STM32 Mbed CodeIDE (1/8): kelipan pertama

Pengaturcaraan terbenam biasanya bermula dengan bukti yang mudah dilihat: bolehkah kod anda mengubah peranti fizikal mengikut arahan? Kelipan pertama ialah langkah kecil, tetapi ia mengesahkan keseluruhan aliran kerja — edit, kompil, muat naik dan perhatikan papan sebenar.

Mbed OS memberikan program C++ anda satu set API siap pakai untuk kerja mikropengawal: pin digital, input analog, output PWM, pemasaan, benang dan mesej bersiri. Dalam makmal ini, CodeIDE menyediakan persekitaran Mbed untuk papan STM32 jauh. Program anda hidup dalam main.cpp, termasuk mbed.h, bermula dalam int main() dan mengawal perkakasan dengan mencipta objek Mbed.

Contohnya, DigitalOut status_led(PB_5, 0); mencipta objek output bernama status_led yang disambungkan ke pin STM32 PB_5. Pelajaran kemudian menggunakan objek Mbed lain seperti DigitalIn, AnalogIn dan PwmOut.

Semua penerangan yang diperlukan terdapat dalam pelajaran ini. Jika anda mahu merujuk dokumentasi rasmi semasa bekerja, buka halaman berikut:

- Mbed OS I/O API
- Mbed CE API rujukan

Idea pemula adalah sekelip mata: hidupkan output, tunggu, matikan, tunggu dan ulangi.

Dalam Mbed, anda mula-mula mencipta objek yang disambungkan ke pin:

DigitalOut status_led(PB_5, 0);

Baca baris itu sebagai: "buat output digital bernama status_led pada pin PB_5, dan mulakannya pada nilai 0."

Papan yang anda aturcarakan ialah STM32 Nucleo WB55RG.

Di dalam while (true), program berulang selama-lamanya:

status_led = !status_led.read();
ThisThread::sleep_for(500ms);

Baca baris pertama sebagai: "baca nilai semasa, tukarkannya kepada nilai bertentangan, dan simpan semula nilai baharu itu pada output." Pengendali ! bermaksud "bukan" atau "bertentangan" untuk nilai 0/1.

Satu perubahan keadaan ialah satu peralihan, seperti on-to-off atau off-to-on. Kitaran kelip hidup mati penuh memerlukan dua perubahan keadaan: satu untuk dihidupkan dan satu untuk dimatikan semula.

Peruntukkan dua proses kompilasi/muat naik dan kira-kira 18 minit masa makmal aktif: pertama 500ms, kemudian 1000ms. Jika baris gilir makmal jauh sibuk, jawab kedua-dua soalan ramalan dan sediakan tajuk untuk kedua-dua pemerhatian sebelum giliran anda.

Salin setiap baris daripada #include "mbed.h" hingga } akhir. Kod permulaan mempunyai tepat satu ruang letak yang menghalang kompilasi. Gantikan TODO 1 sebelum menyimpan atau mengkompil; TODO_WAIT_VALUE bukan sintaks C++ yang sah.

#include "mbed.h"

DigitalOut status_led(PB_5, 0);

int main() {
    // TODO 1: gantikan ruang letak dengan 500ms untuk kompilasi 1.
    const auto wait_time = TODO_WAIT_VALUE;

    while (true) {
        status_led = !status_led.read();
        ThisThread::sleep_for(wait_time);
    }
}

Sebelum menukar masa menunggu, ramalkan apa yang akan berlaku. Gunakan jawapan anda tentang pemasaan perubahan keadaan untuk memutuskan sama ada 1000ms harus menjadikan LED berubah lebih cepat, perlahan atau lebih kurang sama.

Cara mencari LED yang berubah: selepas muat naik, bandingkan paparan kamera langsung sebelum dan selepas program bermula. Abaikan LED yang terus hidup atau terus mati, dan abaikan kelipan muat naik/status ringkas. Gunakan LED yang sentiasa berubah pada masa yang anda atur cara; apabila anda bertukar daripada 500ms kepada 1000ms, LED yang sama akan terus berubah pada masa baharu.

Kad makmal mempunyai butang Tandakan amalan sebagai selesai. Jangan klik lagi; gunakannya hanya selepas anda melengkapkan semua langkah bernombor, termasuk ujian semula 1000ms.

Catatkan dua pemerhatian dalam kotak di bawah. Sebab pemasaan lima selang adalah praktikal: satu perubahan LED adalah pendek dan sukar untuk masa dengan tepat daripada kamera langsung, tetapi lima perubahan memberikan anggaran yang lebih stabil.

Gunakan kaedah ini untuk setiap versi:

1. Mulakan pemasa apabila LED berubah keadaan. Perubahan permulaan ini menandakan permulaan selang 1.
2. Kira perubahan seterusnya yang boleh dilihat dengan kuat atau di atas kertas: 1, 2, 3, 4, 5.
3. Hentikan pemasa pada perubahan yang anda kira sebagai 5. Tempoh masa anda kini meliputi lima selang perubahan keadaan.
4. Bahagikan tempoh masa dengan 5 untuk menganggarkan satu selang perubahan keadaan.
5. Kitaran sekelip mata penuh mengambil dua perubahan keadaan, jadi darabkan selang perubahan keadaan anda dengan 2.

Contoh: jika lima selang mengambil masa kira-kira 2.6 s, satu selang perubahan keadaan ialah kira-kira 0.52 s dan satu kitaran kelipan lengkap ialah kira-kira 1.04 s.

Kebanyakan program dalam kursus ini mengikut struktur Mbed OS yang sama: termasuk mbed.h, cipta objek perkakasan seperti DigitalOut, mulakan dalam int main(), dan letakkan gelagat pengawal berulang di dalam while (true).

Sebelum menyerahkan, biarkan versi 1000ms terakhir disimpan dalam main.cpp. Cari sekali lagi untuk TODO; fail yang diserahkan mestilah tidak mengandungi ruang letak TODO.