ایس ٹی ایم 32 کے اندر: فن تعمیر ، پروگرامنگ انٹرفیس ، اور ڈیبگنگ تکنیک

ایس ٹی ایم 32 مائکروکونٹرولرز ، جو آرم کارٹیکس-ایم 3 کور کے ارد گرد بنایا گیا ہے ، ایمبیڈڈ ایپلی کیشنز کے لئے کارکردگی ، لاگت اور بجلی کی کھپت کا موثر توازن پیش کرتا ہے۔STM32F101 ، F103 ، F105 ، اور F107 جیسی سیریز کے ساتھ ، وہ رفتار ، میموری اور رابطے میں لچکدار اختیارات فراہم کرتے ہیں۔8051 جیسے میراث 8 بٹ حل کے مقابلے میں ، ایس ٹی ایم 32 اعلی رفتار I/O ، مربوط پردیی ، اور بہتر پروگرامنگ سہولت جیسے جدید خصوصیات فراہم کرتا ہے ، جس سے یہ قابل اعتماد اور توسیع پذیر نظام کی تعمیر کے لئے جدید ڈویلپرز کے لئے ایک مضبوط انتخاب ہے۔

کیٹلاگ

STM32 مائکروکانٹرولرز کا تعارف

ایس ٹی ایم 32 مائکروکونٹرولر لائن اپ بازو کارٹیکس-ایم 3 کور کے ارد گرد تیار کیا گیا ہے ، جس میں ایمبیڈڈ ایپلی کیشنز کو نشانہ بنایا گیا ہے جہاں بجلی کی کھپت میں مضبوط کارکردگی ، معاشی استطاعت اور کارکردگی کا مطالبہ ہے۔اس سلسلے کو بنیادی فن تعمیر کی بنیاد پر درجہ بندی کیا گیا ہے:

- STM32F سیریز میں مختلف ماڈل شامل ہیں:

- STM32F103 "بڑھا ہوا" سیریز

- STM32F101 "بنیادی" سیریز

- STM32F105 اور STM32F107 "باہم مربوط" سیریز

"بڑھا ہوا" سیریز 72 میگاہرٹز کی متاثر کن گھڑی کی تعدد کی حامل ہے ، جو اپنے ساتھیوں میں سب سے زیادہ کارکردگی کا مظاہرہ کرنے والی مصنوعات کے طور پر کھڑا ہے ، خاص طور پر صارفین کو اپیل کرتا ہے کہ وہ 32 بٹ حلوں کے حق میں ہیں جو عام طور پر 16 بٹ مصنوعات سے وابستہ بجٹ کی رکاوٹوں کو ذہن میں رکھتے ہیں۔متبادل کے طور پر ، "بنیادی" سیریز 36 میگاہرٹز کی گھڑی کی تعدد پر کام کرتی ہے ، جس سے کارکردگی میں متوازن اضافہ ہوتا ہے۔ان سیریز کے تمام ماڈل 32K سے 128K تک بلٹ ان فلیش میموری سے لیس ہیں ، جبکہ ایس آر اے ایم کی صلاحیت اور پردیی انٹرفیس میں مختلف حالتیں اضافی اختیارات مہیا کرتی ہیں۔72 میگاہرٹز میں ، فلیش سے براہ راست کوڈ پر عمل درآمد ، ایس ٹی ایم 32 کو 36 ایم اے کی ضرورت ہوتی ہے ، جس کا ترجمہ معاشی 0.5 ایم اے/میگاہرٹز میں ہوتا ہے۔

