Erste Tests mit dem STM-Board und dem Roboter

 Die Arbeit mit dem STM-Board macht Fortschritte: Beim letzten Update wurde der Code für das ARM-Board derart aktualisiert, dass 2 Bits als Ausgänge definiert wurden. Diese wurden in fliegender Verdrahtung mit einander verbunden, so dass die Eingänge des Motorcontrol-Boards direkt am STM32F4-Board angeschlossen wurden. Interessant ist hierbei, dass das Motor-Board – entgegen den 3,3 Volt des STM-Boards –  5 Volt-Logik aufweist. Das geht jedoch in dieser Richtung, da die 3,3 Volt (HIGH) am Ausgang auch als HIGH vom Motorcontroll-Board akzeptiert werden weil sie innerhalb der Spezifikation liegen. Und so sieht das Ganze dann aus:

Nun wurde das das STM-Board per USB mit dem MacBook verbunden, ein Terminal-Programm gestartet, welches Befehle an das STM-Board sendet:

   

 

 
Und: Es fuktioniert! Der Motor 1 dreht in beide Richtungen entsprechend der seriellen Befehle – wie zuvor mit dem Atmel-Board. Und im Sourcecode wurden lediglich die neuen ARM-Ports angegeben und die Befehle zum Bit-Setzen und -Löschen angepasst. Als nächstes muss geprüft werden, wie bei dem ARM-Board PWM funktioniert, damit z.B. die Motorgeschwindigkeit Richtung Motorcontrol-Board „gesendet“ werden kann.
 
Das Gute an dem Motorcontrolboard: Die benötigte PWM-Spannung Vpwh kommt hier ebenfalls mit 3,3 Volt klar (min. 3,25 Volt). Die Versorgungsspannung des verwendeten Motortreiber ICs VNH2SP30-E benötigt jedoch mindestens 5,5 Volt und maximal 16 Volt – aber diese stehen auf dem Bot ja ohne weiteres zur Verfügung.

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Serielle Übertragungen vom STM-Board zum Computer über USB

Es geht voran mit dem STM32F4-Discovery Board!

Um es vorweg zu nehmen: Die folgende serielle Übertragung geschieht nicht über die bereits auf dem STM-Board verbauten USB-Ports. Nach Studium diverser Threads im Internet erwarb ich ein neues IC, welches in der Lage ist, den seriellen Port des ARM-Prozessors (USART) in einen USB-Port zu wandeln. 

Das Ganze ist auf einem sogenannten Breakout-Board von Sparkfun gleich praktisch fertig verlötet, man muss nur noch Stiftleisten hinzufügen. Zum Einsatz kommt hier der Baustein FTDI232R, der keine weiteren Bauteile mehr benötigt und auch gleich mit den 3,3 Volt Logiklevel des STM-Boards klar kommt. Entgegen dem Datenblatt von FTDI müssen bei der Verbindung zwischen dem Breakoutboard drei Leitungen verlötet werden: TX mit RX und RX mit TX und natürlich die gemeinsame Masse, GND. Wer will könnte auch noch gleich zwei Hardware flow control Leitungen mit anschließen – beide Boards unterstützen dieses. So sieht die Testverbindung dann mit den Steckern aus:

 

Hier das Breakout-Board mit dem FTDI-Chip und der USB-Buchse (rechts, mit oranger Schutzfolie) noch einmal im Detail:

  

Und so wird das Ganze dann zum Testen angeschlossen: Das schwarze USB-Kabel, welches zum STM-Board führt, dient hier nur zum flashen des selbigen und zur Stromversorgung. Das transparente USB-Kabel, welches zum FTDI-Board geht, ist das Kabel, welches dann zum PC oder Mac geht. Wird dieses dann angeschlossen, erscheint z.B. unter Linux und Mac OS X ein Device namens /dev/tty.xxxxx bzw. /dev/ttyUSBx. Beim Mac enthält „xxxxx“ gleich eine einmalige Seriennummer. Bestellt hattee ich das Board übrigens bei Watterott (ca. 14 EUR).

  

Hier sind beide Boards dann mal zum Testen am „PC“ des Roboters angeschlossen:

 

Später sollen dann die Daten vom PC des Roboters zum STM-Board (über den FTDI-Chip) und zurück fließen. Diese Aufgabe übernimmt derzeitnoch ein Atmel-Board mit einem Atmega 2560. Tipp: Auf dem STM-Board gibt es diverse USART, wovon aber einige bereits z.B. durch den vorhandenen USB-Port belegt sind! Ich habe mich daher für den noch freien USART2 entschieden.

 

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Erstes serielles Testprogramm für das STM-Discovery Board

Nach etwas Suche im Netz fand ich hier und hier Beispiele für serielle Übertragung vom STM-Board. Um es vorweg zu nehmen, das zweite Beispiel verwendet die Open Source Bibliothek libopenmc3. Ich habe mit dem dortigen USART Beispiel lange experimentiert und das Senden war auch erfolgreich. Auch das Empfangen von Daten am STM-Board lieg gut. sobald ich jedoch den TX_RX-Modus aktivierte, ging das Senden nicht mehr. Vielleicht hat jemand eine Lösung – mir gelang es nicht. Ich bin daher wieder zurück auf die Standard-Library von STM gewechselt und mit dem ersten Beispiel dann mit Senden und Empfangen erfolgreich gewesen.

Der folgende Aufbau ist jedoch erst einmal noch „nur Senden“ vom STM-Board Richtung Mac / PC [Update: Auch der Empfang ist mittlerweile (ohne libopenmc) gelöst, hierzu später mehr]

Um hier zu sehen, ob das funktioniert, konnte ich endlich mal meinen Logik Analyser testen. Für alle, die dieser Analyser interessiert, er ist erhältlich bei Saleae und bietet tolle Analysemöglichkeiten. Und das Beste: Die dazugehörige Software läuft unter Linux, Windows und Mac OS!

Das serielle Beispiel sendet nun Zeichen vom STM-Board ausgehend. Die seriellen Signale können dan direkt an einem der Pins abgegriffen werden. Achtung: Die seriellen Ports des STM-Boards dürfen nicht direkt an einen PC angeschlossen werden, da das STM-Board nur mit 3,3 Volt also „logisch HIGH“ arbeitet“. Der PC aber mit 5 oder gar 15 Volt!

Der Versuchsaufbau sah dann wie folgt aus:

 

Hier der entscheidende Ausschnitt des Sourcecodes:

Sehr schön ist hier in der Software des Logic Analysers nun das serielle Protokoll zu erknnen – bzw. die gesendeten Zeichen, die übertragen werden:

 

 

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