom [[STM32]]) (alternativ ein MAX232 Chip dazwischen schalten)
* Weniger Platzbedarf auf der Platine (Standard-JTAG 20 Polig)
* Über 4-Poligen Würfel kann der UART benutzt werden (Pin 7/8/9/10)
* Es kann ein Jumper gesteckt werden für eine Option (Pin 9/10) ohne dass es sich mit dem RS232 Chip beißt (sofern er eingebaut wurde)
* Über einen 5-Poligen einreihigen Stecker kann SWD verwendet werden (Pin 1/3/5/7/9)
* den ganzen Stecker braucht es nur, wenn man den herkömlichen JTAG nutzen möchte.
* Kurzschlussschutz, da GND und +3V3 nicht gegenüber liegen

In all meinen Projekten verwende ich nur noch diese Anordnung, denn sie ist einfach praktisch. Alles drauf und die Pins sind perfekt angeordnet für jede Art der Anwendung.

In diesem Beispiel ist der UART 1 ([[STM32]]) benutzt mit den Pins PA9/PA10. Wenn die Boot-Pins auf einen separaten Jumper-Block gelegt werden, so könnte auch mit der ST Software ein Flash Update durchgeführt werden.

Hier die Erklärung warum es die BOOT-Pins nicht auf dem JTAG-Stecker benötigt. Ich habe mir einen eigenen Bootloader geschrieben, der kommt ohne das
Interne Boot-ROM (und ohne die BOOT-Pins) aus. Ich habe den in die ersten 8KB Flash programmiert.
* Das PC-Programm senden über den UART den Befehl "GoTo Bootloader", damit wird mein Bootloader angesprungen.
* Dann sendet das PC Programm die Update-Daten.
* Wenn fertig, dann geht es zurück in die Applikation.
* Der Bootloader ist immer beim Einschalten des Boards aktiv. Sobald eine Tastenkombination gedrückt wird, bleibt er "hängen" und irgend welche LEDs blinken. Also wenn das Flash "Zerschossen" sein sollte kann man mit einem Restart/Tasten den Bootloader aktivieren und erneut den Update ausführen.
* Der ST eigene Bootloader hat mir nicht gefallen, weil da keine LED's Blinken und dem User sagen, "Hallo ich lebe und bin im Bootloader".
* Wenn die Tasten beim Einschalten nicht gedrückt werden, dann springt der Bootloader in die Applikation
* Der Bootloader kann jeden belibigen UART nutzen.

==== Die Adapterplatine ====
Mit der Adapterplatine kann von dem 10-poligen Stecker auf einen 20-poligen Standard JTAG Stecker verbunden werden. Zusätzlich ist hier ein TTL/V24 Wandler integriert um die UART Signale auf V24 um zu setzen. Hier kann der Schaltplan/Layout geladen werden: [[Datei:10-Pol-JTAG.zip]]
Die Platine ist 33×19mm klein.

=== 10-pin JTAG im 20'tel-Zoll Raster ===

* Forumsbeitrag [http://www.mikrocontroller.net/topic/188659#1836129 "neuer JTAG-Stecker für ARM"]
* [http://www.keil.com/support/man/docs/ulink2/ulink2_hw_connectors.htm Keil ULINK2] (und Pinouts anderer JTAG-Stecker)

== MSP430 JTAG ==

Anschluß an Parallelport:
* [http://elmicro.com/files/olimex/msp430-jtag-d.pdf Olimex MSP430 JTAG (PDF)] bzw. ([http://www.olimex.com/dev/images/msp430-jtag-d-sch.gif (GIF)]). Siehe auch Diskussion im [http://www.mikrocontroller.net/topic/57208#442620 Forum].
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/90754#776070 Forumsbeitrag] mit Anhang eines chinesischen? Schaltplans (PDF)

Anschluß an USB/Seriell:
* [http://goodfet.sourceforge.net/ GoodFET] von Travis Goodspeed. The GoodFET is an open source tool for programming microcontrollers and memories by [[SPI]], [[I2C]], JTAG ([[MSP430]], [[ARM]]), and a slew of vendor-proprietary protocols. (Stub für [http://events.ccc.de/congress/2009/Fahrplan/events/3490.en.html 26C3 Vortrag])

== FPGA JTAG ==

* Für Xilinx
** [http://www.freewebs.com/lykos1986/cpldprogrammer.htm Xilinx JTAG programmer] ([[CPLD]], [[FPGA]])
** [http://www.embedded-projects.net/index.php?page_id=157 Xilinx JTAG XSVF Player mit USBprog] ([[CPLD]], [[FPGA]])
** [http://www.mikrocontroller.net/articles/Xilinx_USB-JTAG-Adapter Xilinx Platform Cable I Nachbau] - Nachbau des Originalem Xilinx Platform Cable I (DLC9)
** [http://warmcat.com/milksop/cheaptag.html Cheaptag] - Xilinx Parallel Jtag programming cable
** [http://embdev.net/topic/139121#new XSVF Player FTDI Bitbang] - XSVF Player with FTDI Bitbang mode

* Für Altera
** [http://translate.google.com/translate?js=n&prev=_t&hl=en&ie=UTF-8&layout=2&eotf=1&sl=auto&tl=en&u=http%3A%2F%2Fmarsohod.org%2Findex.php%2Fourblog%2F11-blog%2F163-marsblaster Marsblaster] für Altera FPGA, serieller Port
** [http://www.altera.com/literature/ug/ug_bbii.pdf ALTERA ByteBlaster]
** [http://www.entner-electronics.com/tl/index.php/eeblaster.html EEBlaster], sehr günstig, kompatibel zu ALTERA USB-Blaster
** [http://www.pyroelectro.com/tutorials/byteblaster/index.html Build A ByteBlaster] bei www.pyroelectro.com
** [http://www.ixo.de/info/usb_jtag/ USB-JTAG-Adapter], kompatibel zu ALTERA USB-Blaster

* ColdFire BDM Pod
** [http://forums.freescale.com/t5/68K-ColdFire-reg-Microprocessors/TBLCF-open-source-debugging-cable/m-p/7543 TBLCF open source debugging cable]
** [http://www.rockbox.org/wiki/IriverBDM IriverBDM]



== Universal JTAG Hardware ==

=== Versaloon ===

[http://www.versaloon.com/ Versaloon] is a full-opensource multi-functional platform based on generic USB_TO_XXX protocol, which can now support more than 10 kinds of interfaces including [[ISP]], [[JTAG]], SWD, [[SPI]], [[IIC]] and so on. Programming is supported for:
* STM8 support(SWIM)
* STM32 support(ISP/JTAG/SWD) siehe auch Forumbeitrag von Bingo [http://www.mikrocontroller.net/topic/202785]
* LPC1000 support(ISP/JTAG/SWD)
* LM3S support(JTAG/SWD)
* AT91SAM3 support(JTAG/SWD)
* AT89S5X support(ISP)
* PSOC1 support(ISSP)
* MSP430(without TEST) support(JTAG)
* C8051F support(C2/JTAG)
* AVR8 support(ISP/JTAG)
* LPC900 support(ICP)
* HCS08 support(BDM)
* HCS12(X) support(BDM)
* SVF support(JTAG)

= Software =

== AVR JTAG ==

* [[AVR-Studio]] (Windows)
* [[GDB]] in Verbindung mit [http://avarice.sourceforge.net/ AVaRICE] und AVR JTAGICE kompatibler Hardware. (Linux)

== ARM JTAG ==

* [[GDB]] bzw. Insight und auf die ARM JTAG Hardware abgestimmte GDB-Server (OCDRemote, [http://openocd.berlios.de/ OpenOCD], BDI2000, Peedi)
* [http://www.hjtag.com/ H-JTAG] und RDI-kompatible Debugger (SDT2.51, ADS1.2, RealView and IAR)
* Herstellerspezifische Software z. B. von Lauterbach

== FPGA JTAG ==

* Altera: Quartus Programmer (quartus_pgm)
* Lattice: ToDo... (Lattice setzt seit 2011 auf die JTAG-Funktionalität des FT2232 und benötigt daher keine speziellen USB-JTAG-Adapter mehr)
* Xilinx: Impact, xc3sprog, ...

== Allgemeine Tools ==

* [http://www.topjtag.com TopJTAG]: boundary-scan software for circuit debugging and flash programming.
* [http://www.ricreations.com/index.html Universal Scan]
* [http://urjtag.org UrJTAG]: Kommandozeilentool für Boundary Scan, FPGA und CPLD und Speicher lesen und schreiben u.v.a.m., Nachfolger von openwince JTAG Tools.
* [http://www.gojtag.com/ goJTAG]: graphisches Boundary-Scan-Tool zum manuellen Durchtesten von Verbindungen, besonders für Nicht-JTAG-Experten geeignet. Obwohl in Java geschrieben, funktioniert es nur unter Windows. Funktioniert im Prinzip mit allen FT2232(H) basierten Adaptern.
* [http://wesche.we.ohost.de/ FT2232 BoundaryScan Tool]: free boundary-scan software for flash programming [S29GL128N, S29GL256N, S29GL512N, M25PX16, M25PX32, M25PX64, etc ].


= Weblinks =

*[http://www.eetimes.com/General/DisplayPrintViewContent?contentItemId=4207333 Debugging the Linux kernel with JTAG] von Alexander Sirotkin auf eetimes.com (LPC3250 mit FemtoLinux, OpenOCD)
*[http://hri.sourceforge.net/tools/jtag_faq_org.html JTAG FAQ] auf sourceforge.net

[[Kategorie:AVR]]
[[Kategorie:ARM]]
[[Kategorie:FPGA und Co]]
[[Kategorie:Datenübertragung]]

STM32 für Einsteiger

2014-01-02T16:31:05Z

Mmvisual: /* FAQ - Anfängerfragen */

Immer wiederkehrend hier im Forum "Mit welchem Mikrocontroller anfangen?". Es gibt eine große Auswahl und eben so viele Empfehlungen. In diesem Artikel soll zu erst geholfen werden ob ein STM32-Prozessor mit Cortex-M3/M4 Kern überhaupt der Richtige für den Start ist.
Nicht für jeden ist der [[STM32]] zu empfehlen, denn die Anforderungen und Wünsche die man realisieren möchte, sowie die eigenen Fähigkeiten sind verschieden.

Es werden meist die Prozessoren [[AVR]], [[PIC]], [[Arduino]], [[MSP430]], [[LPC1xxx]] und [[STM32]] empfohlen. Seltener auch 8051 und M16C. Alle haben Vorzüge und ebenso auch Nachteile.

[[Bild:STM32F407SB.jpg|thumb|right|340px|STM32F417 auf einem Selbstbau-Board]]

= Eigene Fähigkeiten und Wünsche =

Dieser Artikel geht davon aus, dass bereits Elektronik Kenntnisse vorhanden sind. Wenn nicht dann sollte man erst einmal den Artikel "[[Absolute Beginner]]" durcharbeiten, sowie die anderen Artikel aus der Kategorie "[http://www.mikrocontroller.net/articles/Kategorie:Grundlagen Grundlagen]".
 Weitere Artikel die andere Prozessoren näher darstellen da sich dieser Artikel hauptsächlich auf [[STM32]] konzentriert: [[Entscheidung Mikrocontroller]] und [[Mikrocontroller Vergleich]]. Die Seiten [[AVR]], [[MSP430]], [[LPC1xxx]] und [[PIC]] zeigen mehr Details über diese µC. Hier werden nur grob ein paar Tabelle zum Vergleichen gezeigt.

Zu erst einmal die Randbedingungen, mit der man sich selbst zu erst einmal einschätzen sollte:
{| {{Tabelle}}
|- bgcolor="#d0d0ff"
! Fähigkeit || [[STM32]] || [[AVR]] || colspan="3" | [[PIC]] || [[MSP430]] || [[Arduino]]
|-
| Bitbreite, jedoch unwichtig für Einsteiger || align="center" | 32-bit || align="center" | 8-bit || align="center" | 8-bit (PIC18) || align="center" | 16-bit (PIC24) || align="center" | 32-bit (PIC32) || align="center" | 16-bit || align="center" | 8-bit
|-
| Neueinsteiger, kaum Elektronikkenntnisse, noch nie programmiert
| align="center" | O
| align="center" | O <ref name="AVR_TUT1">[http://www.rn-wissen.de/index.php/AVR-Einstieg_leicht_gemacht], RoboterNetz: AVR-Einstieg leicht gemacht</ref><ref name="AVR_TUT2">[http://www.avr-asm-tutorial.net/avr_de/], Tutorial für das Erlernen der Assemblersprache von AVR-Einchip-Prozessoren</ref>
| colspan="3" align="center" | O
| align="center" | O
| align="center" | X
|-
| Wunsch ist SD-Card oder Grafik-Display
| align="center" | X
| align="center" | O
| align="center" | O <ref name="PIC_SD">[http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=2680&dDocName=en537999], Microchip Memory Disk Drive File System for PIC18 PIC24 dsPIC PIC32</ref> || align="center" | X<ref name="PIC_SD" /><ref name="PIC_LCD">[http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/technology/graphics/], Microchip Graphics Library</ref> || align="center" | X<ref name="PIC_SD" /><ref name="PIC_LCD" />
| align="center" | X
| align="center" | O
|-
| Wunsch ist TCP/IP Netzwerk
| align="center" | X
| align="center" | O
| colspan="3" align="center" | X <ref name="PIC_TCP">[http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=2505&param=en535724], Microchip TCP/IP stack</ref>
| align="center" | O
| align="center" | O
|-
|-
| Wunsch ist Kamera und Video-/Bildbearbeitung
| align="center" | X
| align="center" | -
| align="center" | - || align="center" | - || align="center" | X
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|-
| Möchte die Erkenntnisse beruflich nutzen
| align="center" | X
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| colspan="3" align="center" | X
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|-
| Strom sparende Anwendungen
| align="center" | - 300 nA Sleep<ref name="STM_Power">[http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1295], [[STM32]] L1 series of ultra-low-power MCUs</ref> 230 μA/MHz
| align="center" | - 100 nA Sleep<ref name="AVR_Power1">[http://www.atmel.com/technologies/lowpower/default.aspx], Atmel picoPower Technology</ref> <ref name="AVR_Power2">[http:/www.futurlec.com/News/Atmel/PicoPower.shtml], Atmel Releases New picoPower AVR Microcontrollers</ref> 340 μA/MHz
| colspan="2" align="center" | X 9 nA Sleep<ref name="PIC_XLPvsTI">[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/39989A.pdf], The Truth about Power Consumption in PIC® MCUs with
XLP Technology vs. TI’s MSP430</ref><ref name="PIC_XLP">[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/30009941F.pdf], nanoWatt XLP eXtreme Low Power PIC® Microcontrollers</ref> 35 μA/MHz || align="center" | -
| align="center" | X 100 nA Sleep<ref name="TI_Power1">[http://www.ti.com/lit/wp/slay015/slay015.pdf], Texas Instruments: Ultra-Low Power Comparison: MSP430 vs. Microchip XLP</ref><ref name="TI_Power2">[http://www.ti.com/ww/mx/multimedia/webcasts/Aspectos_Generales_MSP430.pdf], Texas Instruments: Meet MSP430</ref> 100 μA/MHz
| align="center" | -
|-
| Multithreading, RTOS, Schedulern
| align="center" | X
| align="center" | - <ref name="AVR_RTOS1">[http://www.freertos.org/a00098.html], Atmel AVR freeRTOS port</ref><ref name="AVR_RTOS2">[http://www.femtoos.org/], Femto OS: RTOS for small MCU's like AVR</ref>
| align="center" | - <ref name="PIC_RTOS2">[http://www.freertos.org/a00097.html], Microchip PICmicro (PIC18) freeRTOS Port</ref> <ref name="PIC_RTOS3">[http://www.pumpkininc.com/], Salvo RTOS</ref>|| align="center" | X<ref name="PIC_RTOS">[http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=1406&dDocName=en531543&redirects=rtos], 3rd Party RTOS selection guide</ref> || align="center" | X<ref name="PIC_RTOS" />
| align="center" | X <ref name="TI_RTOS">[http://processors.wiki.ti.com/index.php/MSP430_Real_Time_Operating_Systems_Overview], TI Wiki: MSP430 Real Time Operating Systems Overview</ref>
| align="center" | -
|-
| Besonders große, speicherintensive Programme z.B. Grafiken, Fonts
| align="center" | bis 2MB Flash bis 256kB SRAM <ref name="STM32Ueb">[http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169], Übersicht aller verfügbaren [[STM32]] µC von ST</ref>
| align="center" | bis 256kB Flash bis 16kB SRAM
| align="center" | bis 128kB Flash bis 4kB SRAM || bis 2MB Flash bis 98kB SRAM || bis 2MB Flash bis 512kB SRAM
| align="center" | bis 512KB Flash bis 66kB SRAM
| align="center" | bis 256kB Flash bis 16kB SRAM
|-
| Sehr viel PWM mit komplexem Timing
| align="center" | X
| align="center" | AT90Spwm
| align="center" | - || align="center" | X || align="center" | X
| align="center" | O
| align="center" | -
|-
| Deutschsprachige Community
| align="center" | O
| align="center" | X
| align="center" | X <ref name="SPRUT">[http://www.sprut.de/], sprut.de</ref> || align="center" | - || align="center" | -
| align="center" | -
| align="center" | X
|-
| Anzahl möglicher HW-Breakpoints
| align="center" | 4 bis 6
| align="center" | 2
| align="center" | 1 bis 5 <ref name="PIC_HWBP">[http://www.microchip.com/stellent/groups/SiteComm_sg/documents/DeviceDoc/en556761.pdf], PIC Hardware Breakpoints (Seite 6)</ref> || align="center" | 1 bis 10 <ref name="PIC_HWBP"/> || align="center" | 6<ref name="PIC_HWBP"/>
| align="center" | 2
| align="center" | 2
|}
* X = ja
* O = Teilweise, Einschränkungen
* - = nicht empfohlen
Nur um nicht zu verwirren, auch wenn Teile "nicht empfohlen" sind, heißt dass nicht dass es mit dem Prozessor nicht geht, vielmehr dass es mehr Aufwand ist das zu realisieren oder mehr Einschränkungen hat.
Viele Eigenschaften weisen nur bestimmte Modelle einer Mikrocontrollerfamilie auf. Der Wechsel innerhalb einer Familie gestaltet sich jedoch oft einfach (z.B. innerhalb [[STM32]] oder innerhalb PIC24).

Die Spalte [[STM32]] zeigt die Prozessorfamilie von STM32F0xx bis STM32F4xx mit einem Cortex-M0 oder M3/M4 Kern. Die technischen Daten sind ähnlich anderer Hersteller die auch einen Cortex-Mx Kern verbauen wie z.B. NXP ([[LPC1xxx]]), Freescale, Atmel, TI, Toshiba, usw. Jedoch bietet ST mit dem [[STM32]] eine hohe Flexibilität an Gehäuse-Variationen (vergleichbar mit NXP [[LPC1xxx]]) und ist privat recht leicht beschaffbar. Übersicht aller verfügbaren [[STM32]] µC von ST<ref name="STM32Ueb">[http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169], Übersicht aller verfügbaren [[STM32]] µC von ST</ref>.

Die Spalte PIC zeigt die Eigenschaften der 8-Bit PIC18 (vergleichbar mit [[AVR]]), 16-Bit [[PIC24]]/[[dsPIC]] (vergleichbar mit [[MSP430]]) und 32-Bit [[PIC32]] (vergleichbar mit [[STM32]]). Ein Wechsel des Mikrocontrollers innerhalb der Familien ist Codetechnisch problemlos möglich. <ref name="PIC_codeswitch">[http://www.elektor.nl/Uploads/Files/PIC24FIntro_5f082806.pdf], Microchip: Introduction to the 16-bit PIC24F Microcontroller Family</ref> Hardwaretechnisch sind verschiedene Modelle gleicher Familie zudem auch meist Pin-Kompatibel <ref name="PIC_PinCompatibility">[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/00148m.pdf], Microchip: 2007 Product Selector Guide (Seite 114 ff.)</ref> sodass ohne Design-Änderung zwischen verschiedenen Modellen gewechselt werden kann.
Ein Wechsel zwischen den Familien ist Architekturbedingt aufwendiger, vor allem von 8-Bit auf 16/32-Bit. <ref name="PIC_8to16Migration">[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/39764a.pdf], Microchip: PIC18F to PIC24F Migration: An Overview</ref> Aufgrund gleichbleibender IDE (Mplab) sowie gleichbleibenden Libraries bei Verwendung einer Hochsprache (C) jedoch vor allem zwischen 16-Bit und 32-Bit ohne weitere Probleme möglich <ref name="PIC_16to32Migration">[http://www.embedded.com/design/mcus-processors-and-socs/4007683/Practical-migration-from-8-16-to-32-bit-PIC], Artikel: Practical migration from 8-/16- to 32-bit PIC</ref>.
 Ein PIC10/12/16 ist für den Einstieg nicht empfohlen, da diese Architekturbedingt viele Einschränkungen haben, die eher hinderlich für das Lernen sind.

Der "[[Arduino]]" ist kein eigenständiger Prozessor, sondern ein fertiges Board mit einer "[[Arduino]]" Programmierumgebung (und einem AVR Prozessor), extra geschaffen für Einsteiger. Allerdings ist da der Lerneffekt viel geringer da man den Prozessor mit der [[Arduino]]-Software programmiert und nicht direkt die Register.

<references />

= Unwichtige Randbedingungen =

Oftmals werden fälschlicherweise Argumente für oder gegen eine µC-Familie ausgesprochen, die in der Praxis '''zum Einstieg''' (bei konkreten Anwendungen kann das anders aussehen) eher unwichtig sind.

* Spannungsversorgung 3,3V / 5V
* 8 (z.B. [[AVR]]), 16 (z.B. [[MSP430]]) oder 32 (z.B. [[STM32]]) Bit
* Prozessorkern Cortex-M0/M3/M4, MIPS, ARM7/9/..., AVR-RISC, PIC-RISC, 8051, ...
* Interrupt System mit mehr oder weniger Features
* Programmiersprache (Assembler, Basic, C, C++, Pascal)
* Programmierumgebung - ist ohnehin Geschmackssache
* Assembler verstehen (Sollte nur theoretisch verstanden werden, ein Programm sollte in einer Hochsprache geschrieben sein)
* DIL Gehäuse - steckbretttauglich ([[STM32]]-Prozessoren gibt es auch fertig gelötet auf einem steckbretttauglichen Board)
* Programmieradapter - solange er auch debuggen kann
* zu 90% reicht doch ein kleiner Prozessor ([[AVR]]/PIC) - und für die restlichen kann man immer noch einen großen nehmen. Warum also nicht gleich einen großen nehmen?

= Kosten =

Grobe Abschätzung was das alles denn kosten wird. Hier sind nur einige Beispiele gezeigt (Einzelpreise bei Bezugsquellen in Deutschland).

{| {{Tabelle}}
|- bgcolor="#d0d0ff"
! Board || [[STM32]] || [[AVR]] || PIC18/24/32 || [[MSP430]] || [[Arduino]]
|-
| Demo-Board
| align="center" | <ref name="STM32F4DISCOVERY">[http://www.st.com/web/en/catalog/tools/FM116/SC959/SS1532/PF252419], ST STM32F4DISCOVERY Demoboard</ref> 9..20€ (incl. Programmieradapter und Debugger)
| align="center" | 5..500€, z.B. [[Arduino]] || align="center"| <ref name="PICDEMOBOARD">[http://www.microchipdirect.com/ProductDetails.aspx?Catalog=BuyMicrochip&Category=Starter%20Kits&mid=1&lmid=610], Microchip Demoborad</ref> durchschnittlich 18€ .. 50€]
| align="center" | <ref name="MSP430DEMOBOARD">[http://www.ti.com/tool/msp-exp430fr5739], MSP430 Demoborad</ref> ~35€
| align="center" | 20€
|-
| Steckbrettaugliches Board
| align="center" | s.o. oder <ref name="STM32F405Board">[http://re.reworld.eu/de/produkte/s64dil-405/index.htm], S64DIL-405 mit STM32F405</ref>S64DIL-405 30€
| align="center" | DIP IC
| align="center" | DIP IC
| align="center" | ??
| align="center" | ab ca. 4€ (Pro Mini)
|-
| Einzelchip (Einzelstückpreise)
| align="center"| 2..15€ nur SMD (TSSOP..LQFP..BGA)
| align="center"|0,6–5€ SMD + DIP
| align="center"|1-15€ SMD + DIP
| align="center"|??
| align="center"|siehe AVR
|-
| Programmieradapter
| align="center" |
| align="center" | ab 4€
| align="center" |
| align="center" |
| align="center" |
|-
| Programmieradapter mit Debugger
| align="center" | s.o. oder z.B <ref name="JLINKEDU">[http://www.segger.com/j-link-edu.html], Segger J-LINK EDU</ref> Segger J-LINK EDU 50€ (sehr schnell und unterstützt viele Prozessoren)
| align="center" | <ref name="AVRDragon">[http://www.atmel.com/tools/AVRDRAGON.aspx], Atmel AVR Dragon</ref> AVR Dragon 40€ <ref name="AVRMKII">[http://www.atmel.com/tools/AVRJTAGICEMKII.aspx], Atmel AVR JTAGICE mkII</ref> AVR JTAGICE mkII 350€
| align="center" | <ref name="PICKIT3">[http://www.microchipdirect.com/ProductSearch.aspx?keywords=PG164130], Microchip PICkit 3</ref> PICkit 3 30€
| align="center" | z.B. Dragon 50€
| align="center" | 20€ (Man muss DebugWire aktivieren)
|}

Das Demo-Board sollte ein Board sein, nicht zu teuer, um die ersten Erfahrungen zu sammeln. Wenn einem der Prozessor gefällt, so kann man später immer noch mit einem zweiten Demo-Board, z.B. mit Display aufrüsten.