مائکروکونٹرولر VLSI ٹکنالوجی کا استعمال کرتے ہوئے کومپیکٹ انٹیگریٹڈ سرکٹ چپس کے طور پر کام کرتے ہیں جس میں سینٹرل پروسیسنگ یونٹوں (سی پی یو) ، رینڈم ایکسیس میموری (رام) ، پڑھنے کے لئے صرف میموری (RAM) کے ساتھ ساتھ مختلف I/O بندرگاہوں ، مداخلت کے نظام ، ڈیٹا پروسیسنگ ٹائمر ، کاؤنٹرز ، اور کبھی کبھی ایک ہی سلیکون CHIPNENTLY میں شامل اضافی اجزاء یا A/D کنورٹور شامل ہیں۔آسان 8 بٹ مائکروکنٹرولرز ، جو ان کے غیر پیچیدہ داخلی فن تعمیر ، معمولی سائز اور لاگت کی تاثیر کے لئے جانا جاتا ہے ، بنیادی کنٹرولر ایپلی کیشنز میں استعمال تلاش کریں۔عام مثالوں میں انٹیل کی 51 سیریز ، ایٹیل کا اے وی آر سسٹم ، مائکروچپ کی پی آئی سی سیریز ، اور ٹی آئی کی ایم ایس پی 430 سیریز شامل ہیں۔تاہم ، ایس ٹی ایم 32 زیادہ مضبوط 32 بٹ مائکروکنٹرولر کی نمائندگی کرتا ہے۔مخصوص طور پر ، یہ نہ صرف رجسٹروں کے ذریعہ بلکہ مینوفیکچرر فراہم کردہ لائبریری فائلوں کے ذریعہ بھی پروگرامنگ کی اجازت دیتا ہے ، جس سے ترقی کی سہولت اور کوڈ پورٹیبلٹی کی آسانی دونوں میں اضافہ ہوتا ہے۔

ایس ٹی ایم 32 اور 51 مائکروکنٹرولرز کا موازنہ کرنا

ایک مائکروکونٹرولر ایک کمپیکٹ انٹیگریٹڈ سرکٹ ہے جو ایمبیڈڈ سسٹم میں ایک مخصوص آپریشن پر حکمرانی کے لئے ڈیزائن کیا گیا ہے۔اس میں ضروری اجزاء شامل ہیں جیسے پروسیسنگ اور کنٹرول کے لئے سی پی یو ، ڈیٹا اسٹوریج میموری کے لئے ریم ، پروگرام اسٹوریج کے لئے ROM ، سیریل اور متوازی بندرگاہوں جیسے ان پٹ/آؤٹ پٹ انٹرفیس ، اور ایک ہی چپ پر ایک مداخلت کا نظام۔

فن تعمیر پرسنل کمپیوٹرز سے نمایاں طور پر مختلف ہے ، جہاں سی پی یو ، رام ، روم ، اور I/O اجزاء الگ الگ چپس ہیں جو پی سی بنانے کے لئے مدر بورڈ پر سوار ہیں۔اس کے برعکس ، ایک مائکروکونٹرولر ان اجزاء کو ایک ہم آہنگی یونٹ میں مستحکم کرتا ہے۔

51 مائکروکونٹرولر

ابتدائی طور پر انٹیل کے ذریعہ متعارف کرایا جانے والا 51 مائکروکونٹرولر ، سب سے زیادہ 8 بٹ مائکروکونٹرولرز میں سے ایک ہے اور اس کے سیکھنے کے منحنی خطوط کے لئے اچھی طرح سے معتبر ہے۔بس سے متعلق رجسٹروں کے جامع انتظام ، مضبوط منطق بٹ فنکشنلٹی ، اور ایک ورسٹائل انسٹرکشن سیٹ کے ساتھ اپنے کلاسک فن تعمیر کے لئے مشہور ، کنٹرول ایپلی کیشنز کے ل optim آپ کو بہتر بنایا گیا ہے ، یہ مائکروکونٹرولر کی دیگر پیشرفتوں کی بنیاد رکھتا ہے۔

51 مائکروکونٹرولر کی خصوصیات

- تھوڑا سا پروسیسر سسٹم پر فخر کرتے ہوئے ، یہ اندرونی ہارڈ ویئر اور سافٹ ویئر دونوں پرتوں کے لئے بٹ لیول آپریشنوں کی سہولت فراہم کرتا ہے ، جس سے منتقلی ، سیٹ ، واضح ، ٹیسٹ ، اور بٹ منطق کی کارروائیوں جیسے ہیرا پھیری کی اجازت ہوتی ہے۔یہ وصف اسے صارف دوست اور عملی طور پر مکمل پیش کرتا ہے۔

- اس میں اس کے چپ رام میں ایک ورسٹائل ایڈریس رینج شامل ہے ، جس میں لچک اور استعمال میں آسانی ہے۔

- ضرب اور ڈویژن ہدایات کو شامل کرنا پروگرامنگ کے کاموں کو ہموار کرتا ہے ، اس صلاحیت کی جس میں بہت سے 8 بٹ مائکروکونٹرولرز کی کمی ہے۔

