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STM32

2013-03-05T09:40:02Z

Moritz m72: ‎STM32 Standard Peripheral Library

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 M4
** 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 M4
** 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-M4 Kern
* 16KB ... 2MB [[Flash-ROM]]
* 4KB ... 256KB [[Speicher#SRAM|SRAM]]
* 4KB [[Speicher#EEPROM|EEPROM]] (STM32L)
* 512 one-time programmable Bytes(STM32F2/4)
* [[IC-Gehäuseformen | Gehäuse]] 36 ... 216 Pins als QFN, LQFP und BGA
* Derzeit sind über '''250''' 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 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]]
* 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: ==

Als Beispiel der Dokumentation soll stellvertretend der [http://www.st.com/mcu/devicedocs-STM32F103RC-110.html STM32F103RC] genannt werden. Die Seite von ST beinhaltet alle nötigen Informationen passend zu diesem Prozessor.

Diese Dokumente von ST beschreiben den Controller:

* [http://www.st.com/internet/com/TECHNICAL_RESOURCES/TECHNICAL_LITERATURE/DATASHEET/CD00191185.pdf Datasheet STM32F103xC/D/E]
* [http://www.st.com/internet/com/TECHNICAL_RESOURCES/TECHNICAL_LITERATURE/REFERENCE_MANUAL/CD00171190.pdf Reference Manual (RM0008)]
* [http://www.st.com/internet/com/TECHNICAL_RESOURCES/TECHNICAL_LITERATURE/PROGRAMMING_MANUAL/CD00228163.pdf Cortex-M3 Programming Manual]
* [http://www.st.com/stonline/products/literature/pm/13259.pdf Flash Programming Reference]

Im Datasheet sind die speziellen Eigenschaften einer bestimmten Modellreihe beschrieben und die exakten Daten und Pinouts aufgeführt. Die Peripheriemodule werden nur aufgeführt, nicht detailliert beschrieben. In der Referenz ist der gesamte Controller mit Peripheriemodulen im Detail beschrieben, gültig für eine STM32-Familie. Details zum Prozessorkern selbst und den nicht STM32-spezifischen mit dem Cortex-M3 Core assoziierten Modulen wie dem Interrupt-Controller und dem Systick-Timer findet man jedoch nicht dort, sondern im Cortex-M3 Manual. Wer nicht die ST Firmware-Library verwendet, der benötigt zusätzlich die Flash Programming Reference für die Betriebsart des Flash-ROMs, d.h. die frequenzabhängige Konfiguration der Waitstates. Hinzu kommen optionale Dokumente von ARM, die den [http://infocenter.arm.com/help/topic/com.arm.doc.ddi0337-/ Cortex-M3 Kern] / [http://infocenter.arm.com/help/index.jsp?topic=/com.arm.doc.ddi0439c/index.html Cortex-M4 Kern] beschreiben. Hier gibt es den Opcode wenn man ihn in [http://infocenter.arm.com/help/topic/com.arm.doc.ddi0403-/ Assembler] programmieren möchte. Zusätzlich sollten auch die [http://www.st.com/stonline/products/literature/es/14732.pdf Errata Sheets] beachtet werden. Empfohlen sei auch die Appnote "[http://www.st.com/internet/com/TECHNICAL_RESOURCES/TECHNICAL_LITERATURE/APPLICATION_NOTE/CD00164185.pdf STM32F10xxx hardware development: getting started]".

== ‎STM32 Standard Peripheral Library ==

ST bietet für jede Controller Familie eine umfangreiche 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.

== CMSIS ==

Parallel zur Firmware-Library (FW-Lib) gibt es für die "Selbermacher" die CMSIS (ARM® '''C'''ortex™ '''M'''icrocontroller '''S'''oftware '''I'''nterface '''S'''tandard), die grundsätzlich nur den herstellerübergreifenden ARM-Core abdeckt. Hierzu gehört bei den Cortex-M4-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 FW-Lib enthalten. Die Compiler-Hersteller liefern eine jeweils zur ihrer Tool-Version passende bzw. geprüfte FW-Lib (incl. CMSIS) aus. Diese Libs können, gegenüber den Downloads beim Chip-Hersteller, auch ältere Version beinhalten.

== 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.]

== Bootmodi ==
Unterschiedliche Bootmodi lassen sich mittels der PINs BOOT0 und BOOT1 auswählen . Siehe Application Note [http://www.st.com/internet/com/TECHNICAL_RESOURCES/TECHNICAL_LITERATURE/APPLICATION_NOTE/CD00167594.pdf AN2606].

=== 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]

== 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 $!

== Nachteile ==

'''Nachteil gegenüber LPC1700:'''
* STM32F1xx: nur 72 MHz statt 100 MHz (LPC1759: 120 MHz) Taktfrequenz; STM32F2xx hat diesen Nachteil nicht (ebenfalls 120MHz, STM32F4xx mit 168MHz) (Aber NXP hat schon 150MHz angekündigt)
* 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.
'''Vorteile gegenüber anderen "Kleinen" wie z.B. PIC, Atmel usw.'''
* nahezu gleicher Preis bei Hobby Anwendungen
* 32 Bit ohne Umwege in Assembler rechenbar
* bessere Peripherie
* ... und weitere 1000 Punkte ...

'''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 geeignet.

'''

== 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)
* Boot-Pins: Boot0 -> GND | Boot1 -> Egal ---> Mit der Konfiguration wird das Programm aus dem Flash ausgeführt.

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.

== Programmierung ==

Als Programmieroberfläche kann eine kostenlose Struktur verwendet werden. Es ist für den Einsteiger schwierig herauszufinden welche Open-Source Programme man braucht damit es funktioniert, daher hier eine Zusammenstellung:

* [http://www.eclipse.org Eclipse]
* [http://www.yagarto.de Yagarto Tools] oder [http://www.codesourcery.com/sgpp/lite_edition.html Codesourcery Lite Edition] oder [https://launchpad.net/gcc-arm-embedded Launchpad]
* Programmieradapter OOCD, Turtelizer2 oder andere JTAG Programmieradapter
* Eclipse Plugin "GDB Hardware Debugging" mit [http://www.firefly-power.de/ARM/debugging.html OpenOCD server]
* [http://www.st.com/internet/com/software/ides_mcu.jsp#stm32 ST Liste: IDEs, Toolsets and Debug tools for MCUs]
* [http://netbeans.org/ Netbeans] mit [http://plugins.netbeans.org/plugin/37426/gdbserver GDBserver-Plugin] [http://openocd.sourceforge.net/ OpenOCD] und [https://launchpad.net/gcc-arm-embedded Launchpad]-Toolchain

* Zum Starten eine fertige Zusammenstellung: [http://www.mikrocontroller.net/topic/216554 Eclipse+codesourcery+st-link]

* [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

* [http://www.mikrocontroller.net/topic/265600 STM32F4 mit Code::Blocks]

* [http://emide.org/ emIDE] kostenlose IDE die mit dem Segger J-LINK funktioniert.

Sehr nützlich für Linux-Anwender auch diese Seite: [http://fun-tech.se/stm32/index.php STM32/ARM Cortex-M3 HOWTO: Development under Ubuntu.]

===Folgende kommerzielle Umgebungen sind verfügbar===

* [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.
* [http://www.iar.com/en/Products/IAR-Embedded-Workbench/ IAR-Embedded-Workbench] (Demo max. 32KB Code)
* [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.coocox.org CoIDE] (Kostenlose GCC, Eclipse basierende IDE mit einem Code-Generator Tool)
* [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)

===Programmieradapter===
* SEGGER [http://www.segger.com J-LINK / J-TRACE] ARM7..11, Cortex-M0..4, Cortex A8..15, als [http://www.segger.com/cms/j-link-edu.html NonComercial] J-LINK-EDU für ca. 60,- zu haben, läuft in µVision, IAR, gdb, Keil, ...
* [https://www.olimex.com/Products/ARM/JTAG/ Olimex] ARM-USB-OCD (ca. 60.-, hat zusätzlich einen Spannungsausgen und einen COM Port)
* 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]
*[http://www.st.com/internet/com/press_release/p3065.jsp STM32xx Discovery] 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)

Solch ein STM32FxDISCOVERY Demo-Board ist ideal für den Einstieg, da man kein extra [[JTAG]] Adapter kaufen muss. Das Board [http://www.st.com/internet/evalboard/product/252419.jsp STM32F4DISCOVERY] mit 12..15 EUR ist sehr günstig und hat einen leistungsfähigen STM32F407 Prozessor mit 168MHz und einen ST-LINK/V2 schon drauf. Zusammen mit der [http://www.coocox.org/ Coocox] Entwicklungsumgebung hat man einen günstigen Einstieg in die STM32 Welt.

In der Regel haben diese [[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]].

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

Zu erst sollte man sich die IDE heraus suchen mit der man Arbeiten mag, und dann darin den unterstützten JTAG Adapter.

Aus eigener Erfahrung kann ich den J-LINK von Segger sehr empfehlen, da er mit der meisten Software, auch GCC sehr gut und vor allem schnell (FLASH programmieren) funktioniert und enorm viele Prozessoren (ARM7/9/11, Cortex-M0..M4, Cortex-A8..15, uvm., viele Hersteller) unterstützt.

===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]
* [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.

Tipps für Installation mit Eclipse können in [http://www.mikrocontroller.net/topic/214719 diesem Thread] gelesen werden.

=== Installation für STM32 (Linux) ===

==== Variante A ====

* Benötigte Hardware
** Ein Desktop PC oder Laptop mit Linux OS (openSuSE, Ubuntu, ...) alternativ: Ein Windows System mit Linux in einer virtuellen Maschine
** root Zugang zum Linux OS (superuser Passwort)
** GNU C Compiler
** Programmer ARM-USB-TINY-H (optimal) alternativ: OpenOCD kompatiblen Programmer
** Prototypboard Olimex STM32-P107 (optimal) alternativ: irgendein board mit STM32 uC und JTAG Port

* Download + Installation (in einem Terminal)
wget http://hlb-labor.de/cortexm3/install_ToolChain_STM32.sh
chmod +x install_ToolChain_STM32.sh
./install_ToolChain_STM32.sh

Die Installation sollte im Idealfall voll automatisch durchlaufen. Anschliessend wird ein Beispielprojekt mit Multitasking OS und LED-Heartbeat kompiliert und auf den uC programmiert.
Für andere Protoboards/ Programmer muss die ToolChain entsprechend der readme Anleitung umkonfiguriert werden.

Das Projekt kann im QtCreator (http://qt.nokia.com/) geöffnet und bearbeitet werden.

==== Variante B ====

Die Installation einer Toolchain (Make, Flash, Debug via JTAG, IDE) ist in folgendem Manual beschrieben:

"How-to manual - Installing a toolchain for Cortex-M3/STM32 on Ubuntu"

*http://www.seng.de/downloads/HowTo_ToolChain_STM32_Ubuntu.pdf
*http://www.seng.de/downloads/HowTo_ToolChain_STM32_Ubuntu.odt

Die Beschreibung im OpenOffice Format erlaubt die Weiterbearbeitung des Textes und das Entnehmen von Quelltexten ohne den Verlust von Formatierungen.

Verwendete Hardware:
*JTAG device
**Olimex “ARM-USB-OCD-H”, basierend auf FTDI “FT2232H”
*Microcontroller
**Olimex “STM32-H103” basierend auf STM32F103RBT6 mit 128KB Flash, 20KB RAM, 3xUART, ...
Die Toolchain sollte sich leicht an andere "FT2232" basierte JTAG Probes und "Cortex-M3" Derivate anpassen lassen.

Das Manual umfasst die Installation und Inbetriebnahme sowie Hinweise und Bug-fixes zu folgenden Komponenten:
*OpenOCD
*Serial bootloader
*Sourcery CodeBench Lite for ARM EABI
*STM32F10x standard peripheral library
*USB full-speed device library
*Project templates
*Makefiles
*Linker Sript
*Startup Code
*Doxygen
*Git
*Terminal emulation
*Eclipse IDE
*Links zu Datenblättern, Manuals und Toools

=== Installation für STM32 Eclipse(Windows) ===

Hier ist der Anfang des Artikels [[STM32 Eclipse Installation]], hier ist neueres beschrieben als hier aufgeführt. Wenn der Artikel fertig ist, dann wird dieser Teil gelöscht.

* Eclipse "Helios" installieren mit GNU ARM Eclipse Plug-in
Eclipse IDE for C/C++ Developers<ref>http://www.eclipse.org/downloads/packages/eclipse-ide-cc-developers/heliosr</ref> downloaden und installieren

* GNU ARM Eclipse Plug-in<ref>http://sourceforge.net/projects/gnuarmeclipse/</ref> runterladen und installieren. [http://sourceforge.net/apps/mediawiki/gnuarmeclipse/index.php?title=Main_Page Weitere Infos].

Wird CodeSourcery G++ Lite verwendet, so muss die PATH Variable angepasst
werden, damit das Plugin die CodeSourcery exe-Files findet<ref>für Discovery notwendig</ref>. Alternativ das eclipse von einem script aus starten und zuerst den PATH erweitern.

Soll das ST-LINK verwendet werden, so kann der Atollic ST-LINK GDBSERVER aus der Atollic free version genutzt werden. Mit dem gdbclient im Eclipse kann damit problemlos geflasht und gedebuggt werden (JTAG und SWD).

Neuere Versionen von OpenOCD können ebenfalls mit STLINK und STLINK2 Kontakt aufnehmen. Bei vorkompilierten OpenOCD-Packeten (z.B. die von Freddy Chopin) mit libusb-Support und installiertem Herstellertreiber von STM ist noch der libusb-Filtertreiber einzurichten (relativ einfach per libusb-win32 filter wizard GUI).

Die Startup- und Linkerscripts der Atollic free version können für ein Projekt in dieser Konstallation genutzt werden.

* Eclipse "Galileo" installation<ref>[http://www.eclipse.org/] → Downloads → "Eclipse IDE for C/C++ Developers (79 MB)</ref>. Und das Servicepack 1<ref>[http://www.eclipse.org/downloads/download.php?file=/technology/epp/downloads/release/galileo/SR1/eclipse-cpp-galileo-SR1-win32.zip Eclipse SR1]</ref>
Entpacken der Datei eclipse-cpp-galileo-SR1-win32.zip nach "C:\WinARM\" (Ordner neu erstellen)

* Eclipse PlugIn<ref>http://download.eclipse.org/tools/cdt/releases/galileo</ref> hinzufügen: Help → Install New Software... → "Eclipse C/C++ Development Tools" + "Eclipse C/C++ GDB Hardware Debugging" installieren

* Yagarto Tools<ref>[http://www.yagarto.de/] "Download (for Windows)" → "YAGARTO Tools" http://www.yagarto.de/download/yagarto/yagarto-tools-20091223-setup.exe Installieren, Auswahl Verzeichnis "C:\WinARM\yagarto-tools"</ref>

* CodeSourcery: Achtung! Die Menustruktur ändert sich durchaus mal, dann suchen gehen. http://www.codesourcery.com/ → Products → Sourcery G++ → Editions>Lite Edition → ARM → Downloads. Direkter Download<ref>[http://www.codesourcery.com/sgpp/lite/arm/portal/package6496/public/arm-none-eabi/arm-2010q1-188-arm-none-eabi.exe]</ref>. Installieren, Auswahl Verzeichnis "C:\WinARM\CodeSourcery"

* OpenOCD: Kompilierte Version für Windows<ref>[http://www.freddiechopin.info/] → Download → Software → OpenOCD</ref> installieren nach "C:\WinARM\OpenOCD_0_4_0" ist auch auf der Seite<ref>[http://yagarto.de/#ocd Yagarto.de]</ref> beschrieben. PS: Sollte der Olimex ARM-USB-OCD verwendet werden, dann darf nicht der Treiber von Olimex verwendet werden, sondern der vom OpenOCD Download<ref>[http://www.mikrocontroller.net/topic/173753#1668913]</ref>.

* ST Firmware: http://www.st.com → Auswahl CPU STM32F103xxx → "Firmware" "STM32F10x_StdPeriph_Lib"<ref>http://www.st.com/mcu/devicedocs-STM32F103RC-110.html</ref>. Das ZIP "stm32f10x_stdperiph_lib.zip" Entpacken nach "C:\WinARM\examples\stm32_FW3.4.0\

=== Installation für STM32 auf einem zweiten Rechner===

* Kopieren des Verzeichnisses C:\WinARM\ (Zuvor wurden aus diesem Grund alle Setup-Pakete nach C:\WinARM\... installiert)
* Die PATH-Variable in der Systemsteuerung mit den C:\WinARM\.... Verzeichnissen nachführen
* Fertig.

=== Installation für STM32 mit AtollicTrueStudio (+Demo) ===
* Installation + Demo: [[STM32 LEDBlinken AtollicTrueStudio]]

=== Installation für STM32 mit MDK-ARM Lite und Einstellungen 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]

== Demo-Projekte ==

* [[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

== Errata, Tipps und Tricks ==

* 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 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/internet/com/TECHNICAL_RESOURCES/TECHNICAL_LITERATURE/ERRATA_SHEET/CD00238166.pdf STM32F105xx and STM32F107xx Errata sheet] ) zu finden sind. Workarounds hierzu finden sich in der Application Note [http://www.st.com/internet/com/TECHNICAL_RESOURCES/TECHNICAL_LITERATURE/APPLICATION_NOTE/CD00209826.pdf AN2824]
* [http://blog.frankvh.com/category/stm32/ weitere undokummentierte Features]

=== 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]

=== Tipp FPU von STM32F4xx nutzen ===
Es benötigt dafür 2 Dinge, zum einen muss die Compileroption gesetzt sein, zum anderen auch die FPU aktiviert werden:

Compileroption:

<code>COMMON_FLAGS += -mfloat-abi=hard -mfpu=fpv4-sp-d16</code>

Der Code für das Aktivieren der FPU:

<c>/*FPU settings*/
__asm volatile ("ldr r0, =0xE000ED88"); /* Enable CP10,CP11 */
__asm volatile ("ldr r1,[r0]");
__asm volatile ("orr r1,r1,#(0xF << 20)");
__asm volatile ("str r1,[r0]");
</c>

Ohne Inline-Assembler in C wie in system_stm32f4xx.c aus den Beispielen von ST-Microelectronics:
<c>
SCB->CPACR |= ((3UL << 10*2)|(3UL << 11*2)); /* set CP10 and CP11 Full Access */
</c>

Weiterhin sollte die Toolchain auch Laufzeitbibliotheken mit FPU-Unterstützung mitbringen (CodeBench lite wird ohne ausgeleifert, GCC for ARM embedded von launchpad.org mit).