Wenn man gerne mit einem Steckbrett sich die Schaltung zusammen stecken möchte, so kann man entweder die benötigten Drähte am Demo-Board anlöten oder bei z.B. [[AVR]]/[[PIC]] Prozessoren gibt es Ausführungen im DIL Gehäuse, die direkt steckbar sind.

Ein Programmieradapter sollte unbedingt auch einen Debugger beinhalten. Denn für den Start ist es ungemein hilfreich zu sehen was im Prozessor gerade geschieht. Die JTAG-Adapter für einen [[STM32]] Prozessor sind alle Debugger-Tauglich. Für die [[AVR]] Controller gibt es auch oft reine Programmer (AVR ISP oder Selbstbau-Lösungen über die serielle oder parallele Schnittstelle) welche den Mikrocontroller nur beschreiben können. Für die [[PIC]] Controller werden solche reinen Programmer vereinzelt auch noch angeboten. Sinvoller sind hingegen Debugger, die die Ausführung eines Mikrocontrollers anhalten können um die aktuelle Position im Programmcode, Variableninhalt, Register, ... auszulesen bzw. zur Laufzeit zu ändern.

Der für den [[STM32]] empfohlene Segger J-LINK EDU ist zwar nicht der günstigste (z.B. auf einem STM32F4DISCOVERY Borad ist ein ST-LINK/V2 mit drauf, den man für andere [[STM32]] nutzen kann) aber eines der besten, mit sehr guten Software-Tools und nutzbar für alle Prozessoren mit ARM-Kern (ARM7/9/11/... Cortex-Mx der Hersteller Atmel, Energy Micro, Freescale, Holtek, TI, NXP, Nuvoton, ST, Toshiba, ... unter Windows, Linux und MAC). Niemals am Werkzeug sparen und man hat viel mehr Freude bei der Arbeit.

<references />

= Programmierumgebungen=

Bei den Programmierumgebungen gibt es zu allen Prozessorfamilien kostenlose und Leistungsfähige Software

{| {{Tabelle}}
|- bgcolor="#d0d0ff"
! Betriebssystem || [[STM32]] || [[AVR]] || [[PIC]] || [[MSP430]] || [[Arduino]]
|-
| Windows
| align="center"|[http://www.coocox.org/CooCox_CoIDE.htm CooCox]
| align="center"|Atmel-Studio
| align="center"|[http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/ MPLAB X] (IDE inklusive compiler)
| align="center"|??
| align="center"|[[Arduino]] 1.0.5
|-
| Linux
| align="center"|[http://eclipse.org/downloads/ Eclipse IDE for C/C++ Developers]
| align="center"|??
| align="center"|[http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/ MPLAB X] (IDE inklusive compiler)
| align="center"|??
| align="center"|??
|-
| MacOS
| align="center"|[http://eclipse.org/downloads/ Eclipse IDE for C/C++ Developers]
| align="center"|??
| align="center"|[http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/ MPLAB X] (IDE inklusive compiler)
| align="center"|??
| align="center"|??
|}

natürlich gibt es noch viele weitere (für [[STM32]] siehe [[STM32#Programmierung]]), es sollte jedoch nur die jeweils einfachste kostenlose (und ohne Codebegrenzung) für den ersten Einstieg gezeigt werden.

* [http://www.coocox.org/CooCox_CoIDE.htm CooCox] Anleitung wie man innerhalb einer Stunde die LED eines Nagel neuen STM32F4DISCOVERY Boards zum blinken bekommt, Artikel: [[STM32 CooCox Installation]]. Diese Anleitung ist eine Schritt-Für-Schritt Anleitung um den aller ersten Start zu vereinfachen.
* Mit [http://www.coocox.org/CooCox_CoIDE.htm CooCox] können sehr viele Prozessoren mit Cortex-M0, M3 und M4 Kern programmiert werden. Unter anderem der Firmen Atmel, Energy Micro, Freescale, Holtek, TI, NXP, Nuvoton, ST und Toshiba. Somit hat man eine Entwicklungsumgebung und ist damit nicht an einen Hersteller der µC gebunden.
* Mit [http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/ MPLAB X] können alle Prozessoren von Microchip (z.B. PIC18, PIC24, PIC32, dsPIC) programmiert werden.

= Dokumentation=

Bevor man sich für einen Prozessor entscheidet sollte man unbedingt deren Dokumentation mal zumindest überfliegen und auch deren Errata's lesen. Nicht dass man eine Anwendung erstellen möchte und stellt hinterher fest, dass genau dieser Teil so buggy ist das er nicht genutzt werden kann.

Beim [[STM32]] hat die Dokumentation doch recht viele Seiten, viel mehr als bei einem [[AVR]] oder PIC, dabei ist vieles eher knapp beschrieben. Der Aufbau der [[STM32]] Dokumentation ist [http://www.mikrocontroller.net/articles/STM32#Struktur_der_Dokumentation: hier] beschrieben.
 Bei den PICs ist die Dokumentation wiederum anders strukturiert, [http://www.mikrocontroller.net/articles/PIC#Dokumenatation siehe im PIC Artikel].

Für die [[STM32]], [[AVR]] und [[PIC]] Mikrocontroller gibt es zudem viele, auch deutschsprachige Einsteigerhilfestellungen und Tutorials.

Parallel zur Dokumentation sollte man sich auch die Demo-Beispiele der Hersteller anschauen, dann wird vieles gleich verständlicher.

Eine Übersicht über die Funktionen gibt es im Artikel: [[STM32]]

= Die Arbeit mit dem [[STM32]]=

Zu erst einmal SOOO groß sind die Unterschiede zwischen den einzelnen Prozessoren nicht. Alle haben Ein-/Ausgänge und um mittels einem Port-Pin eine LED ansteuern zu können muss bei jedem Prozessor der Pin erst einmal parametriert werden, egal ob das jetzt ein [[STM32]] oder ein [[AVR]] oder ein [[MSP430]] ist. Nur hat man bei einem [[STM32]] doch einige Funktionen mehr, z.B. zuschaltbarer Pull-Up oder Pull-Down Widerstand und spezielle Setz-Rücksetzregister, die andere Prozessoren nicht haben, jedoch das Programmieren vereinfachen.
Der Haupt-Unterschied zu den anderen Prozessoren ist, dass der [[STM32]] so viele Peripherie-Module beherbergt, dass man die einzeln immer mit einem Clock aktivieren muss, denn damit lässt sich viel Strom sparen.

Und mal ganz ehrlich die Diskussion welcher µc einfacher zu konfigurieren ist, ist doch absoluter Unsinn. Der Weg ist immer der Gleiche:
*1. Blick ins Datenblatt welche Register für diese Funktion benötigt werden.
*2. Werte ermitteln die in die Register eingetragen werden.
*3. Werte ins Register schreiben. Da machte es GAR KEINEN UNTERSCHIED ob es ein [[AVR]], 8051/2, [[ARM]],...... ist.

Stimmt schon es gibt Unterschiede. Die Register haben anderen Namen, andere Adressen, andere Bitbedeutungen,...
Aber es steht doch alles im Datenblatt. Und ob ich jetzt einen [[AVR]] oder einen [[ARM]] das erste mal vor mir liegen hab. Ich brauch in allen Fällen die oben beschriebenen Schritte.

Das Interruptsystem ist bei einem [[STM32]] zusätzlich priorisiert, damit kann man festlegen welcher Interrupt vorrangig bearbeitet wird. Die Prioritätenvergabe ist auch kein Hexenwerk.

Zu allen Prozessoren liefern die jeweiligen Hersteller umfangreiche Demo-Codes und Libraries mit. Meist sind alle in C geschrieben, daher sollte auch die Programmiersprache C verwendet werden. Vor allem auch wenn man berufliche Absichten verfolgt.

Und wenn man einen [[STM32]] kann, dann ist ein Umstieg auf einen [[LPC1xxx]] (NXP) oder andere Hersteller überhaupt kein Problem (*), denn die bieten ebenfalls Prozessoren mit Cortex-M3 Kern und man kann diese mit der gleichen Programmierumgebung programmieren. Somit ist man nicht zwingend Herstellerabhängig. (* jeder Hersteller verbaut seine eigene Peripherie, die andere Funktionalitäten haben.)

Mit einem [[STM32]] kann man als Hobby-Baster und Professionell nahezu alle Anwendungen realisieren. Der hat genügend RAM und FLASH Speicher und auch genügend Geschwindigkeit. Viele Gehäuse-Varianten um kleine bis hin zu größere Geräte zu erstellen. Viele Schnittstellen, sind im Artikel [[STM32]] beschrieben.

Für den Einstig gibt es diverse, auch deutschsprachige, Tutorials im Netz. Eine Übersicht ist [http://www.mikrocontroller.net/articles/STM32#Weblinks.2C_Foren.2C_Communities.2C_Tutorials hier auf der STM32 Seite]. (Beispiel: [http://diller-technologies.de/stm32_wide.html STM32 Tutorial in Deutsch von Diller Technologies])
 Wobei dazugesagt werden muss dass diese meist auf die Standard ST-Libs aufbauen. Diese Libs vereinfachen zum einen das Ansteuern/die Benutzung der Peripheriefunktion zum anderen muss man diese erst mal kennen lernen. Vereinfacht wird das da ALLE [http://www.st.com/stonline/stappl/productcatalog/app?page=partNumberSearchPage&levelid=SS1577&parentid=1743&resourcetype=SW ST-Demo-Codebeispiele] ebenfalls auf diesen Lib's basieren und somit wird der Wechsel innerhalb des [[STM32]] deutlich vereinfacht.
 STM32F4xx Library von ST: [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/PF257901# "STSW-STM32065 STM32F4 DSP and standard peripherals library"] incl. Dokumentation und Demo-Projekte zu allen CPU Funktionen.

Der einzige Nachteil beim [[STM32]]: man muss etwas mehr lesen, da eine Peripherie doch viel mehr Funktionalität hat (sofern man das Modul überhaupt benötigt). Ansonsten kenne ich nicht wirklich einen Grund warum man als Neueinsteiger keinen [[STM32]] nehmen sollte.

= Programmiersprachen =
* Wie bei vielen anderen Controllern wird beim [[STM32]] auch hauptsächlich C und C++ verwendet. Kennen sollte man die Programmiersprache C schon, wenn man davon noch keine Ahnung hat dann sollte man erst mal mittels einem Tutorial auf einem PC ein Konsoleprogramm schreiben, sodass man es einigermaßen kennen lernt. Hier im Forum gibt es ebenfalls Artikel dazu. Zielt man auf die (spätere) Anwendung in der Industrie, sollte aufgrund der Verbreitung auf jeden Fall C (oder C++) gewählt werden; außerdem sind die meisten verfügbaren Libraries in C geschrieben.
* Assembler sollte man nur grob verstehen, Details wie ein Befehl arbeitet ist unwichtig. Selbst wenn man die Zyklen für einen Funktionsaufruf wissen will, so bietet der [[STM32]] (Cortex-M3) einen Cycle-Counter den man auslesen kann; durch die komplexere Pipeline und Cache-Effekte sind die Laufzeiten allerdings nicht genau vorhersehbar. Wird zyklengenause Timing benötigt, sollten Timer verwendet werden - davon hat der [[STM32]] genug.

Der 32bit-Adressraum, der RAM, Flash, I/O-Register vereinheitlicht ansprechen kann (im Gegensatz zu z.B. [[AVR]]) ist ideal für eine Verwendung durch Hochsprachen; bei Pointern muss keine zusätzliche Information verwaltet werden, in welche Art Speicher sie zeigen. Die Adresse gibt dies eindeutig an (es gibt nur '''eine''' Adresse 42, und nicht 2 wie z.B. beim [[AVR]] (Flash, RAM & I/O)) und die Hardware spricht automatisch den richtigen Speicher an. Die Möglichkeiten zur Offset-Adressierung, der Barrel-Shifter, Divsions-Einheit, die FPU (bei STM32F4), Interrupt-Modell etc. begünstigen ebenfalls die Erzeugung effizienteren Codes. Außerdem haben die [[STM32]] einfach mehr "rohe Leistung", d.h. mehr Flash/RAM-Speicher und höhere Taktfrequenzen. 
 
'''Folgerung''': Die Programmierung in Hochsprachen ist '''bequemer als bei 8-Bittern''', denn man muss sich einfach weniger Gedanken machen, ob der Compiler ein Programm nun effizent umsetzen kann (kann man natürlich trotzdem machen, um noch mehr Leistung "herauszuquetschen", wenn man will).

= Weitere Randbedingungen für die Entscheidung=

Der wichtige Punkt, der oftmals auch vergessen wird: die Beschaffbarkeit. Wenn jemand einen Renesas M16C oder Fujitsu empfiehlt, dann sucht man erst mal und findet nur wenige vereinzelte die man privat kaufen kann.

Oder auch die Unterstützung im Internet - ist bei einigen Exoten spärlich. Dieses Forum bietet die beste Hilfe für [[AVR]], PIC, [[MSP430]] und [[STM32]].

Andere Prozessoren sind schon sehr alt, bzw. nicht mehr modern da deren Peripherie zum Teil doch recht eingeschränkte Funktionalität bietet. z.B. viele 8051 Typen oder PIC16 (oder auch dsPIC30). Die mögen für Mini-Anwenungen gut sein, aber wer will den schon gerne sich extra für eine Kleinanwendung mit einem kleinen µC auseinandersetzen, wenn er schon einen [[STM32]] kennt, mit dem er alles machen kann (und sich bereits gute Funktionen geschrieben hat)?

Daher mein Resümee: wer nicht gerade auf den Kopf gefallen ist, der kann getrost mit einem [[STM32]] starten. Ein [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/FM116/SC959/SS1532/PF252419?s_searchtype=keyword STM32F4DISCOVERY] Board kostet nur ca. 20 EUR - und mehr muss für den ersten Start nicht investiert werden - wenn es doch zu komplex sein sollte gibt es hier im Forum auch viel Hilfe. Jedenfalls sind diese 20 EUR wirklich keine große Investition.
 Wer berufliche Absichten verflogt, sollte zu einem späteren Zeitpunk sich unbedingt auch mit einem zweiten, anderen Prozessor beschäftigen um so die nötigen Erfahrungen zu gewinnen.

= Übersicht CPU Funktionalitäten=

In diesem Abschnitt ist kurz gezeigt welche Möglichkeiten die CPUs bei den oben empfohlenen Einsteigerboards haben

=== STM32F407 - vom STM32F4DISCOVERY Board ===

{| class="wikitable"
|-
| [[Datei:STM32F407.png|mini|x400px]]
| [[Datei:stm32f4_discovery2.png|mini|x400px]]
|-
| [http://www.st.com/web/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1577/LN11/PF252140?s_searchtype=partnumber Blockdiagramm STM32F407]
| [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/FM116/SC959/SS1532/PF252419 STM32F4DISCOVERY Demoborad]
|}

Es sind sehr viele Peripheriemodule im µC implementiert. Jedes einzelne Peripherie-Modul (z.B. Ethernet, USB, CAN, Timer, AD-Wandler, usw.) kann aktiviert werden indem der Clock freigeschaltet ist. So lange der Clock nicht aktiviert wurde verhält sich das Modul so als ob es nicht vorhanden wäre und beeinträchtigt in keinster Weise die Bearbeitung vom Prozessor. Somit lässt sich der Stromverbrauch senken.

Eine ganze Auflistung der Einzelmodule steht im Artikel: [[STM32]] und [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169 auf der Homepage von ST]

Zu Anfang mag vielleicht die interne Busstruktur verwirren, jedoch braucht man dies nicht beachten. Wenn nun die CPU auf UART4 zugreifen möchte, so gehen die Daten durch die Buse "AHB1" > "ABH/APB1-Bride" > "APB1". Dies erledigt der µC ganz von alleine. Diese Unterteilung ist technisch nötig, da die Peripheriebuse nicht mit dem gleichen Prozessortakt betrieben werden (wie z.B. bei [[MSP430], siehe Schaubild unten), die "Bridge" managt ganz alleine das Handling und generiert automatisch Wait-Befehle für die CPU.
 Die "AHB-Bus-Matrix" ist ebenfalls für den Anwender meist uninteressant. ST hat damit ein System geschaffen, damit die CPU, DMA's und Displaycontroller gleichzeitig auf die verschiedenen RAM-Bereiche zugreifen können um mehr Daten parallel zu verarbeiten. Somit braucht man diese Matrix erst mal nicht beachten.

Ebenso braucht man zu Anfang sich auch keine Gedanken um den Prozessortakt machen, wenn man nichts initialisiert so läuft der STM32F4xx mit dem internen RC-Oszillator von 16MHz und die Peripheriebuse laufen ebenfalls mit der gleichen Geschwindigkeit. Erst wenn man später umfangreichere Applikationen schreibt bei der die 16MHz nicht mehr reichen, so kann man die PLL aktivieren und die Taktrate flexibel bis auf 168MHz hoch setzen. (Siehe Demo-Projekt von [[STM32 CooCox Installation]].)

=== [[AVR]] ([[Arduino]])===

Details können im Artikel [[AVR]] gelesen werden.

=== PIC18, PIC24, PIC32===

Details können im Artikel [[PIC]] gelesen werden.

=== MSP430 - vom MSP-EXP430FR5739 Experimentier-Board===

{| class="wikitable"
|-
| [[Datei:MSP430FR5739.gif|mini|x350px]]
| [[Datei:MSP-EXP430FR5739.jpg|mini|x350px]]
|-
| Blockdiagramm MSP430FR5739
| MSP-EXP430FR5739 Demoboard
|}

Details können im Artikel [[MSP430]] gelesen werden.

= FAQ - Anfängerfragen=

* Muss ich, wenn ich die Debugging-Funktionen nutzen möchte einen JTAG Adapter anschließen? - Ja. Auf dem STM32F4DISCOVERY ist jedoch bereits einer mit drauf.
* Mit diesem kann ich dann den µC auch programmieren? - Ja, programmieren und debuggen.
* Ich möchte eine eigene Platine entwickelt, jedoch der 20polige [[JTAG]]-Anschluss ist mir zu groß, gibt es eine Alternative? - Ja, [http://www.mikrocontroller.net/articles/JTAG#Der_10-polige_JTAG_Stecker_von_mmvisual "Der 10-polige JTAG Stecker von mmvisual"]

= Weblinks, Foren, Communities, Tutorials =
* [[STM32]] Hauptartikel, [http://www.mikrocontroller.net/articles/STM32#Weblinks.2C_Foren.2C_Communities.2C_Tutorials dortige Linksammlung]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/319328 Diskussion zum Artikel]
* [[STM32 CooCox Installation]]
* [[STM32 Eclipse Installation]]

<references/>
[[Kategorie:ARM]]
[[Kategorie:STM32]]
[[Kategorie:Mikrocontroller]]

STM32 für Einsteiger

2014-01-02T16:24:38Z

Mmvisual: /* MSP430 - vom MSP-EXP430FR5739 Experimentier-Board */

Immer wiederkehrend hier im Forum "Mit welchem Mikrocontroller anfangen?". Es gibt eine große Auswahl und eben so viele Empfehlungen. In diesem Artikel soll zu erst geholfen werden ob ein STM32-Prozessor mit Cortex-M3/M4 Kern überhaupt der Richtige für den Start ist.
Nicht für jeden ist der [[STM32]] zu empfehlen, denn die Anforderungen und Wünsche die man realisieren möchte, sowie die eigenen Fähigkeiten sind verschieden.

Es werden meist die Prozessoren [[AVR]], [[PIC]], [[Arduino]], [[MSP430]], [[LPC1xxx]] und [[STM32]] empfohlen. Seltener auch 8051 und M16C. Alle haben Vorzüge und ebenso auch Nachteile.

[[Bild:STM32F407SB.jpg|thumb|right|340px|STM32F417 auf einem Selbstbau-Board]]

= Eigene Fähigkeiten und Wünsche =

Dieser Artikel geht davon aus, dass bereits Elektronik Kenntnisse vorhanden sind. Wenn nicht dann sollte man erst einmal den Artikel "[[Absolute Beginner]]" durcharbeiten, sowie die anderen Artikel aus der Kategorie "[http://www.mikrocontroller.net/articles/Kategorie:Grundlagen Grundlagen]".
 Weitere Artikel die andere Prozessoren näher darstellen da sich dieser Artikel hauptsächlich auf [[STM32]] konzentriert: [[Entscheidung Mikrocontroller]] und [[Mikrocontroller Vergleich]]. Die Seiten [[AVR]], [[MSP430]], [[LPC1xxx]] und [[PIC]] zeigen mehr Details über diese µC. Hier werden nur grob ein paar Tabelle zum Vergleichen gezeigt.

Zu erst einmal die Randbedingungen, mit der man sich selbst zu erst einmal einschätzen sollte:
{| {{Tabelle}}
|- bgcolor="#d0d0ff"
! Fähigkeit || [[STM32]] || [[AVR]] || colspan="3" | [[PIC]] || [[MSP430]] || [[Arduino]]
|-
| Bitbreite, jedoch unwichtig für Einsteiger || align="center" | 32-bit || align="center" | 8-bit || align="center" | 8-bit (PIC18) || align="center" | 16-bit (PIC24) || align="center" | 32-bit (PIC32) || align="center" | 16-bit || align="center" | 8-bit
|-
| Neueinsteiger, kaum Elektronikkenntnisse, noch nie programmiert
| align="center" | O
| align="center" | O <ref name="AVR_TUT1">[http://www.rn-wissen.de/index.php/AVR-Einstieg_leicht_gemacht], RoboterNetz: AVR-Einstieg leicht gemacht</ref><ref name="AVR_TUT2">[http://www.avr-asm-tutorial.net/avr_de/], Tutorial für das Erlernen der Assemblersprache von AVR-Einchip-Prozessoren</ref>
| colspan="3" align="center" | O
| align="center" | O
| align="center" | X
|-
| Wunsch ist SD-Card oder Grafik-Display
| align="center" | X
| align="center" | O
| align="center" | O <ref name="PIC_SD">[http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=2680&dDocName=en537999], Microchip Memory Disk Drive File System for PIC18 PIC24 dsPIC PIC32</ref> || align="center" | X<ref name="PIC_SD" /><ref name="PIC_LCD">[http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/technology/graphics/], Microchip Graphics Library</ref> || align="center" | X<ref name="PIC_SD" /><ref name="PIC_LCD" />
| align="center" | X
| align="center" | O
|-
| Wunsch ist TCP/IP Netzwerk
| align="center" | X
| align="center" | O
| colspan="3" align="center" | X <ref name="PIC_TCP">[http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=2505&param=en535724], Microchip TCP/IP stack</ref>
| align="center" | O
| align="center" | O
|-
|-
| Wunsch ist Kamera und Video-/Bildbearbeitung
| align="center" | X
| align="center" | -
| align="center" | - || align="center" | - || align="center" | X
| align="center" | -
| align="center" | -
|-
| Möchte die Erkenntnisse beruflich nutzen
| align="center" | X
| align="center" | X
| colspan="3" align="center" | X
| align="center" | X
| align="center" | -
|-
| Strom sparende Anwendungen
| align="center" | - 300 nA Sleep<ref name="STM_Power">[http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1295], [[STM32]] L1 series of ultra-low-power MCUs</ref> 230 μA/MHz
| align="center" | - 100 nA Sleep<ref name="AVR_Power1">[http://www.atmel.com/technologies/lowpower/default.aspx], Atmel picoPower Technology</ref> <ref name="AVR_Power2">[http:/www.futurlec.com/News/Atmel/PicoPower.shtml], Atmel Releases New picoPower AVR Microcontrollers</ref> 340 μA/MHz
| colspan="2" align="center" | X 9 nA Sleep<ref name="PIC_XLPvsTI">[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/39989A.pdf], The Truth about Power Consumption in PIC® MCUs with
XLP Technology vs. TI’s MSP430</ref><ref name="PIC_XLP">[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/30009941F.pdf], nanoWatt XLP eXtreme Low Power PIC® Microcontrollers</ref> 35 μA/MHz || align="center" | -
| align="center" | X 100 nA Sleep<ref name="TI_Power1">[http://www.ti.com/lit/wp/slay015/slay015.pdf], Texas Instruments: Ultra-Low Power Comparison: MSP430 vs. Microchip XLP</ref><ref name="TI_Power2">[http://www.ti.com/ww/mx/multimedia/webcasts/Aspectos_Generales_MSP430.pdf], Texas Instruments: Meet MSP430</ref> 100 μA/MHz
| align="center" | -
|-
| Multithreading, RTOS, Schedulern
| align="center" | X
| align="center" | - <ref name="AVR_RTOS1">[http://www.freertos.org/a00098.html], Atmel AVR freeRTOS port</ref><ref name="AVR_RTOS2">[http://www.femtoos.org/], Femto OS: RTOS for small MCU's like AVR</ref>
| align="center" | - <ref name="PIC_RTOS2">[http://www.freertos.org/a00097.html], Microchip PICmicro (PIC18) freeRTOS Port</ref> <ref name="PIC_RTOS3">[http://www.pumpkininc.com/], Salvo RTOS</ref>|| align="center" | X<ref name="PIC_RTOS">[http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=1406&dDocName=en531543&redirects=rtos], 3rd Party RTOS selection guide</ref> || align="center" | X<ref name="PIC_RTOS" />
| align="center" | X <ref name="TI_RTOS">[http://processors.wiki.ti.com/index.php/MSP430_Real_Time_Operating_Systems_Overview], TI Wiki: MSP430 Real Time Operating Systems Overview</ref>
| align="center" | -
|-
| Besonders große, speicherintensive Programme z.B. Grafiken, Fonts
| align="center" | bis 2MB Flash bis 256kB SRAM <ref name="STM32Ueb">[http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169], Übersicht aller verfügbaren [[STM32]] µC von ST</ref>
| align="center" | bis 256kB Flash bis 16kB SRAM
| align="center" | bis 128kB Flash bis 4kB SRAM || bis 2MB Flash bis 98kB SRAM || bis 2MB Flash bis 512kB SRAM
| align="center" | bis 512KB Flash bis 66kB SRAM
| align="center" | bis 256kB Flash bis 16kB SRAM
|-
| Sehr viel PWM mit komplexem Timing
| align="center" | X
| align="center" | AT90Spwm
| align="center" | - || align="center" | X || align="center" | X
| align="center" | O
| align="center" | -
|-
| Deutschsprachige Community
| align="center" | O
| align="center" | X
| align="center" | X <ref name="SPRUT">[http://www.sprut.de/], sprut.de</ref> || align="center" | - || align="center" | -
| align="center" | -
| align="center" | X
|-
| Anzahl möglicher HW-Breakpoints
| align="center" | 4 bis 6
| align="center" | 2
| align="center" | 1 bis 5 <ref name="PIC_HWBP">[http://www.microchip.com/stellent/groups/SiteComm_sg/documents/DeviceDoc/en556761.pdf], PIC Hardware Breakpoints (Seite 6)</ref> || align="center" | 1 bis 10 <ref name="PIC_HWBP"/> || align="center" | 6<ref name="PIC_HWBP"/>
| align="center" | 2
| align="center" | 2
|}
* X = ja
* O = Teilweise, Einschränkungen
* - = nicht empfohlen
Nur um nicht zu verwirren, auch wenn Teile "nicht empfohlen" sind, heißt dass nicht dass es mit dem Prozessor nicht geht, vielmehr dass es mehr Aufwand ist das zu realisieren oder mehr Einschränkungen hat.
Viele Eigenschaften weisen nur bestimmte Modelle einer Mikrocontrollerfamilie auf. Der Wechsel innerhalb einer Familie gestaltet sich jedoch oft einfach (z.B. innerhalb [[STM32]] oder innerhalb PIC24).