51 مائکروکنٹرولر کی خرابیاں

- اضافی ہارڈ ویئر کو اکثر AD اور EEPROM فنکشنلٹی کے لئے ضروری ہوتا ہے ، جس سے ڈیزائن کو پیچیدہ بناتا ہے۔

-I/O پنوں ، صارف دوست ہونے کے باوجود ، اعلی سطحی آؤٹ پٹ صلاحیتوں کی کمی ، 51 سیریز کی ایک قابل ذکر حد۔

- آپریٹنگ اسپیڈ مختصر پڑتی ہے ، خاص طور پر ڈبل ڈیٹا پوائنٹر کے بارے میں ، پروگرامنگ کی کارکردگی میں رکاوٹ ہے۔

- اس کی محدود حفاظتی خصوصیات چپ کو پہنچنے والے نقصان کے حساسیت میں اضافہ کرتی ہیں۔

51 مائکروکنٹرولر کا استعمال کرتے ہوئے ایپلی کیشنز اور آلات

- یہ معمولی کارکردگی کی ضروریات کے ساتھ تعلیمی ترتیبات اور ایپلی کیشنز میں کثرت سے استعمال ہوتا ہے۔

- مشہور ماڈلز میں 8051 اور 80C51 شامل ہیں۔

STM32 مائکروکونٹرولر

STMicroelectronics کے ذریعہ تیار کردہ ، STM32 سیریز ایک اعلی کارکردگی ، لاگت سے موثر ، اور بجلی سے موثر مائکروکنٹرولر رینج پیش کرتی ہے۔بازو کارٹیکس-ایم فن تعمیر پر بنایا گیا ، یہ مائکروکونٹرولر اعلی کارکردگی کا مطالبہ کرنے والے ایمبیڈڈ ایپلی کیشنز کو پورا کرتے ہیں۔وہ غیر معمولی پردیی پیش کرتے ہیں ، جن میں 1μs ڈوئل 12 بٹ ADC ، 4MBIT/S UART ، اور 18 MBIT/S SPI شامل ہیں۔

اس کا بجلی کی کھپت اور انضمام کا توازن انجینئروں کو اپیل کرتا ہے ، یہاں تک کہ اگر یہ ایم ایس پی 430 جیسے بجلی کے استعمال کا سب سے کم آپشن نہیں ہے۔ایس ٹی ایم 32 کے بدیہی ڈیزائن اور وسیع پیمانے پر فعالیت نے صنعت کے پیشہ ور افراد کے مابین ایک قابل ذکر ساکھ تیار کی ہے۔

ایس ٹی ایم 32 مائکروکونٹرولر کی خصوصیات

-کور: سنگل سائیکل ضرب اور ہارڈ ویئر ڈویژن جیسی خصوصیات کے ساتھ ، 72 میگاہرٹز تک کام کرنے اور 1.25dmips/میگاہرٹز حاصل کرنے کے قابل ایک بازو 32 بٹ کارٹیکس-ایم 3 سی پی یو کا استعمال کرتا ہے۔

-میموری: 6-64KB SRAM آن چپ کے ساتھ 32-512KB فلیش میموری کی پیش کش کرتا ہے۔

- گھڑی اور پاور مینجمنٹ: گھڑی اور ری سیٹ مینجمنٹ سسٹم کی ایک وسیع صف کے ساتھ 2.0-3.6V بجلی کی فراہمی کی حمایت کرتی ہے ، جس میں سی پی یو گھڑی کے لئے کرسٹل آسکیلیٹرز اور پی ایل ایل کنفیگریشن شامل ہیں۔

- ڈیبگنگ: ایس ڈبلیو ڈی اور جے ٹیگ انٹرفیس سے لیس ، 112 I/O بندرگاہوں اور متعدد ٹائمر اور مواصلات کے انٹرفیس فراہم کرتے ہیں۔

عام طور پر STM32 آلات استعمال ہوتے ہیں

- کلیدی ماڈلز میں STM32F103 ، STM32 L1 ، اور STM32W سیریز شامل ہیں۔

51 اور STM32 مائکروکنٹرولرز کے درمیان امتیازات

اصطلاح "51 مائکروکونٹرولر" سے مراد 8031 ​​ماڈل سے پیش آنے والے انٹیل 8031 ​​انسٹرکشن سیٹ کے ساتھ مطابقت پذیر آلات ہیں۔ان آلات کو فلیش ROM ترقیوں سے فائدہ اٹھایا گیا ، جو بڑے پیمانے پر استعمال شدہ 8 بٹ مائکروکونٹرولرز میں تیار ہوا ہے ، جس کی مثال اتل سے AT89 سیریز کے ذریعہ کی گئی ہے۔