Mehr dazu in diesem Thread: [http://www.mikrocontroller.net/topic/261021 Floating Pointing Unit STM32F4]

=== 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

== 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]

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.steitec.net/ARM-Boards/ Steitec, STM32F103 Cortex M3 Board 34,80€]
* [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 Keil Microcontollertechnik]
* [http://www.phytec.de Phytec]

== 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]
* [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 ]

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

STM32

2013-03-04T16:40:37Z

Moritz m72: /* Vorteile */

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 M4
** 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 M4
** 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-M4 Kern
* 16KB ... 2MB [[Flash-ROM]]
* 4KB ... 256KB [[Speicher#SRAM|SRAM]]
* 4KB [[Speicher#EEPROM|EEPROM]] (STM32L)
* 512 one-time programmable Bytes(STM32F2/4)
* [[IC-Gehäuseformen | Gehäuse]] 36 ... 216 Pins als QFN, LQFP und BGA
* Derzeit sind über '''250''' 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 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]]
* 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: ==

Als Beispiel der Dokumentation soll stellvertretend der [http://www.st.com/mcu/devicedocs-STM32F103RC-110.html STM32F103RC] genannt werden. Die Seite von ST beinhaltet alle nötigen Informationen passend zu diesem Prozessor.

Diese Dokumente von ST beschreiben den Controller:

* [http://www.st.com/internet/com/TECHNICAL_RESOURCES/TECHNICAL_LITERATURE/DATASHEET/CD00191185.pdf Datasheet STM32F103xC/D/E]
* [http://www.st.com/internet/com/TECHNICAL_RESOURCES/TECHNICAL_LITERATURE/REFERENCE_MANUAL/CD00171190.pdf Reference Manual (RM0008)]
* [http://www.st.com/internet/com/TECHNICAL_RESOURCES/TECHNICAL_LITERATURE/PROGRAMMING_MANUAL/CD00228163.pdf Cortex-M3 Programming Manual]
* [http://www.st.com/stonline/products/literature/pm/13259.pdf Flash Programming Reference]

Im Datasheet sind die speziellen Eigenschaften einer bestimmten Modellreihe beschrieben und die exakten Daten und Pinouts aufgeführt. Die Peripheriemodule werden nur aufgeführt, nicht detailliert beschrieben. In der Referenz ist der gesamte Controller mit Peripheriemodulen im Detail beschrieben, gültig für eine STM32-Familie. Details zum Prozessorkern selbst und den nicht STM32-spezifischen mit dem Cortex-M3 Core assoziierten Modulen wie dem Interrupt-Controller und dem Systick-Timer findet man jedoch nicht dort, sondern im Cortex-M3 Manual. Wer nicht die ST Firmware-Library verwendet, der benötigt zusätzlich die Flash Programming Reference für die Betriebsart des Flash-ROMs, d.h. die frequenzabhängige Konfiguration der Waitstates. Hinzu kommen optionale Dokumente von ARM, die den [http://infocenter.arm.com/help/topic/com.arm.doc.ddi0337-/ Cortex-M3 Kern] / [http://infocenter.arm.com/help/index.jsp?topic=/com.arm.doc.ddi0439c/index.html Cortex-M4 Kern] beschreiben. Hier gibt es den Opcode wenn man ihn in [http://infocenter.arm.com/help/topic/com.arm.doc.ddi0403-/ Assembler] programmieren möchte. Zusätzlich sollten auch die [http://www.st.com/stonline/products/literature/es/14732.pdf Errata Sheets] beachtet werden. Empfohlen sei auch die Appnote "[http://www.st.com/internet/com/TECHNICAL_RESOURCES/TECHNICAL_LITERATURE/APPLICATION_NOTE/CD00164185.pdf STM32F10xxx hardware development: getting started]".

== ‎STM32F10x Standard Peripherals Library ==

ST bietet eine umfangreiche Firmwarebibliothek, eine einzige Bibliothek für alle STM32 Derivate. Das ist der große Vorteil von ST (gibt es beispielsweise auf den Cortex-M3 Controllern von TI auch, ist teilweise in einem separaten ROM untergebracht). Einmal programmieren und in allen STM32 verwendbar. Alle Funktionen sind gekapselt in einfache Strukturen und Funktionsaufrufe. Somit muss man sich nicht selbst um die Peripherieregister 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. Diese FW-Lib (Download von ST) ist ein MUSS für jeden, denn darin sind auch jede Menge Beispiele für alle Peripheriemodule.

Details siehe: [[‎STM32F10x Standard Peripherals Library]].

Mit [http://www.libopencm3.org/wiki/Main_Page libopencm3] ist derzeit auch eine Open-Source Alternative (GPL, Version 3 oder höher) zur ST Library in Entwicklung, die zukünftig auch Cortex-M3 Controller von anderen Herstellern unterstützen soll.

== CMSIS ==

Parallel zur Firmware-Library (FW-Lib) gibt es für die "Selbermacher" die CMSIS (ARM® '''C'''ortex™ '''M'''icrocontroller '''S'''oftware '''I'''nterface '''S'''tandard), die grundsätzlich nur den herstellerübergreifenden ARM-Core abdeckt. Hierzu gehört bei den Cortex-M4-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 FW-Lib enthalten. Die Compiler-Hersteller liefern eine jeweils zur ihrer Tool-Version passende bzw. geprüfte FW-Lib (incl. CMSIS) aus. Diese Libs können, gegenüber den Downloads beim Chip-Hersteller, auch ältere Version beinhalten.

== 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.]

== Bootmodi ==
Unterschiedliche Bootmodi lassen sich mittels der PINs BOOT0 und BOOT1 auswählen . Siehe Application Note [http://www.st.com/internet/com/TECHNICAL_RESOURCES/TECHNICAL_LITERATURE/APPLICATION_NOTE/CD00167594.pdf AN2606].

=== 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]

== 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 $!

== Nachteile ==

'''Nachteil gegenüber LPC1700:'''
* STM32F1xx: nur 72 MHz statt 100 MHz (LPC1759: 120 MHz) Taktfrequenz; STM32F2xx hat diesen Nachteil nicht (ebenfalls 120MHz, STM32F4xx mit 168MHz) (Aber NXP hat schon 150MHz angekündigt)
* 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.
'''Vorteile gegenüber anderen "Kleinen" wie z.B. PIC, Atmel usw.'''
* nahezu gleicher Preis bei Hobby Anwendungen
* 32 Bit ohne Umwege in Assembler rechenbar
* bessere Peripherie
* ... und weitere 1000 Punkte ...

'''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 geeignet.

'''

== 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)
* Boot-Pins: Boot0 -> GND | Boot1 -> Egal ---> Mit der Konfiguration wird das Programm aus dem Flash ausgeführt.

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.

== Programmierung ==

Als Programmieroberfläche kann eine kostenlose Struktur verwendet werden. Es ist für den Einsteiger schwierig herauszufinden welche Open-Source Programme man braucht damit es funktioniert, daher hier eine Zusammenstellung:

* [http://www.eclipse.org Eclipse]
* [http://www.yagarto.de Yagarto Tools] oder [http://www.codesourcery.com/sgpp/lite_edition.html Codesourcery Lite Edition] oder [https://launchpad.net/gcc-arm-embedded Launchpad]
* Programmieradapter OOCD, Turtelizer2 oder andere JTAG Programmieradapter
* Eclipse Plugin "GDB Hardware Debugging" mit [http://www.firefly-power.de/ARM/debugging.html OpenOCD server]
* [http://www.st.com/internet/com/software/ides_mcu.jsp#stm32 ST Liste: IDEs, Toolsets and Debug tools for MCUs]
* [http://netbeans.org/ Netbeans] mit [http://plugins.netbeans.org/plugin/37426/gdbserver GDBserver-Plugin] [http://openocd.sourceforge.net/ OpenOCD] und [https://launchpad.net/gcc-arm-embedded Launchpad]-Toolchain

* Zum Starten eine fertige Zusammenstellung: [http://www.mikrocontroller.net/topic/216554 Eclipse+codesourcery+st-link]

* [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

* [http://www.mikrocontroller.net/topic/265600 STM32F4 mit Code::Blocks]

* [http://emide.org/ emIDE] kostenlose IDE die mit dem Segger J-LINK funktioniert.

Sehr nützlich für Linux-Anwender auch diese Seite: [http://fun-tech.se/stm32/index.php STM32/ARM Cortex-M3 HOWTO: Development under Ubuntu.]

===Folgende kommerzielle Umgebungen sind verfügbar===

* [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.
* [http://www.iar.com/en/Products/IAR-Embedded-Workbench/ IAR-Embedded-Workbench] (Demo max. 32KB Code)
* [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.coocox.org CoIDE] (Kostenlose GCC, Eclipse basierende IDE mit einem Code-Generator Tool)
* [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)

===Programmieradapter===
* SEGGER [http://www.segger.com J-LINK / J-TRACE] ARM7..11, Cortex-M0..4, Cortex A8..15, als [http://www.segger.com/cms/j-link-edu.html NonComercial] J-LINK-EDU für ca. 60,- zu haben, läuft in µVision, IAR, gdb, Keil, ...
* [https://www.olimex.com/Products/ARM/JTAG/ Olimex] ARM-USB-OCD (ca. 60.-, hat zusätzlich einen Spannungsausgen und einen COM Port)
* 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]
*[http://www.st.com/internet/com/press_release/p3065.jsp STM32xx Discovery] 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)

Solch ein STM32FxDISCOVERY Demo-Board ist ideal für den Einstieg, da man kein extra [[JTAG]] Adapter kaufen muss. Das Board [http://www.st.com/internet/evalboard/product/252419.jsp STM32F4DISCOVERY] mit 12..15 EUR ist sehr günstig und hat einen leistungsfähigen STM32F407 Prozessor mit 168MHz und einen ST-LINK/V2 schon drauf. Zusammen mit der [http://www.coocox.org/ Coocox] Entwicklungsumgebung hat man einen günstigen Einstieg in die STM32 Welt.

In der Regel haben diese [[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]].

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

Zu erst sollte man sich die IDE heraus suchen mit der man Arbeiten mag, und dann darin den unterstützten JTAG Adapter.

Aus eigener Erfahrung kann ich den J-LINK von Segger sehr empfehlen, da er mit der meisten Software, auch GCC sehr gut und vor allem schnell (FLASH programmieren) funktioniert und enorm viele Prozessoren (ARM7/9/11, Cortex-M0..M4, Cortex-A8..15, uvm., viele Hersteller) unterstützt.

===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]
* [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.

Tipps für Installation mit Eclipse können in [http://www.mikrocontroller.net/topic/214719 diesem Thread] gelesen werden.

=== Installation für STM32 (Linux) ===

==== Variante A ====

* Benötigte Hardware
** Ein Desktop PC oder Laptop mit Linux OS (openSuSE, Ubuntu, ...) alternativ: Ein Windows System mit Linux in einer virtuellen Maschine
** root Zugang zum Linux OS (superuser Passwort)
** GNU C Compiler
** Programmer ARM-USB-TINY-H (optimal) alternativ: OpenOCD kompatiblen Programmer
** Prototypboard Olimex STM32-P107 (optimal) alternativ: irgendein board mit STM32 uC und JTAG Port

* Download + Installation (in einem Terminal)
wget http://hlb-labor.de/cortexm3/install_ToolChain_STM32.sh
chmod +x install_ToolChain_STM32.sh
./install_ToolChain_STM32.sh

Die Installation sollte im Idealfall voll automatisch durchlaufen. Anschliessend wird ein Beispielprojekt mit Multitasking OS und LED-Heartbeat kompiliert und auf den uC programmiert.
Für andere Protoboards/ Programmer muss die ToolChain entsprechend der readme Anleitung umkonfiguriert werden.

Das Projekt kann im QtCreator (http://qt.nokia.com/) geöffnet und bearbeitet werden.

==== Variante B ====

Die Installation einer Toolchain (Make, Flash, Debug via JTAG, IDE) ist in folgendem Manual beschrieben:

"How-to manual - Installing a toolchain for Cortex-M3/STM32 on Ubuntu"

*http://www.seng.de/downloads/HowTo_ToolChain_STM32_Ubuntu.pdf
*http://www.seng.de/downloads/HowTo_ToolChain_STM32_Ubuntu.odt

Die Beschreibung im OpenOffice Format erlaubt die Weiterbearbeitung des Textes und das Entnehmen von Quelltexten ohne den Verlust von Formatierungen.

Verwendete Hardware:
*JTAG device
**Olimex “ARM-USB-OCD-H”, basierend auf FTDI “FT2232H”
*Microcontroller
**Olimex “STM32-H103” basierend auf STM32F103RBT6 mit 128KB Flash, 20KB RAM, 3xUART, ...
Die Toolchain sollte sich leicht an andere "FT2232" basierte JTAG Probes und "Cortex-M3" Derivate anpassen lassen.

Das Manual umfasst die Installation und Inbetriebnahme sowie Hinweise und Bug-fixes zu folgenden Komponenten:
*OpenOCD
*Serial bootloader
*Sourcery CodeBench Lite for ARM EABI
*STM32F10x standard peripheral library
*USB full-speed device library
*Project templates
*Makefiles
*Linker Sript
*Startup Code
*Doxygen
*Git
*Terminal emulation
*Eclipse IDE
*Links zu Datenblättern, Manuals und Toools

=== Installation für STM32 Eclipse(Windows) ===

Hier ist der Anfang des Artikels [[STM32 Eclipse Installation]], hier ist neueres beschrieben als hier aufgeführt. Wenn der Artikel fertig ist, dann wird dieser Teil gelöscht.

* Eclipse "Helios" installieren mit GNU ARM Eclipse Plug-in
Eclipse IDE for C/C++ Developers<ref>http://www.eclipse.org/downloads/packages/eclipse-ide-cc-developers/heliosr</ref> downloaden und installieren

* GNU ARM Eclipse Plug-in<ref>http://sourceforge.net/projects/gnuarmeclipse/</ref> runterladen und installieren. [http://sourceforge.net/apps/mediawiki/gnuarmeclipse/index.php?title=Main_Page Weitere Infos].

Wird CodeSourcery G++ Lite verwendet, so muss die PATH Variable angepasst
werden, damit das Plugin die CodeSourcery exe-Files findet<ref>für Discovery notwendig</ref>. Alternativ das eclipse von einem script aus starten und zuerst den PATH erweitern.

Soll das ST-LINK verwendet werden, so kann der Atollic ST-LINK GDBSERVER aus der Atollic free version genutzt werden. Mit dem gdbclient im Eclipse kann damit problemlos geflasht und gedebuggt werden (JTAG und SWD).

Neuere Versionen von OpenOCD können ebenfalls mit STLINK und STLINK2 Kontakt aufnehmen. Bei vorkompilierten OpenOCD-Packeten (z.B. die von Freddy Chopin) mit libusb-Support und installiertem Herstellertreiber von STM ist noch der libusb-Filtertreiber einzurichten (relativ einfach per libusb-win32 filter wizard GUI).

Die Startup- und Linkerscripts der Atollic free version können für ein Projekt in dieser Konstallation genutzt werden.

* Eclipse "Galileo" installation<ref>[http://www.eclipse.org/] → Downloads → "Eclipse IDE for C/C++ Developers (79 MB)</ref>. Und das Servicepack 1<ref>[http://www.eclipse.org/downloads/download.php?file=/technology/epp/downloads/release/galileo/SR1/eclipse-cpp-galileo-SR1-win32.zip Eclipse SR1]</ref>
Entpacken der Datei eclipse-cpp-galileo-SR1-win32.zip nach "C:\WinARM\" (Ordner neu erstellen)

* Eclipse PlugIn<ref>http://download.eclipse.org/tools/cdt/releases/galileo</ref> hinzufügen: Help → Install New Software... → "Eclipse C/C++ Development Tools" + "Eclipse C/C++ GDB Hardware Debugging" installieren

* Yagarto Tools<ref>[http://www.yagarto.de/] "Download (for Windows)" → "YAGARTO Tools" http://www.yagarto.de/download/yagarto/yagarto-tools-20091223-setup.exe Installieren, Auswahl Verzeichnis "C:\WinARM\yagarto-tools"</ref>

* CodeSourcery: Achtung! Die Menustruktur ändert sich durchaus mal, dann suchen gehen. http://www.codesourcery.com/ → Products → Sourcery G++ → Editions>Lite Edition → ARM → Downloads. Direkter Download<ref>[http://www.codesourcery.com/sgpp/lite/arm/portal/package6496/public/arm-none-eabi/arm-2010q1-188-arm-none-eabi.exe]</ref>. Installieren, Auswahl Verzeichnis "C:\WinARM\CodeSourcery"

* OpenOCD: Kompilierte Version für Windows<ref>[http://www.freddiechopin.info/] → Download → Software → OpenOCD</ref> installieren nach "C:\WinARM\OpenOCD_0_4_0" ist auch auf der Seite<ref>[http://yagarto.de/#ocd Yagarto.de]</ref> beschrieben. PS: Sollte der Olimex ARM-USB-OCD verwendet werden, dann darf nicht der Treiber von Olimex verwendet werden, sondern der vom OpenOCD Download<ref>[http://www.mikrocontroller.net/topic/173753#1668913]</ref>.

* ST Firmware: http://www.st.com → Auswahl CPU STM32F103xxx → "Firmware" "STM32F10x_StdPeriph_Lib"<ref>http://www.st.com/mcu/devicedocs-STM32F103RC-110.html</ref>. Das ZIP "stm32f10x_stdperiph_lib.zip" Entpacken nach "C:\WinARM\examples\stm32_FW3.4.0\

=== Installation für STM32 auf einem zweiten Rechner===

* Kopieren des Verzeichnisses C:\WinARM\ (Zuvor wurden aus diesem Grund alle Setup-Pakete nach C:\WinARM\... installiert)
* Die PATH-Variable in der Systemsteuerung mit den C:\WinARM\.... Verzeichnissen nachführen
* Fertig.

=== Installation für STM32 mit AtollicTrueStudio (+Demo) ===
* Installation + Demo: [[STM32 LEDBlinken AtollicTrueStudio]]

=== Installation für STM32 mit MDK-ARM Lite und Einstellungen 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]

== Demo-Projekte ==

* [[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

== Errata, Tipps und Tricks ==

* 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 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/internet/com/TECHNICAL_RESOURCES/TECHNICAL_LITERATURE/ERRATA_SHEET/CD00238166.pdf STM32F105xx and STM32F107xx Errata sheet] ) zu finden sind. Workarounds hierzu finden sich in der Application Note [http://www.st.com/internet/com/TECHNICAL_RESOURCES/TECHNICAL_LITERATURE/APPLICATION_NOTE/CD00209826.pdf AN2824]
* [http://blog.frankvh.com/category/stm32/ weitere undokummentierte Features]

=== 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]

=== Tipp FPU von STM32F4xx nutzen ===
Es benötigt dafür 2 Dinge, zum einen muss die Compileroption gesetzt sein, zum anderen auch die FPU aktiviert werden:

Compileroption:

<code>COMMON_FLAGS += -mfloat-abi=hard -mfpu=fpv4-sp-d16</code>

Der Code für das Aktivieren der FPU:

<c>/*FPU settings*/
__asm volatile ("ldr r0, =0xE000ED88"); /* Enable CP10,CP11 */
__asm volatile ("ldr r1,[r0]");
__asm volatile ("orr r1,r1,#(0xF << 20)");
__asm volatile ("str r1,[r0]");
</c>

Ohne Inline-Assembler in C wie in system_stm32f4xx.c aus den Beispielen von ST-Microelectronics:
<c>
SCB->CPACR |= ((3UL << 10*2)|(3UL << 11*2)); /* set CP10 and CP11 Full Access */
</c>

Weiterhin sollte die Toolchain auch Laufzeitbibliotheken mit FPU-Unterstützung mitbringen (CodeBench lite wird ohne ausgeleifert, GCC for ARM embedded von launchpad.org mit).