Die Spalte [[STM32]] zeigt die Prozessorfamilie von STM32F0xx bis STM32F4xx mit einem Cortex-M0 oder M3/M4 Kern. Die technischen Daten sind ähnlich anderer Hersteller die auch einen Cortex-Mx Kern verbauen wie z.B. NXP ([[LPC1xxx]]), Freescale, Atmel, TI, Toshiba, usw. Jedoch bietet ST mit dem [[STM32]] eine hohe Flexibilität an Gehäuse-Variationen (vergleichbar mit NXP [[LPC1xxx]]) und ist privat recht leicht beschaffbar. Übersicht aller verfügbaren [[STM32]] µC von ST<ref name="STM32Ueb">[http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169], Übersicht aller verfügbaren [[STM32]] µC von ST</ref>.

Die Spalte PIC zeigt die Eigenschaften der 8-Bit PIC18 (vergleichbar mit [[AVR]]), 16-Bit [[PIC24]]/[[dsPIC]] (vergleichbar mit [[MSP430]]) und 32-Bit [[PIC32]] (vergleichbar mit [[STM32]]). Ein Wechsel des Mikrocontrollers innerhalb der Familien ist Codetechnisch problemlos möglich. <ref name="PIC_codeswitch">[http://www.elektor.nl/Uploads/Files/PIC24FIntro_5f082806.pdf], Microchip: Introduction to the 16-bit PIC24F Microcontroller Family</ref> Hardwaretechnisch sind verschiedene Modelle gleicher Familie zudem auch meist Pin-Kompatibel <ref name="PIC_PinCompatibility">[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/00148m.pdf], Microchip: 2007 Product Selector Guide (Seite 114 ff.)</ref> sodass ohne Design-Änderung zwischen verschiedenen Modellen gewechselt werden kann.
Ein Wechsel zwischen den Familien ist Architekturbedingt aufwendiger, vor allem von 8-Bit auf 16/32-Bit. <ref name="PIC_8to16Migration">[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/39764a.pdf], Microchip: PIC18F to PIC24F Migration: An Overview</ref> Aufgrund gleichbleibender IDE (Mplab) sowie gleichbleibenden Libraries bei Verwendung einer Hochsprache (C) jedoch vor allem zwischen 16-Bit und 32-Bit ohne weitere Probleme möglich <ref name="PIC_16to32Migration">[http://www.embedded.com/design/mcus-processors-and-socs/4007683/Practical-migration-from-8-16-to-32-bit-PIC], Artikel: Practical migration from 8-/16- to 32-bit PIC</ref>.
 Ein PIC10/12/16 ist für den Einstieg nicht empfohlen, da diese Architekturbedingt viele Einschränkungen haben, die eher hinderlich für das Lernen sind.

Der "[[Arduino]]" ist kein eigenständiger Prozessor, sondern ein fertiges Board mit einer "[[Arduino]]" Programmierumgebung (und einem AVR Prozessor), extra geschaffen für Einsteiger. Allerdings ist da der Lerneffekt viel geringer da man den Prozessor mit der [[Arduino]]-Software programmiert und nicht direkt die Register.

<references />

= Unwichtige Randbedingungen =

Oftmals werden fälschlicherweise Argumente für oder gegen eine µC-Familie ausgesprochen, die in der Praxis '''zum Einstieg''' (bei konkreten Anwendungen kann das anders aussehen) eher unwichtig sind.

* Spannungsversorgung 3,3V / 5V
* 8 (z.B. [[AVR]]), 16 (z.B. [[MSP430]]) oder 32 (z.B. [[STM32]]) Bit
* Prozessorkern Cortex-M0/M3/M4, MIPS, ARM7/9/..., AVR-RISC, PIC-RISC, 8051, ...
* Interrupt System mit mehr oder weniger Features
* Programmiersprache (Assembler, Basic, C, C++, Pascal)
* Programmierumgebung - ist ohnehin Geschmackssache
* Assembler verstehen (Sollte nur theoretisch verstanden werden, ein Programm sollte in einer Hochsprache geschrieben sein)
* DIL Gehäuse - steckbretttauglich ([[STM32]]-Prozessoren gibt es auch fertig gelötet auf einem steckbretttauglichen Board)
* Programmieradapter - solange er auch debuggen kann
* zu 90% reicht doch ein kleiner Prozessor ([[AVR]]/PIC) - und für die restlichen kann man immer noch einen großen nehmen. Warum also nicht gleich einen großen nehmen?

= Kosten =

Grobe Abschätzung was das alles denn kosten wird. Hier sind nur einige Beispiele gezeigt (Einzelpreise bei Bezugsquellen in Deutschland).

{| {{Tabelle}}
|- bgcolor="#d0d0ff"
! Board || [[STM32]] || [[AVR]] || PIC18/24/32 || [[MSP430]] || [[Arduino]]
|-
| Demo-Board
| align="center" | <ref name="STM32F4DISCOVERY">[http://www.st.com/web/en/catalog/tools/FM116/SC959/SS1532/PF252419], ST STM32F4DISCOVERY Demoboard</ref> 9..20€ (incl. Programmieradapter und Debugger)
| align="center" | 5..500€, z.B. [[Arduino]] || align="center"| <ref name="PICDEMOBOARD">[http://www.microchipdirect.com/ProductDetails.aspx?Catalog=BuyMicrochip&Category=Starter%20Kits&mid=1&lmid=610], Microchip Demoborad</ref> durchschnittlich 18€ .. 50€]
| align="center" | <ref name="MSP430DEMOBOARD">[http://www.ti.com/tool/msp-exp430fr5739], MSP430 Demoborad</ref> ~35€
| align="center" | 20€
|-
| Steckbrettaugliches Board
| align="center" | s.o. oder <ref name="STM32F405Board">[http://re.reworld.eu/de/produkte/s64dil-405/index.htm], S64DIL-405 mit STM32F405</ref>S64DIL-405 30€
| align="center" | DIP IC
| align="center" | DIP IC
| align="center" | ??
| align="center" | ab ca. 4€ (Pro Mini)
|-
| Einzelchip (Einzelstückpreise)
| align="center"| 2..15€ nur SMD (TSSOP..LQFP..BGA)
| align="center"|0,6–5€ SMD + DIP
| align="center"|1-15€ SMD + DIP
| align="center"|??
| align="center"|siehe AVR
|-
| Programmieradapter
| align="center" |
| align="center" | ab 4€
| align="center" |
| align="center" |
| align="center" |
|-
| Programmieradapter mit Debugger
| align="center" | s.o. oder z.B <ref name="JLINKEDU">[http://www.segger.com/j-link-edu.html], Segger J-LINK EDU</ref> Segger J-LINK EDU 50€ (sehr schnell und unterstützt viele Prozessoren)
| align="center" | <ref name="AVRDragon">[http://www.atmel.com/tools/AVRDRAGON.aspx], Atmel AVR Dragon</ref> AVR Dragon 40€ <ref name="AVRMKII">[http://www.atmel.com/tools/AVRJTAGICEMKII.aspx], Atmel AVR JTAGICE mkII</ref> AVR JTAGICE mkII 350€
| align="center" | <ref name="PICKIT3">[http://www.microchipdirect.com/ProductSearch.aspx?keywords=PG164130], Microchip PICkit 3</ref> PICkit 3 30€
| align="center" | z.B. Dragon 50€
| align="center" | 20€ (Man muss DebugWire aktivieren)
|}

Das Demo-Board sollte ein Board sein, nicht zu teuer, um die ersten Erfahrungen zu sammeln. Wenn einem der Prozessor gefällt, so kann man später immer noch mit einem zweiten Demo-Board, z.B. mit Display aufrüsten.

Wenn man gerne mit einem Steckbrett sich die Schaltung zusammen stecken möchte, so kann man entweder die benötigten Drähte am Demo-Board anlöten oder bei z.B. [[AVR]]/[[PIC]] Prozessoren gibt es Ausführungen im DIL Gehäuse, die direkt steckbar sind.

Ein Programmieradapter sollte unbedingt auch einen Debugger beinhalten. Denn für den Start ist es ungemein hilfreich zu sehen was im Prozessor gerade geschieht. Die JTAG-Adapter für einen [[STM32]] Prozessor sind alle Debugger-Tauglich. Für die [[AVR]] Controller gibt es auch oft reine Programmer (AVR ISP oder Selbstbau-Lösungen über die serielle oder parallele Schnittstelle) welche den Mikrocontroller nur beschreiben können. Für die [[PIC]] Controller werden solche reinen Programmer vereinzelt auch noch angeboten. Sinvoller sind hingegen Debugger, die die Ausführung eines Mikrocontrollers anhalten können um die aktuelle Position im Programmcode, Variableninhalt, Register, ... auszulesen bzw. zur Laufzeit zu ändern.

Der für den [[STM32]] empfohlene Segger J-LINK EDU ist zwar nicht der günstigste (z.B. auf einem STM32F4DISCOVERY Borad ist ein ST-LINK/V2 mit drauf, den man für andere [[STM32]] nutzen kann) aber eines der besten, mit sehr guten Software-Tools und nutzbar für alle Prozessoren mit ARM-Kern (ARM7/9/11/... Cortex-Mx der Hersteller Atmel, Energy Micro, Freescale, Holtek, TI, NXP, Nuvoton, ST, Toshiba, ... unter Windows, Linux und MAC). Niemals am Werkzeug sparen und man hat viel mehr Freude bei der Arbeit.

<references />

= Programmierumgebungen=

Bei den Programmierumgebungen gibt es zu allen Prozessorfamilien kostenlose und Leistungsfähige Software

{| {{Tabelle}}
|- bgcolor="#d0d0ff"
! Betriebssystem || [[STM32]] || [[AVR]] || [[PIC]] || [[MSP430]] || [[Arduino]]
|-
| Windows
| align="center"|[http://www.coocox.org/CooCox_CoIDE.htm CooCox]
| align="center"|Atmel-Studio
| align="center"|[http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/ MPLAB X] (IDE inklusive compiler)
| align="center"|??
| align="center"|[[Arduino]] 1.0.5
|-
| Linux
| align="center"|[http://eclipse.org/downloads/ Eclipse IDE for C/C++ Developers]
| align="center"|??
| align="center"|[http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/ MPLAB X] (IDE inklusive compiler)
| align="center"|??
| align="center"|??
|-
| MacOS
| align="center"|[http://eclipse.org/downloads/ Eclipse IDE for C/C++ Developers]
| align="center"|??
| align="center"|[http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/ MPLAB X] (IDE inklusive compiler)
| align="center"|??
| align="center"|??
|}

natürlich gibt es noch viele weitere (für [[STM32]] siehe [[STM32#Programmierung]]), es sollte jedoch nur die jeweils einfachste kostenlose (und ohne Codebegrenzung) für den ersten Einstieg gezeigt werden.

* [http://www.coocox.org/CooCox_CoIDE.htm CooCox] Anleitung wie man innerhalb einer Stunde die LED eines Nagel neuen STM32F4DISCOVERY Boards zum blinken bekommt, Artikel: [[STM32 CooCox Installation]]. Diese Anleitung ist eine Schritt-Für-Schritt Anleitung um den aller ersten Start zu vereinfachen.
* Mit [http://www.coocox.org/CooCox_CoIDE.htm CooCox] können sehr viele Prozessoren mit Cortex-M0, M3 und M4 Kern programmiert werden. Unter anderem der Firmen Atmel, Energy Micro, Freescale, Holtek, TI, NXP, Nuvoton, ST und Toshiba. Somit hat man eine Entwicklungsumgebung und ist damit nicht an einen Hersteller der µC gebunden.
* Mit [http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/ MPLAB X] können alle Prozessoren von Microchip (z.B. PIC18, PIC24, PIC32, dsPIC) programmiert werden.

= Dokumentation=

Bevor man sich für einen Prozessor entscheidet sollte man unbedingt deren Dokumentation mal zumindest überfliegen und auch deren Errata's lesen. Nicht dass man eine Anwendung erstellen möchte und stellt hinterher fest, dass genau dieser Teil so buggy ist das er nicht genutzt werden kann.

Beim [[STM32]] hat die Dokumentation doch recht viele Seiten, viel mehr als bei einem [[AVR]] oder PIC, dabei ist vieles eher knapp beschrieben. Der Aufbau der [[STM32]] Dokumentation ist [http://www.mikrocontroller.net/articles/STM32#Struktur_der_Dokumentation: hier] beschrieben.
 Bei den PICs ist die Dokumentation wiederum anders strukturiert, [http://www.mikrocontroller.net/articles/PIC#Dokumenatation siehe im PIC Artikel].

Für die [[STM32]], [[AVR]] und [[PIC]] Mikrocontroller gibt es zudem viele, auch deutschsprachige Einsteigerhilfestellungen und Tutorials.

Parallel zur Dokumentation sollte man sich auch die Demo-Beispiele der Hersteller anschauen, dann wird vieles gleich verständlicher.

Eine Übersicht über die Funktionen gibt es im Artikel: [[STM32]]

= Die Arbeit mit dem [[STM32]]=

Zu erst einmal SOOO groß sind die Unterschiede zwischen den einzelnen Prozessoren nicht. Alle haben Ein-/Ausgänge und um mittels einem Port-Pin eine LED ansteuern zu können muss bei jedem Prozessor der Pin erst einmal parametriert werden, egal ob das jetzt ein [[STM32]] oder ein [[AVR]] oder ein [[MSP430]] ist. Nur hat man bei einem [[STM32]] doch einige Funktionen mehr, z.B. zuschaltbarer Pull-Up oder Pull-Down Widerstand und spezielle Setz-Rücksetzregister, die andere Prozessoren nicht haben, jedoch das Programmieren vereinfachen.
Der Haupt-Unterschied zu den anderen Prozessoren ist, dass der [[STM32]] so viele Peripherie-Module beherbergt, dass man die einzeln immer mit einem Clock aktivieren muss, denn damit lässt sich viel Strom sparen.

Und mal ganz ehrlich die Diskussion welcher µc einfacher zu konfigurieren ist, ist doch absoluter Unsinn. Der Weg ist immer der Gleiche:
*1. Blick ins Datenblatt welche Register für diese Funktion benötigt werden.
*2. Werte ermitteln die in die Register eingetragen werden.
*3. Werte ins Register schreiben. Da machte es GAR KEINEN UNTERSCHIED ob es ein [[AVR]], 8051/2, [[ARM]],...... ist.

Stimmt schon es gibt Unterschiede. Die Register haben anderen Namen, andere Adressen, andere Bitbedeutungen,...
Aber es steht doch alles im Datenblatt. Und ob ich jetzt einen [[AVR]] oder einen [[ARM]] das erste mal vor mir liegen hab. Ich brauch in allen Fällen die oben beschriebenen Schritte.

Das Interruptsystem ist bei einem [[STM32]] zusätzlich priorisiert, damit kann man festlegen welcher Interrupt vorrangig bearbeitet wird. Die Prioritätenvergabe ist auch kein Hexenwerk.

Zu allen Prozessoren liefern die jeweiligen Hersteller umfangreiche Demo-Codes und Libraries mit. Meist sind alle in C geschrieben, daher sollte auch die Programmiersprache C verwendet werden. Vor allem auch wenn man berufliche Absichten verfolgt.

Und wenn man einen [[STM32]] kann, dann ist ein Umstieg auf einen [[LPC1xxx]] (NXP) oder andere Hersteller überhaupt kein Problem (*), denn die bieten ebenfalls Prozessoren mit Cortex-M3 Kern und man kann diese mit der gleichen Programmierumgebung programmieren. Somit ist man nicht zwingend Herstellerabhängig. (* jeder Hersteller verbaut seine eigene Peripherie, die andere Funktionalitäten haben.)

Mit einem [[STM32]] kann man als Hobby-Baster und Professionell nahezu alle Anwendungen realisieren. Der hat genügend RAM und FLASH Speicher und auch genügend Geschwindigkeit. Viele Gehäuse-Varianten um kleine bis hin zu größere Geräte zu erstellen. Viele Schnittstellen, sind im Artikel [[STM32]] beschrieben.

Für den Einstig gibt es diverse, auch deutschsprachige, Tutorials im Netz. Eine Übersicht ist [http://www.mikrocontroller.net/articles/STM32#Weblinks.2C_Foren.2C_Communities.2C_Tutorials hier auf der STM32 Seite]. (Beispiel: [http://diller-technologies.de/stm32_wide.html STM32 Tutorial in Deutsch von Diller Technologies])
 Wobei dazugesagt werden muss dass diese meist auf die Standard ST-Libs aufbauen. Diese Libs vereinfachen zum einen das Ansteuern/die Benutzung der Peripheriefunktion zum anderen muss man diese erst mal kennen lernen. Vereinfacht wird das da ALLE [http://www.st.com/stonline/stappl/productcatalog/app?page=partNumberSearchPage&levelid=SS1577&parentid=1743&resourcetype=SW ST-Demo-Codebeispiele] ebenfalls auf diesen Lib's basieren und somit wird der Wechsel innerhalb des [[STM32]] deutlich vereinfacht.
 STM32F4xx Library von ST: [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/PF257901# "STSW-STM32065 STM32F4 DSP and standard peripherals library"] incl. Dokumentation und Demo-Projekte zu allen CPU Funktionen.

Der einzige Nachteil beim [[STM32]]: man muss etwas mehr lesen, da eine Peripherie doch viel mehr Funktionalität hat (sofern man das Modul überhaupt benötigt). Ansonsten kenne ich nicht wirklich einen Grund warum man als Neueinsteiger keinen [[STM32]] nehmen sollte.

= Programmiersprachen =
* Wie bei vielen anderen Controllern wird beim [[STM32]] auch hauptsächlich C und C++ verwendet. Kennen sollte man die Programmiersprache C schon, wenn man davon noch keine Ahnung hat dann sollte man erst mal mittels einem Tutorial auf einem PC ein Konsoleprogramm schreiben, sodass man es einigermaßen kennen lernt. Hier im Forum gibt es ebenfalls Artikel dazu. Zielt man auf die (spätere) Anwendung in der Industrie, sollte aufgrund der Verbreitung auf jeden Fall C (oder C++) gewählt werden; außerdem sind die meisten verfügbaren Libraries in C geschrieben.
* Assembler sollte man nur grob verstehen, Details wie ein Befehl arbeitet ist unwichtig. Selbst wenn man die Zyklen für einen Funktionsaufruf wissen will, so bietet der [[STM32]] (Cortex-M3) einen Cycle-Counter den man auslesen kann; durch die komplexere Pipeline und Cache-Effekte sind die Laufzeiten allerdings nicht genau vorhersehbar. Wird zyklengenause Timing benötigt, sollten Timer verwendet werden - davon hat der [[STM32]] genug.

Der 32bit-Adressraum, der RAM, Flash, I/O-Register vereinheitlicht ansprechen kann (im Gegensatz zu z.B. [[AVR]]) ist ideal für eine Verwendung durch Hochsprachen; bei Pointern muss keine zusätzliche Information verwaltet werden, in welche Art Speicher sie zeigen. Die Adresse gibt dies eindeutig an (es gibt nur '''eine''' Adresse 42, und nicht 2 wie z.B. beim [[AVR]] (Flash, RAM & I/O)) und die Hardware spricht automatisch den richtigen Speicher an. Die Möglichkeiten zur Offset-Adressierung, der Barrel-Shifter, Divsions-Einheit, die FPU (bei STM32F4), Interrupt-Modell etc. begünstigen ebenfalls die Erzeugung effizienteren Codes. Außerdem haben die [[STM32]] einfach mehr "rohe Leistung", d.h. mehr Flash/RAM-Speicher und höhere Taktfrequenzen. 
 
'''Folgerung''': Die Programmierung in Hochsprachen ist '''bequemer als bei 8-Bittern''', denn man muss sich einfach weniger Gedanken machen, ob der Compiler ein Programm nun effizent umsetzen kann (kann man natürlich trotzdem machen, um noch mehr Leistung "herauszuquetschen", wenn man will).

= Weitere Randbedingungen für die Entscheidung=

Der wichtige Punkt, der oftmals auch vergessen wird: die Beschaffbarkeit. Wenn jemand einen Renesas M16C oder Fujitsu empfiehlt, dann sucht man erst mal und findet nur wenige vereinzelte die man privat kaufen kann.

Oder auch die Unterstützung im Internet - ist bei einigen Exoten spärlich. Dieses Forum bietet die beste Hilfe für [[AVR]], PIC, [[MSP430]] und [[STM32]].

Andere Prozessoren sind schon sehr alt, bzw. nicht mehr modern da deren Peripherie zum Teil doch recht eingeschränkte Funktionalität bietet. z.B. viele 8051 Typen oder PIC16 (oder auch dsPIC30). Die mögen für Mini-Anwenungen gut sein, aber wer will den schon gerne sich extra für eine Kleinanwendung mit einem kleinen µC auseinandersetzen, wenn er schon einen [[STM32]] kennt, mit dem er alles machen kann (und sich bereits gute Funktionen geschrieben hat)?

Daher mein Resümee: wer nicht gerade auf den Kopf gefallen ist, der kann getrost mit einem [[STM32]] starten. Ein [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/FM116/SC959/SS1532/PF252419?s_searchtype=keyword STM32F4DISCOVERY] Board kostet nur ca. 20 EUR - und mehr muss für den ersten Start nicht investiert werden - wenn es doch zu komplex sein sollte gibt es hier im Forum auch viel Hilfe. Jedenfalls sind diese 20 EUR wirklich keine große Investition.
 Wer berufliche Absichten verflogt, sollte zu einem späteren Zeitpunk sich unbedingt auch mit einem zweiten, anderen Prozessor beschäftigen um so die nötigen Erfahrungen zu gewinnen.

= Übersicht CPU Funktionalitäten=

In diesem Abschnitt ist kurz gezeigt welche Möglichkeiten die CPUs bei den oben empfohlenen Einsteigerboards haben

=== STM32F407 - vom STM32F4DISCOVERY Board ===

{| class="wikitable"
|-
| [[Datei:STM32F407.png|mini|x400px]]
| [[Datei:stm32f4_discovery2.png|mini|x400px]]
|-
| [http://www.st.com/web/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1577/LN11/PF252140?s_searchtype=partnumber Blockdiagramm STM32F407]
| [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/FM116/SC959/SS1532/PF252419 STM32F4DISCOVERY Demoborad]
|}

Es sind sehr viele Peripheriemodule im µC implementiert. Jedes einzelne Peripherie-Modul (z.B. Ethernet, USB, CAN, Timer, AD-Wandler, usw.) kann aktiviert werden indem der Clock freigeschaltet ist. So lange der Clock nicht aktiviert wurde verhält sich das Modul so als ob es nicht vorhanden wäre und beeinträchtigt in keinster Weise die Bearbeitung vom Prozessor. Somit lässt sich der Stromverbrauch senken.

Eine ganze Auflistung der Einzelmodule steht im Artikel: [[STM32]] und [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169 auf der Homepage von ST]

Zu Anfang mag vielleicht die interne Busstruktur verwirren, jedoch braucht man dies nicht beachten. Wenn nun die CPU auf UART4 zugreifen möchte, so gehen die Daten durch die Buse "AHB1" > "ABH/APB1-Bride" > "APB1". Dies erledigt der µC ganz von alleine. Diese Unterteilung ist technisch nötig, da die Peripheriebuse nicht mit dem gleichen Prozessortakt betrieben werden (wie z.B. bei [[MSP430], siehe Schaubild unten), die "Bridge" managt ganz alleine das Handling und generiert automatisch Wait-Befehle für die CPU.
 Die "AHB-Bus-Matrix" ist ebenfalls für den Anwender meist uninteressant. ST hat damit ein System geschaffen, damit die CPU, DMA's und Displaycontroller gleichzeitig auf die verschiedenen RAM-Bereiche zugreifen können um mehr Daten parallel zu verarbeiten. Somit braucht man diese Matrix erst mal nicht beachten.