اس کے برعکس ، ایس ٹی ایم 32 مائکروکونٹرولر سیریز ایس ٹی ایم آئی سی آر ایل الیکٹرانکس نے اے آر ایم کارٹیکس-ایم 3 کور کے ساتھ تیار کیا ہے۔بھرپور داخلی وسائل کے ساتھ بڑھا ہوا ، یہ 8051 ، اے وی آر ، اور پی آئی سی کے خاندانوں کو عبور کرتا ہے ، جو جدید سی پی یو کی صلاحیتوں کے قریب ہے ، اس طرح موبائل فون اور روٹرز جیسے زیادہ پیچیدہ آلات کو فٹ کرنا ہے۔

ایس ٹی ایم 32 بنیادی نظام کا جائزہ

ایس ٹی ایم 32 ایمبیڈڈ ماحول میں متعدد ضروری اجزاء شامل ہیں جو ہم آہنگی سے تعامل کرتے ہیں۔

بجلی کی فراہمی کا انتظام

ینالاگ حصوں اور AD سیکشن کے ہموار آپریشن کے لئے بجلی کے رابطوں ، جیسے وی سی سی اور جی این ڈی ، وی ڈی ڈی اے ، وی ایس ایس اے ، اور وی آر ای ایف (پیکیج پر غور کرتے ہوئے پن بھی شامل ہے) کو محتاط ہینڈلنگ کی ضرورت ہے۔بیرونی کنکشن اہم ہے اور نظام استحکام کو یقینی بنانے کے لئے تیرتے رابطوں سے گریز کیا جانا چاہئے۔

زیادہ سے زیادہ فلٹرنگ کے ل each ، ہر VDD اور GND جوڑی کے لئے کم از کم ایک 104 سیرامک ​​کیپسیٹر رکھیں۔کارکردگی کی سالمیت کو برقرار رکھنے کے ل practical عملی طور پر مائکروکنٹرولر یونٹ (ایم سی یو) کے قریب پوزیشن کیپسیٹرز۔

وولٹیج چیک ایک بصیرت انگیز عمل ہے۔بجلی کی فراہمی وولٹیج کی درستگی کی تصدیق کے ل a ایک ملٹی میٹر پر ملازمت کریں۔ڈیجیٹل بجلی کی فراہمی ڈیبگنگ کے مقاصد کے لئے افضل ہے ، جس سے وولٹیج یا موجودہ اسپائکس کے خطرات کو کم کرنے میں مدد ملتی ہے۔تار کے داخلے کے نقطہ سے چپ بجلی کی فراہمی کے کنکشن تک ، ایک پیچیدہ نقطہ نظر کو فروغ دیتے ہوئے ، وولٹیج کی مکمل تشخیص کریں۔

ری سیٹنگ اور پاور اپ ترتیب

بوٹ پن جے ٹی اے جی ایسوسی ایشنز کے ذریعہ متاثر نہیں ہونے والے ، ایم سی یو کے بعد کے شروع ہونے والے ایڈریس کے ابتدائی ایڈریس کا تعین کرنے میں ایک خصوصی کردار ادا کرتا ہے۔

سرکٹ ڈیزائن میں ، بوٹ پن غیر ضروری ہوسکتا ہے۔تاہم ، یہ کسی بیرونی ریزسٹر کے ذریعہ زمین یا طاقت سے کسی ایک کے ساتھ تعلق کا حکم دیتا ہے۔ایس ٹی ایم 32 کی ٹرائی موڈ بوٹ میموری چپ کے اندر موروثی ہے:

- صارف فلیش میموری: ایمبیڈڈ فلیش اسٹوریج۔

- ایس آر اے ایم: آن چپ رام ایریا ، میموری کے طور پر کام کرنا۔

- سسٹم میموری: سرشار چپ داخلہ زون ہاؤسنگ فیکٹری پیش سیٹ بوٹ لوڈر ، جسے اکثر آئی ایس پی پروگرام کہا جاتا ہے۔یہ ROM سیکشن جہاز کے بعد ترمیم یا مٹانے کی مزاحمت کرتا ہے۔