Mehr dazu in diesem Thread: [http://www.mikrocontroller.net/topic/261021 Floating Pointing Unit STM32F4]

=== 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

== 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]

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.steitec.net/ARM-Boards/ Steitec, STM32F103 Cortex M3 Board 34,80€]
* [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 Keil Microcontollertechnik]
* [http://www.phytec.de Phytec]

== 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]
* [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 ]

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

STM32

2013-03-04T16:33:21Z

Moritz m72: /* STM32-Familien */

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 M4
** 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 M4
** 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-M4 Kern
* 16KB ... 2MB [[Flash-ROM]]
* 4KB ... 256KB [[Speicher#SRAM|SRAM]]
* 4KB [[Speicher#EEPROM|EEPROM]] (STM32L)
* 512 one-time programmable Bytes(STM32F2/4)
* [[IC-Gehäuseformen | Gehäuse]] 36 ... 216 Pins als QFN, LQFP und BGA
* Derzeit sind über '''250''' 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 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]]
* 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: ==

Als Beispiel der Dokumentation soll stellvertretend der [http://www.st.com/mcu/devicedocs-STM32F103RC-110.html STM32F103RC] genannt werden. Die Seite von ST beinhaltet alle nötigen Informationen passend zu diesem Prozessor.

Diese Dokumente von ST beschreiben den Controller:

* [http://www.st.com/internet/com/TECHNICAL_RESOURCES/TECHNICAL_LITERATURE/DATASHEET/CD00191185.pdf Datasheet STM32F103xC/D/E]
* [http://www.st.com/internet/com/TECHNICAL_RESOURCES/TECHNICAL_LITERATURE/REFERENCE_MANUAL/CD00171190.pdf Reference Manual (RM0008)]
* [http://www.st.com/internet/com/TECHNICAL_RESOURCES/TECHNICAL_LITERATURE/PROGRAMMING_MANUAL/CD00228163.pdf Cortex-M3 Programming Manual]
* [http://www.st.com/stonline/products/literature/pm/13259.pdf Flash Programming Reference]

Im Datasheet sind die speziellen Eigenschaften einer bestimmten Modellreihe beschrieben und die exakten Daten und Pinouts aufgeführt. Die Peripheriemodule werden nur aufgeführt, nicht detailliert beschrieben. In der Referenz ist der gesamte Controller mit Peripheriemodulen im Detail beschrieben, gültig für eine STM32-Familie. Details zum Prozessorkern selbst und den nicht STM32-spezifischen mit dem Cortex-M3 Core assoziierten Modulen wie dem Interrupt-Controller und dem Systick-Timer findet man jedoch nicht dort, sondern im Cortex-M3 Manual. Wer nicht die ST Firmware-Library verwendet, der benötigt zusätzlich die Flash Programming Reference für die Betriebsart des Flash-ROMs, d.h. die frequenzabhängige Konfiguration der Waitstates. Hinzu kommen optionale Dokumente von ARM, die den [http://infocenter.arm.com/help/topic/com.arm.doc.ddi0337-/ Cortex-M3 Kern] / [http://infocenter.arm.com/help/index.jsp?topic=/com.arm.doc.ddi0439c/index.html Cortex-M4 Kern] beschreiben. Hier gibt es den Opcode wenn man ihn in [http://infocenter.arm.com/help/topic/com.arm.doc.ddi0403-/ Assembler] programmieren möchte. Zusätzlich sollten auch die [http://www.st.com/stonline/products/literature/es/14732.pdf Errata Sheets] beachtet werden. Empfohlen sei auch die Appnote "[http://www.st.com/internet/com/TECHNICAL_RESOURCES/TECHNICAL_LITERATURE/APPLICATION_NOTE/CD00164185.pdf STM32F10xxx hardware development: getting started]".

== ‎STM32F10x Standard Peripherals Library ==

ST bietet eine umfangreiche Firmwarebibliothek, eine einzige Bibliothek für alle STM32 Derivate. Das ist der große Vorteil von ST (gibt es beispielsweise auf den Cortex-M3 Controllern von TI auch, ist teilweise in einem separaten ROM untergebracht). Einmal programmieren und in allen STM32 verwendbar. Alle Funktionen sind gekapselt in einfache Strukturen und Funktionsaufrufe. Somit muss man sich nicht selbst um die Peripherieregister 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. Diese FW-Lib (Download von ST) ist ein MUSS für jeden, denn darin sind auch jede Menge Beispiele für alle Peripheriemodule.

Details siehe: [[‎STM32F10x Standard Peripherals Library]].

Mit [http://www.libopencm3.org/wiki/Main_Page libopencm3] ist derzeit auch eine Open-Source Alternative (GPL, Version 3 oder höher) zur ST Library in Entwicklung, die zukünftig auch Cortex-M3 Controller von anderen Herstellern unterstützen soll.

== CMSIS ==

Parallel zur Firmware-Library (FW-Lib) gibt es für die "Selbermacher" die CMSIS (ARM® '''C'''ortex™ '''M'''icrocontroller '''S'''oftware '''I'''nterface '''S'''tandard), die grundsätzlich nur den herstellerübergreifenden ARM-Core abdeckt. Hierzu gehört bei den Cortex-M4-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 FW-Lib enthalten. Die Compiler-Hersteller liefern eine jeweils zur ihrer Tool-Version passende bzw. geprüfte FW-Lib (incl. CMSIS) aus. Diese Libs können, gegenüber den Downloads beim Chip-Hersteller, auch ältere Version beinhalten.

== 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.]

== Bootmodi ==
Unterschiedliche Bootmodi lassen sich mittels der PINs BOOT0 und BOOT1 auswählen . Siehe Application Note [http://www.st.com/internet/com/TECHNICAL_RESOURCES/TECHNICAL_LITERATURE/APPLICATION_NOTE/CD00167594.pdf AN2606].

=== 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]

== 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 $!
'''Nachteil gegenüber LPC1700:'''
* STM32F1xx: nur 72 MHz statt 100 MHz (LPC1759: 120 MHz) Taktfrequenz; STM32F2xx hat diesen Nachteil nicht (ebenfalls 120MHz, STM32F4xx mit 168MHz) (Aber NXP hat schon 150MHz angekündigt)
* 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.
'''Vorteile gegenüber anderen "Kleinen" wie z.B. PIC, Atmel usw.'''
* nahezu gleicher Preis bei Hobby Anwendungen
* 32 Bit ohne Umwege in Assembler rechenbar
* bessere Peripherie
* ... und weitere 1000 Punkte ...

'''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

'''

== 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)
* Boot-Pins: Boot0 -> GND | Boot1 -> Egal ---> Mit der Konfiguration wird das Programm aus dem Flash ausgeführt.

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.

== Programmierung ==

Als Programmieroberfläche kann eine kostenlose Struktur verwendet werden. Es ist für den Einsteiger schwierig herauszufinden welche Open-Source Programme man braucht damit es funktioniert, daher hier eine Zusammenstellung:

* [http://www.eclipse.org Eclipse]
* [http://www.yagarto.de Yagarto Tools] oder [http://www.codesourcery.com/sgpp/lite_edition.html Codesourcery Lite Edition] oder [https://launchpad.net/gcc-arm-embedded Launchpad]
* Programmieradapter OOCD, Turtelizer2 oder andere JTAG Programmieradapter
* Eclipse Plugin "GDB Hardware Debugging" mit [http://www.firefly-power.de/ARM/debugging.html OpenOCD server]
* [http://www.st.com/internet/com/software/ides_mcu.jsp#stm32 ST Liste: IDEs, Toolsets and Debug tools for MCUs]
* [http://netbeans.org/ Netbeans] mit [http://plugins.netbeans.org/plugin/37426/gdbserver GDBserver-Plugin] [http://openocd.sourceforge.net/ OpenOCD] und [https://launchpad.net/gcc-arm-embedded Launchpad]-Toolchain

* Zum Starten eine fertige Zusammenstellung: [http://www.mikrocontroller.net/topic/216554 Eclipse+codesourcery+st-link]

* [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

* [http://www.mikrocontroller.net/topic/265600 STM32F4 mit Code::Blocks]

* [http://emide.org/ emIDE] kostenlose IDE die mit dem Segger J-LINK funktioniert.

Sehr nützlich für Linux-Anwender auch diese Seite: [http://fun-tech.se/stm32/index.php STM32/ARM Cortex-M3 HOWTO: Development under Ubuntu.]

===Folgende kommerzielle Umgebungen sind verfügbar===

* [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.
* [http://www.iar.com/en/Products/IAR-Embedded-Workbench/ IAR-Embedded-Workbench] (Demo max. 32KB Code)
* [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.coocox.org CoIDE] (Kostenlose GCC, Eclipse basierende IDE mit einem Code-Generator Tool)
* [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)

===Programmieradapter===
* SEGGER [http://www.segger.com J-LINK / J-TRACE] ARM7..11, Cortex-M0..4, Cortex A8..15, als [http://www.segger.com/cms/j-link-edu.html NonComercial] J-LINK-EDU für ca. 60,- zu haben, läuft in µVision, IAR, gdb, Keil, ...
* [https://www.olimex.com/Products/ARM/JTAG/ Olimex] ARM-USB-OCD (ca. 60.-, hat zusätzlich einen Spannungsausgen und einen COM Port)
* 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]
*[http://www.st.com/internet/com/press_release/p3065.jsp STM32xx Discovery] 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)

Solch ein STM32FxDISCOVERY Demo-Board ist ideal für den Einstieg, da man kein extra [[JTAG]] Adapter kaufen muss. Das Board [http://www.st.com/internet/evalboard/product/252419.jsp STM32F4DISCOVERY] mit 12..15 EUR ist sehr günstig und hat einen leistungsfähigen STM32F407 Prozessor mit 168MHz und einen ST-LINK/V2 schon drauf. Zusammen mit der [http://www.coocox.org/ Coocox] Entwicklungsumgebung hat man einen günstigen Einstieg in die STM32 Welt.

In der Regel haben diese [[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]].

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

Zu erst sollte man sich die IDE heraus suchen mit der man Arbeiten mag, und dann darin den unterstützten JTAG Adapter.

Aus eigener Erfahrung kann ich den J-LINK von Segger sehr empfehlen, da er mit der meisten Software, auch GCC sehr gut und vor allem schnell (FLASH programmieren) funktioniert und enorm viele Prozessoren (ARM7/9/11, Cortex-M0..M4, Cortex-A8..15, uvm., viele Hersteller) unterstützt.

===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]
* [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.

Tipps für Installation mit Eclipse können in [http://www.mikrocontroller.net/topic/214719 diesem Thread] gelesen werden.

=== Installation für STM32 (Linux) ===

==== Variante A ====

* Benötigte Hardware
** Ein Desktop PC oder Laptop mit Linux OS (openSuSE, Ubuntu, ...) alternativ: Ein Windows System mit Linux in einer virtuellen Maschine
** root Zugang zum Linux OS (superuser Passwort)
** GNU C Compiler
** Programmer ARM-USB-TINY-H (optimal) alternativ: OpenOCD kompatiblen Programmer
** Prototypboard Olimex STM32-P107 (optimal) alternativ: irgendein board mit STM32 uC und JTAG Port

* Download + Installation (in einem Terminal)
wget http://hlb-labor.de/cortexm3/install_ToolChain_STM32.sh
chmod +x install_ToolChain_STM32.sh
./install_ToolChain_STM32.sh

Die Installation sollte im Idealfall voll automatisch durchlaufen. Anschliessend wird ein Beispielprojekt mit Multitasking OS und LED-Heartbeat kompiliert und auf den uC programmiert.
Für andere Protoboards/ Programmer muss die ToolChain entsprechend der readme Anleitung umkonfiguriert werden.

Das Projekt kann im QtCreator (http://qt.nokia.com/) geöffnet und bearbeitet werden.

==== Variante B ====

Die Installation einer Toolchain (Make, Flash, Debug via JTAG, IDE) ist in folgendem Manual beschrieben:

"How-to manual - Installing a toolchain for Cortex-M3/STM32 on Ubuntu"

*http://www.seng.de/downloads/HowTo_ToolChain_STM32_Ubuntu.pdf
*http://www.seng.de/downloads/HowTo_ToolChain_STM32_Ubuntu.odt

Die Beschreibung im OpenOffice Format erlaubt die Weiterbearbeitung des Textes und das Entnehmen von Quelltexten ohne den Verlust von Formatierungen.

Verwendete Hardware:
*JTAG device
**Olimex “ARM-USB-OCD-H”, basierend auf FTDI “FT2232H”
*Microcontroller
**Olimex “STM32-H103” basierend auf STM32F103RBT6 mit 128KB Flash, 20KB RAM, 3xUART, ...
Die Toolchain sollte sich leicht an andere "FT2232" basierte JTAG Probes und "Cortex-M3" Derivate anpassen lassen.

Das Manual umfasst die Installation und Inbetriebnahme sowie Hinweise und Bug-fixes zu folgenden Komponenten:
*OpenOCD
*Serial bootloader
*Sourcery CodeBench Lite for ARM EABI
*STM32F10x standard peripheral library
*USB full-speed device library
*Project templates
*Makefiles
*Linker Sript
*Startup Code
*Doxygen
*Git
*Terminal emulation
*Eclipse IDE
*Links zu Datenblättern, Manuals und Toools

=== Installation für STM32 Eclipse(Windows) ===

Hier ist der Anfang des Artikels [[STM32 Eclipse Installation]], hier ist neueres beschrieben als hier aufgeführt. Wenn der Artikel fertig ist, dann wird dieser Teil gelöscht.

* Eclipse "Helios" installieren mit GNU ARM Eclipse Plug-in
Eclipse IDE for C/C++ Developers<ref>http://www.eclipse.org/downloads/packages/eclipse-ide-cc-developers/heliosr</ref> downloaden und installieren

* GNU ARM Eclipse Plug-in<ref>http://sourceforge.net/projects/gnuarmeclipse/</ref> runterladen und installieren. [http://sourceforge.net/apps/mediawiki/gnuarmeclipse/index.php?title=Main_Page Weitere Infos].

Wird CodeSourcery G++ Lite verwendet, so muss die PATH Variable angepasst
werden, damit das Plugin die CodeSourcery exe-Files findet<ref>für Discovery notwendig</ref>. Alternativ das eclipse von einem script aus starten und zuerst den PATH erweitern.

Soll das ST-LINK verwendet werden, so kann der Atollic ST-LINK GDBSERVER aus der Atollic free version genutzt werden. Mit dem gdbclient im Eclipse kann damit problemlos geflasht und gedebuggt werden (JTAG und SWD).

Neuere Versionen von OpenOCD können ebenfalls mit STLINK und STLINK2 Kontakt aufnehmen. Bei vorkompilierten OpenOCD-Packeten (z.B. die von Freddy Chopin) mit libusb-Support und installiertem Herstellertreiber von STM ist noch der libusb-Filtertreiber einzurichten (relativ einfach per libusb-win32 filter wizard GUI).

Die Startup- und Linkerscripts der Atollic free version können für ein Projekt in dieser Konstallation genutzt werden.

* Eclipse "Galileo" installation<ref>[http://www.eclipse.org/] → Downloads → "Eclipse IDE for C/C++ Developers (79 MB)</ref>. Und das Servicepack 1<ref>[http://www.eclipse.org/downloads/download.php?file=/technology/epp/downloads/release/galileo/SR1/eclipse-cpp-galileo-SR1-win32.zip Eclipse SR1]</ref>
Entpacken der Datei eclipse-cpp-galileo-SR1-win32.zip nach "C:\WinARM\" (Ordner neu erstellen)

* Eclipse PlugIn<ref>http://download.eclipse.org/tools/cdt/releases/galileo</ref> hinzufügen: Help → Install New Software... → "Eclipse C/C++ Development Tools" + "Eclipse C/C++ GDB Hardware Debugging" installieren

* Yagarto Tools<ref>[http://www.yagarto.de/] "Download (for Windows)" → "YAGARTO Tools" http://www.yagarto.de/download/yagarto/yagarto-tools-20091223-setup.exe Installieren, Auswahl Verzeichnis "C:\WinARM\yagarto-tools"</ref>

* CodeSourcery: Achtung! Die Menustruktur ändert sich durchaus mal, dann suchen gehen. http://www.codesourcery.com/ → Products → Sourcery G++ → Editions>Lite Edition → ARM → Downloads. Direkter Download<ref>[http://www.codesourcery.com/sgpp/lite/arm/portal/package6496/public/arm-none-eabi/arm-2010q1-188-arm-none-eabi.exe]</ref>. Installieren, Auswahl Verzeichnis "C:\WinARM\CodeSourcery"

* OpenOCD: Kompilierte Version für Windows<ref>[http://www.freddiechopin.info/] → Download → Software → OpenOCD</ref> installieren nach "C:\WinARM\OpenOCD_0_4_0" ist auch auf der Seite<ref>[http://yagarto.de/#ocd Yagarto.de]</ref> beschrieben. PS: Sollte der Olimex ARM-USB-OCD verwendet werden, dann darf nicht der Treiber von Olimex verwendet werden, sondern der vom OpenOCD Download<ref>[http://www.mikrocontroller.net/topic/173753#1668913]</ref>.

* ST Firmware: http://www.st.com → Auswahl CPU STM32F103xxx → "Firmware" "STM32F10x_StdPeriph_Lib"<ref>http://www.st.com/mcu/devicedocs-STM32F103RC-110.html</ref>. Das ZIP "stm32f10x_stdperiph_lib.zip" Entpacken nach "C:\WinARM\examples\stm32_FW3.4.0\

=== Installation für STM32 auf einem zweiten Rechner===

* Kopieren des Verzeichnisses C:\WinARM\ (Zuvor wurden aus diesem Grund alle Setup-Pakete nach C:\WinARM\... installiert)
* Die PATH-Variable in der Systemsteuerung mit den C:\WinARM\.... Verzeichnissen nachführen
* Fertig.