Ebenso braucht man zu Anfang sich auch keine Gedanken um den Prozessortakt machen, wenn man nichts initialisiert so läuft der STM32F4xx mit dem internen RC-Oszillator von 16MHz und die Peripheriebuse laufen ebenfalls mit der gleichen Geschwindigkeit. Erst wenn man später umfangreichere Applikationen schreibt bei der die 16MHz nicht mehr reichen, so kann man die PLL aktivieren und die Taktrate flexibel bis auf 168MHz hoch setzen. (Siehe Demo-Projekt von [[STM32 CooCox Installation]].)

=== [[AVR]] ([[Arduino]])===

Details können im Artikel [[AVR]] gelesen werden.

=== PIC18, PIC24, PIC32===

Details können im Artikel [[PIC]] gelesen werden.

=== MSP430 - vom MSP-EXP430FR5739 Experimentier-Board===

{| class="wikitable"
|-
| [[Datei:MSP430FR5739.gif|mini|x350px]]
| [[Datei:MSP-EXP430FR5739.jpg|mini|x350px]]
|-
| Blockdiagramm MSP430FR5739
| MSP-EXP430FR5739 Demoboard
|}

Details können im Artikel [[MSP430]] gelesen werden.

= FAQ - Anfängerfragen=

* Muss ich, wenn ich die Debugging-Funktionen nutzen möchte einen JTAG Adapter anschließen? - Ja.
* Mit diesem kann ich dann den µC auch programmieren? - Ja, programmieren und debuggen.
* Der 20polige [[JTAG]]-Anschluss ist mir zu groß, gibt es eine Alternative? - Ja, [http://www.mikrocontroller.net/articles/JTAG#Der_10-polige_JTAG_Stecker_von_mmvisual "Der 10-polige JTAG Stecker von mmvisual"]

= Weblinks, Foren, Communities, Tutorials =
* [[STM32]] Hauptartikel, [http://www.mikrocontroller.net/articles/STM32#Weblinks.2C_Foren.2C_Communities.2C_Tutorials dortige Linksammlung]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/319328 Diskussion zum Artikel]
* [[STM32 CooCox Installation]]
* [[STM32 Eclipse Installation]]

<references/>
[[Kategorie:ARM]]
[[Kategorie:STM32]]
[[Kategorie:Mikrocontroller]]

STM32

2014-01-02T11:43:45Z

Mmvisual: /* Features */

STM32 ist ein Mikrocontroller-Familie von [http://www.st.com/mcu/inchtml-pages-stm32.html ST] mit einer 32-Bit [http://www.arm.com/products/processors/cortex-m/index.php ARM Cortex-M0/M3/M4] CPU. Diese Architektur ist speziell für den Einsatz in Microcontrollern neu entwickelt und löst damit die bisherigen ARM7-basierten Controller weitestgehend ab. Den STM32 gibt es von ST in unzähligen Varianten mit variabler Peripherie und verschiedenen Gehäusegrößen und -formen. Durch die geringe Chipfläche des Cores ist es ST möglich, eine 32 Bit-CPU für weniger als 1 € anzubieten.

[[Bild:stm32F103xc.png|thumb|right|340px|Blockdiagramm STM32F103xC/D/E]]

== STM32-Familien ==

Bisher gibt es sieben STM32-Familien:
* [http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1588.jsp STM32F0]
** Cortex M0
** Mikrocontroller zum Einstieg
** Bis 48MHz
* [http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1169.jsp STM32F1]
** Cortex M3
** Bis 72MHz
**Verschiedene Unterfamilien:
*** Connectivity line
*** Performance line
*** USB Access line
*** Access Line
*** Value line
* [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1575 STM32F2]
** Cortex M3
** Bis 120MHz
** Wie die STM32F1 Serie, Camera-Interface, 32-Bit Timer, Crypto-Engine...
* [http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1605.jsp STM32F3]
** Cortex M4F
** DSP und FPU
** Bis 72MHz
** Fast 12-bit 5 MSPS and precise 16-bit sigma-delta ADCs
** Touch sensing controller (TSC)
* [http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1521.jsp STM32F4]
** Cortex M4F
** DSP und FPU
** Bis 180MHz
** Bis zu 2MB Flash
* [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1295 STM32L1]
** Cortex M3
** Low Power
** mit LCD Treiber
** Bis 32MHz
* [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1581 STM32W]
** Cortex M3
** BIS 24MHz
** RF-MCU
[http://www.st.com/internet/mcu/class/1734.jsp Hier eine Übersicht zum Auswählen eines STM32Fxxx]

===Features===
* Cortex-M0 / Cortex-M3 / Cortex-M4F Kern (mit FPU)
* 16KB ... 2MB [[Flash-ROM]]
* 4KB ... 256KB [[Speicher#SRAM|SRAM]]
* 4KB [[Speicher#EEPROM|EEPROM]] (STM32L)
* SDRAM-Controller bei den [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1577/LN1806 STM32F42xxx und STM32F43xxx], bis 512 MByte externer SDRAM addressierbar
* 512 one-time programmable Bytes(STM32F2/4)
* [[IC-Gehäuseformen | Gehäuse]] 20 ... 216 Pins als TSSOP, QFN, LQFP und BGA
* Derzeit sind über '''250''' [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169 STM32 Derivate/Varianten verfügbar]
* Bis 72MHz CPU-Takt, bis 120MHz beim STM32F2xx, bis 168/180 MHz beim STM32F4xx, wobei eine spezielle prefetch-hardware bis 120/168 MHz eine Geschwindigkeit erzielen soll, die 0 Wait-States entspricht. Der CPU-Takt wird über einen Multiplikator aus dem internen RC-Takt oder einem externen Quarz-Takt abgeleitet.
* Externes Businterface (nur bei Gehäusen ab 100 Pin und nur bei STM32F4, STM32F2 und STM32F1 Performance line)
* LCD Treiber für 8x40 Punkte (nicht beim STM32F2xx)
* TFT Treiber bei STM32F429 / STM32F439
* Spannungsbereich 1,65 ... 3,6V, nur eine Betriebsspannung nötig
* Temperaturbereich bis 125 °C
* Bis zu 140 IOs, viele davon [[Pegelwandler|5V-tolerant]]
* Interner, kalibrierter RC-Oszillator mit 8MHz (16MHz bei STM32F2/F4xx)
* Externer Quarz
* Real Time Clock mit eigenem Quarz und separater Stromversorgung
* Bis zu 16 [[Timer]], je Timer bis zu 4 IC/OC/PWM Ausgänge. Davon 2x Motion Control Timer (bei STM32F103xF/G)
* Systick Counter
* Bis zu 3 12-Bit [[AD-Wandler]] mit insgesamt 24 AD-Eingängen, integrierter [[Temperatursensor]], Referenzspannung Vrefint und VBatt Spannungsmessung (STM32F4xx)
* Bis zu 2 12-Bit [[DA-Wandler]] (bis zu 3 beim STM32F3xx)
* Bis zu 2 [[DMA]] Controller mit bis zu 12 Kanälen (16 beim STM32F2/4xx)
* Bis zu 2x [[I2C|I²C]]
* Bis zu 5x [[UART|USART]] mit LIN, IrDA und Modem Control (bis zu 8 beim STM32F2/F4xx)
* Bis zu 3x [[SPI]] (bis zu 6 beim STM32F4xx)
* Bis zu 2x [[I2S|I²S]]
* Bis zu 2x [[CAN#STMicroelectronics STM32 (Cortex M3/M4)|CAN]]
* Hardware [[CRC]] Unit, bei der STM32F3xx Serie mit einem einstellbaren Polynom
* Unique device ID register (96 Bits)
* RNG - Random Number Generator (STM32F2/4xx)
* Cryptographic Processor (CRYP) (STM32F2/4xx)
* Hash Processor (HASH) (STM32F2/4xx)
* Kamera-Interface (DCMI) (STM32F2/4xx)
* [[USB]] 2.0 Full Speed / OTG
* [[USB]] 2.0 Hi Speed OTG mit extra PHY-Chip (STM32F2/4xx)
* SDIO Interface (z.B. SD-Card Reader)
* Ethernet
* Watchdog mit Window-Mode
* Jedes Peripheriemodul ist separat einschaltbar, wodurch sich erheblich [[Ultra low power|Strom sparen]] lässt
* [[JTAG]] und SWD (Serial Wire Debug) Interface
* Bis zu 6 Hardware-Breakpoints für Debuggen
* und vieles mehr . . .

== Struktur der Dokumentation: ==
Die Dokumentation der STM32 ist zwar umfangreicher und komplexer z.B. die der [[AVR]], enthält aber dennoch alle nötigen Informationen. Sie teilt sich auf in mehrere Dokumente.
Als Beispiel der Dokumentation soll stellvertretend der [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1031/LN1565/PF164486 STM32F103RC] genannt werden. Die Seite von ST beinhaltet alle nötigen Informationen passend zu diesem Prozessor.

Diese Dokumente von ST beschreiben den Controller:

* Im [http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/datasheet/CD00191185.pdf STM32F103xC/D/E Datasheet] sind die speziellen Eigenschaften einer bestimmten Modellreihe beschrieben und die exakten Daten und Pinouts aufgeführt, sowie die Zuordnung Chipname - Flash/RAM-Größe. Die Peripheriemodule werden nur aufgeführt, nicht detailliert beschrieben.
* Im [http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/reference_manual/CD00171190.pdf Reference Manual (RM0008)] sind alle Peripheriemodule der jeweiligen STM32-Controllerfamilie im Detail beschrieben.
* Das [http://infocenter.arm.com/help/index.jsp?topic=/com.arm.doc.ddi0403c/index.html ARMv7M Architecture Reference Manual] beschreibt detailliert den Prozessorkern, wie das Exception Model, die CPU Instruktionen inklusive Encoding, etc.
* Das [http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/programming_manual/CD00228163.pdf STM32 Cortex-M3 Programming Manual] ist eine Zusammenfassung des ARMv7M Architecture Reference Manual bezogen auf die STM32.
* Wer nicht die ST Firmware-Library verwendet, der benötigt zusätzlich das [http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/programming_manual/CD00283419.pdf Flash Programming Manual] für die Betriebsart des Flash-ROMs, d.h. die frequenzabhängige Konfiguration der Waitstates.

Zusätzlich sollten auch die [http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/errata_sheet/CD00197763.pdf Errata Sheets] beachtet werden. Empfohlen sei auch die Appnote "[http://www.st.com/web/en/resource/technical/document/application_note/CD00164185.pdf AN2586 Getting started with STM32F10xxx hardware development]".
Die jeweiligen Dokumentations-PDFs sind auf der Produktseite von ST eines jeden Mikrocontrollers verlinkt.

== Hardware Zugriffs-Libraries ==
=== CMSIS ===

Die CMSIS (ARM® '''C'''ortex™ '''M'''icrocontroller '''S'''oftware '''I'''nterface '''S'''tandard) ist eine Library von ARM für den Zugriff auf die herstellerübergreifenden Funktionen des ARM-Cores. Hierzu gehört bei den Cortex-M4F-Cores auch die DSP und Floating-Point Funktionalität. Weiterhin existieren eine Zahl von Helferfunktionen für den NVIC, den Sys-Tick-Counter, sowie eine SystemInit-Funktion, welche sich um die PLL kümmert.

Im Rahmen des CMSIS-Standards ([http://www.onARM.com www.onARM.com]) wurden die Headerdateien standardisiert, der Zugriff auf die Register erfolgt per '''Peripheral->Register'''. Die CMSIS C-Dateien bzw. Header enthalten auch Anpassungen für die verschiedenen Compiler. Die Portierung eines Real-Time-Betriebsystems sollte unter Verwendung der CMSIS, für Chips der verschiedenen Hersteller, stark vereinfacht möglich sein (z.B. einheitliche Adressen für Core-Hardware/Sys-Tick-Counter).

Die CMSIS ist im Download der ‎STM32 Standard Peripheral Library enthalten. Die Compiler-Hersteller liefern eine jeweils zur ihrer Tool-Version passende bzw. geprüfte Library (incl. CMSIS) aus. Diese Libs können, gegenüber den Downloads beim Chip-Hersteller, auch ältere Version beinhalten.

=== ‎STM32 Standard Peripheral Library ===

ST bietet für jede Controller-Familie eine umfangreiche zur CMSIS passende Peripherie-Bibliothek. Alle Funktionen um die Peripherie zu benutzen sind gekapselt in einfache Strukturen und Funktionsaufrufe. Somit muss man sich nicht selbst um die Peripherie-Register kümmern. Diese Library und ihre Dokumentation setzen das grundlegende Verständnis der Funktion des jeweiligen Peripheriemoduls voraus, wie es die o.a. Referenz und diverse Appnotes vermitteln. Die Library beinhaltet außerdem für fast jede Peripherie mehrere Beispiele.
Für die USB Schnittstelle gibt es noch eine extra Library, genauso wie für Ethernet.

Auf der "Design Resources" Seite der Produktseite von ST eines jeden STM32 Mikrocontrollers kann die Library für den jeweiligen Controller heruntergeladen werden, z.B. [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/PF257890 hier] für den o.g. STM32F103RC.

Library für STM32F4xx: [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/PF257901# STSW-STM32065 STM32F4 DSP and standard peripherals library]

== Programmierung ==
Zur Programmierung der STM32 gibt es verschiedene Möglichkeiten, sowohl kommerzielle proprietäre als auch mit Freier Software.

Der GCC (in seinen verschiedenen Binärdistributionen) ist der einzige ARM Compiler der [http://de.wikipedia.org/wiki/C%2B%2B11 C++11] unterstützt.

=== Freie Software/Freeware ===
==== Selber zusammenstellen ====
Man nehme...:
* Eine Entwicklungsumgebung nach Wahl:
** [http://www.eclipse.org Eclipse] mit [http://www.eclipse.org/cdt/ C/C++ Development Tooling] und [http://gnuarmeclipse.livius.net/blog/ GNU ARM Plug-in] (Bei Verwendung vom GCC-ARM-Embedded als Toolchain "Sourcery G++ Lite" auswählen, dieser sieht für eclipse gleich aus) (Linux, Windows)
** [http://netbeans.org/ Netbeans] mit [http://plugins.netbeans.org/plugin/37426/gdbserver GDBserver-Plugin] (Linux, Windows)
** [http://www.kdevelop.org/ KDevelop] (Linux)
** [http://www.geany.org/ Geany] (Linux, Windows)
** Oder ein einfacher Texteditor
* Einen C,C++ Compiler:
** Eine der [[ARM_GCC#GCC_Bin.C3.A4rdistributionen|GCC-Binärdistributionen]], siehe auch [[#GCC|GCC]] (je nach Distribution Linux, Windows)
* Programmiersoftware zum Flashen des Target:
** [http://openocd.sourceforge.net/ OpenOCD] unterstützt viele Debug/Programmier-Adapter (Linux, Windows)
** [https://github.com/texane/stlink Texane stlink] funktioniert gut mit den ST-Link Adaptern wie sie zB. auf den STM32 Discovery Boards zu finden sind (Linux)
** Turtelizer2 oder andere JTAG Programmieradapter
** Bei Verwendung eines Segger J-Link, den [http://www.segger.com/admin/uploads/productDocs/UM08005_JLinkGDBServer.pdf Segger GDB-Server] in Verbindung mit dem beim GCC mitgelieferten GDB (Linux, Windows)

==== Komplette IDE's ====
* [http://www.codesourcery.com/sgpp/lite_edition.html Codesourcery Lite Edition]
* [http://www.coocox.org/ Coocox Eclipse IDE] kostenlose IDE für STM32F0 / F1 / F4 Hilfreiche Infos gibt es im [http://www.mikrocontroller.net/topic/214719?goto=new#2228482 hier] und [http://www.mikrocontroller.net/topic/214719?goto=new#2229943 hier] Forum, Artikel: [[STM32 CooCox Installation]]
* [http://emide.org/ emIDE] kostenlose IDE die mit dem Segger J-LINK funktioniert.
* [http://www.emblocks.org EmBlocks] kostenlose IDE, Code::Blocks basiert, unterstützt STM32 L1/F0/F1/F2/F3/F4/W, integrierter GDB Debugger, Jlink/ST-Link, System view (Peripherie Register anzeigen) beim Debuggen, Project Wizzard

=== Kommerzielle Umgebungen ===

* [http://www.keil.com/arm/mdk.asp Keil µVision] (Demo max. 32KB Code): Die sehr komfortable µVison IDE ist neben dem ARM Compiler per Menue auch für einen beliebigen GNU-Compiler konfigurierbar. Damit besteht das 32k-Limit nur noch für den integrierten Debugger / Simulator. µVison selbst kann kostenlos mit dem MDK-Evaluationkit heruntergeladen werden. [https://www.keil.com/arm/demo/eval/arm.htm#DOWNLOAD download]
* [http://www.iar.com/en/Products/IAR-Embedded-Workbench/ IAR-Embedded-Workbench] (Demo max. 32KB Code) [http://supp.iar.com/Download/SW/?item=EWARM-EVAL download]
* [http://www.isystem.com/products/itag winIDEAiTag] Keine Code Limitierung, GCC und Testwerkzeug beinhaltet. Läuft mit dem iTag Adapter.
* [http://www.raisonance.com Raisonance Ride7] (GCC Compiler, kostenlose Version auf Debugging von max. 32KB Code limitiert, keine Limitierung beim Complilieren)
* [http://www.atollic.com Atollic] (Lite Version (bis V2.3.0) ohne Code-Limit, auf GCC basierend. Die neueste Version ab V3 hat fast keine Beschränkungen mehr außer jetzt einen Code-Limit von 32kB. Außerdem werden jetzt die meisten ARM Familien unterstützt. )
* [http://www.rowley.co.uk/arm/ Rowley Crossworks] (Demo 30 Tage unbeschränkt, 150$ für nichtkommerzielle Nutzung, auf GCC basierend)
* [http://www.code-red-tech.com Code Red] (GCC basierend)
* [http://www.sisy.de/index.php?id=17&no_cache=1 SiSy ARM oder SiSy Micrcontroller++] (Demo verfügbar keine Gößenbegrenzung, basiert auf GNU-Compiler, grafische Programmierung mit UML möglich, integrierter Debugger)
* [http://www.comsytec.eu/epsdebugger.php EPS Debugger Plugin, für STM32 Development mit Code::Blocks]

=== Tutorials für diverse Tool-Kombinationen ===
[[STM32 Eclipse Installation|Windows,Linux, Eclipse + Yagarto/CodeSourcery + OpenOCD/ST-Link]]

* Windows
** Eclipse
*** [http://www.mikrocontroller.net/topic/216554 Windows, Eclipse, codesourcery, st-link ]
*** [http://www.firefly-power.de/ARM/debugging.html Eclipse Plugin "GDB Hardware Debugging" mit OpenOCD]
** Code::Blocks
*** [http://www.mikrocontroller.net/topic/265600 Windows, Code::Blocks, STM32F4]
** STM32 mit EmBlocks
*** [http://www.emblocks.org/web/downloads-main Download EmBlocks]
*** [https://www.youtube.com/watch?v=coHPJylnzC8 Video STM32 Project Wizzard in EmBlocks]
** Atollic TrueSTUDIO
*** [[STM32 LEDBlinken AtollicTrueStudio|Atollic TrueSTUDIO Installation + Demo]]
** MDK-ARM Lite mit Einstellungen für STM32F0/F4-Discovery Board
*** [https://www.keil.com/demo/eval/arm.htm KEIL MDK-ARM Download]
*** [https://www.youtube.com/watch?v=RXOOxby5nns&list=PL6-W3FoUyb48WFI5PQv3SDJj2G1t2FonV&index=1 Installations Video STM32F4 Discovery Board]
*** [https://www.youtube.com/watch?annotation_id=annotation_203294&feature=iv&index=4&list=PL6-W3FoUyb48WFI5PQv3SDJj2G1t2FonV&src_vid=sN4gDZ7H8gw&v=BeZcQjXxk9A Einstellungen STM32F0 Discovery Board Video]
** SiSy ARM, STM32
*** Download: [http://www.sisy.de/index.php?id=59 SiSy DEMO] kein Begrenzung der Codegröße
*** [http://www.youtube.com/watch?v=84Y3jYLWYpo Videobeispiel]
* Ubuntu
** [http://www.seng.de/downloads/HowTo_ToolChain_STM32_Ubuntu.pdf Ubuntu, eclipse, Code Sourcery, OpenOCD] ([http://www.seng.de/downloads/HowTo_ToolChain_STM32_Ubuntu.odt Das Gleiche im bearbeitbaren ODT-Format])
** [http://fun-tech.se/stm32/index.php Ubuntu, Selbstcompilierter GCC, STM32/Cortex-M3]
** [http://thetoolchain.com The ToolChain] - Automatisch installierende Entwicklungsumgebung mit eigenen und externen Treibern, Unterstützt QtCreator als IDE, Flexibel erweiterbar über Shellskripte

* [http://www.mikrocontroller.net/topic/214719 Tipps für Installation mit Eclipse]

===Programmieradapter===
* [http://www.segger.com/jlink-model-overview.html SEGGER J-LINK / J-TRACE] für u.a. alle ARM7/9/11, Cortex-M0/M1/M3/M4/A5/A8/A9/R4 als [http://www.segger.com/cms/j-link-edu.html NonComercial] J-LINK-EDU für ca. 60,- zu haben, läuft in µVision, IAR, GDB (Linux & Windows über einen eigenen [http://www.segger.com/admin/uploads/productDocs/UM08005_JLinkGDBServer.pdf GDB-Server]), Keil, ...
* Keil [http://www.keil.com/ulinkme/ ULINK-ME], [http://www.keil.com/arm/ulink2/ ULINK2], [http://www.keil.com/arm/ulinkpro/ ULINK pro]
* [http://www.st.com/internet/evalboard/product/219866.jsp ST-LINK], [http://www.st.com/internet/evalboard/product/251168.jsp ST-LINK/V2]
* Jedes STM32 Discovery board hat einen ST-Link für Programmierung/Debugging per SWD on-board, welcher auch für eigene STM32 Target Hardware benutzt werden kann (ca. 12,- bis 19,-€, je nach Typ).
* [http://www.raisonance.com/~rlink-debugger-programmer__microcontrollers__tool~tool__T018:4cn9ziz4bnx6.html Raisonance RLink]
* [http://www.amontec.com Amontec]
* [http://www.hjtag.com H-JTAG] Personal Edition für ca. 60,- zu haben, läuft mit ADS, SDT, IAR, Vision und RVDS
* [http://www.isystem.com/products/itag iTag] für 50.- bei Amazon zu bestellen, oder als Eigenbau version (offenes Design) läuft mit der freien winIDEAiTag version (siehe oben)

In der Regel haben die [[JTAG]] Adapter einen 20-Poligen Stecker, den man direkt auf die Demo-Boards, die auch einen 20-Poligen [[JTAG]]-Anschluss haben, einstecken kann. Die Pinbelegung ist genormt, siehe Artikel [[JTAG]]. Die Discovery-Boards haben keinen seperaten JTAG-Stecker, aber zumindest für das STM32F4 Discovery kann man sich leicht einen Adapter Pinheader->JTAG Stecker selber bauen.

Andere [[JTAG]] Adapter wie z.B. der ULink von Keil funktionieren nur mit dem Keil Compiler.

===Programmieradapter Open-Source===

* [https://www.olimex.com/Products/ARM/JTAG/ARM-JTAG-COOCOX/ ARM-JTAG-COOCOX], CoLinkEX Nachbau von Olimex, unterstützt JTAG sowie SWD
** [http://www.coocox.org/colinkEx.htm unterstützte uC]
** unterstütze IDEs: [http://www.keil.com/arm/mdk.asp Keil MDK-ARM 4.03] oder neuer, [http://www.iar.com/en/Products/IAR-Embedded-Workbench/ IAR Embedded Workbench 5.xx] oder neuer sowie die [http://www.coocox.org/CooCox_CoIDE.htm CooCox CoIDE]
* [https://www.olimex.com/Products/ARM/JTAG/ Olimex] ARM-USB-OCD (ca. 60.-, hat zusätzlich einen Spannungsausgen und einen COM Port)
* [http://www.oocdlink.com/ OOCDLink]
* [https://github.com/texane/stlink Stlink]
* [http://www.randomprojects.org/wiki/Floss-JTAG FLOSS-JTAG]
* [http://capitanio.org/mlink/ Linux Demo Code für die Discovery's ST-Link Programmierung]

Der Controller hat auch einen fest eingebauten Boot-Lader. Damit läßt er sich auch über eine gewöhnliche serielle Schnittstelle programmieren, ohne dass man einen JTAG-Adapter benötigt. Dies erfordert ggf. entsprechende Konfiguration über die BOOTx-Pins und/oder die Option-Bytes.

=== Demo-Projekte ===

* Einführung in die GPIO Programmierung der STM32F10x und STM32F30x Prozessoren am Beispiel des STM32F3 Discovery Boards und Vergleich zur AVR IO Registerstruktur [http://www.mikrocontroller.net/topic/300472#new]
* [[prog_bsp_timer_1_timer2|Programmbeispiel für die Verwendung von Timer2 zusammen mit dem Interrupt]]
* [http://www.firefly-power.de/ARM/printf.html Printf() debugging mit minimalem Aufwand]
* [[STM32_BLDC_Control_with_HALL_Sensor|Programmbeispiel für BLDC Motoransteuerung (Timer 1) mit HALLSensor (Timer 3)]]
* [[Cortex_M3_OCM3U]]
* Martin Thomas hat ein umfangreiches Projekt erstellt, in der die Eclipse Einstellungen enthalten sind:
** [http://www.siwawi.arubi.uni-kl.de/avr_projects/arm_projects/arm_memcards/index.html "ChaN's FAT-Module with STM32 SPI"]
* [[STM32 USB-FS-Device Lib]]
* Modellbau-Sender auf STM32-Basis mit vielen Treibern [http://www.rcos.eu www.rcos.eu]
* Ausführliches [https://github.com/jkerdels/stm32edu Einstiegs-Tutorial] in Codeform für das [http://www.st.com/internet/evalboard/product/252419.jsp STM32F4 discovery board]
* [http://www.redacom.ch/keillab/ Schweizer Gondelbahnsteuerung über Webserver auf ETT STM32F ARM KIT Board in Keil RTOS] mit Webcam
* Die [http://ethernut.svn.sourceforge.net/viewvc/ethernut/trunk/ Ethernut SVN Version] unterstützt inzwischen viele STM32 Typen, viele Devices und einige STM32 Demoboards
* [http://mikrocontroller.bplaced.net/wordpress/?page_id=744 Komplette-Library-Liste (STM32F4)]

== Debug- und Trace-Interface (CoreSight™ Debug and Trace Technologie)==

Übersicht über beide Funktionalitäten und den Schnittstellen:
http://www.keil.com/support/man/docs/ulink2/ulink2_cs_core_sight.htm

Die Coresight-Debug-Architektur ermöglicht ein nicht-invasives Debugging, d.h. es können während des Betriebes (meistens) ohne Beeinflussung des Prozessors Daten vom Speicher gelesen und in selbigen geschrieben werden.

=== Debugger Funktionen ===

Der Debugger-Teil besitzt drei Funktionen:
* Run Control: z.B. Programm-Start, Stopp und Einzel-Schritte.
* (Program) Break Points: Ein Programm hält an, wenn der Programm Counter eine bestimmte Programm-Adresse erreicht.
** Die maximale Anzahl der gleichzeitig möglichen Break Points ist begrenzt (z.B. 6 bei einem STM32).
** Die Anzahl der Break Points ist nahezu unbegrenzt, wenn ein Debugger über den Memory Access (s.u.) sogenannte Flash Break Points unterstützt. Dabei wird ein geladenes Programm im Flash umprogrammiert, um den Debugger anzuhalten. Diese Funktionalität ist meistens ein kostenpflichtiges Zusatz-Feature des Debugger-Herstellers.
** Beinhaltet keine Data Watch Funktionalität, welche im Trace-Teil (DWT) realisiert wird.
* Memory Access: Lesen und Schreiben von Speicheradressen.
** Diese Funktionalität beinhaltet keine direkte Flash-Programmierung. Der Programmiervorgang für einen Flash ist herstellerspezifisch und muss von dem verwendeten Debugger unterstützt werden.

=== Trace Funktionen ===
Die Trace-Funktionalität wird in drei Funktionen aufgeteilt:
* ETM (Embedded Trace Macrocell): Optional, nicht jede CPU besitzt diese Hardware (Kostenfaktor, Austattung).
* ITM (Instrumentation Trace Macrocell): Über diesen Kanal kann ein vereinfachtes Trace des Core ermöglicht werden, sowie "printf-ähnlich" Daten über den ITM Channel 0 geschickt und im Debugger ausgegeben werden.
* DWT (Data Watchpoint & Trace Unit):
** Data Watch: 4 Access-Break-Points ( z.B. der Debugger bleibt stehen, wenn das Programm auf einen Speicher zugreift oder der Wert einer Variablen einen bestimmten Wert annimmt).
** Trace Unit: Programmverlauf (durch Lesen des Program Counters) und Interrupt Aufrufe verfolgen, sowie Zeitmessungen.

Einige der Trace-Funktionalitäten können über die JTAG-Schnittstelle angesprochen werden. Die schnelle Trace-Funktionalität (mit 4 bit Parallel-Port) steht nur mit der erweiterten DEBUG + ETM Schnittstelle zur Verfügung. Im Gegensatz zum Debugger-Teil (Run Control, Break Points und Memory Access) werden Trace-Funktionen nicht von allen Debuggern unterstützt. Debugger mit der vollen Trace-Funktionalität kosten deutlich mehr.

* Beispiele für Trace-Port-Aktivierungen für verschiedene Hersteller: http://www.keil.com/support/man/docs/jlink/jlink_capture_tracedata.htm

Die Aktivierung des parallelen Trace-Ports erfordert, je nach CPU Hersteller, zusätzliche Debugger-Makros für die Aktivierung und Port-Freischaltung. Zusätzlich sind die Schnittstellenauswahl und Einstellung (Frequenzen) im Entwicklungs-Tool (IDE) wichtig, um erfolgreich den Programm-Verlauf "tracen" zu können.

=== Debug und Trace-Schnittstellen ===
Als Debug Interface stehen zwei Varianten zur Auswahl:
* [[JTAG]]: Dafür sind mindestens 6 Steuerleitungen nötig. Unterstützt Device Chaining: Mehrere verbundene Geräte können mit einem Debugger/Programmer gleichzeitig angesteuert werden.
* SWD (Serial Wire Debug): Hier mindestens 2 Steuerleitungen (3 mit SWO, zzgl GND und 3,3V). Die SWD Schnittstelle ist in der Regel schneller und kann auch Funktionen aus dem Trace-Teil beinhalten (z.B. ITM, dafür wird der SWO-Pin benötigt). Device Chaining ist mit dieser Schnittstelle nicht möglich.

Standard-JTAG Steckerbelegungen:
http://www.keil.com/support/man/docs/ulink2/ulink2_hw_connectors.htm

=== Der 10polige JTAG-Stecker von mmvisual ===
mmvisual hat mit dieser Steckerbelegung die Standard JTAG Schnittstelle erweitert:

Ich habe diesen Part in den Artikel [http://www.mikrocontroller.net/articles/JTAG#Der_10-polige_JTAG_Stecker_von_mmvisual JTAG] verschoben.
Hinzu gekommen ist die Adapterplatine 10-Polig auf Standard JTAG 20 Polig mit TTL/V24 Wandler. [http://www.mikrocontroller.net/articles/JTAG#Die_Adapterplatine Siehe hier.]

== Hardware-Beschaltung ==

Der STM32 benötigt für den Betrieb nur (Minimalbeschaltung):

* VCC 2..3,3V (je nach Typ)
* AVCC 2..3,3V (sehr wichtig, der STM32 lässt sich ohne diese Spannung nicht programmieren)
* GND
* Reset Pin 100nF nach GND (ein Pull-Up Widerstand von ca. 40k ist intern vorhanden)
* [[#Bootmodi|Boot-Pins]]

ansonsten nur ein paar einzelne Cs 100nF an VCC/GND.

Um Programmieren zu können wird entweder noch die serielle Schnittstelle (Programmieren über den vorprogrammierten Bootloader) oder JTAG oder die SWD Schnittstelle benötigt.

=== Bootmodi ===
Unterschiedliche Bootmodi lassen sich mittels der PINs BOOT0 und BOOT1 auswählen . Siehe Application Note [https://my.st.com/public/STe2ecommunities/mcu/Lists/cortex_mx_stm32/Attachments/18225/AN2606.pdf AN2606]. Ausser F1 besitzen neuere Familien ein SYSCFG_MEMR Register. In dieses Register kann man die gewünschten Boot0/1 Werte schreiben und nach einem Core-Reset (!= System_Reset) startet der Prozessor im gewünschten Mode. Eine Neu- bzw. Deinitialisierung der Peripherie empfiehlt sich!

==== Boot from FLASH ====
Startadresse wird von 0x08000004 geladen
BOOT0 Lo
BOOT1 X

==== Boot from SRAM ====
PC Startadresse wird an 0x200001E0 direkt angesprungen.
BOOT0 Hi
BOOT1 Hi
Da der interne FLASH der stm32f1x laut Datenblatt nur für 1000 Schreibvorgänge ausgelegt ist, kann mittels BOOT0 (High) und BOOT1 (High) auch aus dem zuvor mit dem Debugger (JTAG/SWD) beschriebenen SRAM booten.
Hierbei gilt zu beachten:
VTOR auf die NVIC Tabelle im SRAM vor dem auslösen des ersten Interrupts remappen.

Um ein vergleichbares Startverhalten zum FLASH zu erreichen, empfiehlt es sich,
0xF1E0F85F an 0x200001E0 zu schreiben. Diese implizite Ausführung von "ldr.w pc,
[pc, #-0x01E0]" beim Start erzwingt ein laden der Startadresse von 0x20000004.

==== Boot from SYSMEM (RS232, CAN und USB) ====
PC Startadresse wird von 0x1FFFF004 geladen
BOOT0 Hi
BOOT1 Lo
Auch ohne JTAG lässt sich ein STM32 programmieren (Bootloader-Aktivierung). Dabei stehen, je nach CPU-Typ, verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung:
* RS-232 (bisher alle STMs)
* USB (nur in bestimmten MCUs mit entsprechender Bootloader-Version und PIN-Anzahl, z.B. STM32F105/107)
* CAN (wie USB nur in bestimmten MCUs)

3 zusätzliche Verbindungen müssen auf dem Board gepatcht werden. Für einen Test geht es auch mit Tastern für RESET und BOOT0. 
RESET=RTS (L-aktiv) 
BOOT0=DTR (H-aktiv) 
BOOT1=LOW 

Details sind hier im Forum: [http://www.mikrocontroller.net/topic/141711 STM32 Programmiertool]

== Bewertung ==
=== Vorteile ===

'''Vorteile gegenüber ARM7:'''

* Interrupt-Controller jetzt Teil des Prozessors (als Core Peripheral), die Vector Table ist jetzt eine echte Vektortabelle, keine Sprungliste wie bei ARM7. Durch Automatismen zwischen Core und NVIC (auto register save r0..r3, lr, sp, pc) bei Interrupt Entry wird eine deutlich schnellere Ausführungszeit bei Interrupts erreicht. Der Interrupt Code muss sich nicht mehr selbst um die Sicherung der o.g. Register kümmern und eine besondere Konfiguration der Handler im Compiler entfällt. Sind vor Beendigung einer ISR (d.h. Rücksprung zum User Code) weitere Interrupts pending, so werden diese ausgeführt, ohne dass eine komplette pop-push-sequenz der Register notwendig ist. Schön beschrieben ist es hier im [http://www.st.com/mcu/files/mcu/1221142709.pdf Insider's Guide] unter 2.4.5 / Seite 20.
* Thumb-2 Befehlssatz, deutlich schneller als Thumb-1 und ebenso kompakt
* Weniger Pins für Debugging benötigt durch SWD
* Mehr Hardware Breakpoints machen debuggen einfacher
* Software ist einfacher weil die Umschaltung zwischen ARM Mode und Thumb Mode wegfällt

'''Vorteile gegenüber LPC1700 und LPC1300:'''

* Flexiblere Gehäuseformen mit mehr Peripherie bei kleinen Gehäusen
* FW-Lib für alle STM32 gleich, alle AppNotes/Demos beziehen sich auf diese eine FW-Lib was die Entwicklung der eigenen Applikation sehr beschleunigt.
* Genauerer und flexiblerer ADC, insbesondere gegenüber LPC1300
* Flexiblere Varianten der Peripherie >> bei weniger einen deutlichen Preisvorteil
* ab 0,85 EUR (Stand 2010) Allerdings gibts den LPC1100 mit Cortex-M0 schon ab 0,65 $!

'''Vorteile gegenüber SAM3/4:'''

* Fast alle Pins sind 5-Volt tolerant.

'''Vorteile gegenüber anderen "Kleinen" wie z.B. PIC, Atmel usw.'''
* nahezu gleicher Preis bei Hobby Anwendungen
* 32 Bit ohne Umwege in Assembler rechenbar
* Schnelle direkte Offset-Adressierung ermöglich effizienten Zugriff auf Stack-Variablen, lokal gespeicherte Flash-Konstanten, struct/Array-Elemente
* Einfache einheitliche Adressierung des gesamten Adressraums, d.h. Pointer auf Peripherieregister, RAM & Flash können exakt gleich behandelt werden, keinerlei Banking/Umschalt-Mechanismen erforderlich auch bei großem Flash/RAM
* Interrupt-Prioritäten und Prioritätsgruppen
* Effiziente Pointerarithmetik da Registerbreite=Adressbreite
* bessere Peripherie wie USB, Ethernet, Vielzahl an Timern
* der ARM-Core hat eine höhere Taktfrequenz und kann gleichzeitig mehr in weniger Takten berechnen
* Hardware-Division, bei einigen FPU zur effizienten float-Berechnung
* Mit größerem Flash/RAM verfügbar
* Code kann direkt aus dem RAM ausgeführt werden, Speicherschutz und privilegierter Ausführungsmodus können "Kernel"- vor "Anwendungs"-Code schützen, somit wird das dynamische Nachladen von Anwendungen aus externem Speicher effizient & sicher möglich
* ... und weitere 1000 Punkte ...

=== Nachteile ===

'''Nachteil gegenüber LPC1700:'''
* STM32F1xx: nur 72 MHz statt 100 MHz (LPC1759: 120 MHz) Taktfrequenz; STM32F2xx hat diesen Nachteil nicht (ebenfalls 120MHz, STM32F4xx mit 180MHz)
* Der LPC1700 besitzt deutlich mehr Mechanismen, um die Auswirkung der Waitstates des Flash-ROMs auf Code- und Datenzugriffe zu reduzieren und das bedeutet mehr Performance bei gleicher Taktfrequenz. Beim STM32F2 entfällt dieser Nachteil wohl aufgrund des ART Accelerators.
* Alle LPC1xxx haben 32 Bit Timer. Bei den STM32 haben das nur die STM32F2xx (2 Stück)
* I2S Einheit von ST hat keinen FIFO und im 24/32Bit Modus müssen 2x16Bit Halbwörter übertragen werden. Wobei allgemein bei neuen ARM Prozessoren die vorhandenen DMA-Kanäle (basierend auf eigenen BUS-Kanälen und Speicherzugriffen) FIFO in beliebiger Größe bedeutet.

'''Nachteil für Hobby-Anwender'''

* Nicht direkt "Steckbrettauglich", da kein DIL Gehäuse verfügbar. Der ebay-Shop dipmicro führt jedoch sehr günstige Lötadapter für Umsetzung von LQFP48 auf DIP48. QFP64 in 0.5mm Pinabstand und nicht 0.8mm wie AVR

* Viel Peripherie, Clocks müssen alle richtig eingestellt werden, ggf. Anpassung des Startup Codes usw.
** => Daher nicht besonders gut für Mikrcontroller Anfänger/Einsteiger geeignet.

'''

== Errata, Tipps und Tricks ==
=== Hardware ===
* AD-Wandler PA0: Im Errata steht, dass hier Fehler in der Wandlung entstehen könnten, also einen anderen Pin verwenden.
* CAN-Bus PD0/PD1: Remap geht erst ab der 100-Pin-Version. Steht im RM0008 unter 9.3.3.: "CAN1 alternate function remapping". Alle Infos von RM0008 9.3.x sind interessant
* CAN und USB sind bei der F1 Serie nur bei der "◦Connectivity-Line" gleichzeitig nutzbar. Siehe Datenblätter.
* Mit internem RC-Oszillator kann die CPU mit maximal 64MHz betrieben werden. Mit einem externen Quarz sind dann 72MHz möglich.
* Für USB Betrieb muss die CPU mit 48MHz oder 72MHz betrieben werden (bei STM32F1xx).
* Der Idle Interrupt vom Usart wird zwar ausgelöst, aber nicht vom entsprechenden Statusflag angezeigt
* Der DMA fängt beim aktivieren immer von vorn an zu zählen, auch wenn er nur kurz angehalten wurde
* STM32F2xx hat kein Flash Size Register, bei STM32F4xx ist zwar ein flash Size Register beschrieben, kollidiert aber in der Adresse mit einem anderen Register
* Derivate mit internem EEPROM und nur einer Speicherbank haben das "Feature" bei write/erase des Data-Flashes (EEPROM) einen kompletten stall der code execution zu verursachen (inkl. ISR's, DMA). Desgleichen bei write/erase des internen Flash (ISP-routinen, EEPROM-Emulation).
* Der I2C hat diverse Fehler, welche im Errata des jeweiligen Modells (z.B. [http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/errata_sheet/CD00238166.pdf STM32F105xx and STM32F107xx Errata sheet] ) zu finden sind. Workarounds hierzu finden sich in der Application Note [http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/application_note/CD00209826.pdf AN2824]. Am Besten benutzt man jedoch die I2C Communication peripheral application library (CPAL) von ST ([http://www.st.com/web/catalog/tools/FM147/CL1794/SC961/SS1743/PF258336 STSW-STM32127])
* [http://blog.frankvh.com/category/stm32/ weitere undokummentierte Features]
* Interrupt-Flags in Statusregistern der diversen Peripherals wie der Timer müssen zu '''Beginn''' (bzw. möglichst weit vor dem Return) der ISR zurückgesetzt werden, da die ISR sonst eventuell 2x ausgeführt wird ([http://www.mikrocontroller.net/topic/312393#new Siehe Forum]).

=== Software ===
==== GCC ====
Um den GCC direkt zu verwenden (zB. mit selbstgebautem makefile), falls man das nicht von einer Entwicklungsumgebung machen lässt, siehe zunächst [[ARM GCC]]. STM32-spezifisches ist:
* Wird die [[#.E2.80.8ESTM32_Standard_Peripheral_Library|STM32 Standard Peripheral Library]] und ein Quarz verwendet, so muss noch per Präprozessor-Definition die Frequenz des Quarzes angegeben werden mittels z.B. -DHSE_VALUE=8000000 für 8MHz (wie auf dem STM32F4 Discovery).

===== Startupcode & Linkerscript =====
* Damit der compilierte Code an den richtigen Stellen im Controller landet (d.h. dem Flash) muss man dem Linker ein Linkerscript mitgeben. Dies geht per "-T ''pfad_zum_linkerscript.ld''" an den Linker-Befehl. Im Archiv der [[#.E2.80.8ESTM32_Standard_Peripheral_Library|STM32 Standard Peripheral Library]] befindet sich ein Beispiel-Linkerscript für die Atollic TrueSTUDIO IDE, dieses kann direkt mit dem GCC verwendet werden. Beispielsweise für den STM32F4 befindet sich das Script im Pfad "/STM32F4xx_DSP_StdPeriph_Lib_V1.1.0/Project/STM32F4xx_StdPeriph_Templates/TrueSTUDIO/STM324x7I_EVAL/stm32_flash.ld" des Archives.
* Damit beim Starten die richtigen Initialisierungen vorgenommen werden (wie globale Variablen und bei C++ Konstruktoren globaler Objekt-Instanzen) muss als erstes ein Startupcode laufen, der dann die main()-Funktion aufruft. Der Startupcode ist meistens in Assembler geschrieben, C-Code ist aber auch möglich. Im Archiv der [[#.E2.80.8ESTM32_Standard_Peripheral_Library|STM32 Standard Peripheral Library]] befindet sich ein Beispiel-Startupcode für die Atollic TrueSTUDIO IDE, dieser kann direkt mit dem GCC verwendet werden. Beispielsweise für den STM32F4 befindet sich der Code in Assemblerform im Pfad "/STM32F4xx_DSP_StdPeriph_Lib_V1.1.0/Libraries/CMSIS/Device/ST/STM32F4xx/Source/Templates/TrueSTUDIO/startup_stm32f40xx.s" des Archives. Der Assemblercode kann per arm-none-eabi-as (Flags s.o.) assemblisiert werden, die resultierende .o -Datei normal mitgelinkt.

Zusammen bieten die beiden Dateien der Anwendung ein Standard-C-Interface, d.h. man kann wie gewohnt globale Variablen verwenden und seinen Code in die main()-Funktion schreiben.

=== Tipps für Umsteiger von Atmel/PIC/8051 ===
* Prozessortakt hat unterschiedliche Taktquellen und eine PLL.
* Alle Peripheriemodule haben einen extra Clock, den man aktivieren muss.
* Wenn man z.B. einen UART benutzen möchte, so muss man den Clock vom UART, Alternate Function IO (AFIO) und dem GPIO-Port aktivieren.
* Ansonsten hat man nahezu doppelt so viele Möglichkeiten in den Peripheriemodulen.
* Interrupt-Flags müssen in der ISR selber gelöscht werden
* Forum zu [http://www.mikrocontroller.net/topic/175888 Interrupts vs. Events]

=== Errata vom STM32F4xx die nicht im Errata von ST stehen ===
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/267439#2788478 Aktivieren von DMA], wenn mehr als 3 DMA Kanäle aktiviert werden, kann es sein dass die nicht alle korrekt bedient werden. Auch klappt der DMA mit dem FSMC nicht immer zuverlässig. [https://my.st.com/public/STe2ecommunities/mcu/Lists/cortex_mx_stm32/Flat.aspx?RootFolder=%2Fpublic%2FSTe2ecommunities%2Fmcu%2FLists%2Fcortex_mx_stm32%2FWarning%20limit%20simultaneous%20DMAs%20to%202&FolderCTID=0x01200200770978C69A1141439FE559EB459D7580009C4E14902C3CDE46A77F0FFD06506F5B&currentviews=811 siehe hier] [http://blog.frankvh.com/2012/01/13/stm32f2xx-stm32f4xx-dma-maximum-transactions/ und hier]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/260637#2700761 Nerviger Bug in "stm32f4xx.h"] Änderung Struktur GPIO_TypeDef
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/261690#2714754 Batterie wird leer gezogen], nur bei manchen Chips mit Rev. A
* [http://www.efton.sk/STM32/STM32F4xx_doc_errors.txt Liste von Dokumentations-Fehlern]

== Bezugsquellen ==

=== Controller ===

Versandhäuser für Privatpersonen
* [http://www.reichelt.de/STM-Controller/2/index.html?;ACTION=2;LA=2;GROUPID=2950; Reichelt]
* [http://darisusgmbh.de/shop/index.php?cat=c2692_ARM-Cortex.html Darisus]
* [http://www.hbe-shop.de HBE (Farnell Programm für Private)]
* [http://www.sander-electronic.de/be00069.html Sander]
* [http://www.tme.eu/de/katalog/index.phtml#cleanParameters%3D1%26search%3DSTM32F10%26bf_szukaj%3D+ TME]
* [http://teske-electronics.de/index.php?cPath=3_9_53 Teske electronics]
* [http://de.rs-online.com/web/c/halbleiter/prozessoren-und-mikrocontroller/mikrocontroller/?sort-by=default&sort-order=default&applied-dimensions=4294417325&lastAttributeSelectedBlock=4294425895 RS-Online]

Gewerblich liefern natürlich viele wie EBV, Mouser, Farnell, Digikey usw...

=== Evaluation Boards ===

* [http://shop.embedded-projects.net/index.php?module=artikel&action=gruppe&id=14 Im Shop von Embedded Projects]
* [http://www.watterott.com/de/Boards-Kits/ARM/ARM-Cortex-M3 Cortex M3 bei Watterott]
* [http://www.raisonance.com/~primer-starter-kits__microcontrollers__tool~tool__T018:4enfvamuxbtp.html Primer und Primer2 von Raisonance]
* [http://www.sander-electronic.de/es0028.html Sander Electronic]
* [http://www.mikrocontroller.net/articles/MP32F103-Stick:_Ein_Mini-Mikrocontroller-Board_mit_USB_und_bis_zu_4MB_Datenspeicher Artikel im Wiki, ARM mit USB und 4MB Speicher]
* [http://www.futurlec.com/STM32_Development_Board.shtml Futurlec Evalboard, ebenso Header-Board]
* [http://www.propox.com/products/t_174.html Propox, Header-Boards für 103R und 103V sowie Trägerplatine dafür]
* [http://www.mikrocontroller.net/articles/Cortex_M3_OCM3U Cortex M3 Artikel im Wiki]
* [http://olimex.com/dev/index.html STM32 bei Olimex]
* [http://de.farnell.com/jsp/displayProduct.jsp?sku=1824325&action=view&CMP=GRHS-1000962 STM32Discovery bei Farnell] Mikrocontroller Board (STM32F100RBT6B) mit onboard USB-Programming Interface für ca. 12,50€
* [http://www.de.rs-online.com/web/p/products/7458434/ STM32Discovery bei RS-Components] 12,65 € +MwSt.
* [http://www.segor.de/#Q=STM32 VL DISCOVERY] STM32 Discovery bei Segor
* [http://www.watterott.com/de/STM32F4Discovery STM32F4DISCOVERY] STM32F4 Cortex M4 Controller mit JTAG-Debugger auf der Platine bei Watterott für 16,66EUR.
* [http://www.conrad.de/ce/de/product/443910/ STM32F4 Discovery Kit bei Conrad] 17,11 €
* [http://www.mcu-raisonance.com/~open4-development-platform__microcontrollers__tool~tool__T018:g65gu6ghg2n.html/ Open 4 oder auch genannt Evo-Primer]
* [http://www.wayengineer.com/index.php?main_page=index&cPath=50_66&page=1&sort=3a WayEngineer]
* [http://thinkembedded.ch/ST-STMicroelectronics:::24.html Im Thinkembedded Shop] in der Schweiz / DiscoveryF4, div. ETT und Olimex Boarde ab 20,18 CHF / 16,15 EUR (inkl. MwSt.) zzgl. Versandkosten
* [http://shop.myavr.de/ARM-Produktlinie/STM32F4-Discovery.htm?sp=article.sp.php&artID=200072 Im myAVR Shop] DiscoveryF4 mit möglichem Zubehör 16,45 EUR (inkl. MwSt.) zzgl. Versandkosten
* [http://www.keil.com/boards/cortexm.asp Keil/ARM Demoboards]
* [http://www.phytec.de Phytec]
* [http://shop.myavr.de/index.php?sp=artlist_kat.sp.php&katID=37 verschiedene ARM Produkte und Erweiterungen bei myAVR]
* [http://re.reworld.eu/de/produkte/s64dil-405/index.htm S64DIL-405 STM32Fxxx ARM Cortex M3 Mikrocontrollermodul mit USB-Schnittstelle, Steckbretttauglich] (Leerplatine eignet sich auch für STM32F1xx Prozessoren.)