=== Installation für STM32 mit AtollicTrueStudio (+Demo) ===
* Installation + Demo: [[STM32 LEDBlinken AtollicTrueStudio]]

=== Installation für STM32 mit MDK-ARM Lite und Einstellungen 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]

== Demo-Projekte ==

* [[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

== Errata, Tipps und Tricks ==

* 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 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/internet/com/TECHNICAL_RESOURCES/TECHNICAL_LITERATURE/ERRATA_SHEET/CD00238166.pdf STM32F105xx and STM32F107xx Errata sheet] ) zu finden sind. Workarounds hierzu finden sich in der Application Note [http://www.st.com/internet/com/TECHNICAL_RESOURCES/TECHNICAL_LITERATURE/APPLICATION_NOTE/CD00209826.pdf AN2824]
* [http://blog.frankvh.com/category/stm32/ weitere undokummentierte Features]

=== 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]

=== Tipp FPU von STM32F4xx nutzen ===
Es benötigt dafür 2 Dinge, zum einen muss die Compileroption gesetzt sein, zum anderen auch die FPU aktiviert werden:

Compileroption:

<code>COMMON_FLAGS += -mfloat-abi=hard -mfpu=fpv4-sp-d16</code>

Der Code für das Aktivieren der FPU:

<c>/*FPU settings*/
__asm volatile ("ldr r0, =0xE000ED88"); /* Enable CP10,CP11 */
__asm volatile ("ldr r1,[r0]");
__asm volatile ("orr r1,r1,#(0xF << 20)");
__asm volatile ("str r1,[r0]");
</c>

Ohne Inline-Assembler in C wie in system_stm32f4xx.c aus den Beispielen von ST-Microelectronics:
<c>
SCB->CPACR |= ((3UL << 10*2)|(3UL << 11*2)); /* set CP10 and CP11 Full Access */
</c>

Weiterhin sollte die Toolchain auch Laufzeitbibliotheken mit FPU-Unterstützung mitbringen (CodeBench lite wird ohne ausgeleifert, GCC for ARM embedded von launchpad.org mit).

Mehr dazu in diesem Thread: [http://www.mikrocontroller.net/topic/261021 Floating Pointing Unit STM32F4]

=== 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

== 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]

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.steitec.net/ARM-Boards/ Steitec, STM32F103 Cortex M3 Board 34,80€]
* [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 Keil Microcontollertechnik]
* [http://www.phytec.de Phytec]

== 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]
* [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 ]

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

STM32

2013-03-04T16:27:39Z

Moritz m72: /* STM32-Familien */

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/internet/mcu/product/250173.jsp 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 M4
** 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 M4
** DSP und FPU
** Bis 180MHz
** Bis zu 2MB Flash
* [http://www.st.com/mcu/inchtml-pages-stm32l.html STM32L]
** Cortex M3
** Low Power
** mit LCD Treiber
** Bis 32MHz
* [http://www.st.com/mcu/inchtml-pages-stm32w.html 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-M4 Kern
* 16KB ... 2MB [[Flash-ROM]]
* 4KB ... 256KB [[Speicher#SRAM|SRAM]]
* 4KB [[Speicher#EEPROM|EEPROM]] (STM32L)
* 512 one-time programmable Bytes(STM32F2/4)
* [[IC-Gehäuseformen | Gehäuse]] 36 ... 216 Pins als QFN, LQFP und BGA
* Derzeit sind über '''250''' 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)
* 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 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]]
* 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: ==

Als Beispiel der Dokumentation soll stellvertretend der [http://www.st.com/mcu/devicedocs-STM32F103RC-110.html STM32F103RC] genannt werden. Die Seite von ST beinhaltet alle nötigen Informationen passend zu diesem Prozessor.

Diese Dokumente von ST beschreiben den Controller:

* [http://www.st.com/internet/com/TECHNICAL_RESOURCES/TECHNICAL_LITERATURE/DATASHEET/CD00191185.pdf Datasheet STM32F103xC/D/E]
* [http://www.st.com/internet/com/TECHNICAL_RESOURCES/TECHNICAL_LITERATURE/REFERENCE_MANUAL/CD00171190.pdf Reference Manual (RM0008)]
* [http://www.st.com/internet/com/TECHNICAL_RESOURCES/TECHNICAL_LITERATURE/PROGRAMMING_MANUAL/CD00228163.pdf Cortex-M3 Programming Manual]
* [http://www.st.com/stonline/products/literature/pm/13259.pdf Flash Programming Reference]

Im Datasheet sind die speziellen Eigenschaften einer bestimmten Modellreihe beschrieben und die exakten Daten und Pinouts aufgeführt. Die Peripheriemodule werden nur aufgeführt, nicht detailliert beschrieben. In der Referenz ist der gesamte Controller mit Peripheriemodulen im Detail beschrieben, gültig für eine STM32-Familie. Details zum Prozessorkern selbst und den nicht STM32-spezifischen mit dem Cortex-M3 Core assoziierten Modulen wie dem Interrupt-Controller und dem Systick-Timer findet man jedoch nicht dort, sondern im Cortex-M3 Manual. Wer nicht die ST Firmware-Library verwendet, der benötigt zusätzlich die Flash Programming Reference für die Betriebsart des Flash-ROMs, d.h. die frequenzabhängige Konfiguration der Waitstates. Hinzu kommen optionale Dokumente von ARM, die den [http://infocenter.arm.com/help/topic/com.arm.doc.ddi0337-/ Cortex-M3 Kern] / [http://infocenter.arm.com/help/index.jsp?topic=/com.arm.doc.ddi0439c/index.html Cortex-M4 Kern] beschreiben. Hier gibt es den Opcode wenn man ihn in [http://infocenter.arm.com/help/topic/com.arm.doc.ddi0403-/ Assembler] programmieren möchte. Zusätzlich sollten auch die [http://www.st.com/stonline/products/literature/es/14732.pdf Errata Sheets] beachtet werden. Empfohlen sei auch die Appnote "[http://www.st.com/internet/com/TECHNICAL_RESOURCES/TECHNICAL_LITERATURE/APPLICATION_NOTE/CD00164185.pdf STM32F10xxx hardware development: getting started]".

== ‎STM32F10x Standard Peripherals Library ==

ST bietet eine umfangreiche Firmwarebibliothek, eine einzige Bibliothek für alle STM32 Derivate. Das ist der große Vorteil von ST (gibt es beispielsweise auf den Cortex-M3 Controllern von TI auch, ist teilweise in einem separaten ROM untergebracht). Einmal programmieren und in allen STM32 verwendbar. Alle Funktionen sind gekapselt in einfache Strukturen und Funktionsaufrufe. Somit muss man sich nicht selbst um die Peripherieregister 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. Diese FW-Lib (Download von ST) ist ein MUSS für jeden, denn darin sind auch jede Menge Beispiele für alle Peripheriemodule.

Details siehe: [[‎STM32F10x Standard Peripherals Library]].

Mit [http://www.libopencm3.org/wiki/Main_Page libopencm3] ist derzeit auch eine Open-Source Alternative (GPL, Version 3 oder höher) zur ST Library in Entwicklung, die zukünftig auch Cortex-M3 Controller von anderen Herstellern unterstützen soll.

== CMSIS ==

Parallel zur Firmware-Library (FW-Lib) gibt es für die "Selbermacher" die CMSIS (ARM® '''C'''ortex™ '''M'''icrocontroller '''S'''oftware '''I'''nterface '''S'''tandard), die grundsätzlich nur den herstellerübergreifenden ARM-Core abdeckt. Hierzu gehört bei den Cortex-M4-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 FW-Lib enthalten. Die Compiler-Hersteller liefern eine jeweils zur ihrer Tool-Version passende bzw. geprüfte FW-Lib (incl. CMSIS) aus. Diese Libs können, gegenüber den Downloads beim Chip-Hersteller, auch ältere Version beinhalten.

== 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.]

== Bootmodi ==
Unterschiedliche Bootmodi lassen sich mittels der PINs BOOT0 und BOOT1 auswählen . Siehe Application Note [http://www.st.com/internet/com/TECHNICAL_RESOURCES/TECHNICAL_LITERATURE/APPLICATION_NOTE/CD00167594.pdf AN2606].

=== 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]

== 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 $!
'''Nachteil gegenüber LPC1700:'''
* STM32F1xx: nur 72 MHz statt 100 MHz (LPC1759: 120 MHz) Taktfrequenz; STM32F2xx hat diesen Nachteil nicht (ebenfalls 120MHz, STM32F4xx mit 168MHz) (Aber NXP hat schon 150MHz angekündigt)
* 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.
'''Vorteile gegenüber anderen "Kleinen" wie z.B. PIC, Atmel usw.'''
* nahezu gleicher Preis bei Hobby Anwendungen
* 32 Bit ohne Umwege in Assembler rechenbar
* bessere Peripherie
* ... und weitere 1000 Punkte ...

'''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

'''

== 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)
* Boot-Pins: Boot0 -> GND | Boot1 -> Egal ---> Mit der Konfiguration wird das Programm aus dem Flash ausgeführt.

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.

== Programmierung ==

Als Programmieroberfläche kann eine kostenlose Struktur verwendet werden. Es ist für den Einsteiger schwierig herauszufinden welche Open-Source Programme man braucht damit es funktioniert, daher hier eine Zusammenstellung:

* [http://www.eclipse.org Eclipse]
* [http://www.yagarto.de Yagarto Tools] oder [http://www.codesourcery.com/sgpp/lite_edition.html Codesourcery Lite Edition] oder [https://launchpad.net/gcc-arm-embedded Launchpad]
* Programmieradapter OOCD, Turtelizer2 oder andere JTAG Programmieradapter
* Eclipse Plugin "GDB Hardware Debugging" mit [http://www.firefly-power.de/ARM/debugging.html OpenOCD server]
* [http://www.st.com/internet/com/software/ides_mcu.jsp#stm32 ST Liste: IDEs, Toolsets and Debug tools for MCUs]
* [http://netbeans.org/ Netbeans] mit [http://plugins.netbeans.org/plugin/37426/gdbserver GDBserver-Plugin] [http://openocd.sourceforge.net/ OpenOCD] und [https://launchpad.net/gcc-arm-embedded Launchpad]-Toolchain

* Zum Starten eine fertige Zusammenstellung: [http://www.mikrocontroller.net/topic/216554 Eclipse+codesourcery+st-link]

* [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

* [http://www.mikrocontroller.net/topic/265600 STM32F4 mit Code::Blocks]

* [http://emide.org/ emIDE] kostenlose IDE die mit dem Segger J-LINK funktioniert.

Sehr nützlich für Linux-Anwender auch diese Seite: [http://fun-tech.se/stm32/index.php STM32/ARM Cortex-M3 HOWTO: Development under Ubuntu.]

===Folgende kommerzielle Umgebungen sind verfügbar===

* [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.
* [http://www.iar.com/en/Products/IAR-Embedded-Workbench/ IAR-Embedded-Workbench] (Demo max. 32KB Code)
* [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.coocox.org CoIDE] (Kostenlose GCC, Eclipse basierende IDE mit einem Code-Generator Tool)
* [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)

===Programmieradapter===
* SEGGER [http://www.segger.com J-LINK / J-TRACE] ARM7..11, Cortex-M0..4, Cortex A8..15, als [http://www.segger.com/cms/j-link-edu.html NonComercial] J-LINK-EDU für ca. 60,- zu haben, läuft in µVision, IAR, gdb, Keil, ...
* [https://www.olimex.com/Products/ARM/JTAG/ Olimex] ARM-USB-OCD (ca. 60.-, hat zusätzlich einen Spannungsausgen und einen COM Port)
* 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]
*[http://www.st.com/internet/com/press_release/p3065.jsp STM32xx Discovery] 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)

Solch ein STM32FxDISCOVERY Demo-Board ist ideal für den Einstieg, da man kein extra [[JTAG]] Adapter kaufen muss. Das Board [http://www.st.com/internet/evalboard/product/252419.jsp STM32F4DISCOVERY] mit 12..15 EUR ist sehr günstig und hat einen leistungsfähigen STM32F407 Prozessor mit 168MHz und einen ST-LINK/V2 schon drauf. Zusammen mit der [http://www.coocox.org/ Coocox] Entwicklungsumgebung hat man einen günstigen Einstieg in die STM32 Welt.

In der Regel haben diese [[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]].

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

Zu erst sollte man sich die IDE heraus suchen mit der man Arbeiten mag, und dann darin den unterstützten JTAG Adapter.

Aus eigener Erfahrung kann ich den J-LINK von Segger sehr empfehlen, da er mit der meisten Software, auch GCC sehr gut und vor allem schnell (FLASH programmieren) funktioniert und enorm viele Prozessoren (ARM7/9/11, Cortex-M0..M4, Cortex-A8..15, uvm., viele Hersteller) unterstützt.

===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]
* [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.

Tipps für Installation mit Eclipse können in [http://www.mikrocontroller.net/topic/214719 diesem Thread] gelesen werden.

=== Installation für STM32 (Linux) ===

==== Variante A ====

* Benötigte Hardware
** Ein Desktop PC oder Laptop mit Linux OS (openSuSE, Ubuntu, ...) alternativ: Ein Windows System mit Linux in einer virtuellen Maschine
** root Zugang zum Linux OS (superuser Passwort)
** GNU C Compiler
** Programmer ARM-USB-TINY-H (optimal) alternativ: OpenOCD kompatiblen Programmer
** Prototypboard Olimex STM32-P107 (optimal) alternativ: irgendein board mit STM32 uC und JTAG Port

* Download + Installation (in einem Terminal)
wget http://hlb-labor.de/cortexm3/install_ToolChain_STM32.sh
chmod +x install_ToolChain_STM32.sh
./install_ToolChain_STM32.sh

Die Installation sollte im Idealfall voll automatisch durchlaufen. Anschliessend wird ein Beispielprojekt mit Multitasking OS und LED-Heartbeat kompiliert und auf den uC programmiert.
Für andere Protoboards/ Programmer muss die ToolChain entsprechend der readme Anleitung umkonfiguriert werden.

Das Projekt kann im QtCreator (http://qt.nokia.com/) geöffnet und bearbeitet werden.

==== Variante B ====

Die Installation einer Toolchain (Make, Flash, Debug via JTAG, IDE) ist in folgendem Manual beschrieben:

"How-to manual - Installing a toolchain for Cortex-M3/STM32 on Ubuntu"

*http://www.seng.de/downloads/HowTo_ToolChain_STM32_Ubuntu.pdf
*http://www.seng.de/downloads/HowTo_ToolChain_STM32_Ubuntu.odt

Die Beschreibung im OpenOffice Format erlaubt die Weiterbearbeitung des Textes und das Entnehmen von Quelltexten ohne den Verlust von Formatierungen.

Verwendete Hardware:
*JTAG device
**Olimex “ARM-USB-OCD-H”, basierend auf FTDI “FT2232H”
*Microcontroller
**Olimex “STM32-H103” basierend auf STM32F103RBT6 mit 128KB Flash, 20KB RAM, 3xUART, ...
Die Toolchain sollte sich leicht an andere "FT2232" basierte JTAG Probes und "Cortex-M3" Derivate anpassen lassen.

Das Manual umfasst die Installation und Inbetriebnahme sowie Hinweise und Bug-fixes zu folgenden Komponenten:
*OpenOCD
*Serial bootloader
*Sourcery CodeBench Lite for ARM EABI
*STM32F10x standard peripheral library
*USB full-speed device library
*Project templates
*Makefiles
*Linker Sript
*Startup Code
*Doxygen
*Git
*Terminal emulation
*Eclipse IDE
*Links zu Datenblättern, Manuals und Toools

=== Installation für STM32 Eclipse(Windows) ===

Hier ist der Anfang des Artikels [[STM32 Eclipse Installation]], hier ist neueres beschrieben als hier aufgeführt. Wenn der Artikel fertig ist, dann wird dieser Teil gelöscht.

* Eclipse "Helios" installieren mit GNU ARM Eclipse Plug-in
Eclipse IDE for C/C++ Developers<ref>http://www.eclipse.org/downloads/packages/eclipse-ide-cc-developers/heliosr</ref> downloaden und installieren

* GNU ARM Eclipse Plug-in<ref>http://sourceforge.net/projects/gnuarmeclipse/</ref> runterladen und installieren. [http://sourceforge.net/apps/mediawiki/gnuarmeclipse/index.php?title=Main_Page Weitere Infos].

Wird CodeSourcery G++ Lite verwendet, so muss die PATH Variable angepasst
werden, damit das Plugin die CodeSourcery exe-Files findet<ref>für Discovery notwendig</ref>. Alternativ das eclipse von einem script aus starten und zuerst den PATH erweitern.

Soll das ST-LINK verwendet werden, so kann der Atollic ST-LINK GDBSERVER aus der Atollic free version genutzt werden. Mit dem gdbclient im Eclipse kann damit problemlos geflasht und gedebuggt werden (JTAG und SWD).

Neuere Versionen von OpenOCD können ebenfalls mit STLINK und STLINK2 Kontakt aufnehmen. Bei vorkompilierten OpenOCD-Packeten (z.B. die von Freddy Chopin) mit libusb-Support und installiertem Herstellertreiber von STM ist noch der libusb-Filtertreiber einzurichten (relativ einfach per libusb-win32 filter wizard GUI).

Die Startup- und Linkerscripts der Atollic free version können für ein Projekt in dieser Konstallation genutzt werden.

* Eclipse "Galileo" installation<ref>[http://www.eclipse.org/] → Downloads → "Eclipse IDE for C/C++ Developers (79 MB)</ref>. Und das Servicepack 1<ref>[http://www.eclipse.org/downloads/download.php?file=/technology/epp/downloads/release/galileo/SR1/eclipse-cpp-galileo-SR1-win32.zip Eclipse SR1]</ref>
Entpacken der Datei eclipse-cpp-galileo-SR1-win32.zip nach "C:\WinARM\" (Ordner neu erstellen)

* Eclipse PlugIn<ref>http://download.eclipse.org/tools/cdt/releases/galileo</ref> hinzufügen: Help → Install New Software... → "Eclipse C/C++ Development Tools" + "Eclipse C/C++ GDB Hardware Debugging" installieren

* Yagarto Tools<ref>[http://www.yagarto.de/] "Download (for Windows)" → "YAGARTO Tools" http://www.yagarto.de/download/yagarto/yagarto-tools-20091223-setup.exe Installieren, Auswahl Verzeichnis "C:\WinARM\yagarto-tools"</ref>

* CodeSourcery: Achtung! Die Menustruktur ändert sich durchaus mal, dann suchen gehen. http://www.codesourcery.com/ → Products → Sourcery G++ → Editions>Lite Edition → ARM → Downloads. Direkter Download<ref>[http://www.codesourcery.com/sgpp/lite/arm/portal/package6496/public/arm-none-eabi/arm-2010q1-188-arm-none-eabi.exe]</ref>. Installieren, Auswahl Verzeichnis "C:\WinARM\CodeSourcery"

* OpenOCD: Kompilierte Version für Windows<ref>[http://www.freddiechopin.info/] → Download → Software → OpenOCD</ref> installieren nach "C:\WinARM\OpenOCD_0_4_0" ist auch auf der Seite<ref>[http://yagarto.de/#ocd Yagarto.de]</ref> beschrieben. PS: Sollte der Olimex ARM-USB-OCD verwendet werden, dann darf nicht der Treiber von Olimex verwendet werden, sondern der vom OpenOCD Download<ref>[http://www.mikrocontroller.net/topic/173753#1668913]</ref>.

* ST Firmware: http://www.st.com → Auswahl CPU STM32F103xxx → "Firmware" "STM32F10x_StdPeriph_Lib"<ref>http://www.st.com/mcu/devicedocs-STM32F103RC-110.html</ref>. Das ZIP "stm32f10x_stdperiph_lib.zip" Entpacken nach "C:\WinARM\examples\stm32_FW3.4.0\

=== Installation für STM32 auf einem zweiten Rechner===

* Kopieren des Verzeichnisses C:\WinARM\ (Zuvor wurden aus diesem Grund alle Setup-Pakete nach C:\WinARM\... installiert)
* Die PATH-Variable in der Systemsteuerung mit den C:\WinARM\.... Verzeichnissen nachführen
* Fertig.