== Weblinks, Foren, Communities, Tutorials ==
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/173753 Diskussion zum Artikel]
* [http://www.mikrocontroller.net/forum/mikrocontroller-elektronik?filter=ARM*+STM32*+Cortex* Suche im Forum]
* [[STM32 für Einsteiger]]
* [[STM32 CooCox Installation]]
* [https://my.st.com/public/STe2ecommunities/mcu/Lists/ARM%20CortexM3%20STM32/AllItems.aspx Forum auf der ST Homepage]
* [http://www.stm32circle.com/hom/index.php STM32 Community]
*[http://joe-c.de/pages/posts/einstieg_mikrocontroller_stm32f103_101.php Einstieg: STM32board mit Kamera (deutsch)]
* [http://www.ebv.com/fileadmin/products/Press_Print/Brochures/Product_Brochures/EBV_Cortex%20Collection_V2.pdf Übersicht der Cortex Prozessoren und deren Hersteller (nicht nur ST, von EBV)]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/258652 Tutorial]
* [http://diller-technologies.de/stm32_wide.html STM32 Tutorial in Deutsch von Diller Technologies]
* [http://mySTM32.de STM32 C und C++ Tutorial in Deutsch ]
* [http://mikrocontroller.bplaced.net STM32F4 Quellcode-Librarys und CooCox-Projekte in Deutsch ]
* [http://myugl.de Tutorial für Grafik-Librarys und SiSy-Projekte in Deutsch ]

<references/>
[[Kategorie:ARM]]
[[Kategorie:STM32]]
[[Kategorie:Mikrocontroller]]

STM32 für Einsteiger

2014-01-02T10:39:56Z

Mmvisual: /* STM32F407 - vom STM32F4DISCOVERY Board */

Immer wiederkehrend hier im Forum "Mit welchem Mikrocontroller anfangen?". Es gibt eine große Auswahl und eben so viele Empfehlungen. In diesem Artikel soll zu erst geholfen werden ob ein STM32-Prozessor mit Cortex-M3/M4 Kern überhaupt der Richtige für den Start ist.
Nicht für jeden ist der [[STM32]] zu empfehlen, denn die Anforderungen und Wünsche die man realisieren möchte, sowie die eigenen Fähigkeiten sind verschieden.

Es werden meist die Prozessoren [[AVR]], [[PIC]], [[Arduino]], [[MSP430]], [[LPC1xxx]] und [[STM32]] empfohlen. Seltener auch 8051 und M16C. Alle haben Vorzüge und ebenso auch Nachteile.

[[Bild:STM32F407SB.jpg|thumb|right|340px|STM32F417 auf einem Selbstbau-Board]]

= Eigene Fähigkeiten und Wünsche =

Dieser Artikel geht davon aus, dass bereits Elektronik Kenntnisse vorhanden sind. Wenn nicht dann sollte man erst einmal den Artikel "[[Absolute Beginner]]" durcharbeiten, sowie die anderen Artikel aus der Kategorie "[http://www.mikrocontroller.net/articles/Kategorie:Grundlagen Grundlagen]".
 Weitere Artikel die andere Prozessoren näher darstellen da sich dieser Artikel hauptsächlich auf [[STM32]] konzentriert: [[Entscheidung Mikrocontroller]] und [[Mikrocontroller Vergleich]]. Die Seiten [[AVR]], [[MSP430]], [[LPC1xxx]] und [[PIC]] zeigen mehr Details über diese µC. Hier werden nur grob ein paar Tabelle zum Vergleichen gezeigt.

Zu erst einmal die Randbedingungen, mit der man sich selbst zu erst einmal einschätzen sollte:
{| {{Tabelle}}
|- bgcolor="#d0d0ff"
! Fähigkeit || [[STM32]] || [[AVR]] || colspan="3" | [[PIC]] || [[MSP430]] || [[Arduino]]
|-
| Bitbreite, jedoch unwichtig für Einsteiger || align="center" | 32-bit || align="center" | 8-bit || align="center" | 8-bit (PIC18) || align="center" | 16-bit (PIC24) || align="center" | 32-bit (PIC32) || align="center" | 16-bit || align="center" | 8-bit
|-
| Neueinsteiger, kaum Elektronikkenntnisse, noch nie programmiert
| align="center" | O
| align="center" | O <ref name="AVR_TUT1">[http://www.rn-wissen.de/index.php/AVR-Einstieg_leicht_gemacht], RoboterNetz: AVR-Einstieg leicht gemacht</ref><ref name="AVR_TUT2">[http://www.avr-asm-tutorial.net/avr_de/], Tutorial für das Erlernen der Assemblersprache von AVR-Einchip-Prozessoren</ref>
| colspan="3" align="center" | O
| align="center" | O
| align="center" | X
|-
| Wunsch ist SD-Card oder Grafik-Display
| align="center" | X
| align="center" | O
| align="center" | O <ref name="PIC_SD">[http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=2680&dDocName=en537999], Microchip Memory Disk Drive File System for PIC18 PIC24 dsPIC PIC32</ref> || align="center" | X<ref name="PIC_SD" /><ref name="PIC_LCD">[http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/technology/graphics/], Microchip Graphics Library</ref> || align="center" | X<ref name="PIC_SD" /><ref name="PIC_LCD" />
| align="center" | X
| align="center" | O
|-
| Wunsch ist TCP/IP Netzwerk
| align="center" | X
| align="center" | O
| colspan="3" align="center" | X <ref name="PIC_TCP">[http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=2505&param=en535724], Microchip TCP/IP stack</ref>
| align="center" | O
| align="center" | O
|-
|-
| Wunsch ist Kamera und Video-/Bildbearbeitung
| align="center" | X
| align="center" | -
| align="center" | - || align="center" | - || align="center" | X
| align="center" | -
| align="center" | -
|-
| Möchte die Erkenntnisse beruflich nutzen
| align="center" | X
| align="center" | X
| colspan="3" align="center" | X
| align="center" | X
| align="center" | -
|-
| Strom sparende Anwendungen
| align="center" | - 300 nA Sleep<ref name="STM_Power">[http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1295], [[STM32]] L1 series of ultra-low-power MCUs</ref> 230 μA/MHz
| align="center" | - 100 nA Sleep<ref name="AVR_Power1">[http://www.atmel.com/technologies/lowpower/default.aspx], Atmel picoPower Technology</ref> <ref name="AVR_Power2">[http:/www.futurlec.com/News/Atmel/PicoPower.shtml], Atmel Releases New picoPower AVR Microcontrollers</ref> 340 μA/MHz
| colspan="2" align="center" | X 9 nA Sleep<ref name="PIC_XLPvsTI">[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/39989A.pdf], The Truth about Power Consumption in PIC® MCUs with
XLP Technology vs. TI’s MSP430</ref><ref name="PIC_XLP">[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/30009941F.pdf], nanoWatt XLP eXtreme Low Power PIC® Microcontrollers</ref> 35 μA/MHz || align="center" | -
| align="center" | X 100 nA Sleep<ref name="TI_Power1">[http://www.ti.com/lit/wp/slay015/slay015.pdf], Texas Instruments: Ultra-Low Power Comparison: MSP430 vs. Microchip XLP</ref><ref name="TI_Power2">[http://www.ti.com/ww/mx/multimedia/webcasts/Aspectos_Generales_MSP430.pdf], Texas Instruments: Meet MSP430</ref> 100 μA/MHz
| align="center" | -
|-
| Multithreading, RTOS, Schedulern
| align="center" | X
| align="center" | - <ref name="AVR_RTOS1">[http://www.freertos.org/a00098.html], Atmel AVR freeRTOS port</ref><ref name="AVR_RTOS2">[http://www.femtoos.org/], Femto OS: RTOS for small MCU's like AVR</ref>
| align="center" | - <ref name="PIC_RTOS2">[http://www.freertos.org/a00097.html], Microchip PICmicro (PIC18) freeRTOS Port</ref> <ref name="PIC_RTOS3">[http://www.pumpkininc.com/], Salvo RTOS</ref>|| align="center" | X<ref name="PIC_RTOS">[http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=1406&dDocName=en531543&redirects=rtos], 3rd Party RTOS selection guide</ref> || align="center" | X<ref name="PIC_RTOS" />
| align="center" | X <ref name="TI_RTOS">[http://processors.wiki.ti.com/index.php/MSP430_Real_Time_Operating_Systems_Overview], TI Wiki: MSP430 Real Time Operating Systems Overview</ref>
| align="center" | -
|-
| Besonders große, speicherintensive Programme z.B. Grafiken, Fonts
| align="center" | bis 2MB Flash bis 256kB SRAM <ref name="STM32Ueb">[http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169], Übersicht aller verfügbaren [[STM32]] µC von ST</ref>
| align="center" | bis 256kB Flash bis 16kB SRAM
| align="center" | bis 128kB Flash bis 4kB SRAM || bis 2MB Flash bis 98kB SRAM || bis 2MB Flash bis 512kB SRAM
| align="center" | bis 512KB Flash bis 66kB SRAM
| align="center" | bis 256kB Flash bis 16kB SRAM
|-
| Sehr viel PWM mit komplexem Timing
| align="center" | X
| align="center" | AT90Spwm
| align="center" | - || align="center" | X || align="center" | X
| align="center" | O
| align="center" | -
|-
| Deutschsprachige Community
| align="center" | O
| align="center" | X
| align="center" | X <ref name="SPRUT">[http://www.sprut.de/], sprut.de</ref> || align="center" | - || align="center" | -
| align="center" | -
| align="center" | X
|-
| Anzahl möglicher HW-Breakpoints
| align="center" | 4 bis 6
| align="center" | 2
| align="center" | 1 bis 5 <ref name="PIC_HWBP">[http://www.microchip.com/stellent/groups/SiteComm_sg/documents/DeviceDoc/en556761.pdf], PIC Hardware Breakpoints (Seite 6)</ref> || align="center" | 1 bis 10 <ref name="PIC_HWBP"/> || align="center" | 6<ref name="PIC_HWBP"/>
| align="center" | 2
| align="center" | 2
|}
* X = ja
* O = Teilweise, Einschränkungen
* - = nicht empfohlen
Nur um nicht zu verwirren, auch wenn Teile "nicht empfohlen" sind, heißt dass nicht dass es mit dem Prozessor nicht geht, vielmehr dass es mehr Aufwand ist das zu realisieren oder mehr Einschränkungen hat.
Viele Eigenschaften weisen nur bestimmte Modelle einer Mikrocontrollerfamilie auf. Der Wechsel innerhalb einer Familie gestaltet sich jedoch oft einfach (z.B. innerhalb [[STM32]] oder innerhalb PIC24).

Die Spalte [[STM32]] zeigt die Prozessorfamilie von STM32F0xx bis STM32F4xx mit einem Cortex-M0 oder M3/M4 Kern. Die technischen Daten sind ähnlich anderer Hersteller die auch einen Cortex-Mx Kern verbauen wie z.B. NXP ([[LPC1xxx]]), Freescale, Atmel, TI, Toshiba, usw. Jedoch bietet ST mit dem [[STM32]] eine hohe Flexibilität an Gehäuse-Variationen (vergleichbar mit NXP [[LPC1xxx]]) und ist privat recht leicht beschaffbar. Übersicht aller verfügbaren [[STM32]] µC von ST<ref name="STM32Ueb">[http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169], Übersicht aller verfügbaren [[STM32]] µC von ST</ref>.

Die Spalte PIC zeigt die Eigenschaften der 8-Bit PIC18 (vergleichbar mit [[AVR]]), 16-Bit [[PIC24]]/[[dsPIC]] (vergleichbar mit [[MSP430]]) und 32-Bit [[PIC32]] (vergleichbar mit [[STM32]]). Ein Wechsel des Mikrocontrollers innerhalb der Familien ist Codetechnisch problemlos möglich. <ref name="PIC_codeswitch">[http://www.elektor.nl/Uploads/Files/PIC24FIntro_5f082806.pdf], Microchip: Introduction to the 16-bit PIC24F Microcontroller Family</ref> Hardwaretechnisch sind verschiedene Modelle gleicher Familie zudem auch meist Pin-Kompatibel <ref name="PIC_PinCompatibility">[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/00148m.pdf], Microchip: 2007 Product Selector Guide (Seite 114 ff.)</ref> sodass ohne Design-Änderung zwischen verschiedenen Modellen gewechselt werden kann.
Ein Wechsel zwischen den Familien ist Architekturbedingt aufwendiger, vor allem von 8-Bit auf 16/32-Bit. <ref name="PIC_8to16Migration">[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/39764a.pdf], Microchip: PIC18F to PIC24F Migration: An Overview</ref> Aufgrund gleichbleibender IDE (Mplab) sowie gleichbleibenden Libraries bei Verwendung einer Hochsprache (C) jedoch vor allem zwischen 16-Bit und 32-Bit ohne weitere Probleme möglich <ref name="PIC_16to32Migration">[http://www.embedded.com/design/mcus-processors-and-socs/4007683/Practical-migration-from-8-16-to-32-bit-PIC], Artikel: Practical migration from 8-/16- to 32-bit PIC</ref>.
 Ein PIC10/12/16 ist für den Einstieg nicht empfohlen, da diese Architekturbedingt viele Einschränkungen haben, die eher hinderlich für das Lernen sind.

Der "[[Arduino]]" ist kein eigenständiger Prozessor, sondern ein fertiges Board mit einer "[[Arduino]]" Programmierumgebung (und einem AVR Prozessor), extra geschaffen für Einsteiger. Allerdings ist da der Lerneffekt viel geringer da man den Prozessor mit der [[Arduino]]-Software programmiert und nicht direkt die Register.

<references />

= Unwichtige Randbedingungen =

Oftmals werden fälschlicherweise Argumente für oder gegen eine µC-Familie ausgesprochen, die in der Praxis '''zum Einstieg''' (bei konkreten Anwendungen kann das anders aussehen) eher unwichtig sind.

* Spannungsversorgung 3,3V / 5V
* 8 (z.B. [[AVR]]), 16 (z.B. [[MSP430]]) oder 32 (z.B. [[STM32]]) Bit
* Prozessorkern Cortex-M0/M3/M4, MIPS, ARM7/9/..., AVR-RISC, PIC-RISC, 8051, ...
* Interrupt System mit mehr oder weniger Features
* Programmiersprache (Assembler, Basic, C, C++, Pascal)
* Programmierumgebung - ist ohnehin Geschmackssache
* Assembler verstehen (Sollte nur theoretisch verstanden werden, ein Programm sollte in einer Hochsprache geschrieben sein)
* DIL Gehäuse - steckbretttauglich ([[STM32]]-Prozessoren gibt es auch fertig gelötet auf einem steckbretttauglichen Board)
* Programmieradapter - solange er auch debuggen kann
* zu 90% reicht doch ein kleiner Prozessor ([[AVR]]/PIC) - und für die restlichen kann man immer noch einen großen nehmen. Warum also nicht gleich einen großen nehmen?

= Kosten =

Grobe Abschätzung was das alles denn kosten wird. Hier sind nur einige Beispiele gezeigt (Einzelpreise bei Bezugsquellen in Deutschland).

{| {{Tabelle}}
|- bgcolor="#d0d0ff"
! Board || [[STM32]] || [[AVR]] || PIC18/24/32 || [[MSP430]] || [[Arduino]]
|-
| Demo-Board
| align="center" | <ref name="STM32F4DISCOVERY">[http://www.st.com/web/en/catalog/tools/FM116/SC959/SS1532/PF252419], ST STM32F4DISCOVERY Demoboard</ref> 9..20€ (incl. Programmieradapter und Debugger)
| align="center" | 5..500€, z.B. [[Arduino]] || align="center"| <ref name="PICDEMOBOARD">[http://www.microchipdirect.com/ProductDetails.aspx?Catalog=BuyMicrochip&Category=Starter%20Kits&mid=1&lmid=610], Microchip Demoborad</ref> durchschnittlich 18€ .. 50€]
| align="center" | <ref name="MSP430DEMOBOARD">[http://www.ti.com/tool/msp-exp430fr5739], MSP430 Demoborad</ref> ~35€
| align="center" | 20€
|-
| Steckbrettaugliches Board
| align="center" | s.o. oder <ref name="STM32F405Board">[http://re.reworld.eu/de/produkte/s64dil-405/index.htm], S64DIL-405 mit STM32F405</ref>S64DIL-405 30€
| align="center" | DIP IC
| align="center" | DIP IC
| align="center" | ??
| align="center" | ab ca. 4€ (Pro Mini)
|-
| Einzelchip (Einzelstückpreise)
| align="center"| 2..15€ nur SMD (TSSOP..LQFP..BGA)
| align="center"|0,6–5€ SMD + DIP
| align="center"|1-15€ SMD + DIP
| align="center"|??
| align="center"|siehe AVR
|-
| Programmieradapter
| align="center" |
| align="center" | ab 4€
| align="center" |
| align="center" |
| align="center" |
|-
| Programmieradapter mit Debugger
| align="center" | s.o. oder z.B <ref name="JLINKEDU">[http://www.segger.com/j-link-edu.html], Segger J-LINK EDU</ref> Segger J-LINK EDU 50€ (sehr schnell und unterstützt viele Prozessoren)
| align="center" | <ref name="AVRDragon">[http://www.atmel.com/tools/AVRDRAGON.aspx], Atmel AVR Dragon</ref> AVR Dragon 40€ <ref name="AVRMKII">[http://www.atmel.com/tools/AVRJTAGICEMKII.aspx], Atmel AVR JTAGICE mkII</ref> AVR JTAGICE mkII 350€
| align="center" | <ref name="PICKIT3">[http://www.microchipdirect.com/ProductSearch.aspx?keywords=PG164130], Microchip PICkit 3</ref> PICkit 3 30€
| align="center" | z.B. Dragon 50€
| align="center" | 20€ (Man muss DebugWire aktivieren)
|}

Das Demo-Board sollte ein Board sein, nicht zu teuer, um die ersten Erfahrungen zu sammeln. Wenn einem der Prozessor gefällt, so kann man später immer noch mit einem zweiten Demo-Board, z.B. mit Display aufrüsten.

Wenn man gerne mit einem Steckbrett sich die Schaltung zusammen stecken möchte, so kann man entweder die benötigten Drähte am Demo-Board anlöten oder bei z.B. [[AVR]]/[[PIC]] Prozessoren gibt es Ausführungen im DIL Gehäuse, die direkt steckbar sind.

Ein Programmieradapter sollte unbedingt auch einen Debugger beinhalten. Denn für den Start ist es ungemein hilfreich zu sehen was im Prozessor gerade geschieht. Die JTAG-Adapter für einen [[STM32]] Prozessor sind alle Debugger-Tauglich. Für die [[AVR]] Controller gibt es auch oft reine Programmer (AVR ISP oder Selbstbau-Lösungen über die serielle oder parallele Schnittstelle) welche den Mikrocontroller nur beschreiben können. Für die [[PIC]] Controller werden solche reinen Programmer vereinzelt auch noch angeboten. Sinvoller sind hingegen Debugger, die die Ausführung eines Mikrocontrollers anhalten können um die aktuelle Position im Programmcode, Variableninhalt, Register, ... auszulesen bzw. zur Laufzeit zu ändern.

Der für den [[STM32]] empfohlene Segger J-LINK EDU ist zwar nicht der günstigste (z.B. auf einem STM32F4DISCOVERY Borad ist ein ST-LINK/V2 mit drauf, den man für andere [[STM32]] nutzen kann) aber eines der besten, mit sehr guten Software-Tools und nutzbar für alle Prozessoren mit ARM-Kern (ARM7/9/11/... Cortex-Mx der Hersteller Atmel, Energy Micro, Freescale, Holtek, TI, NXP, Nuvoton, ST, Toshiba, ... unter Windows, Linux und MAC). Niemals am Werkzeug sparen und man hat viel mehr Freude bei der Arbeit.

<references />

= Programmierumgebungen=

Bei den Programmierumgebungen gibt es zu allen Prozessorfamilien kostenlose und Leistungsfähige Software

{| {{Tabelle}}
|- bgcolor="#d0d0ff"
! Betriebssystem || [[STM32]] || [[AVR]] || [[PIC]] || [[MSP430]] || [[Arduino]]
|-
| Windows
| align="center"|[http://www.coocox.org/CooCox_CoIDE.htm CooCox]
| align="center"|Atmel-Studio
| align="center"|[http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/ MPLAB X] (IDE inklusive compiler)
| align="center"|??
| align="center"|[[Arduino]] 1.0.5
|-
| Linux
| align="center"|[http://eclipse.org/downloads/ Eclipse IDE for C/C++ Developers]
| align="center"|??
| align="center"|[http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/ MPLAB X] (IDE inklusive compiler)
| align="center"|??
| align="center"|??
|-
| MacOS
| align="center"|[http://eclipse.org/downloads/ Eclipse IDE for C/C++ Developers]
| align="center"|??
| align="center"|[http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/ MPLAB X] (IDE inklusive compiler)
| align="center"|??
| align="center"|??
|}

natürlich gibt es noch viele weitere (für [[STM32]] siehe [[STM32#Programmierung]]), es sollte jedoch nur die jeweils einfachste kostenlose (und ohne Codebegrenzung) für den ersten Einstieg gezeigt werden.

* [http://www.coocox.org/CooCox_CoIDE.htm CooCox] Anleitung wie man innerhalb einer Stunde die LED eines Nagel neuen STM32F4DISCOVERY Boards zum blinken bekommt, Artikel: [[STM32 CooCox Installation]]. Diese Anleitung ist eine Schritt-Für-Schritt Anleitung um den aller ersten Start zu vereinfachen.
* Mit [http://www.coocox.org/CooCox_CoIDE.htm CooCox] können sehr viele Prozessoren mit Cortex-M0, M3 und M4 Kern programmiert werden. Unter anderem der Firmen Atmel, Energy Micro, Freescale, Holtek, TI, NXP, Nuvoton, ST und Toshiba. Somit hat man eine Entwicklungsumgebung und ist damit nicht an einen Hersteller der µC gebunden.
* Mit [http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/ MPLAB X] können alle Prozessoren von Microchip (z.B. PIC18, PIC24, PIC32, dsPIC) programmiert werden.

= Dokumentation=

Bevor man sich für einen Prozessor entscheidet sollte man unbedingt deren Dokumentation mal zumindest überfliegen und auch deren Errata's lesen. Nicht dass man eine Anwendung erstellen möchte und stellt hinterher fest, dass genau dieser Teil so buggy ist das er nicht genutzt werden kann.

Beim [[STM32]] hat die Dokumentation doch recht viele Seiten, viel mehr als bei einem [[AVR]] oder PIC, dabei ist vieles eher knapp beschrieben. Der Aufbau der [[STM32]] Dokumentation ist [http://www.mikrocontroller.net/articles/STM32#Struktur_der_Dokumentation: hier] beschrieben.
 Bei den PICs ist die Dokumentation wiederum anders strukturiert, [http://www.mikrocontroller.net/articles/PIC#Dokumenatation siehe im PIC Artikel].

Für die [[STM32]], [[AVR]] und [[PIC]] Mikrocontroller gibt es zudem viele, auch deutschsprachige Einsteigerhilfestellungen und Tutorials.

Parallel zur Dokumentation sollte man sich auch die Demo-Beispiele der Hersteller anschauen, dann wird vieles gleich verständlicher.

Eine Übersicht über die Funktionen gibt es im Artikel: [[STM32]]

= Die Arbeit mit dem [[STM32]]=

Zu erst einmal SOOO groß sind die Unterschiede zwischen den einzelnen Prozessoren nicht. Alle haben Ein-/Ausgänge und um mittels einem Port-Pin eine LED ansteuern zu können muss bei jedem Prozessor der Pin erst einmal parametriert werden, egal ob das jetzt ein [[STM32]] oder ein [[AVR]] oder ein [[MSP430]] ist. Nur hat man bei einem [[STM32]] doch einige Funktionen mehr, z.B. zuschaltbarer Pull-Up oder Pull-Down Widerstand und spezielle Setz-Rücksetzregister, die andere Prozessoren nicht haben, jedoch das Programmieren vereinfachen.
Der Haupt-Unterschied zu den anderen Prozessoren ist, dass der [[STM32]] so viele Peripherie-Module beherbergt, dass man die einzeln immer mit einem Clock aktivieren muss, denn damit lässt sich viel Strom sparen.

Und mal ganz ehrlich die Diskussion welcher µc einfacher zu konfigurieren ist, ist doch absoluter Unsinn. Der Weg ist immer der Gleiche:
*1. Blick ins Datenblatt welche Register für diese Funktion benötigt werden.
*2. Werte ermitteln die in die Register eingetragen werden.
*3. Werte ins Register schreiben. Da machte es GAR KEINEN UNTERSCHIED ob es ein [[AVR]], 8051/2, [[ARM]],...... ist.

Stimmt schon es gibt Unterschiede. Die Register haben anderen Namen, andere Adressen, andere Bitbedeutungen,...
Aber es steht doch alles im Datenblatt. Und ob ich jetzt einen [[AVR]] oder einen [[ARM]] das erste mal vor mir liegen hab. Ich brauch in allen Fällen die oben beschriebenen Schritte.

Das Interruptsystem ist bei einem [[STM32]] zusätzlich priorisiert, damit kann man festlegen welcher Interrupt vorrangig bearbeitet wird. Die Prioritätenvergabe ist auch kein Hexenwerk.

Zu allen Prozessoren liefern die jeweiligen Hersteller umfangreiche Demo-Codes und Libraries mit. Meist sind alle in C geschrieben, daher sollte auch die Programmiersprache C verwendet werden. Vor allem auch wenn man berufliche Absichten verfolgt.