=== Installation für STM32 mit AtollicTrueStudio (+Demo) ===
* Installation + Demo: [[STM32 LEDBlinken AtollicTrueStudio]]

=== Installation für STM32 mit MDK-ARM Lite und Einstellungen 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]

== Demo-Projekte ==

* [[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

== Errata, Tipps und Tricks ==

* 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 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/internet/com/TECHNICAL_RESOURCES/TECHNICAL_LITERATURE/ERRATA_SHEET/CD00238166.pdf STM32F105xx and STM32F107xx Errata sheet] ) zu finden sind. Workarounds hierzu finden sich in der Application Note [http://www.st.com/internet/com/TECHNICAL_RESOURCES/TECHNICAL_LITERATURE/APPLICATION_NOTE/CD00209826.pdf AN2824]
* [http://blog.frankvh.com/category/stm32/ weitere undokummentierte Features]

=== 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]

=== Tipp FPU von STM32F4xx nutzen ===
Es benötigt dafür 2 Dinge, zum einen muss die Compileroption gesetzt sein, zum anderen auch die FPU aktiviert werden:

Compileroption:

<code>COMMON_FLAGS += -mfloat-abi=hard -mfpu=fpv4-sp-d16</code>

Der Code für das Aktivieren der FPU:

<c>/*FPU settings*/
__asm volatile ("ldr r0, =0xE000ED88"); /* Enable CP10,CP11 */
__asm volatile ("ldr r1,[r0]");
__asm volatile ("orr r1,r1,#(0xF << 20)");
__asm volatile ("str r1,[r0]");
</c>

Ohne Inline-Assembler in C wie in system_stm32f4xx.c aus den Beispielen von ST-Microelectronics:
<c>
SCB->CPACR |= ((3UL << 10*2)|(3UL << 11*2)); /* set CP10 and CP11 Full Access */
</c>

Weiterhin sollte die Toolchain auch Laufzeitbibliotheken mit FPU-Unterstützung mitbringen (CodeBench lite wird ohne ausgeleifert, GCC for ARM embedded von launchpad.org mit).

Mehr dazu in diesem Thread: [http://www.mikrocontroller.net/topic/261021 Floating Pointing Unit STM32F4]

=== 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

== 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]

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.steitec.net/ARM-Boards/ Steitec, STM32F103 Cortex M3 Board 34,80€]
* [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 Keil Microcontollertechnik]
* [http://www.phytec.de Phytec]

== 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]
* [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 ]

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

STM32

2012-09-22T13:39:59Z

Moritz m72: /* STM32-Familien */

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-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
** µC zum Einstieg
* [http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1169.jsp STM32F1]
** Cortex M3
**Verschiedene Unterfamilien:
*** Connectivity line
*** Performance line
*** USB Access line
*** Access Line
*** Value line
* [http://www.st.com/internet/mcu/product/250173.jsp STM32F2]
** Cortex M3
** Wie die STM32F1 Serie, jedoch 120MHz, Camera-Interface, 32-Bit Timer, Crypto-Engine...
* [http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1605.jsp STM32F3]
** ARM® Cortex™-M4-based STM32 F3, 72MHz
** DSP instructions and the floating point unit
** Fast 12-bit 5 MSPS and precise 16-bit sigma-delta ADCs
* [http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1521.jsp STM32F4]
** Cortex M4
** ARM® Cortex™-M4-based STM32 F4, 168MHz
** DSP instructions and the floating point unit
* [http://www.st.com/mcu/inchtml-pages-stm32l.html STM32L]
** Cortex M3
** Low Power
** mit LCD Treiber
* [http://www.st.com/mcu/inchtml-pages-stm32w.html STM32W]
** Cortex M3
** RF-MCU
[http://www.st.com/internet/mcu/class/1734.jsp Hier eine Übersicht zum Auswählen eines STM32Fxxx]

'''Features'''
* Cortex-M3 bzw. Cortex-M4 Kern in der STM32F4xx Serie
* 16KB ... 1MB [[Flash-ROM]]
* 4KB ... 192KB [[Speicher#SRAM|SRAM]]
* 4KB [[Speicher#EEPROM|EEPROM]] (STM32L)
* 512 one-time programmable Bytes(STM32F2/4)
* [[IC-Gehäuseformen | Gehäuse]] 36 ... 176 Pins als QFN, LQFP und BGA
* Derzeit sind über '''250''' STM32 Derivate/Varianten verfügbar
* Bis 72MHz CPU-Takt, bis 120MHz beim STM32F2xx, bis 168 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)
* 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 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 (6 beim STM32F2/F4xx)
* Bis zu 3x [[SPI]]
* Bis zu 2x [[I2S|I²S]]
* Bis zu 2x [[CAN]]
* Unique device ID register (96 Bits)
* RNG - Random Number Genrator (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: ==

Als Beispiel der Dokumentation soll stellvertretend der [http://www.st.com/mcu/devicedocs-STM32F103RC-110.html STM32F103RC] genannt werden. Die Seite von ST beinhaltet alle nötigen Informationen passend zu diesem Prozessor.

Diese Dokumente von ST beschreiben den Controller:

* [http://www.st.com/internet/com/TECHNICAL_RESOURCES/TECHNICAL_LITERATURE/DATASHEET/CD00191185.pdf Datasheet STM32F103xC/D/E]
* [http://www.st.com/internet/com/TECHNICAL_RESOURCES/TECHNICAL_LITERATURE/REFERENCE_MANUAL/CD00171190.pdf Reference Manual (RM0008)]
* [http://www.st.com/internet/com/TECHNICAL_RESOURCES/TECHNICAL_LITERATURE/PROGRAMMING_MANUAL/CD00228163.pdf Cortex-M3 Programming Manual]
* [http://www.st.com/stonline/products/literature/pm/13259.pdf Flash Programming Reference]

Im Datasheet sind die speziellen Eigenschaften einer bestimmten Modellreihe beschrieben und die exakten Daten und Pinouts aufgeführt. Die Peripheriemodule werden nur aufgeführt, nicht detailliert beschrieben. In der Referenz ist der gesamte Controller mit Peripheriemodulen im Detail beschrieben, gültig für eine STM32-Familie. Details zum Prozessorkern selbst und den nicht STM32-spezifischen mit dem Cortex-M3 Core assoziierten Modulen wie dem Interrupt-Controller und dem Systick-Timer findet man jedoch nicht dort, sondern im Cortex-M3 Manual. Wer nicht die ST Firmware-Library verwendet, der benötigt zusätzlich die Flash Programming Reference für die Betriebsart des Flash-ROMs, d.h. die frequenzabhängige Konfiguration der Waitstates. Hinzu kommen optionale Dokumente von ARM, die den [http://infocenter.arm.com/help/topic/com.arm.doc.ddi0337-/ Cortex-M3 Kern] / [http://infocenter.arm.com/help/index.jsp?topic=/com.arm.doc.ddi0439c/index.html Cortex-M4 Kern] beschreiben. Hier gibt es den Opcode wenn man ihn in [http://infocenter.arm.com/help/topic/com.arm.doc.ddi0403-/ Assembler] programmieren möchte. Zusätzlich sollten auch die [http://www.st.com/stonline/products/literature/es/14732.pdf Errata Sheets] beachtet werden. Empfohlen sei auch die Appnote "[http://www.st.com/internet/com/TECHNICAL_RESOURCES/TECHNICAL_LITERATURE/APPLICATION_NOTE/CD00164185.pdf STM32F10xxx hardware development: getting started]".

== ‎STM32F10x Standard Peripherals Library ==

ST bietet eine umfangreiche Firmwarebibliothek, eine einzige Bibliothek für alle STM32 Derivate. Das ist der große Vorteil von ST (gibt es beispielsweise auf den Cortex-M3 Controllern von TI auch, ist teilweise in einem separaten ROM untergebracht). Einmal programmieren und in allen STM32 verwendbar. Alle Funktionen sind gekapselt in einfache Strukturen und Funktionsaufrufe. Somit muss man sich nicht selbst um die Peripherieregister 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. Diese FW-Lib (Download von ST) ist ein MUSS für jeden, denn darin sind auch jede Menge Beispiele für alle Peripheriemodule.

Details siehe: [[‎STM32F10x Standard Peripherals Library]].

Mit [http://www.libopencm3.org/wiki/Main_Page libopencm3] ist derzeit auch eine Open-Source Alternative (GPL, Version 3 oder höher) zur ST Library in Entwicklung, die zukünftig auch Cortex-M3 Controller von anderen Herstellern unterstützen soll.

== CMSIS ==

Parallel zur Firmware-Library (FW-Lib) gibt es für die "Selbermacher" die CMSIS (ARM® '''C'''ortex™ '''M'''icrocontroller '''S'''oftware '''I'''nterface '''S'''tandard), die grundsätzlich nur den herstellerübergreifenden ARM-Core abdeckt. Hierzu gehört bei den Cortex-M4-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 FW-Lib enthalten. Die Compiler-Hersteller liefern eine jeweils zur ihrer Tool-Version passende bzw. geprüfte FW-Lib (incl. CMSIS) aus. Diese Libs können, gegenüber den Downloads beim Chip-Hersteller, auch ältere Version beinhalten.

== 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.
** 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.
* 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).

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.]

=== STM32 RS232 (CAN und USB) Programmiertool ===

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]

== 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 $!
'''Nachteil gegenüber LPC1700:'''
* STM32F1xx: nur 72 MHz statt 100 MHz (LPC1759: 120 MHz) Taktfrequenz; STM32F2xx hat diesen Nachteil nicht (ebenfalls 120MHz, STM32F4xx mit 168MHz) (Aber NXP hat schon 150MHz angekündigt)
* 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.
'''Vorteile gegenüber anderen "Kleinen" wie z.B. PIC, Atmel usw.'''
* nahezu gleicher Preis bei Hobby Anwendungen
* 32 Bit ohne Umwege in Assembler rechenbar
* bessere Peripherie
* ... und weitere 1000 Punkte ...

'''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 Pinabstabd und nicht 0.8mm wie AVR

'''

== 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)
* Boot-Pins: Boot0 -> GND | Boot1 -> Egal ---> Mit der Konfiguration wird kein Bootloader gestartet

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.

== Programmierung ==

Als Programmieroberfläche kann eine kostenlose Struktur verwendet werden. Es ist für den Einsteiger schwierig herauszufinden welche Open-Source Programme man braucht damit es funktioniert, daher hier eine Zusammenstellung:

* [http://www.eclipse.org Eclipse]
* [http://www.yagarto.de Yagarto Tools] oder [http://www.codesourcery.com/sgpp/lite_edition.html Codesourcery Lite Edition] oder [https://launchpad.net/gcc-arm-embedded Launchpad]
* Programmieradapter OOCD, Turtelizer2 oder andere JTAG Programmieradapter
* Eclipse Plugin "GDB Hardware Debugging" mit [http://www.firefly-power.de/ARM/debugging.html OpenOCD server]
* [http://www.st.com/internet/com/software/ides_mcu.jsp#stm32 ST Liste: IDEs, Toolsets and Debug tools for MCUs]

* Zum Starten eine fertige Zusammenstellung: [http://www.mikrocontroller.net/topic/216554 Eclipse+codesourcery+st-link]

* [http://www.coocox.org/ Coocox Eclipse IDE] kostenlose IDE für Cortex M0/M3. 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

* [http://www.mikrocontroller.net/topic/265600 STM32F4 mit Code::Blocks]

* [http://emide.org/ emIDE] kostenlose IDE die mit dem Segger J-LINK funktioniert.

Sehr nützlich für Linux-Anwender auch diese Seite: [http://fun-tech.se/stm32/index.php STM32/ARM Cortex-M3 HOWTO: Development under Ubuntu.]

Folgende kommerzielle Umgebungen sind verfügbar:

* [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.
* [http://www.iar.com IAR] (Demo max. 32KB Code)
* [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.coocox.org CoIDE] (Kostenlose GCC, Eclipse basierende IDE mit einem Code-Generator Tool)
* [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)

Programmieradapter
* [http://www.segger.com J-Link / J-Trace] Cortex-M3, als [http://www.segger.com/cms/j-link-edu.html NonComercial] J-Link für ca. 60,- zu haben, läuft in µVision, IAR, gdb
* [http://olimex.com/dev/index.html Olimex] ARM-USB-OCD (ca. 60.-)
* Keil [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]
*[http://www.st.com/internet/com/press_release/p3065.jsp STM32xx Discovery] 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

Programmieradapter Open-Source
* [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.

Tipps für Installation mit Eclipse können in [http://www.mikrocontroller.net/topic/214719 diesem Thread] gelesen werden.

=== Installation für STM32 (Linux) ===

==== Variante A ====

* Benötigte Hardware
** Ein Desktop PC oder Laptop mit Linux OS (openSuSE, Ubuntu, ...) alternativ: Ein Windows System mit Linux in einer virtuellen Maschine
** root Zugang zum Linux OS (superuser Passwort)
** GNU C Compiler
** Programmer ARM-USB-TINY-H (optimal) alternativ: OpenOCD kompatiblen Programmer
** Prototypboard Olimex STM32-P107 (optimal) alternativ: irgendein board mit STM32 uC und JTAG Port

* Download + Installation (in einem Terminal)
wget http://hlb-labor.de/cortexm3/install_ToolChain_STM32.sh
chmod +x install_ToolChain_STM32.sh
./install_ToolChain_STM32.sh

Die Installation sollte im Idealfall voll automatisch durchlaufen. Anschliessend wird ein Beispielprojekt mit Multitasking OS und LED-Heartbeat kompiliert und auf den uC programmiert.
Für andere Protoboards/ Programmer muss die ToolChain entsprechend der readme Anleitung umkonfiguriert werden.

Das Projekt kann im QtCreator (http://qt.nokia.com/) geöffnet und bearbeitet werden.

==== Variante B ====

Die Installation einer Toolchain (Make, Flash, Debug via JTAG, IDE) ist in folgendem Manual beschrieben:

"How-to manual - Installing a toolchain for Cortex-M3/STM32 on Ubuntu 10.04"

*http://www.seng.de/downloads/HowTo_ToolChain_STM32_Ubuntu.pdf
*http://www.seng.de/downloads/HowTo_ToolChain_STM32_Ubuntu.odt

Die Beschreibung im OpenOffice Format erlaubt die Weiterbearbeitung des Textes und das Entnehmen von Quelltexten ohne den Verlust von Formatierungen.

Verwendete Hardware:
*JTAG device
**Olimex “ARM-USB-OCD-H”, basierend auf FTDI “FT2232H”
*Microcontroller
**Olimex “STM32-H103” basierend auf STM32F103RBT6 mit 128KB Flash, 20KB RAM, 3xUART, ...
Die Toolchain sollte sich leicht an andere "FT2232" basierte JTAG Probes und "Cortex-M3" Derivate anpassen lassen.

Das Manual umfasst die Installation und Inbetriebnahme sowie Hinweise und Bug-fixes zu folgenden Komponenten:
*OpenOCD
*stm32flash
*Sourcery CodeBench Lite for ARM EABI
*STM32F10x standard peripheral library
*Project templates
*Makefiles
*Linker Sript
*Startup Code
*Doxygen
*Git
*Terminal emulation
*Eclipse IDE
*Links zu Datenblättern, Manuals und Toools

=== Installation für STM32 (Windows) ===

Hier ist der Anfang des Artikels [[STM32 Eclipse Installation]], hier ist neueres beschrieben als hier aufgeführt. Wenn der Artikel fertig ist, dann wird dieser Teil gelöscht.

* Eclipse "Helios" installieren mit GNU ARM Eclipse Plug-in
Eclipse IDE for C/C++ Developers<ref>http://www.eclipse.org/downloads/packages/eclipse-ide-cc-developers/heliosr</ref> downloaden und installieren

* GNU ARM Eclipse Plug-in<ref>http://sourceforge.net/projects/gnuarmeclipse/</ref> runterladen und installieren. [http://sourceforge.net/apps/mediawiki/gnuarmeclipse/index.php?title=Main_Page Weitere Infos].

Wird CodeSourcery G++ Lite verwendet, so muss die PATH Variable angepasst
werden, damit das Plugin die CodeSourcery exe-Files findet<ref>für Discovery notwendig</ref>. Alternativ das eclipse von einem script aus starten und zuerst den PATH erweitern.

Soll das ST-LINK verwendet werden, so kann der Atollic ST-LINK GDBSERVER aus der Atollic free version genutzt werden. Mit dem gdbclient im Eclipse kann damit problemlos geflasht und gedebuggt werden (JTAG und SWD).

Neuere Versionen von OpenOCD können ebenfalls mit STLINK und STLINK2 Kontakt aufnehmen. Bei vorkompilierten OpenOCD-Packeten (z.B. die von Freddy Chopin) mit libusb-Support und installiertem Herstellertreiber von STM ist noch der libusb-Filtertreiber einzurichten (relativ einfach per libusb-win32 filter wizard GUI).

Die Startup- und Linkerscripts der Atollic free version können für ein Projekt in dieser Konstallation genutzt werden.

* Eclipse "Galileo" installation<ref>[http://www.eclipse.org/] → Downloads → "Eclipse IDE for C/C++ Developers (79 MB)</ref>. Und das Servicepack 1<ref>[http://www.eclipse.org/downloads/download.php?file=/technology/epp/downloads/release/galileo/SR1/eclipse-cpp-galileo-SR1-win32.zip Eclipse SR1]</ref>
Entpacken der Datei eclipse-cpp-galileo-SR1-win32.zip nach "C:\WinARM\" (Ordner neu erstellen)

* Eclipse PlugIn<ref>http://download.eclipse.org/tools/cdt/releases/galileo</ref> hinzufügen: Help → Install New Software... → "Eclipse C/C++ Development Tools" + "Eclipse C/C++ GDB Hardware Debugging" installieren

* Yagarto Tools<ref>[http://www.yagarto.de/] "Download (for Windows)" → "YAGARTO Tools" http://www.yagarto.de/download/yagarto/yagarto-tools-20091223-setup.exe Installieren, Auswahl Verzeichnis "C:\WinARM\yagarto-tools"</ref>

* CodeSourcery: Achtung! Die Menustruktur ändert sich durchaus mal, dann suchen gehen. http://www.codesourcery.com/ → Products → Sourcery G++ → Editions>Lite Edition → ARM → Downloads. Direkter Download<ref>[http://www.codesourcery.com/sgpp/lite/arm/portal/package6496/public/arm-none-eabi/arm-2010q1-188-arm-none-eabi.exe]</ref>. Installieren, Auswahl Verzeichnis "C:\WinARM\CodeSourcery"

* OpenOCD: Kompilierte Version für Windows<ref>[http://www.freddiechopin.info/] → Download → Software → OpenOCD</ref> installieren nach "C:\WinARM\OpenOCD_0_4_0" ist auch auf der Seite<ref>[http://yagarto.de/#ocd Yagarto.de]</ref> beschrieben. PS: Sollte der Olimex ARM-USB-OCD verwendet werden, dann darf nicht der Treiber von Olimex verwendet werden, sondern der vom OpenOCD Download<ref>[http://www.mikrocontroller.net/topic/173753#1668913]</ref>.