Und wenn man einen [[STM32]] kann, dann ist ein Umstieg auf einen [[LPC1xxx]] (NXP) oder andere Hersteller überhaupt kein Problem (*), denn die bieten ebenfalls Prozessoren mit Cortex-M3 Kern und man kann diese mit der gleichen Programmierumgebung programmieren. Somit ist man nicht zwingend Herstellerabhängig. (* jeder Hersteller verbaut seine eigene Peripherie, die andere Funktionalitäten haben.)

Mit einem [[STM32]] kann man als Hobby-Baster und Professionell nahezu alle Anwendungen realisieren. Der hat genügend RAM und FLASH Speicher und auch genügend Geschwindigkeit. Viele Gehäuse-Varianten um kleine bis hin zu größere Geräte zu erstellen. Viele Schnittstellen, sind im Artikel [[STM32]] beschrieben.

Für den Einstig gibt es diverse, auch deutschsprachige, Tutorials im Netz. Eine Übersicht ist [http://www.mikrocontroller.net/articles/STM32#Weblinks.2C_Foren.2C_Communities.2C_Tutorials hier auf der STM32 Seite]. (Beispiel: [http://diller-technologies.de/stm32_wide.html STM32 Tutorial in Deutsch von Diller Technologies])
 Wobei dazugesagt werden muss dass diese meist auf die Standard ST-Libs aufbauen. Diese Libs vereinfachen zum einen das Ansteuern/die Benutzung der Peripheriefunktion zum anderen muss man diese erst mal kennen lernen. Vereinfacht wird das da ALLE [http://www.st.com/stonline/stappl/productcatalog/app?page=partNumberSearchPage&levelid=SS1577&parentid=1743&resourcetype=SW ST-Demo-Codebeispiele] ebenfalls auf diesen Lib's basieren und somit wird der Wechsel innerhalb des [[STM32]] deutlich vereinfacht.
 STM32F4xx Library von ST: [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/PF257901# "STSW-STM32065 STM32F4 DSP and standard peripherals library"] incl. Dokumentation und Demo-Projekte zu allen CPU Funktionen.

Der einzige Nachteil beim [[STM32]]: man muss etwas mehr lesen, da eine Peripherie doch viel mehr Funktionalität hat (sofern man das Modul überhaupt benötigt). Ansonsten kenne ich nicht wirklich einen Grund warum man als Neueinsteiger keinen [[STM32]] nehmen sollte.

= Programmiersprachen =
* Wie bei vielen anderen Controllern wird beim [[STM32]] auch hauptsächlich C und C++ verwendet. Kennen sollte man die Programmiersprache C schon, wenn man davon noch keine Ahnung hat dann sollte man erst mal mittels einem Tutorial auf einem PC ein Konsoleprogramm schreiben, sodass man es einigermaßen kennen lernt. Hier im Forum gibt es ebenfalls Artikel dazu. Zielt man auf die (spätere) Anwendung in der Industrie, sollte aufgrund der Verbreitung auf jeden Fall C (oder C++) gewählt werden; außerdem sind die meisten verfügbaren Libraries in C geschrieben.
* Assembler sollte man nur grob verstehen, Details wie ein Befehl arbeitet ist unwichtig. Selbst wenn man die Zyklen für einen Funktionsaufruf wissen will, so bietet der [[STM32]] (Cortex-M3) einen Cycle-Counter den man auslesen kann; durch die komplexere Pipeline und Cache-Effekte sind die Laufzeiten allerdings nicht genau vorhersehbar. Wird zyklengenause Timing benötigt, sollten Timer verwendet werden - davon hat der [[STM32]] genug.

Der 32bit-Adressraum, der RAM, Flash, I/O-Register vereinheitlicht ansprechen kann (im Gegensatz zu z.B. [[AVR]]) ist ideal für eine Verwendung durch Hochsprachen; bei Pointern muss keine zusätzliche Information verwaltet werden, in welche Art Speicher sie zeigen. Die Adresse gibt dies eindeutig an (es gibt nur '''eine''' Adresse 42, und nicht 2 wie z.B. beim [[AVR]] (Flash, RAM & I/O)) und die Hardware spricht automatisch den richtigen Speicher an. Die Möglichkeiten zur Offset-Adressierung, der Barrel-Shifter, Divsions-Einheit, die FPU (bei STM32F4), Interrupt-Modell etc. begünstigen ebenfalls die Erzeugung effizienteren Codes. Außerdem haben die [[STM32]] einfach mehr "rohe Leistung", d.h. mehr Flash/RAM-Speicher und höhere Taktfrequenzen. 
 
'''Folgerung''': Die Programmierung in Hochsprachen ist '''bequemer als bei 8-Bittern''', denn man muss sich einfach weniger Gedanken machen, ob der Compiler ein Programm nun effizent umsetzen kann (kann man natürlich trotzdem machen, um noch mehr Leistung "herauszuquetschen", wenn man will).

= Weitere Randbedingungen für die Entscheidung=

Der wichtige Punkt, der oftmals auch vergessen wird: die Beschaffbarkeit. Wenn jemand einen Renesas M16C oder Fujitsu empfiehlt, dann sucht man erst mal und findet nur wenige vereinzelte die man privat kaufen kann.

Oder auch die Unterstützung im Internet - ist bei einigen Exoten spärlich. Dieses Forum bietet die beste Hilfe für [[AVR]], PIC, [[MSP430]] und [[STM32]].

Andere Prozessoren sind schon sehr alt, bzw. nicht mehr modern da deren Peripherie zum Teil doch recht eingeschränkte Funktionalität bietet. z.B. viele 8051 Typen oder PIC16 (oder auch dsPIC30). Die mögen für Mini-Anwenungen gut sein, aber wer will den schon gerne sich extra für eine Kleinanwendung mit einem kleinen µC auseinandersetzen, wenn er schon einen [[STM32]] kennt, mit dem er alles machen kann (und sich bereits gute Funktionen geschrieben hat)?

Daher mein Resümee: wer nicht gerade auf den Kopf gefallen ist, der kann getrost mit einem [[STM32]] starten. Ein [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/FM116/SC959/SS1532/PF252419?s_searchtype=keyword STM32F4DISCOVERY] Board kostet nur ca. 20 EUR - und mehr muss für den ersten Start nicht investiert werden - wenn es doch zu komplex sein sollte gibt es hier im Forum auch viel Hilfe. Jedenfalls sind diese 20 EUR wirklich keine große Investition.
 Wer berufliche Absichten verflogt, sollte zu einem späteren Zeitpunk sich unbedingt auch mit einem zweiten, anderen Prozessor beschäftigen um so die nötigen Erfahrungen zu gewinnen.

= Übersicht CPU Funktionalitäten=

In diesem Abschnitt ist kurz gezeigt welche Möglichkeiten die CPUs bei den oben empfohlenen Einsteigerboards haben

=== STM32F407 - vom STM32F4DISCOVERY Board ===

{| class="wikitable"
|-
| [[Datei:STM32F407.png|mini|x400px]]
| [[Datei:stm32f4_discovery2.png|mini|x400px]]
|-
| [http://www.st.com/web/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1577/LN11/PF252140?s_searchtype=partnumber Blockdiagramm STM32F407]
| [http://www.st.com/web/en/catalog/tools/FM116/SC959/SS1532/PF252419 STM32F4DISCOVERY Demoborad]
|}

Es sind sehr viele Peripheriemodule im µC implementiert. Jedes einzelne Peripherie-Modul (z.B. Ethernet, USB, CAN, Timer, AD-Wandler, usw.) kann aktiviert werden indem der Clock freigeschaltet ist. So lange der Clock nicht aktiviert wurde verhält sich das Modul so als ob es nicht vorhanden wäre und beeinträchtigt in keinster Weise die Bearbeitung vom Prozessor. Somit lässt sich der Stromverbrauch senken.

Eine ganze Auflistung der Einzelmodule steht im Artikel: [[STM32]] und [http://www.st.com/web/en/catalog/mmc/FM141/SC1169 auf der Homepage von ST]

Zu Anfang mag vielleicht die interne Busstruktur verwirren, jedoch braucht man dies nicht beachten. Wenn nun die CPU auf UART4 zugreifen möchte, so gehen die Daten durch die Buse "AHB1" > "ABH/APB1-Bride" > "APB1". Dies erledigt der µC ganz von alleine. Diese Unterteilung ist technisch nötig, da die Peripheriebuse nicht mit dem gleichen Prozessortakt betrieben werden (wie z.B. bei [[MSP430], siehe Schaubild unten), die "Bridge" managt ganz alleine das Handling und generiert automatisch Wait-Befehle für die CPU.
 Die "AHB-Bus-Matrix" ist ebenfalls für den Anwender meist uninteressant. ST hat damit ein System geschaffen, damit die CPU, DMA's und Displaycontroller gleichzeitig auf die verschiedenen RAM-Bereiche zugreifen können um mehr Daten parallel zu verarbeiten. Somit braucht man diese Matrix erst mal nicht beachten.

Ebenso braucht man zu Anfang sich auch keine Gedanken um den Prozessortakt machen, wenn man nichts initialisiert so läuft der STM32F4xx mit dem internen RC-Oszillator von 16MHz und die Peripheriebuse laufen ebenfalls mit der gleichen Geschwindigkeit. Erst wenn man später umfangreichere Applikationen schreibt bei der die 16MHz nicht mehr reichen, so kann man die PLL aktivieren und die Taktrate flexibel bis auf 168MHz hoch setzen. (Siehe Demo-Projekt von [[STM32 CooCox Installation]].)

=== [[AVR]] ([[Arduino]])===

Details können im Artikel [[AVR]] gelesen werden.

=== PIC18, PIC24, PIC32===

Details können im Artikel [[PIC]] gelesen werden.

=== MSP430 - vom MSP-EXP430FR5739 Experimentier-Board===

{| class="wikitable"
|-
| [[Datei:MSP430FR5739.gif|mini|x350px]]
| [[Datei:MSP-EXP430FR5739.jpg|mini|x350px]]
|-
| Blockdiagramm MSP430FR5739
| MSP-EXP430FR5739 Demoboard
|}

Details können im Artikel [[MSP430]] gelesen werden.

= Weblinks, Foren, Communities, Tutorials =
* [[STM32]] Hauptartikel, [http://www.mikrocontroller.net/articles/STM32#Weblinks.2C_Foren.2C_Communities.2C_Tutorials dortige Linksammlung]
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/319328 Diskussion zum Artikel]
* [[STM32 CooCox Installation]]
* [[STM32 Eclipse Installation]]

<references/>
[[Kategorie:ARM]]
[[Kategorie:STM32]]
[[Kategorie:Mikrocontroller]]

LPC-Mikrocontroller

2014-01-02T10:38:03Z

Mmvisual: /* Entwicklungsplattformen */

[[Bild:overview_Sep2011.png|thumb|right|850px|Überblick über die aktuelle Cortex M0/3 Familie, ©NXP.com]]
[[Bild:positioning_NXPSep2011.gif|thumb|right|850px|Vergleich über die aktuelle Cortex M0/3 Familie, ©NXP.com]]
Die LPC1000-Familie von NXP basiert auf 32-Bit Cortex-Kernen von ARM und arbeitet mit bis zu 150MHz. Die LPC11xx-Serie basiert auf dem Cortex-M0-Kern, die Serien LPC13xx, 17xx und 18xx auf dem Cortex-M3. Mikrocontroller aus der LPC13xx-Serie mit 72MHz und der LPC17xx-Serie mit 100MHz (120MHz) sind inzwischen auch für Privatnutzer zu Preisen erhältlich, die mit denen von 8-Bit-Mikrocontrollern vergleichbar sind. Eine Auflistung der verschiedenen Typen findet sich im Dokument '''[http://www.nxp.com/documents/line_card/75017387.pdf "Microcontrollers selection guide" (PDF)]''' von NXP.

Von NXP sind sehr preiswerte Entwicklungskits (ca. 25€ für Evaluation-Board incl. USB-JTAG Programmer und Debugger) erhältlich z.B. '''[http://www.watterott.com/index.php?page=search&keywords=LPCXpresso&cat=&mnf=&x=0&y=0 Watterott]'''. Siehe dazu auch die Dokumentation von NXP zu den '''[http://www.nxp.com/documents/leaflet/75016842.pdf LPCXpresso-Entwicklungskits (PDF)]''' und diese '''[http://www.mikrocontroller.net/wikisoftware/index.php?title=LPC1xxx_Entwicklungskit_LPCXpresso Beschreibung]'''

== Allgemeine Infos + User-Manuals==

=== Eckdaten LPC11xx (Cortex-M0) ===
Die sehr stromsparende '''[http://ics.nxp.com/products/lpc1000/lpc11xx/ LPC11xx-Serie]''' (3,3V) bietet viele Möglichkeiten
* Der LPC1100L ist derzeit laut NXP (Sep2011) der preisgünstigste ARM auf dem Markt. Der 32Bit ARM mit einer Performance von ca. 45DMIPS @50MHZ benötigt bei dieser Taktfrequenz nur etwa 10mA. (Details siehe NXP-Seite)

* Überblick über die Features :
** LPC1100 Serie: • I2C, SSP, UART, GPIO, • Timers and watch dog timer, • 10-bit ADC, • Flash/SRAM memory, • Weitere Funktionen, siehe '''[http://www.mikrocontroller.net/articles/LPC1xxx#Features_eines_LPC11xx 2.3 Features]'''
** LPC1100L Serie zusätzlich zu LPC1100: • Power Profile mit lower power consumption in Active- und Sleep-mode, • Interne pull-ups auf VDD level, • Programmierbarer pseudo open-drain mode für GPIO Pins, • WWDT mit Clock Source Lock.
**LPC11C00 Serie zusätzlich zu LPC1100: • CAN controller, • On-chip CAN Treiber, • On-chip CAN Transceiver (LPC11C2x), • WDT (not windowed) mit Clock Source Lock.

'''[http://www.nxp.com/documents/user_manual/UM10398.pdf User Manual der LPC11-Familie (PDF)]'''

* Besonderes Augenmerk möchte ich auf die neue Serie '''[http://www.nxp.com/ps/#/i=71498 LPC111xFD]''' legen, denn in jetzt gibt es den Cortex-M0 auch im DIL 28 '''[http://www.nxp.com/redirect/pip/LPC1114FN28.html den LPC1114FN28]'''
**Des Weiteren sind damit SO20, sowie TSSOP20 und TSSOP28 Bauformen verfügbar

=== Eckdaten LPC12xx (Cortex-M0) ===
* Die Low Power '''[http://ics.nxp.com/products/lpc1000/lpc12xx/ LPC12xx-Serie]''' (3,3V) ist laut NXP (Sep2011) ein Cortex-M0 mit 32 bis 128kB Flash, einem 45 CoreMark™ Benchmark-Score bei 30MHz, 2 bis 8kB SRAM, und einem internen 1% genauen 12MHz Oscillator.

* Überblick über die Features: fMAX von 30MHz, 1 10-Bit ADC mit 8 Kanälen, 2 Comparatoren, 2 UARTs, 1 SSP/SPI, 1 I2C, DMA Controller, CRC Engine, 1 32-Bit, 5 Timer (16- und 32-Bit, + RTC), 13 PWM Kanäle, bis zu 55 GPIOs.

'''[http://www.nxp.com/documents/user_manual/UM10441.pdf User Manual der LPC12xx-Familie (PDF)]'''

=== Eckdaten LPC13xx (Cortex-M3) ===
Die sehr stromsparende '''[http://ics.nxp.com/products/lpc1000/lpc13xx/ LPC13xx-Serie]''' (3,3V) bietet im LQFP 48 Gehäuse 8..32k Flash, 2..8k SRAM, 5 Timer (mit WD), 11 PWM, 1 UART, 1IIC, 1USB, 1..2 SPI, einen 8-Kanal/10Bit AD-Wandler und eine Taktfrequenz von max. 72MHz.

'''[http://www.nxp.com/documents/user_manual/UM10375.pdf User Manual der LPC13xx-Familie (PDF)]'''

=== Eckdaten LPC17xx (Cortex-M3) ===
Die '''[http://ics.nxp.com/products/lpc1000/lpc17xx/ LPC17xx-Serie]''' hingegen enthält eine weit größere Peripherie in einem LQFP80/100/144/208 Package.
32..512k Flash, 8..96k SRAM, 6 Timer (mit WD), 6 zusätzliche PWM-Einheiten, teilweise Ethernet und STN/TFT-LCD-Controller, meist USB (teilw. mit Host+OTG), 4 UART, 2..3IIC, 1..2 CAN, 1 SPI, 2 SSP/SPI einen 6..8-Kanal/12Bit AD-Wandler, einen 10Bit DAC, Motor-Control-Einheiten, einen Encoder-Eingang und eine Taktfrequenz von max. 100MHz(120MHz) und vieles mehr.

'''[http://www.nxp.com/documents/user_manual/UM10360.pdf User Manual der LPC17xx-Familie (PDF)]'''

=== Eckdaten LPC18xx (Cortex-M3) ===
Die '''[http://ics.nxp.com/products/lpc1000/lpc18xx/ LPC18xx-Serie]''' stellt DIE "High-Performance" Controller aus der Cortex-M3-Serie. Die Taktfrequenz geht bis 150MHz, die Controller enthalten große dual-Bank Flash Speicher bis zu 1MB, ein großes On-Chip SRAM mit bis zu 200KB, zusätzliche Peripherie wie z.B. SPI Flash Interface (SPIFI) und State Configurable Timer (SCT), 2x High Speed USB (1x mit On-Chip HS PHY) und eine MPU.

'''[http://ics.nxp.com/support/documents/microcontrollers/pdf/user.manual.lpc18xx.pdf User Manual der LPC18xx-Familie (PDF)]'''

Überblick über die Features: '''[http://ics.nxp.com/literature/leaflets/microcontrollers/pdf/lpc18xx.pdf LPC18xx Flyer von NXP]'''

=== Entwicklungskits ===
Von NXP sind sehr preiswerte Entwicklungskits (ca. 25€ für. USB-JTAG Programmer und Debugger) erhältlich z.B. '''[http://www.watterott.com/index.php?page=search&keywords=LPCXpresso&cat=&mnf=&x=0&y=0 Watterott]'''. Siehe dazu auch die Dokumentation von NXP zu den '''[http://www.nxp.com/documents/leaflet/75016842.pdf LPCXpresso-Entwicklungskits (PDF)]'''.

=== Kostenlose Entwicklungsumgebung für ALLE hier genannten Controller ===
Für die ganze Prozessorfamilie ist eine kostenlose Entwicklungsumgebung erhältlich. Informationen unter '''[http://www.lpcware.com/lpcxpresso/home lpcware]''': Die auf Eclipse basierende Entwicklungsumgebung ist nach der Installation bis 8k freigeschaltet und nach einer einfachen und kostenlosen Registrierung für 256kB. Die IDE ist auch für '''[http://www.lpcware.com/lpcxpresso/home Linux und Mac]''' verfügbar.

Hier die '''[http://www.mikrocontroller.net/articles/Installationsanleitung_C-Entwicklungsumgebung_f%C3%BCr_LPC1xxx_von_Code_Red Installationsanleitung]'''

== LPC11xx ==

=== Familienübersicht LPC11xx ===
Bezugsquellen und Preise:

[http://www.watterott.com/de/LPC1114FN28/102 watterott: LPC1114FN28/102 DIP28] 2,68 EUR (Stand Nov 2013)

[[Bild:block.diagramM0_NXPSep2011.gif|thumb|right|850px|Blockdiagramm des Cortex-N0, ©NXP.com]]

=== Blockdiagramm der LPC11xx Familie ===

=== Features eines LPC11xx ===
* System:
** ARM Cortex-M0 processor, running at frequencies of up to 50 MHz.
** ARM Cortex-M0 built-in Nested Vectored Interrupt Controller (NVIC).
** Serial Wire Debug.
** System tick timer.
* Memory:
** 32 kB (LPC1114/LPC11C14), 24 kB (LPC1113), 16 kB (LPC1112/LPC11C12), or 8 kB (LPC1111) on-chip flash programming memory.
** 8 kB, 4 kB, or 2 kB SRAM.
** In-System Programming (ISP) and In-Application Programming (IAP) via on-chip bootloader software.
* Digital peripherals:
** Up to 42 General Purpose I/O (GPIO) pins with configurable pull-up/pull-down resistors. Number of GPIO pins is reduced for smaller packages and LPC11C22/C24.
** GPIO pins can be used as edge and level sensitive interrupt sources.
** High-current output driver (20 mA) on one pin.
** High-current sink drivers (20 mA) on two I2C-bus pins in Fast-mode Plus.
** Four general purpose timers/counters with a total of four capture inputs and up to 13 match outputs.
** Programmable WatchDog Timer (WDT).
* Analog peripherals:
** 10-bit ADC with input multiplexing among 8 pins.
* Serial interfaces:
** UART with fractional baud rate generation, internal FIFO, and RS-485 support.
** Two SPI controllers with SSP features and with FIFO and multi-protocol capabilities (second SPI on LQFP48 and PLCC44 packages only).
** I2C-bus interface supporting full I2C-bus specification and Fast-mode Plus with a data rate of 1 Mbit/s with multiple address recognition and monitor mode.
** C_CAN controller (LPC11Cxx only). On-chip CAN and CANopen drivers included.
** On-chip, high-speed CAN transceiver (parts LPC11C22/C24 only).
* Clock generation:
** 12 MHz internal RC oscillator trimmed to 1% accuracy that can optionally be used as a system clock.
** Crystal oscillator with an operating range of 1 MHz to 25 MHz.
** Programmable watchdog oscillator with a frequency range of 7.8 kHz to 1.8 MHz.
** PLL allows CPU operation up to the maximum CPU rate without the need for a high-frequency crystal. May be run from the system oscillator or the internal RC oscillator.
** Clock output function with divider that can reflect the system oscillator clock, IRC clock, CPU clock, and the Watchdog clock.
* Power control:
** Integrated PMU (Power Management Unit) to minimize power consumption during Sleep, Deep-sleep, and Deep power-down modes.
** Power profiles residing in boot ROM allowing to optimize performance and minimize power consumption for any given application through one simple function call. (On LPC111x/102/202/302 only.)
** Three reduced power modes: Sleep, Deep-sleep, and Deep power-down.
** Processor wake-up from Deep-sleep mode via a dedicated start logic using up to 13 of the functional pins.
** Power-On Reset (POR).
** Brownout detect with four separate thresholds for interrupt and forced reset.
* Unique device serial number for identification.
* Single 3.3 V power supply (1.8 V to 3.6 V).
* Available as 48-pin LQFP package, 33-pin HVQFN package, and 44-pin PLCC package.

== LPC12xx ==

=== Familienübersicht LPC12xx ===
Bezugsquellen und Preise:

[[Bild:block.diagramM0_NXPSep2011.gif|thumb|right|850px|Blockdiagramm des Cortex-M0, ©NXP.com]]

=== Blockdiagramm der LPC12xx Familie ===

=== Features eines LPC12xx ===

* Processor core
** ARM Cortex-M0 processor, running at frequencies of up to 45 MHz (one wait state from flash) or 30 MHz (zero wait states from flash). The LPC122x have a high score of over 45 in CoreMark CPU performance benchmark testing, equivalent to 1.51/MHz.
** ARM Cortex-M0 built-in Nested Vectored Interrupt Controller (NVIC).
** Serial Wire Debug (SWD).
** System tick timer.
* Memory
** Up to 8 kB SRAM.
** Up to 128 kB on-chip flash programming memory.
** In-System Programming (ISP) and In-Application Programming (IAP) via on-chip bootloader software.
** Includes ROM-based 32-bit integer division routines.
* Clock generation unit
** Crystal oscillator with an operating range of 1 MHz to 25 MHz.
** 12 MHz Internal RC (IRC) oscillator trimmed to 1 % accuracy that can optionally be used as a system clock.
** PLL allows CPU operation up to the maximum CPU rate without the need for a high-frequency crystal. May be run from the system oscillator or the internal RC oscillator.
** Clock output function with divider that can reflect the system oscillator clock, IRC clock, main clock, and Watchdog clock.
** Real-Time Clock (RTC).
* Digital peripherals
** Micro DMA controller with 21 channels.
** CRC engine.
** Two UARTs with fractional baud rate generation and internal FIFO. One UART with RS-485 and modem support and one standard UART with IrDA.
** SSP/SPI controller with FIFO and multi-protocol capabilities.
** I2C-bus interface supporting full I2C-bus specification and Fast-mode Plus with a data rate of 1 Mbit/s with multiple address recognition and monitor mode. I2C-bus pins have programmable glitch filter.
** Up to 55 General Purpose I/O (GPIO) pins with programmable pull-up resistor, open-drain mode, programmable digital input glitch filter, and programmable input inverter.
** Programmable output drive on all GPIO pins. Four pins support high-current output drivers.
** All GPIO pins can be used as edge and level sensitive interrupt sources.
** Four general purpose counter/timers with four capture inputs and four match outputs (32-bit timers) or two capture inputs and two match outputs (16-bit timers).
** Windowed WatchDog Timer (WWDT).
* Analog peripherals
** One 8-channel, 10-bit ADC.
** Two highly flexible analog comparators. Comparator outputs can be programmed to trigger a timer match signal or can be used to emulate 555 timer behavior.
* Power
** Three reduced power modes: Sleep, Deep-sleep, and Deep power-down.
** Processor wake-up from Deep-sleep mode via start logic using 12 port pins.
** Processor wake-up from Deep-power down and Deep-sleep modes via the RTC.
** Brownout detect with three separate thresholds each for interrupt and forced reset.
** Power-On Reset (POR).
** Integrated PMU (Power Management Unit).
* Unique device serial number for identification.
* 3.3 V power supply.
* Available as 64-pin and 48-pin LQFP package.