* ST Firmware: http://www.st.com → Auswahl CPU STM32F103xxx → "Firmware" "STM32F10x_StdPeriph_Lib"<ref>http://www.st.com/mcu/devicedocs-STM32F103RC-110.html</ref>. Das ZIP "stm32f10x_stdperiph_lib.zip" Entpacken nach "C:\WinARM\examples\stm32_FW3.4.0\

=== Installation für STM32 auf einem zweiten Rechner===

* Kopieren des Verzeichnisses C:\WinARM\ (Zuvor wurden aus diesem Grund alle Setup-Pakete nach C:\WinARM\... installiert)
* Die PATH-Variable in der Systemsteuerung mit den C:\WinARM\.... Verzeichnissen nachführen
* Fertig.

=== Installation für STM32 mit AtollicTrueStudio (+Demo) ===
* Installation + Demo: [[STM32 LEDBlinken AtollicTrueStudio]]

=== Installation für STM32 mit MDK-ARM Lite und STM32F4-Discovery Board ===
* [http://www.youtube.com/watch?v=RXOOxby5nns&yt:cc=on Installations Video]

== Demo-Projekte ==

* [[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

== Errata, Tipps und Tricks ==

* 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 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).

=== 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]

=== Tipp FPU von STM32F4xx nutzen ===
Es benötigt dafür 2 Dinge, zum einen muss die Compileroption gesetzt sein, zum anderen auch die FPU aktiviert werden:

Compileroption:

<code>COMMON_FLAGS += -mfloat-abi=hard -mfpu=fpv4-sp-d16</code>

Der Code für das Aktivieren der FPU:

<c>/*FPU settings*/
__asm volatile ("ldr r0, =0xE000ED88"); /* Enable CP10,CP11 */
__asm volatile ("ldr r1,[r0]");
__asm volatile ("orr r1,r1,#(0xF << 20)");
__asm volatile ("str r1,[r0]");
</c>

Ohne Inline-Assembler in C wie in system_stm32f4xx.c aus den Beispielen von ST-Microelectronics:
<c>
SCB->CPACR |= ((3UL << 10*2)|(3UL << 11*2)); /* set CP10 and CP11 Full Access */
</c>

Weiterhin sollte die Toolchain auch Laufzeitbibliotheken mit FPU-Unterstützung mitbringen (CodeBench lite wird ohne ausgeleifert, GCC for ARM embedded von launchpad.org mit).

Mehr dazu in diesem Thread: [http://www.mikrocontroller.net/topic/261021 Floating Pointing Unit STM32F4]

=== 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

== Bezugsquellen ==

=== Controller ===

Versandhäuser für Privatpersonen

* [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.rs-online.com RS-Online]
*[http://www.tme.eu/de/katalog/index.phtml#cleanParameters%3D1%26search%3DSTM32F10%26bf_szukaj%3D+ TME]
* [https://www.distrelec.de/ishopWebFront/catalog/product.do/para/keywords/is/STM32_ARM-Microcontroller/and/language/is/de/and/shop/is/DE/and/series/is/1/and/id/is/01/and/node/is/34910.html Distrelec]

Gewerblich liefern natürlich viele wie 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.steitec.net/ARM-Boards/ Steitec, STM32F103 Cortex M3 Board 34,80€]
* [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

== Weblinks, Foren, Communities ==

* [http://www.mikrocontroller.net/topic/173753 Diskussion zum Artikel]
* [http://www.mikrocontroller.net/forum/mikrocontroller-elektronik?filter=ARM*+STM32*+Cortex* Suche im Forum]
* [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://www.arm-forum.de Deutsches ARM-Forum]
*[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]

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

STM32

2012-08-21T09:32:14Z

Moritz m72: /* Hardware-Beschaltung */

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-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
** µC zum Einstieg
* [http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1169.jsp STM32F1]
** Cortex M3
*** Connectivity line
*** Performance line
*** USB Access line
*** Access Line
*** Value line
* [http://www.st.com/internet/mcu/product/250173.jsp STM32F2]
** Cortex M3
** Wie die STM32F1 Serie, jedoch 120MHz, Camera-Interface, 32-Bit Timer, Crypto-Engine...
* [http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1605.jsp STM32F3]
** ARM® Cortex™-M4-based STM32 F3, 72MHz
** DSP instructions and the floating point unit
** Fast 12-bit 5 MSPS and precise 16-bit sigma-delta ADCs
* [http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1521.jsp STM32F4]
** Cortex M4
** ARM® Cortex™-M4-based STM32 F4, 168MHz
** DSP instructions and the floating point unit
* [http://www.st.com/mcu/inchtml-pages-stm32l.html STM32L]
** Cortex M3
** Low Power
** mit LCD Treiber
* [http://www.st.com/mcu/inchtml-pages-stm32w.html STM32W]
** Cortex M3
** RF-MCU
[http://www.st.com/internet/mcu/class/1734.jsp Hier eine Übersicht zum Auswählen eines STM32Fxxx]

'''Features'''
* Cortex-M3 bzw. Cortex-M4 Kern in der STM32F4xx Serie
* 16KB ... 1MB [[Flash-ROM]]
* 4KB ... 192KB [[Speicher#SRAM|SRAM]]
* 4KB [[Speicher#EEPROM|EEPROM]] (STM32L)
* 512 one-time programmable Bytes(STM32F2/4)
* [[IC-Gehäuseformen | Gehäuse]] 36 ... 176 Pins als QFN, LQFP und BGA
* Derzeit sind über '''250''' STM32 Derivate/Varianten verfügbar
* Bis 72MHz CPU-Takt, bis 120MHz beim STM32F2xx, bis 168 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)
* 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 STM32F2xx)
* 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 2 [[DMA]] Controller mit bis zu 12 Kanälen (16 beim STM32F2xx)
* Bis zu 2x [[I2C|I²C]]
* Bis zu 5x [[UART|USART]] mit LIN, IrDA und Modem Control (6 beim STM32F2xx)
* Bis zu 3x [[SPI]]
* Bis zu 2x [[I2S|I²S]]
* Bis zu 2x [[CAN]]
* Unique device ID register (96 Bits)
* RNG - Random Number Genrator (STM32F2xx)
* Cryptographic Processor (CRYP) (STM32F2xx)
* Hash Processor (HASH) (STM32F2xx)
* Kamera-Interface (DCMI) (STM32F2xx)
* [[USB]] 2.0 Full Speed / OTG
* [[USB]] 2.0 Hi Speed OTG mit extra PHY-Chip (STM32F2xx)
* 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: ==

Als Beispiel der Dokumentation soll stellvertretend der [http://www.st.com/mcu/devicedocs-STM32F103RC-110.html STM32F103RC] genannt werden. Die Seite von ST beinhaltet alle nötigen Informationen passend zu diesem Prozessor.

Diese Dokumente von ST beschreiben den Controller:

* [http://www.st.com/internet/com/TECHNICAL_RESOURCES/TECHNICAL_LITERATURE/DATASHEET/CD00191185.pdf Datasheet STM32F103xC/D/E]
* [http://www.st.com/internet/com/TECHNICAL_RESOURCES/TECHNICAL_LITERATURE/REFERENCE_MANUAL/CD00171190.pdf Reference Manual (RM0008)]
* [http://www.st.com/internet/com/TECHNICAL_RESOURCES/TECHNICAL_LITERATURE/PROGRAMMING_MANUAL/CD00228163.pdf Cortex-M3 Programming Manual]
* [http://www.st.com/stonline/products/literature/pm/13259.pdf Flash Programming Reference]

Im Datasheet sind die speziellen Eigenschaften einer bestimmten Modellreihe beschrieben und die exakten Daten und Pinouts aufgeführt. Die Peripheriemodule werden nur aufgeführt, nicht detailliert beschrieben. In der Referenz ist der gesamte Controller mit Peripheriemodulen im Detail beschrieben, gültig für eine STM32-Familie. Details zum Prozessorkern selbst und den nicht STM32-spezifischen mit dem Cortex-M3 Core assoziierten Modulen wie dem Interrupt-Controller und dem Systick-Timer findet man jedoch nicht dort, sondern im Cortex-M3 Manual. Wer nicht die ST Firmware-Library verwendet, der benötigt zusätzlich die Flash Programming Reference für die Betriebsart des Flash-ROMs, d.h. die frequenzabhängige Konfiguration der Waitstates. Hinzu kommen optionale Dokumente von ARM, die den [http://infocenter.arm.com/help/topic/com.arm.doc.ddi0337-/ Cortex-M3 Kern] / [http://infocenter.arm.com/help/index.jsp?topic=/com.arm.doc.ddi0439c/index.html Cortex-M4 Kern] beschreiben. Hier gibt es den Opcode wenn man ihn in [http://infocenter.arm.com/help/topic/com.arm.doc.ddi0403-/ Assembler] programmieren möchte. Zusätzlich sollten auch die [http://www.st.com/stonline/products/literature/es/14732.pdf Errata Sheets] beachtet werden. Empfohlen sei auch die Appnote "[http://www.st.com/internet/com/TECHNICAL_RESOURCES/TECHNICAL_LITERATURE/APPLICATION_NOTE/CD00164185.pdf STM32F10xxx hardware development: getting started]".

== ‎STM32F10x Standard Peripherals Library ==

ST bietet eine umfangreiche Firmwarebibliothek, eine einzige Bibliothek für alle STM32 Derivate. Das ist der große Vorteil von ST (gibt es beispielsweise auf den Cortex-M3 Controllern von TI auch, ist teilweise in einem separaten ROM untergebracht). Einmal programmieren und in allen STM32 verwendbar. Alle Funktionen sind gekapselt in einfache Strukturen und Funktionsaufrufe. Somit muss man sich nicht selbst um die Peripherieregister 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. Diese FW-Lib (Download von ST) ist ein MUSS für jeden, denn darin sind auch jede Menge Beispiele für alle Peripheriemodule.

Details siehe: [[‎STM32F10x Standard Peripherals Library]].

Mit [http://www.libopencm3.org/wiki/Main_Page libopencm3] ist derzeit auch eine Open-Source Alternative (GPL, Version 3 oder höher) zur ST Library in Entwicklung, die zukünftig auch Cortex-M3 Controller von anderen Herstellern unterstützen soll.

== CMSIS ==

Parallel zur Firmware-Library (FW-Lib) gibt es für die "Selbermacher" die CMSIS (ARM® '''C'''ortex™ '''M'''icrocontroller '''S'''oftware '''I'''nterface '''S'''tandard), die grundsätzlich nur den herstellerübergreifenden ARM-Core abdeckt. Hierzu gehört bei den Cortex-M4-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 FW-Lib enthalten. Die Compiler-Hersteller liefern eine jeweils zur ihrer Tool-Version passende bzw. geprüfte FW-Lib (incl. CMSIS) aus. Diese Libs können, gegenüber den Downloads beim Chip-Hersteller, auch ältere Version beinhalten.

== 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.
** 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.
* 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).

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.]

=== STM32 RS232 (CAN und USB) Programmiertool ===

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]

== 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 $!
'''Nachteil gegenüber LPC1700:'''
* STM32F1xx: nur 72 MHz statt 100 MHz (LPC1759: 120 MHz) Taktfrequenz; STM32F2xx hat diesen Nachteil nicht (ebenfalls 120MHz, STM32F4xx mit 168MHz) (Aber NXP hat schon 150MHz angekündigt)
* 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.
'''Vorteile gegenüber anderen "Kleinen" wie z.B. PIC, Atmel usw.'''
* nahezu gleicher Preis bei Hobby Anwendungen
* 32 Bit ohne Umwege in Assembler rechenbar
* bessere Peripherie
* ... und weitere 1000 Punkte ...

'''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 Pinabstabd und nicht 0.8mm wie AVR

'''

== 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)
* Boot-Pins: Boot0 -> GND | Boot1 -> Egal ---> Mit der Konfiguration wird kein Bootloader gestartet

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.

== Programmierung ==

Als Programmieroberfläche kann eine kostenlose Struktur verwendet werden. Es ist für den Einsteiger schwierig herauszufinden welche Open-Source Programme man braucht damit es funktioniert, daher hier eine Zusammenstellung:

* [http://www.eclipse.org Eclipse]
* [http://www.yagarto.de Yagarto Tools] oder [http://www.codesourcery.com/sgpp/lite_edition.html Codesourcery Lite Edition] oder [https://launchpad.net/gcc-arm-embedded Launchpad]
* Programmieradapter OOCD, Turtelizer2 oder andere JTAG Programmieradapter
* Eclipse Plugin "GDB Hardware Debugging" mit [http://www.firefly-power.de/ARM/debugging.html OpenOCD server]
* [http://www.st.com/internet/com/software/ides_mcu.jsp#stm32 ST Liste: IDEs, Toolsets and Debug tools for MCUs]

* Zum Starten eine fertige Zusammenstellung: [http://www.mikrocontroller.net/topic/216554 Eclipse+codesourcery+st-link]

* [http://www.coocox.org/ Coocox Eclipse IDE] kostenlose IDE für Cortex M0/M3. 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

* [http://www.mikrocontroller.net/topic/265600 STM32F4 mit Code::Blocks]

Sehr nützlich für Linux-Anwender auch diese Seite: [http://fun-tech.se/stm32/index.php STM32/ARM Cortex-M3 HOWTO: Development under Ubuntu.]

Folgende kommerzielle Umgebungen sind verfügbar:

* [http://www.keil.com 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.
* [http://www.iar.com IAR] (Demo max. 32KB Code)
* [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.coocox.org CoIDE] (Kostenlose GCC, Eclipse basierende IDE mit einem Code-Generator Tool)
* [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)

Programmieradapter
* [http://www.segger.com J-Link / J-Trace] Cortex-M3, als [http://www.segger.com/cms/j-link-edu.html NonComercial] J-Link für ca. 60,- zu haben, läuft in µVision, IAR, gdb
* [http://olimex.com/dev/index.html Olimex] ARM-USB-OCD (ca. 60.-)
* Keil [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]
*[http://www.st.com/internet/com/press_release/p3065.jsp STM32xx Discovery] 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

Programmieradapter Open-Source
* [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.

Tipps für Installation mit Eclipse können in [http://www.mikrocontroller.net/topic/214719 diesem Thread] gelesen werden.

=== Installation für STM32 (Linux) ===

==== Variante A ====

* Benötigte Hardware
** Ein Desktop PC oder Laptop mit Linux OS (openSuSE, Ubuntu, ...) alternativ: Ein Windows System mit Linux in einer virtuellen Maschine
** root Zugang zum Linux OS (superuser Passwort)
** GNU C Compiler
** Programmer ARM-USB-TINY-H (optimal) alternativ: OpenOCD kompatiblen Programmer
** Prototypboard Olimex STM32-P107 (optimal) alternativ: irgendein board mit STM32 uC und JTAG Port

* Download + Installation (in einem Terminal)
wget http://hlb-labor.de/cortexm3/install_ToolChain_STM32.sh
chmod +x install_ToolChain_STM32.sh
./install_ToolChain_STM32.sh

Die Installation sollte im Idealfall voll automatisch durchlaufen. Anschliessend wird ein Beispielprojekt mit Multitasking OS und LED-Heartbeat kompiliert und auf den uC programmiert.
Für andere Protoboards/ Programmer muss die ToolChain entsprechend der readme Anleitung umkonfiguriert werden.

Das Projekt kann im QtCreator (http://qt.nokia.com/) geöffnet und bearbeitet werden.

==== Variante B ====

Die Installation einer Toolchain (Make, Flash, Debug via JTAG, IDE) ist in folgendem Manual beschrieben:

"How-to manual - Installing a toolchain for Cortex-M3/STM32 on Ubuntu 10.04"

*http://www.seng.de/downloads/HowTo_ToolChain_STM32_Ubuntu.pdf
*http://www.seng.de/downloads/HowTo_ToolChain_STM32_Ubuntu.odt

Die Beschreibung im OpenOffice Format erlaubt die Weiterbearbeitung des Textes und das Entnehmen von Quelltexten ohne den Verlust von Formatierungen.

Verwendete Hardware:
*JTAG device
**Olimex “ARM-USB-OCD-H”, basierend auf FTDI “FT2232H”
*Microcontroller
**Olimex “STM32-H103” basierend auf STM32F103RBT6 mit 128KB Flash, 20KB RAM, 3xUART, ...
Die Toolchain sollte sich leicht an andere "FT2232" basierte JTAG Probes und "Cortex-M3" Derivate anpassen lassen.

Das Manual umfasst die Installation und Inbetriebnahme sowie Hinweise und Bug-fixes zu folgenden Komponenten:
*OpenOCD
*stm32flash
*Sourcery CodeBench Lite for ARM EABI
*STM32F10x standard peripheral library
*Project templates
*Makefiles
*Linker Sript
*Startup Code
*Doxygen
*Git
*Terminal emulation
*Eclipse IDE
*Links zu Datenblättern, Manuals und Toools

=== Installation für STM32 (Windows) ===

Hier ist der Anfang des Artikels [[STM32 Eclipse Installation]], hier ist neueres beschrieben als hier aufgeführt. Wenn der Artikel fertig ist, dann wird dieser Teil gelöscht.

* Eclipse "Helios" installieren mit GNU ARM Eclipse Plug-in
Eclipse IDE for C/C++ Developers<ref>http://www.eclipse.org/downloads/packages/eclipse-ide-cc-developers/heliosr</ref> downloaden und installieren

* GNU ARM Eclipse Plug-in<ref>http://sourceforge.net/projects/gnuarmeclipse/</ref> runterladen und installieren. [http://sourceforge.net/apps/mediawiki/gnuarmeclipse/index.php?title=Main_Page Weitere Infos].

Wird CodeSourcery G++ Lite verwendet, so muss die PATH Variable angepasst
werden, damit das Plugin die CodeSourcery exe-Files findet<ref>für Discovery notwendig</ref>. Alternativ das eclipse von einem script aus starten und zuerst den PATH erweitern.

Soll das ST-LINK verwendet werden, so kann der Atollic ST-LINK GDBSERVER aus der Atollic free version genutzt werden. Mit dem gdbserver im eclipse kann damit problemlos geflasht und gedebuggt werden (JTAG und SWD). Die Startup- und Linkerscripts der Atollic free version können für ein Projekt in dieser Konstallation genutzt werden.

* Eclipse "Galileo" installation<ref>[http://www.eclipse.org/] → Downloads → "Eclipse IDE for C/C++ Developers (79 MB)</ref>. Und das Servicepack 1<ref>[http://www.eclipse.org/downloads/download.php?file=/technology/epp/downloads/release/galileo/SR1/eclipse-cpp-galileo-SR1-win32.zip Eclipse SR1]</ref>
Entpacken der Datei eclipse-cpp-galileo-SR1-win32.zip nach "C:\WinARM\" (Ordner neu erstellen)

* Eclipse PlugIn<ref>http://download.eclipse.org/tools/cdt/releases/galileo</ref> hinzufügen: Help → Install New Software... → "Eclipse C/C++ Development Tools" + "Eclipse C/C++ GDB Hardware Debugging" installieren

* Yagarto Tools<ref>[http://www.yagarto.de/] "Download (for Windows)" → "YAGARTO Tools" http://www.yagarto.de/download/yagarto/yagarto-tools-20091223-setup.exe Installieren, Auswahl Verzeichnis "C:\WinARM\yagarto-tools"</ref>

* CodeSourcery: Achtung! Die Menustruktur ändert sich durchaus mal, dann suchen gehen. http://www.codesourcery.com/ → Products → Sourcery G++ → Editions>Lite Edition → ARM → Downloads. Direkter Download<ref>[http://www.codesourcery.com/sgpp/lite/arm/portal/package6496/public/arm-none-eabi/arm-2010q1-188-arm-none-eabi.exe]</ref>. Installieren, Auswahl Verzeichnis "C:\WinARM\CodeSourcery"

* OpenOCD: Kompilierte Version für Windows<ref>[http://www.freddiechopin.info/] → Download → Software → OpenOCD</ref> installieren nach "C:\WinARM\OpenOCD_0_4_0" ist auch auf der Seite<ref>[http://yagarto.de/#ocd Yagarto.de]</ref> beschrieben. PS: Sollte der Olimex ARM-USB-OCD verwendet werden, dann darf nicht der Treiber von Olimex verwendet werden, sondern der vom OpenOCD Download<ref>[http://www.mikrocontroller.net/topic/173753#1668913]</ref>.

* ST Firmware: http://www.st.com → Auswahl CPU STM32F103xxx → "Firmware" "STM32F10x_StdPeriph_Lib"<ref>http://www.st.com/mcu/devicedocs-STM32F103RC-110.html</ref>. Das ZIP "stm32f10x_stdperiph_lib.zip" Entpacken nach "C:\WinARM\examples\stm32_FW3.4.0\

=== Installation für STM32 auf einem zweiten Rechner===

* Kopieren des Verzeichnisses C:\WinARM\ (Zuvor wurden aus diesem Grund alle Setup-Pakete nach C:\WinARM\... installiert)
* Die PATH-Variable in der Systemsteuerung mit den C:\WinARM\.... Verzeichnissen nachführen
* Fertig.

=== Installation für STM32 mit AtollicTrueStudio (+Demo) ===
* Installation + Demo: [[STM32 LEDBlinken AtollicTrueStudio]]

== Demo-Projekte ==

* [[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]

== Errata, Tipps und Tricks ==

* 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 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).

=== 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]

=== Tipp FPU von STM32F4xx nutzen ===
Es benötigt dafür 2 Dinge, zum einen muss die Compileroption gesetzt sein, zum anderen auch die FPU aktiviert werden:

Compileroption:

<code>COMMON_FLAGS += -mfloat-abi=hard -mfpu=fpv4-sp-d16</code>

Der Code für das Aktivieren der FPU:

<c>/*FPU settings*/
__asm volatile ("ldr r0, =0xE000ED88"); /* Enable CP10,CP11 */
__asm volatile ("ldr r1,[r0]");
__asm volatile ("orr r1,r1,#(0xF << 20)");
__asm volatile ("str r1,[r0]");</c>

Mehr dazu in diesem Thread: [http://www.mikrocontroller.net/topic/261021 Floating Pointing Unit STM32F4]

=== Errata vom STM32F4xx die nicht im Errata von ST stehen ===
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/267439#2788478 Aktivieren von DMA]
* [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

== Bezugsquellen ==

=== Controller ===

Versandhäuser für Privatpersonen

* [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.rs-online.com RS-Online]
*[http://www.tme.eu/de/katalog/index.phtml#cleanParameters%3D1%26search%3DSTM32F10%26bf_szukaj%3D+ TME]
* [https://www.distrelec.de/ishopWebFront/catalog/product.do/para/keywords/is/STM32_ARM-Microcontroller/and/language/is/de/and/shop/is/DE/and/series/is/1/and/id/is/01/and/node/is/34910.html Distrelec]

Gewerblich liefern natürlich viele wie 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] 14,73 € +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.steitec.net/ARM-Boards/ Steitec, STM32F103 Cortex M3 Board 34,80€]
* [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]

== Weblinks, Foren, Communities ==

* [http://www.mikrocontroller.net/topic/173753 Diskussion zum Artikel]
* [http://www.mikrocontroller.net/forum/mikrocontroller-elektronik?filter=ARM*+STM32*+Cortex* Suche im Forum]
* [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://www.arm-forum.de Deutsches ARM-Forum]
*[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]

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

STM32

2012-08-21T09:28:17Z

Moritz m72: /* Struktur der Dokumentation: */

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-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
** µC zum Einstieg
* [http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1169.jsp STM32F1]
** Cortex M3
*** Connectivity line
*** Performance line
*** USB Access line
*** Access Line
*** Value line
* [http://www.st.com/internet/mcu/product/250173.jsp STM32F2]
** Cortex M3
** Wie die STM32F1 Serie, jedoch 120MHz, Camera-Interface, 32-Bit Timer, Crypto-Engine...
* [http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1605.jsp STM32F3]
** ARM® Cortex™-M4-based STM32 F3, 72MHz
** DSP instructions and the floating point unit
** Fast 12-bit 5 MSPS and precise 16-bit sigma-delta ADCs
* [http://www.st.com/internet/mcu/subclass/1521.jsp STM32F4]
** Cortex M4
** ARM® Cortex™-M4-based STM32 F4, 168MHz
** DSP instructions and the floating point unit
* [http://www.st.com/mcu/inchtml-pages-stm32l.html STM32L]
** Cortex M3
** Low Power
** mit LCD Treiber
* [http://www.st.com/mcu/inchtml-pages-stm32w.html STM32W]
** Cortex M3
** RF-MCU
[http://www.st.com/internet/mcu/class/1734.jsp Hier eine Übersicht zum Auswählen eines STM32Fxxx]

'''Features'''
* Cortex-M3 bzw. Cortex-M4 Kern in der STM32F4xx Serie
* 16KB ... 1MB [[Flash-ROM]]
* 4KB ... 192KB [[Speicher#SRAM|SRAM]]
* 4KB [[Speicher#EEPROM|EEPROM]] (STM32L)
* 512 one-time programmable Bytes(STM32F2/4)
* [[IC-Gehäuseformen | Gehäuse]] 36 ... 176 Pins als QFN, LQFP und BGA
* Derzeit sind über '''250''' STM32 Derivate/Varianten verfügbar
* Bis 72MHz CPU-Takt, bis 120MHz beim STM32F2xx, bis 168 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)
* 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 STM32F2xx)
* 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 2 [[DMA]] Controller mit bis zu 12 Kanälen (16 beim STM32F2xx)
* Bis zu 2x [[I2C|I²C]]
* Bis zu 5x [[UART|USART]] mit LIN, IrDA und Modem Control (6 beim STM32F2xx)
* Bis zu 3x [[SPI]]
* Bis zu 2x [[I2S|I²S]]
* Bis zu 2x [[CAN]]
* Unique device ID register (96 Bits)
* RNG - Random Number Genrator (STM32F2xx)
* Cryptographic Processor (CRYP) (STM32F2xx)
* Hash Processor (HASH) (STM32F2xx)
* Kamera-Interface (DCMI) (STM32F2xx)
* [[USB]] 2.0 Full Speed / OTG
* [[USB]] 2.0 Hi Speed OTG mit extra PHY-Chip (STM32F2xx)
* 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: ==

Als Beispiel der Dokumentation soll stellvertretend der [http://www.st.com/mcu/devicedocs-STM32F103RC-110.html STM32F103RC] genannt werden. Die Seite von ST beinhaltet alle nötigen Informationen passend zu diesem Prozessor.

Diese Dokumente von ST beschreiben den Controller:

* [http://www.st.com/internet/com/TECHNICAL_RESOURCES/TECHNICAL_LITERATURE/DATASHEET/CD00191185.pdf Datasheet STM32F103xC/D/E]
* [http://www.st.com/internet/com/TECHNICAL_RESOURCES/TECHNICAL_LITERATURE/REFERENCE_MANUAL/CD00171190.pdf Reference Manual (RM0008)]
* [http://www.st.com/internet/com/TECHNICAL_RESOURCES/TECHNICAL_LITERATURE/PROGRAMMING_MANUAL/CD00228163.pdf Cortex-M3 Programming Manual]
* [http://www.st.com/stonline/products/literature/pm/13259.pdf Flash Programming Reference]

Im Datasheet sind die speziellen Eigenschaften einer bestimmten Modellreihe beschrieben und die exakten Daten und Pinouts aufgeführt. Die Peripheriemodule werden nur aufgeführt, nicht detailliert beschrieben. In der Referenz ist der gesamte Controller mit Peripheriemodulen im Detail beschrieben, gültig für eine STM32-Familie. Details zum Prozessorkern selbst und den nicht STM32-spezifischen mit dem Cortex-M3 Core assoziierten Modulen wie dem Interrupt-Controller und dem Systick-Timer findet man jedoch nicht dort, sondern im Cortex-M3 Manual. Wer nicht die ST Firmware-Library verwendet, der benötigt zusätzlich die Flash Programming Reference für die Betriebsart des Flash-ROMs, d.h. die frequenzabhängige Konfiguration der Waitstates. Hinzu kommen optionale Dokumente von ARM, die den [http://infocenter.arm.com/help/topic/com.arm.doc.ddi0337-/ Cortex-M3 Kern] / [http://infocenter.arm.com/help/index.jsp?topic=/com.arm.doc.ddi0439c/index.html Cortex-M4 Kern] beschreiben. Hier gibt es den Opcode wenn man ihn in [http://infocenter.arm.com/help/topic/com.arm.doc.ddi0403-/ Assembler] programmieren möchte. Zusätzlich sollten auch die [http://www.st.com/stonline/products/literature/es/14732.pdf Errata Sheets] beachtet werden. Empfohlen sei auch die Appnote "[http://www.st.com/internet/com/TECHNICAL_RESOURCES/TECHNICAL_LITERATURE/APPLICATION_NOTE/CD00164185.pdf STM32F10xxx hardware development: getting started]".

== ‎STM32F10x Standard Peripherals Library ==

ST bietet eine umfangreiche Firmwarebibliothek, eine einzige Bibliothek für alle STM32 Derivate. Das ist der große Vorteil von ST (gibt es beispielsweise auf den Cortex-M3 Controllern von TI auch, ist teilweise in einem separaten ROM untergebracht). Einmal programmieren und in allen STM32 verwendbar. Alle Funktionen sind gekapselt in einfache Strukturen und Funktionsaufrufe. Somit muss man sich nicht selbst um die Peripherieregister 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. Diese FW-Lib (Download von ST) ist ein MUSS für jeden, denn darin sind auch jede Menge Beispiele für alle Peripheriemodule.

Details siehe: [[‎STM32F10x Standard Peripherals Library]].

Mit [http://www.libopencm3.org/wiki/Main_Page libopencm3] ist derzeit auch eine Open-Source Alternative (GPL, Version 3 oder höher) zur ST Library in Entwicklung, die zukünftig auch Cortex-M3 Controller von anderen Herstellern unterstützen soll.

== CMSIS ==

Parallel zur Firmware-Library (FW-Lib) gibt es für die "Selbermacher" die CMSIS (ARM® '''C'''ortex™ '''M'''icrocontroller '''S'''oftware '''I'''nterface '''S'''tandard), die grundsätzlich nur den herstellerübergreifenden ARM-Core abdeckt. Hierzu gehört bei den Cortex-M4-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 FW-Lib enthalten. Die Compiler-Hersteller liefern eine jeweils zur ihrer Tool-Version passende bzw. geprüfte FW-Lib (incl. CMSIS) aus. Diese Libs können, gegenüber den Downloads beim Chip-Hersteller, auch ältere Version beinhalten.

== 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.
** 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.
* 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).

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.]

=== STM32 RS232 (CAN und USB) Programmiertool ===

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]

== 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 $!
'''Nachteil gegenüber LPC1700:'''
* STM32F1xx: nur 72 MHz statt 100 MHz (LPC1759: 120 MHz) Taktfrequenz; STM32F2xx hat diesen Nachteil nicht (ebenfalls 120MHz, STM32F4xx mit 168MHz) (Aber NXP hat schon 150MHz angekündigt)
* 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.
'''Vorteile gegenüber anderen "Kleinen" wie z.B. PIC, Atmel usw.'''
* nahezu gleicher Preis bei Hobby Anwendungen
* 32 Bit ohne Umwege in Assembler rechenbar
* bessere Peripherie
* ... und weitere 1000 Punkte ...

'''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 Pinabstabd und nicht 0.8mm wie AVR

'''

== 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)
* Boot-Pins: Boot0 -> GND | Boot1 -> Egal ---> Mit der Konfiguration wird kein Bootloader gestartet

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

Um Programmieren zu können werden noch die serielle Schnittstelle oder JTAG oder die SWD Pins benötigt.

== Programmierung ==

Als Programmieroberfläche kann eine kostenlose Struktur verwendet werden. Es ist für den Einsteiger schwierig herauszufinden welche Open-Source Programme man braucht damit es funktioniert, daher hier eine Zusammenstellung:

* [http://www.eclipse.org Eclipse]
* [http://www.yagarto.de Yagarto Tools] oder [http://www.codesourcery.com/sgpp/lite_edition.html Codesourcery Lite Edition] oder [https://launchpad.net/gcc-arm-embedded Launchpad]
* Programmieradapter OOCD, Turtelizer2 oder andere JTAG Programmieradapter
* Eclipse Plugin "GDB Hardware Debugging" mit [http://www.firefly-power.de/ARM/debugging.html OpenOCD server]
* [http://www.st.com/internet/com/software/ides_mcu.jsp#stm32 ST Liste: IDEs, Toolsets and Debug tools for MCUs]

* Zum Starten eine fertige Zusammenstellung: [http://www.mikrocontroller.net/topic/216554 Eclipse+codesourcery+st-link]

* [http://www.coocox.org/ Coocox Eclipse IDE] kostenlose IDE für Cortex M0/M3. 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

* [http://www.mikrocontroller.net/topic/265600 STM32F4 mit Code::Blocks]

Sehr nützlich für Linux-Anwender auch diese Seite: [http://fun-tech.se/stm32/index.php STM32/ARM Cortex-M3 HOWTO: Development under Ubuntu.]

Folgende kommerzielle Umgebungen sind verfügbar:

* [http://www.keil.com 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.
* [http://www.iar.com IAR] (Demo max. 32KB Code)
* [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.coocox.org CoIDE] (Kostenlose GCC, Eclipse basierende IDE mit einem Code-Generator Tool)
* [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)

Programmieradapter
* [http://www.segger.com J-Link / J-Trace] Cortex-M3, als [http://www.segger.com/cms/j-link-edu.html NonComercial] J-Link für ca. 60,- zu haben, läuft in µVision, IAR, gdb
* [http://olimex.com/dev/index.html Olimex] ARM-USB-OCD (ca. 60.-)
* Keil [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]
*[http://www.st.com/internet/com/press_release/p3065.jsp STM32xx Discovery] 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

Programmieradapter Open-Source
* [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.

Tipps für Installation mit Eclipse können in [http://www.mikrocontroller.net/topic/214719 diesem Thread] gelesen werden.

=== Installation für STM32 (Linux) ===

==== Variante A ====

* Benötigte Hardware
** Ein Desktop PC oder Laptop mit Linux OS (openSuSE, Ubuntu, ...) alternativ: Ein Windows System mit Linux in einer virtuellen Maschine
** root Zugang zum Linux OS (superuser Passwort)
** GNU C Compiler
** Programmer ARM-USB-TINY-H (optimal) alternativ: OpenOCD kompatiblen Programmer
** Prototypboard Olimex STM32-P107 (optimal) alternativ: irgendein board mit STM32 uC und JTAG Port

* Download + Installation (in einem Terminal)
wget http://hlb-labor.de/cortexm3/install_ToolChain_STM32.sh
chmod +x install_ToolChain_STM32.sh
./install_ToolChain_STM32.sh

Die Installation sollte im Idealfall voll automatisch durchlaufen. Anschliessend wird ein Beispielprojekt mit Multitasking OS und LED-Heartbeat kompiliert und auf den uC programmiert.
Für andere Protoboards/ Programmer muss die ToolChain entsprechend der readme Anleitung umkonfiguriert werden.

Das Projekt kann im QtCreator (http://qt.nokia.com/) geöffnet und bearbeitet werden.

==== Variante B ====

Die Installation einer Toolchain (Make, Flash, Debug via JTAG, IDE) ist in folgendem Manual beschrieben:

"How-to manual - Installing a toolchain for Cortex-M3/STM32 on Ubuntu 10.04"

*http://www.seng.de/downloads/HowTo_ToolChain_STM32_Ubuntu.pdf
*http://www.seng.de/downloads/HowTo_ToolChain_STM32_Ubuntu.odt

Die Beschreibung im OpenOffice Format erlaubt die Weiterbearbeitung des Textes und das Entnehmen von Quelltexten ohne den Verlust von Formatierungen.

Verwendete Hardware:
*JTAG device
**Olimex “ARM-USB-OCD-H”, basierend auf FTDI “FT2232H”
*Microcontroller
**Olimex “STM32-H103” basierend auf STM32F103RBT6 mit 128KB Flash, 20KB RAM, 3xUART, ...
Die Toolchain sollte sich leicht an andere "FT2232" basierte JTAG Probes und "Cortex-M3" Derivate anpassen lassen.

Das Manual umfasst die Installation und Inbetriebnahme sowie Hinweise und Bug-fixes zu folgenden Komponenten:
*OpenOCD
*stm32flash
*Sourcery CodeBench Lite for ARM EABI
*STM32F10x standard peripheral library
*Project templates
*Makefiles
*Linker Sript
*Startup Code
*Doxygen
*Git
*Terminal emulation
*Eclipse IDE
*Links zu Datenblättern, Manuals und Toools

=== Installation für STM32 (Windows) ===

Hier ist der Anfang des Artikels [[STM32 Eclipse Installation]], hier ist neueres beschrieben als hier aufgeführt. Wenn der Artikel fertig ist, dann wird dieser Teil gelöscht.

* Eclipse "Helios" installieren mit GNU ARM Eclipse Plug-in
Eclipse IDE for C/C++ Developers<ref>http://www.eclipse.org/downloads/packages/eclipse-ide-cc-developers/heliosr</ref> downloaden und installieren

* GNU ARM Eclipse Plug-in<ref>http://sourceforge.net/projects/gnuarmeclipse/</ref> runterladen und installieren. [http://sourceforge.net/apps/mediawiki/gnuarmeclipse/index.php?title=Main_Page Weitere Infos].

Wird CodeSourcery G++ Lite verwendet, so muss die PATH Variable angepasst
werden, damit das Plugin die CodeSourcery exe-Files findet<ref>für Discovery notwendig</ref>. Alternativ das eclipse von einem script aus starten und zuerst den PATH erweitern.