== LPC13xx ==

=== Familienübersicht LPC13xx ===
[[Bild:LPC13xx_Selection_Guide_Sep2011.png|thumb|right|600px|Selection Guide zur LPC13xx Familie, ©NXP.com]]

Bezugsquellen und Preise:

LPC1313 mit 32k-Flash mit 72MHz im LQFP 48 Gehäuse. Der LPC1313 ist bei '''[http://www.darisus.de/ Darius]''' erhältlich für 3,57 € (Juli 2011), oder DigiKey für 2,70 €. (Für den "/1" suche ich noch eine Bezugsquelle.) Entwicklungskit INKLUSIVE JTAG-Programmer & Debugger bei '''[http://www.watterott.com/de/LPC1343-LPCXpresso-Board Watterott]''' für 23,80 € (Juli 2011)

[[Bild:LPC13xx Block Diagram Sep2011.png|thumb|right|680px|Blockdiagramm der LPC13xx Familie, ©NXP.com]]

=== Blockdiagram der LPC13xx Familie ===

=== Features eines LPC1313 ===
* ARM Cortex-M3 processor, running at frequencies of up to 72 MHz.
* ARM Cortex-M3 built-in Nested Vectored Interrupt Controller (NVIC).
* 32 kB on-chip flash programming memory.
* 8 kB SRAM.
* In-System Programming (ISP) and In-Application Programming (IAP) via on-chip bootloader software.
* UART with fractional baud rate generation, modem, internal FIFO, and RS-485/EIA-485 support.
* SSP controller with FIFO and multi-protocol capabilities.
* Additional SSP controller on LPC1313FBD48/01.
* I2C-bus interface supporting full I2C-bus specification and Fast-mode Plus with a data rate of 1 Mbit/s with multiple address recognition and monitor mode.
* Up to 42 General Purpose I/O (GPIO) pins with configurable pull-up/pull-down resistors.
* Four general purpose counter/timers with a total of four capture inputs and 13 match outputs.
* Programmable Watchdog Timer (WDT)
* System tick timer.
* Serial Wire Debug and Serial Wire Trace port.
* High-current output driver (20 mA) on one pin.
* High-current sink drivers (20 mA) on two I2C-bus pins in Fast-mode Plus.
* Integrated PMU (Power Management Unit) to minimize power consumption during Sleep, Deep-sleep, and Deep power-down modes.
* Three reduced power modes: Sleep, Deep-sleep, and Deep power-down.
* Single power supply (2.0 V to 3.6 V).
* 10-bit ADC with input multiplexing among 8 pins.
* GPIO pins can be used as edge and level sensitive interrupt sources.
* Clock output function with divider that can reflect the system oscillator clock, IRC clock, CPU clock, or the watchdog clock.
* Processor wake-up from Deep-sleep mode via a dedicated start logic using up to 40 of the functional pins.
* Brownout detect with four separate thresholds for interrupt and one thresholds for forced reset.
* Power-On Reset (POR).
* Integrated oscillator with an operating range of 1 MHz to 25 MHz.
* 12 MHz internal RC oscillator trimmed to 1 % accuracy over the entire temperature and voltage range that can optionally be used as a system clock.
* Programmable watchdog oscillator with a frequency range of 7.8 kHz to 1.8 MHz. System PLL allows CPU operation up to the maximum CPU rate without the need for a high-frequency crystal. May be run from the system oscillator or the internal RC oscillator.
* Code Read Protection (CRP) with different security levels.
* Unique device serial number for identification.
* Available as 48-pin LQFP package and 33-pin HVQFN package.

== LPC17xx ==

=== Familienübersicht LPC17xx ===
[[Bild:LPC17xx_Selection_Guide_Sep2011.png|thumb|right|1200px|Selection Guide zur LPC17xx Familie, ©NXP.com]]

Bezugsquellen und Preise:

LPC1754 mit 128K Flash im LQFP80, der bei '''[http://www.darisus.de/ Darius]''' für 7€74 (Juli/2011) erhältlich ist,[den LPC1751 (32k/8k) schon für 5€95] und bei Digikey für 6€35, den LPC1764FBD100 bei '''[http://www.tme.eu/de TME]''' für 7€ Entwicklungskit INCLUSIVE JTAG-Programmer & Debugger bei '''[http://www.watterott.com/de/LPC1769-LPCXpresso Watterott]''' für 23€80 (Juli/2011)

[[Bild:LPC177x_178x Block Diagram Sep2011.png|thumb|right|680px|Blockdiagramm der LPC17xx Familie, ©NXP.com]]

=== Blockdiagram der LPC17xx Familie ===

=== Features eines LPC1754 ===
* ARM Cortex-M3 processor, running at frequencies of up to 100 MHz
* A Memory Protection Unit (MPU) supporting eight regions is included.
* ARM Cortex-M3 built-in Nested Vectored Interrupt Controller (NVIC).
* 128 kB on-chip flash program memory with In-System Programming (ISP) and In-Application Programming (IAP) capabilities.
* 32 kB of SRAM on the CPU with local code/data bus for high-performance CPU access.
* Eight channel General Purpose DMA controller
* Serial interfaces:
* USB 2.0 full-speed controller that can be configured for either device, Host, or OTG operation with an on-chip PHY for device and Host functions
* Four UARTs with fractional baud rate generation, internal FIFO, IrDA, and DMA, Einer mit Modem I/Os und RS485 Support
* 1 CAN controller.
* 2 SSP controllers
* 1 SPI controller
* 2 I2C-bus interfaces with data rates of 1Mbit/s,
* I2S (Inter-IC Sound)
* 52 General Purpose I/O (GPIO) pins Any pin of ports 0 and 2 can be used to generate an interrupt.
* 8x 12-bit Analog-to-Digital Converter (ADC) conversion rates up to 200 kHz
* 1x 10-bit Digital-to-Analog Converter (DAC)
* Four general purpose timers/counters, with a total of eight capture inputs and ten compare outputs.
* One motor control PWM with support for three-phase motor control.
* Quadrature encoder interface that can monitor one external quadrature encoder.
* One standard PWM/timer block with external count input.
* Real-Time Clock (RTC) with a separate power domain including 20 bytes of battery-powered backup registers, An RTC interrupt can wake up the CPU from any reduced power mode.
* Watchdog Timer (WDT).
* Cortex-M3 system tick timer
* Repetitive interrupt timer
* Standard JTAG test/debug interface as well as Serial Wire Debug and Serial Wire Trace Port options.
* Four reduced power modes: Sleep, Deep-sleep, Power-down, and Deep power-down.
* Single 3.3 V power supply (2.4 V to 3.6 V).
* Four external interrupt inputs configurable as edge/level sensitive. All pins on PORT0 and PORT2 can be used as edge sensitive interrupt sources.
* Non-maskable Interrupt (NMI) input.
* Wakeup Interrupt Controller (WIC)
* Each peripheral has its own clock divider for further power savings.
* Brownout detect with separate threshold for interrupt and forced reset.
* On-chip Power-On Reset (POR).
* On-chip crystal oscillator with an operating range of 1 MHz to 25 MHz.
* 4 MHz internal RC oscillator trimmed to 1% accuracy that can optionally be used as a system clock.
* An on-chip PLL allows CPU operation up to the maximum CPU rate without the need for a high-frequency crystal. May be run from the main oscillator, the internal RC oscillator, or the RTC oscillator.
* Available as 80-pin LQFP (12 x 12 x 1.4 mm) packages.

== LPC18xx ==

=== Familienübersicht LPC18xx ===
Bezugsquellen und Preise:

[[Bild:block.diagram_NXP18xx Sep2011.gif|thumb|right|680px|Blockdiagramm der LPC18xx Familie, ©NXP.com]]
=== Blockdiagramm der LPC18xx Familie ===

=== Features eines LPC18xx ===
DRAFT!
* Processor core
** ARM Cortex-M3 processor, running at frequencies of up to 180 MHz.
** ARM Cortex-M3 built-in Memory Protection Unit (MPU) supporting eight regions.
** ARM Cortex-M3 built-in Nested Vectored Interrupt Controller (NVIC).
** Non-maskable Interrupt (NMI) input.
** JTAG and Serial Wire Debug, serial trace, eight breakpoints, and four watch points.
** ETM and ETB support.
** System tick timer.
* On-chip memory (flashless parts LPC1850/30/20/10)
** Up to 200 kB SRAM total for code and data use.
** Two 32 kB SRAM blocks with separate bus access. Both SRAM blocks can be powered down individually.
** 64 kB ROM containing boot code and on-chip software drivers.
** 32-bit One-Time Programmable (OTP) memory for general-purpose customer use.
* On-chip memory (parts with on-chip flash)
** Up to 1 MB total dual bank flash memory with flash accelerator.
** In-System Programming (ISP) and In-Application Programming (IAP) via on-chip bootloader software.
** Up to 136 kB SRAM for code and data use.
** Two 32 kB SRAM blocks with separate bus access. Both SRAM blocks can be powered down individually.
** 32 kB ROM containing boot code and on-chip software drivers.
** 32-bit One-Time Programmable (OTP) memory for general-purpose customer use.
* Clock generation unit
** Crystal oscillator with an operating range of 1 MHz to 25 MHz.
** 12 MHz internal RC oscillator trimmed to 1 % accuracy.
** Ultra-low power RTC crystal oscillator.
** Three PLLs allow CPU operation up to the maximum CPU rate without the need for a high-frequency crystal. The second PLL is dedicated to the High-speed USB, the third PLL can be used as audio PLL.
** Clock output.
* Serial interfaces:
** Quad SPI Flash Interface (SPIFI) with four lanes and data rates of up to 40 MB per second total.
** 10/100T Ethernet MAC with RMII and MII interfaces and DMA support for high throughput at low CPU load. Support for IEEE 1588 time stamping/advanced time stamping (IEEE 1588-2008 v2).
** One High-speed USB 2.0 Host/Device/OTG interface with DMA support and on-chip PHY.
** One High-speed USB 2.0 Host/Device interface with DMA support, on-chip full-speed PHY and ULPI interface to external high-speed PHY.
** USB interface electrical test software included in ROM USB stack.
** Four 550 UARTs with DMA support: one UART with full modem interface; one UART with IrDA interface; three USARTs support synchronous mode and a smart card interface conforming to ISO7816 specification.
** Two C_CAN 2.0B controllers with one channel each.
** Two SSP controllers with FIFO and multi-protocol support. Both SSPs with DMA support.
** One Fast-mode Plus I2C-bus interface with monitor mode and with open-drain I/O pins conforming to the full I2C-bus specification. Supports data rates of up to 1 Mbit/s.
** One standard I2C-bus interface with monitor mode and standard I/O pins.
** Two I2S interfaces with DMA support, each with one input and one output.
* Digital peripherals:
** External Memory Controller (EMC) supporting external SRAM, ROM, NOR flash, and SDRAM devices.
** LCD controller with DMA support and a programmable display resolution of up to 1024H x 768V. Supports monochrome and color STN panels and TFT color panels; supports 1/2/4/8 bpp CLUT and 16/24-bit direct pixel mapping.
** SD/MMC card interface.
** Eight-channel General-Purpose DMA (GPDMA) controller can access all memories on the AHB and all DMA-capable AHB slaves.
** Up to 80 General-Purpose Input/Output (GPIO) pins with configurable pull-up/pull-down resistors and open-drain modes.
** GPIO registers are located on the AHB for fast access. GPIO ports have DMA support.
** State Configurable Timer (SCT) subsystem on AHB.
** Four general-purpose timer/counters with capture and match capabilities.
** One motor control PWM for three-phase motor control.
** One Quadrature Encoder Interface (QEI).
** Repetitive Interrupt timer (RI timer).
** Windowed watchdog timer.
** Ultra-low power Real-Time Clock (RTC) on separate power domain with 256 bytes of battery powered backup registers.
** Alarm timer; can be battery powered.
* Digital peripherals available on flash-based parts LPC18xx only:
** <tbd>
* Analog peripherals:
** One 10-bit DAC with DMA support and a data conversion rate of 400 kSamples/s.
** Two 10-bit ADCs with DMA support and a data conversion rate of 400 kSamples/s.
* Security:
** Hardware-based AES security engine programmable through an on-chip API.
** Two 128-bit secure OTP memories for AES key storage and customer use.
** Unique ID for each device.
* Power:
** Single 3.3 V (2.2 V to 3.6 V) power supply with on-chip internal voltage regulator for the core supply and the RTC power domain.
** RTC power domain can be powered separately by a 3 V battery supply.
** Four reduced power modes: Sleep, Deep-sleep, Power-down, and Deep power-down.
** Processor wake-up from Sleep mode via wake-up interrupts from various eripherals.
** Wake-up from Deep-sleep, Power-down, and Deep power-down modes via external interrupts and interrupts generated by battery powered blocks in the RTC power domain.
** Brownout detect with four separate thresholds for interrupt and forced reset.
** Power-On Reset (POR).
* Available as 100-pin, 144-pin, and 208-pin LQFP packages and as 100-pin, 180-pin, and 256-pin LBGA packages.

== Entwicklungsumgebungen ==
=== Code Red ===
[[Bild:lpcxpresso-debug_Code-red_3Sep2011.gif|thumb|right|680px|Ansicht der Entwicklungsumgebung, ©code-red-tech.com]]

==== Entwicklungs Tool ====
(Beschreibung aus der Web-Site:)
LPCXpresso's IDE (powered by Code Red) ist eine hoch integrierte Entwicklungsumgebung für LPC-Controller, und beinhaltet alle zur Entwicklung erforderlichen Tools um hoch qualitative Software in einer angemessenen Zeit zu schreiben. LPCXpresso basiert auf ein vereinfachtes Eclipse mit vielen LPC-specifischen Erweiterungen.
Des Weiteren ist eine aktuelle Version der Industrie-Standard GNU Tool-Chain mit einer propritären und optimierten C-Lib mit dabei. Die LPCXpresso IDE stellt ein voll optimiertes Executable zur Verfügung. Die einzige Beschränkung der kostenlosen Version ist eine Limitierung auf 256kB Code nach erfolgter Registrierung.
Das LPCXpresso Target Board ist eine Gemeinschaftsentwicklung von Embedded Artists, Code Red, NXP.

==== Features ====
Die LPCXpresso IDE stellt eine C-Umgebung mit Syntax-Colouring, Source-Formatierung, Funktions-Folding, sowie mit Online- und Offline Hilfe und umfangreichen Projekt-Management Funktionen zur Verfügung.
Dies beinhaltet:
* Wizards um Projekte für alle unterstützten Controller zu erstellen
* Automatische Linker Script Generierung inklusive Memory-Map Unterstützung
* Programmierung des Controllers
* On-Line Debugging
* Datenblatt-Zugriff über eingebauten Browser
* Support für die NXP LPC Microcontroller Familien, von Cortex-M0, Cortex-M3 bis Cortex-M4 und ARM7 bis ARM9

==== Peripherie und Register Views im Debugger ====
Der Peripherie-Viewer im integrierten Debugger zeigt alle Register und Bit-Felder in einer einfachen Baumstruktur.
Ein Prozessor-Register Viewer erlaubt den Zugriff auf alle Prozessor-Register und stellt eine "Smart-Formatting" Funktion zur Verfügung um komplexe Register wie Flags oder Status Register übersichtlich darstellen zu können.

==== Unterstützte Familien ====
Cortex-M0, Cortex-M3, Cortex-M4, Einzelne Controller aus der LPC2000 family, ARM966, ARM926-EJ, ARM926-EJ + VFP

==== Sehr preiswerter USB_JTAG_SWD Debugger ====
Von NXP sind sehr preiswerte Entwicklungskits (ca. 25€ für Evaluation-Board incl. USB-JTAG Programmer und Debugger) erhältlich z.B. '''[http://www.watterott.com/index.php?page=search&keywords=LPCXpresso&cat=&mnf=&x=0&y=0 Watterott]'''. Siehe dazu auch die Dokumentation von NXP zu den '''[http://www.nxp.com/documents/leaflet/75016842.pdf LPCXpresso-Entwicklungskits (PDF)]''' und diese '''[http://www.mikrocontroller.net/wikisoftware/index.php?title=LPC1xxx_Entwicklungskit_LPCXpresso Beschreibung]'''

==== Standard Library ====
Im Download der "Code Red" Entwicklungsumgebung ist eine relativ umfangreiche Firmwarebibliothek vorhanden.

==== Installationsanleitung zur IDE ====
'''[http://www.mikrocontroller.net/articles/Installationsanleitung_C-Entwicklungsumgebung_f%C3%BCr_LPC1xxx_von_Code_Red Installationsanleitung]'''

==== Codebase für LPC11xx und LPC13xx ====
Für die Cortex-M0 und -M3 Familien existieren verschiedene Basispakete die als Startausstattung sehr gut geeignet sind. Auf microbuilder.eu findet man eine sehr interessante Version inklusive Dokumentation.

'''[http://www.mikrocontroller.net/articles/Codebase_f%C3%BCr_LPC1xxx HIER]''' findet man alle Links zur original Codebase mit allen Dateien (Stand Januar 2012) aber auch eine deutsche Übersetzung zu den Files.

=== CooCox ===

Auf der '''[http://www.coocox.org/Index.html Homepage]''' von CooCox - einem chinesischen Open-Source Projekt, auf der eine IDE für Atmel, Energy Micro, Holtek, Nuvoton, ST, TI und NXP verfügbar ist - findet man die auf Eclipse basierende "CooCox CoIDE", die sich aus dem "CoBuilder" und dem "CoDebugger" zusammensetzt.
Des Weiteren bietet man dort ein Echtzeit-Multitasking Betriebssystem, sowie SW-Versionen von zwei unterschiedliche Debugging-Adapter und ein Stand-alone Flash-Tool zum freien Download an.

Die folgenden Controller können damit programmiert und debugged werden:
LPC1111x101 LPC1111x201 LPC1112x101 LPC1112x201
LPC1113x201 LPC1113x301 LPC1114x201 LPC1114x301
LPC11C14x301 LPC11C12x301
LPC1224x101 LPC1224x121 LPC1225x301 LPC1225x321 LPC1226x301 LPC1227x301

LPC1311 LPC1313 LPC1342 LPC1343
LPC1751 LPC1752 LPC1754 LPC1756 LPC1758 LPC1759
LPC1763 LPC1764 LPC1765 LPC1766 LPC1767 LPC1768 LPC1769

=== EmBlocks ===
'''[https://www.emblocks.com Emblocks]''' ist eine kostenlose Entwicklungsumgebung. Sie unterstützt neben NXP uC weitere ARM uC (STM32, EFM32) sowie PIC, AVR und MSP430. Die IDE hat einen eingebauten GDB Debugger welcher System view (Peripherie Register anzeigen) beim Debuggen unterstützt. Ausserdem gibt es einen Project Wizzard für NXP uC 
Unterstützt wird der JLINK mit folgenden NXP uC:
LPC11Axx, LPC11Exx, LPC11Uxx, LPC11xxLV, LPC12xx, LPC13Uxx, LPC13xx, LPC17xx, LPC18xx, LPC18xx, LPC177x_8x, LPC407x_8x

=== Codebase ===
Des Weiteren existiert eine umfangreiche Sammlung von '''[http://www.coocox.org/NXP-Series.php Code-Beispielen]'''.

=== Keil ===
[https://www.keil.com/demo/eval/arm.htm KEIL MDK-ARM] (Windows, Free Version auf 32KB begrenzt, mit vielen Beispielen zu div. Evaluation Boards)
*[http://www.keil.com/arm/chips.asp unterstützte Mikrocontroller]
=== WinARM ===
[http://www.siwawi.arubi.uni-kl.de/avr_projects/arm_projects/#winarm WinARM] (wird derzeit nicht gepflegt)

=== GNUARM ===
[http://gnuarm.com/ GNUARM] (Linux, Windows, wird derzeit nicht gepflegt),

=== Yagarto ===
[http://www.yagarto.de/ Yagarto] (Windows, mit Eclipse-Integration)

=== CodeSourcery ===
[http://www.codesourcery.com/gnu_toolchains/arm CodeSourcery CodeBench Lite]

== CMSIS - Standard für alle Plattformen ==
Der Cortex Microcontroller Software Interface Standard (CMSIS) stellt einen "abstraction layer" für alle Cortex-Mx Controller zur Verfügung.

CMSIS stellt einen Schnittstellenstandard von ARM dar, der von vielen Tool-Herstellern unterstützt wird und ist (laut verschiedener Berichte) kompatibel mit den verschiedensten Compilern (incl GCC). Dies wird erreicht durch einheitliche Definitionen für Adressen und Namen die den Zugriff auf die Register des Cores und der Peripherie ermöglichen.
Auch Standard-Funktionen für den Start und die Interrupts stehen zur Verfügung.
Natürlich kann auch weiterhin direkt auf die HW zugegriffen werden, es geht nur um eine Vereinheitlichung von identischen Funktionen.
Da die Peripherie-Teile zumindest innerhalb eines Halbleiterherstellers für die Cortex-Mx Controller sehr ähnlich oder sogar weitgehend identisch sind kann deutlich mehr SW für verschiedene Derivate innerhalb dieser Prozessorfamilien wiederverwendet werden. (siehe Google: "CMSIS_Doulos_Tutorial.pdf").

Ein weiterer, interessanter Punkt ist die CMSIS-DSP Lib mit ihren Vektorfunktionen, Matrix-Berechnung sowie komplexen Algorithmen für Filter,
Regler und Fourietransformation sowie weiterer DSP Algorithmen (insgesamt 61).

Leider hat diese Kompatibilität auch seine Grenzen, denn Sonderfunktionen bzw. Spezialitäten in der "gleichen" Peripherie zwischen unterschiedlichen Halbleiterherstellern werden nicht abgedeckt.
Wäre auch zu schön, wenn die Prozesorhersteller dem Entwickler dadurch einen fliegenden HW-Wechsel bzw. eine einfache Vergleichbarkeit ermöglichen würden ;-)

Eine komplette CMSIS-Lib (V2.0) "Cortex Microcontroller Software Interface Standard" ist für das "Code Red" Paket verfügbar, inklusive einer "DSP-Library"
http://support.code-red-tech.com/CodeRedWiki/NewInVersion4
bzw. für GNU / Keil / IAR unter
http://ics.nxp.com/support/documents/microcontrollers/?search=CMSIS&type=software&Search.x=8&Search.y=12

== Links ==

* [http://www.mikrocontroller.net/articles/LPC1xxx_Entwicklungskit_LPCXpresso LPCXpresso-Entwicklungskit]
* [http://www.mikrocontroller.net/articles/Installationsanleitung_C-Entwicklungsumgebung_f%C3%BCr_LPC1xxx_von_Code_Red Installationsanleitung zur IDE von Code-Red]
* [http://www.mikrocontroller.net/articles/Codebase_f%C3%BCr_LPC1xxx LPC1xxx Codebase]

Suche im Forum nach
* [http://www.mikrocontroller.net/search?query=LPC11* LPC11xx]
* [http://www.mikrocontroller.net/search?query=LPC12* LPC12xx]
* [http://www.mikrocontroller.net/search?query=LPC13* LPC13xx]
* [http://www.mikrocontroller.net/search?query=LPC17* LPC17xx]
* [http://www.mikrocontroller.net/search?query=LPC18* LPC18xx]

Beispielprojekt mit LPC1768 / LPC1769 und FreeRTOS:
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/264089#new]

== Bezugsquellen ==

=== Controller ===

* [http://darisusgmbh.de/shop/advanced_search_result.php?keywords=LPC1&x=0&y=0 Darisus]
* [http://www.hbe-shop.de HBE]
* [http://www.tme.eu/de/katalog#cleanParameters%3D1%26searchClick%3D1%26search%3DLPC1%26bf_szukaj%3D+ TME]
* [http://www.tn-electronics.de/advanced_search_result.php?keywords=LPC1&x=0&y=0 TN]
* [http://de.mouser.com/_/?Keyword=LPC1&Ns=Pricing|0&FS=True Mouser]
* [http://www.soselectronic.eu/?searchstring=LPC1&str=378 SOS]

=== Evaluation Boards ===
* [http://www.watterott.com/index.php?page=search&page_action=query&desc=off&sdesc=on&keywords=LPCXpresso Watterott (24€ inclusive JTAG-Programmiergerät UND JTAG Debugger für kostenlose "Code-Red" Entwicklungsplattform)], dazu hier die [[LPC1xxx_Entwicklungskit_LPCXpresso|Beschreibung]]
* [http://www.lpctools.com/evaluationboardskitsforlpc17xx.aspx LPC-Tools]
* [http://thinkembedded.ch/NXP:::25.html thinkembedded.ch] div. Olimex Boards

== Weblinks, Foren, Communities ==

* http://www.siwawi.arubi.uni-kl.de/avr_projects/arm_projects/arm_memcards/index.html
* http://www.nxp.com/#/page/content=[f=/dynamic/applicationnotes/tid-50809_sid-56890/data.xml]
* [http://mbed.org/handbook/Homepage MBED]
* [http://forums.nxp.com/forums/viewforum.php?f=1 NXP-WIKI]
* [http://knowledgebase.nxp.com/forumdisplay.php?s=389a3610c741bca7b18221d32b9c0ce0&f=4 NXP-Forum]
* [http://ics.nxp.com/lpcxpresso/ LPCXpresso]
* [http://code.google.com/p/32bitmicro/ 32BitMicro]
* [http://www.brc-electronics.nl SimpleCortex]
* [http://www.lpcware.com/ LPCWare NXP MCU community]
* [http://nanohome.be/nxp/index.html LPC175/6x und LPC23xx pin Configurator]

== Entwicklungsplattformen ==

* [http://www.lpcware.com/lpcxpresso/home Code-Red (Kostenlos mit Debugger)]
* [http://support.code-red-tech.com/CodeRedWiki/WikiHome CR-WIKI]
* [http://www.keil.com/arm/mdk.asp ARM/Keil MDK-ARM]
* IAR EWARM
* Rowley Crossworks
* Green Hills Software
* [http://www.coocox.org/CooCox_CoIDE.htm CooCox] (Kostenlos)

<references/>

[[Kategorie:ARM]]
[[Kategorie:LPC1x]]