Soll das ST-LINK verwendet werden, so kann der Atollic ST-LINK GDBSERVER aus der Atollic free version genutzt werden. Mit dem gdbserver im eclipse kann damit problemlos geflasht und gedebuggt werden (JTAG und SWD). Die Startup- und Linkerscripts der Atollic free version können für ein Projekt in dieser Konstallation genutzt werden.

* Eclipse "Galileo" installation<ref>[http://www.eclipse.org/] → Downloads → "Eclipse IDE for C/C++ Developers (79 MB)</ref>. Und das Servicepack 1<ref>[http://www.eclipse.org/downloads/download.php?file=/technology/epp/downloads/release/galileo/SR1/eclipse-cpp-galileo-SR1-win32.zip Eclipse SR1]</ref>
Entpacken der Datei eclipse-cpp-galileo-SR1-win32.zip nach "C:\WinARM\" (Ordner neu erstellen)

* Eclipse PlugIn<ref>http://download.eclipse.org/tools/cdt/releases/galileo</ref> hinzufügen: Help → Install New Software... → "Eclipse C/C++ Development Tools" + "Eclipse C/C++ GDB Hardware Debugging" installieren

* Yagarto Tools<ref>[http://www.yagarto.de/] "Download (for Windows)" → "YAGARTO Tools" http://www.yagarto.de/download/yagarto/yagarto-tools-20091223-setup.exe Installieren, Auswahl Verzeichnis "C:\WinARM\yagarto-tools"</ref>

* CodeSourcery: Achtung! Die Menustruktur ändert sich durchaus mal, dann suchen gehen. http://www.codesourcery.com/ → Products → Sourcery G++ → Editions>Lite Edition → ARM → Downloads. Direkter Download<ref>[http://www.codesourcery.com/sgpp/lite/arm/portal/package6496/public/arm-none-eabi/arm-2010q1-188-arm-none-eabi.exe]</ref>. Installieren, Auswahl Verzeichnis "C:\WinARM\CodeSourcery"

* OpenOCD: Kompilierte Version für Windows<ref>[http://www.freddiechopin.info/] → Download → Software → OpenOCD</ref> installieren nach "C:\WinARM\OpenOCD_0_4_0" ist auch auf der Seite<ref>[http://yagarto.de/#ocd Yagarto.de]</ref> beschrieben. PS: Sollte der Olimex ARM-USB-OCD verwendet werden, dann darf nicht der Treiber von Olimex verwendet werden, sondern der vom OpenOCD Download<ref>[http://www.mikrocontroller.net/topic/173753#1668913]</ref>.

* ST Firmware: http://www.st.com → Auswahl CPU STM32F103xxx → "Firmware" "STM32F10x_StdPeriph_Lib"<ref>http://www.st.com/mcu/devicedocs-STM32F103RC-110.html</ref>. Das ZIP "stm32f10x_stdperiph_lib.zip" Entpacken nach "C:\WinARM\examples\stm32_FW3.4.0\

=== Installation für STM32 auf einem zweiten Rechner===

* Kopieren des Verzeichnisses C:\WinARM\ (Zuvor wurden aus diesem Grund alle Setup-Pakete nach C:\WinARM\... installiert)
* Die PATH-Variable in der Systemsteuerung mit den C:\WinARM\.... Verzeichnissen nachführen
* Fertig.

=== Installation für STM32 mit AtollicTrueStudio (+Demo) ===
* Installation + Demo: [[STM32 LEDBlinken AtollicTrueStudio]]

== Demo-Projekte ==

* [[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]

== Errata, Tipps und Tricks ==

* 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 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).

=== 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]

=== Tipp FPU von STM32F4xx nutzen ===
Es benötigt dafür 2 Dinge, zum einen muss die Compileroption gesetzt sein, zum anderen auch die FPU aktiviert werden:

Compileroption:

<code>COMMON_FLAGS += -mfloat-abi=hard -mfpu=fpv4-sp-d16</code>

Der Code für das Aktivieren der FPU:

<c>/*FPU settings*/
__asm volatile ("ldr r0, =0xE000ED88"); /* Enable CP10,CP11 */
__asm volatile ("ldr r1,[r0]");
__asm volatile ("orr r1,r1,#(0xF << 20)");
__asm volatile ("str r1,[r0]");</c>

Mehr dazu in diesem Thread: [http://www.mikrocontroller.net/topic/261021 Floating Pointing Unit STM32F4]

=== Errata vom STM32F4xx die nicht im Errata von ST stehen ===
* [http://www.mikrocontroller.net/topic/267439#2788478 Aktivieren von DMA]
* [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

== Bezugsquellen ==

=== Controller ===

Versandhäuser für Privatpersonen

* [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.rs-online.com RS-Online]
*[http://www.tme.eu/de/katalog/index.phtml#cleanParameters%3D1%26search%3DSTM32F10%26bf_szukaj%3D+ TME]
* [https://www.distrelec.de/ishopWebFront/catalog/product.do/para/keywords/is/STM32_ARM-Microcontroller/and/language/is/de/and/shop/is/DE/and/series/is/1/and/id/is/01/and/node/is/34910.html Distrelec]

Gewerblich liefern natürlich viele wie 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] 14,73 € +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.steitec.net/ARM-Boards/ Steitec, STM32F103 Cortex M3 Board 34,80€]
* [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]

== Weblinks, Foren, Communities ==

* [http://www.mikrocontroller.net/topic/173753 Diskussion zum Artikel]
* [http://www.mikrocontroller.net/forum/mikrocontroller-elektronik?filter=ARM*+STM32*+Cortex* Suche im Forum]
* [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://www.arm-forum.de Deutsches ARM-Forum]
*[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]

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

Eagle-Wishlist

2012-08-14T13:47:06Z

Moritz m72: /* Board-Editor */

Auf dieser Seite können Wünsche zur Erweiterung der Funktionen des Leiterplatten CAD Programms Cadsoft EAGLE eingetragen werden. Es ist keine offizelle Wunschliste von Cadsoft und es ist nicht bekannt, ob Cadsoft-Mitarbeiter diese Seite regelmässig sichten. Cadsoft sollte sicherheitshalber regelmäßig angeschrieben werden, damit diese Liste nicht in Vergessenheit gerät.

Damit sich die beliebtesten Wünsche herauskristallisieren, macht jeder einfach einen virtuellen Strich dahinter: | (Windows: ALT-GR Taste und < Taste drücken, Mac OS X: Alt-Taste und 7 Taste drücken). Alle fünf Striche (|||||) bitte immer ein Leerzeichen einfügen.

Neue Wünsche einfügen darf und soll natürlich auch jeder. Einfach ganz viele Striche auf einmal hinter einem Wunsch einzufügen ist zwecklos. Das erkennt man in der History, und es gibt viele Leute, die diese Seite überwachen...

Ja, die Einleitung ist von der Reichelt-Wishlist geklaut. Existenzberechtigung für diese Seite: Farnell will Eagle verbessern. Siehe [http://de.farnell.com/jsp/bespoke/bespoke2.jsp?ICID=i-7706-00001001&bespokepage=farnell/de/design-link/cadsoft.jsp]

== Programmfunktionen ==

=== Control Panel ===

* In Bibliothek: Bei Klick auf ein Device soll das Fenster an der aktuellen Position stehenbleiben |
* In Bibliothek: Bildposition vom Symbol und Package soll fixed sein (mitscrollen), bei großen Device-Kollektionen vorteilhaft |
* Möglichkeit, für unterschiedliche Programmversionen auch unterschiedliche Projektverzeichnisse zu verwenden. |
* Backupdateien in Unterverzeichnisse packen ||| 2
* Raster-/Grid-Größe für X und Y Achse getrennt angeben |

=== Schaltplan-Editor ===
* Bibliotheken aus dem Download Bereich in die Releases mit aufnehmen ||||| | 6
* Standardbauteile oder Makros in "Schnellzugriff" (Symbolleiste) für den Schnellzugriff<ref>Mit dem ''MENU''-Befehl lässt sich eine Symbolleiste erzeugen, deren Knöpfe wiederum mit beliebigen Befehlen belegt werden können, einschließlich ''ADD'' --[[Benutzer:Haku|Haku]] 08:47, 21. Feb. 2010 (UTC)</ref> oder ''RUN''/''SCRIPT'' für Makros. |||
* Richtungsabhängige Labels: (3erlei) verschiedene Labels mit denen zusätzlich zum Netznamen die Signalrichtung (Eingang, Ausgang, Bidirektional) visualisiert werden kann ||||| |||| 9
* Farbige XREFs → Das Netz dazu in der gleichen Farbe ||||| 5
* Eigenen 'Lagerbestand' mitverwalten, sodass beim Zeichnen von Plänen direkt nur Lagerteile verbaut werden (nützlich bei diesen ganzen SMD-Varianten) |||||5
* Neben Ckeckbox "Smds" neue Checkbox "bedrahtet", sodass diese ausgeschaltet werden können, wenn nur mit SMDs gearbeitet wird. ||||| 5
* "hierarchisches Design" von identisch aufgebauten Unterbaugruppen, sprich Subcomponenten mit definierten Input/Output-Signalen aus z.B. einer speziellen hierarchy.lib. Diese kann dann ja im gleichen Verzeichnis wieder als Schematic abgelegt werden. Mit dazugehöriger Board-Datei läßt sich dann auch das Layout clonen. ||||| ||||| || 12
* Drucken: neue Option "Automatisch drehen", um bei mehrseitigen Plänen mit wechselnder Seitenorientierung automatisch auszurichten ||| 3
* Tastatur-/Maus-Bedienkonzept: z.B. Move, Copy etc. alle auf Tasten der linken Tastaturhälfte (bzw. auf der rechten für Linkshänder) und zwar ohne Ctrl/Shift etc. so daß man zügig arbeiten kann, ohne ständig mit der Maus umschalten zu müssen. ||||| | 6
* Suche im Bauteilkatalog nach Lieferanten-Artikelnummer (sofern gepflegt) ||| 3
* Mehrzeilige Texte || 2
* Der relative, beliebig setzbare Ursprung sollte vom absoluten zu unterscheiden sein (andere Farbe...) || 2
* Bauteilwerte direkt im ADD-Befehl festlegbar machen (-> Standardbauteile im Textmenü) | 1

=== Board-Editor ===
* Kacheln-Funktion im Drucken Dialog ||||| ||||| | 11
* Netznamen in verlegten Leiterbahnen einblenden<ref>Wird z. B. im AltiumDesigner so gemacht. Abstand und Größe der Beschriftung erfolgt je nach Zoom-Stufe.</ref> ||||| ||| 8
* Die Auswahl von Bauteilen sperren, die mit dem aktuellen Werkzeug nicht bearbeitet können<ref>Wenn zB eine Leiterbahn durch einen Bauteilmittelpunkt läuft und man mit Ripup auf den Mittelpunkt klickt, will man natürlich die Leiterbahn auflösen. Ripup lässt sich ja nicht auf Bauteile anwenden. Warum muss man also mit linker Maustaste wählen, auf was man Ripup anwenden will?</ref> ||||| | 6
* Routing mit Walkaround/Push/Hug&Push Funktionen (Hindernisse automatisch umrouten beim FollowMe) ||||| | 6
* Parameter eines Objektes (Via, Track,..) per Doppelklick-Option bearbeitbar ||||| ||||| | 11
* Thermal Vias für unterschiedliche Gehäuse einzeln anpassbar machen ||| 3
* Direkte Implementierung von EAGLE 3D ||||| ||||| ||||| ||||| |||| 23
* Messung der Leiterbahnlänge <ref>Die Messung der Länge einer Leiterbahn sollte zwischen zwei beliebigen Segmenten möglich sein. Man könnte dafür Start- und Endsegment markieren.</ref> ||||| ||||| ||||| ||||| ||||| || 27
* Weitere Standardgeometrien (Spiralen, Heaxagon u.ä.) ||||| ||||| | 11
* Abstandsmessung<ref>Wie in Sprint-Layout: Mit Maustaste auf Startpunk klicken, gedrückt halten und zum Endpunkt ziehen. Länge und Winkel der Strecke werden in Echtzeit angezeigt.</ref> ||||| ||||| ||||| ||||| 20
* Routen von LVDS-Leitungspaaren ||||| || 7
* Andere Farben für Versorgungsspannungen definierbar machen ||||| ||||| ||| 11
* Impedanzkontrolle von Leiterbahnen ||||| ||||| ||||| |||| 19
* Board im Editor drehen (90°-Schritte) und Umdrehen (Oberseite/Unterseite) ||||| ||||| ||||| 15
* Kopieren von Leiterbahnen/Gruppen ||||| ||||| 10
* Meanderstrukturen für Leiterbahnlängenausgleich ||||| 5
* Online DRC ||||| ||||| ||| 13
* Direkte Integration von Teardrops bzw SnowMans ||||| 5
* selektives Ratsnest (nicht mit dem Bauteil verbundene Luftlinien beim Plazieren ausblenden) ||||| || 7
* dynamisches Ratsnest (Luftlinien des Bauteils beim Plazieren zum nächstgelegenen Pin verbinden) ||||| ||||| || 12
* Benannte Gruppen in Editor und Schaltplan z. B. analog1 oder power zum einfachen plazieren | 1
* Dxf Drag and Drop Mechanische Teile direkt in eagle boards und libs ziehen | 1
* Parametrische Library-Erstellung über Textfile | 1
* Iges / Step Export. 3D Darstellung für Mcad exportieren ||| 3
* 3DScanner Import. Da eine fertige Leiterplatte die Lageinformationen aller Bauteile hat, wird über einen 3D-Scanner die Höheninformationen der Bauteile eingelesen und in die Bibliothek übertragen. || 2
* Direkte, einfache Nutzung von Layout- und Schaltplanmodulen | 1
* Im Layouteditor Bauteile konsistent platzieren sowie kopieren können | 1
* DRC: Bestückungsdruck auf PADs, SMDs oder VIAs ||| 3
* DRC: Warnung / Meldung über nicht geroutete Netze / bestehende Luftlinien ||||| ||||| ||||| | 16
* Layer werden sofort aktiviert/deaktiviert ohne erst "Übernehmen" anklicken zu müssen ||||| |||| 9
* Wert von "Alle Packages anzeigen" im change technology-Dialog merken | 1
* Busse werden automatisch umbenannt falls Nets umbenannt werden || 2
* Unrouted Layer nur für aktiveres Bauteil (oder Bereich) anzeigen lassen | 1
* Schrift-Ausrichtung: alle vier Richtungen zulassen, anstatt nur nach rechts oder oben. Dafür Ausrichtungen links/zentriert/rechts zulassen || 2
* unsplit-Funktion: einen Knick aus einem Wire löschen (z.B. als Shift-optimize) ||||| ||| 8
* Busse (oder mehrere parallele Leitungen gleichzeitig) verlegen (wo es Sinn macht) ||| 3
* "clonen" von Leiterbahnen-Routings von einer Baugruppe zu einer anderen |||| 4
* Ausblenden von Bauelementen im Layouteditor. Beispielsweise nach einer bestimmten Buchse Stecker Kombination im Schaltplan. Wäre hilfreich um Bauelemente im Gehäuse darzustelle | 1
* "Lochrastermodus" um noch einfacher Pläne für Lochrasterplatinen zu erstellen ||| 3
* Symmetrierfunktion, um Bauteile automatisch symmetrisch um eine Achse oder Punkt anordnen zu können || 2
* automatische Platzierung von Bauteilen im Board ||||| || 7
* Der relative, beliebig setzbare Ursprung sollte vom absoluten zu unterscheiden sein (ander Farbe...) | 1
*Offset Routing - Gleichzeitiges verlegen von paralell verlaufenden Leiterbahnen |1
*Pad über den Symbol-Namen anzeigen also z.B. "Show PA0" ||||| 5

=== Autorouter ===

* Ausführungen des Autorouters zurücksetzen (z. B. mit Ctrl + Z) ||||| ||||| ||||| ||||| |||| 24
* Autorouter um Autoplacer von nicht gelockten Bauteilen ergänzen ||||| | 6

=== Bibiliotheks-Editor ===

* Alle Packages zentral speichern, zB in ref-packages. Andere Libs laden dann von da das Package und verbinden das mit ihren Symbols ||||| ||||| ||||| | 16
* Auswahlmenü beim Kopieren von Bauteilen, damit nur einzelne Packages (z. B. nur SO16) kopiert werden können und nicht zusätzlich alle anderen Varianten (z. B. DIL16, TSSOP16, usw.) ||| 3
* Verschiedene Symbole für ein Bauteil (Auswählbar im Schaltplaneditor) |||| 4
* Möglichkeit Symbole einzeln zu kopieren und nicht nur als Device inkl. allen Varianten/ Packages |||| 4
* Zusätzliches Flag für Bauteile (Bestückt / Unbestückt), damit Bestückungsvarianten erstellt werden können |||| 4
* Einem Pin im Symbol können mehrere Pins eines Packages zugewiesen werden ||||| ||| 8
* Pin-Namen und Nummern per Smash-Befehl verschiebbar und drehbar ||| 3
* Pin-Namen und Nummern auch in Schriftgröße einstellbar || 2
* Polygone (mit Pad-Namen) zulassen für PAD-Sonderformen ||||| | 6
* Bibliotheken ausblenden oder Favoritenliste | 1
* Pin-Namen im Symbol mit auswählbaren Alternativen versehen (bei MCUs teilweise 8fach belegt) | 1
* Bauteile im Device als optional kennzeichnen, damit z.B. für MCUs unterschiedliche Packages als Varianten ausgewählt werden können | 1

== Preispolitik/Sonstiges ==
* Funktionsumfang der Non-Profit Version auf Schaltplan+Board mit 2 Layern reduzieren (Autorouter und 2 Innenlagen fallen weg), dafür max. Leiterplattengröße auf Doppel-Euro erhöhen. Besser noch 320cm2 in beliebigem Format. ||||| ||||| ||||| ||||| ||||| ||| 28
* Kostenlose Studentenversion ||||| ||||| ||||| ||||| || 22
* max. Leiterplattengröße der Light-Version auf 160x100mm erhöhen. Dafür den Autorouter weglassen. ||||| ||||| ||||| ||||| ||| 23
* Light Version auf 2 Signal + 2 Power Lagen anheben. 2 Lagen ist nicht mehr Zeitgemäß ||||| |||| 9
* Generell eine ordentlicher strukturierte Bibliothek. Beispielsweise Widerstandsgehäuse in unterschiedlichen Rastern ("lange Beinchen"), einheitliches Bezeichnungsschema usw. ||||| ||||| 10
* Aktualisierung der Programmdateien statt jedes mal im neuen Ordner zu installieren <ref>''Nichts'' anderes passiert bei Installation im ''gleichen'' Ordner. Lesen lernen... → Diskussion --[[Benutzer:Hownottobeseen|Hownottobeseen]]</ref> ||||| | 6
* Bibliotheken mit Sammlungen der Bestände verschiedener Lieferanten (Reichelt, Segor, Farnell) ||||| ||| 8

== Anmerkungen ==
Diskussion im Forum: http://www.mikrocontroller.net/topic/169171

<references/>

[[Kategorie:Eagle]]