ہر ایس ٹی ایم 32 چپ میں بوٹ 0 اور بوٹ 1 پن موجود ہیں۔ان پنوں کی ری سیٹ حوصلہ افزائی کی سطح کی ریاست ریسیٹ کے بعد عملدرآمد کے زون کو حکم دیتی ہے۔

- بوٹ 1 = ایکس بوٹ 0 = 0: صارف فلیش میموری - غیر معمولی آپریشن موڈ سے عملدرآمد۔

- بوٹ 1 = 0 بوٹ 0 = 1: سسٹم میموری سے شروع ہوتا ہے ، جو کارخانہ دار کے ذریعہ پروگرام کیا جاتا ہے۔

- بوٹ 1 = 1 بوٹ 0 = 1: بلٹ ان ایس آر اے ایم کا استعمال کرتا ہے ، جو ڈیبگنگ کے مقاصد کے لئے موزوں ہے۔

صارف فلیش میموری سے بوٹ منتخب کرتے ہوئے ، جے ٹی اے جی پورٹ یا ایس ڈبلیو ڈی موڈ کے ذریعے پروگرامنگ قابل حصول ہے۔سیریل پورٹ آئی ایس پی موڈ پروگرام کے منظرناموں میں سسٹم اسٹوریج کا انتخاب ممکن ہے۔

پروگرامنگ انٹرفیس کے اختیارات

ساکٹ میں کمی کے ل sw ، ایس ڈبلیو ڈی موڈ تخروپن پر غور کریں ، بنیادی طور پر JLINK کا استعمال کرتے ہوئے ، محض چار تاروں کی ضرورت ہوتی ہے - 3.3V ، GND ، SWDIO ، SWCLK۔

رابطوں میں شامل ہیں:

- STM32 JTMS/SWDIO JTAG پورٹ TMS کے ساتھ سیدھ میں ہے۔

- STM32 JTCK/SWCLK متوازی JTAG پورٹ TCK۔

ULINK2 آپشن کو ایک اضافی تار کی ضرورت ہوتی ہے: "NRST ،" کل پانچ۔

اس انٹرفیس کی خود تعریف ممکن ہے۔سہولت کے مطابق ڈوپونٹ وائر جمپر یا بلاک تبادلوں کے انٹرفیس بورڈ کا استعمال کرتے ہوئے ایمولیٹر اور ٹارگٹ بورڈ کو مربوط کریں۔

ڈیبگنگ اور پروگرامنگ مشکل حرکیات

ٹارگٹ چپ کا غلط رابطہ عام کاموں کو روکتا ہے:

- ٹارگٹ بورڈ پر ایک مناسب کم سے کم سسٹم کنکشن کو یقینی بنائیں ، عام چپ فعالیت کی تصدیق کریں: درست وی ڈی ڈی ، وی ڈی ڈی اے ، وی ایس ایس ، وی ڈی ڈی ایس لنکنگ ، قابل اعتماد ری سیٹ سرکٹس ، اور غیر انٹرفیسنگ ری سیٹ ذرائع۔

پہلے سے موجود جلایا ہوا کوڈ نئی ڈیبگنگ کی کوششوں کو پیچیدہ بنا سکتا ہے:

-غلط پہلے سے بھری ہوئی کوڈ پاور آن پر غیر متعینہ ریاستوں کا آغاز کرتی ہے ، ڈیبگ موڈ انٹری میں رکاوٹ ڈالتی ہے ، ممکنہ طور پر غیر ضروری پیری فیرلز کو چالو کرتی ہے یا ایس ڈبلیو جے پن کو عام I/O بندرگاہ کے طور پر تشکیل دیتی ہے۔

حل میں رام بوٹ کے لئے بوٹ 0/بوٹ 1 پنوں کا انتخاب کرنا یا ابتدائی طور پر موجودہ کوڈ کو مٹانا شامل ہے۔

چپ پڑھیں/تحریری تحفظ سے اضافی چیلنجز پیدا ہوتے ہیں:

- ڈیبگنگ ٹولز ایمبیڈڈ فلیش کو پڑھنے یا لکھنے میں ناکام ہوسکتے ہیں۔علاج میں چپ پڑھنے/لکھنے کے تحفظ کو غیر فعال کرنے کے لئے ڈیبگنگ ٹول کو استعمال کرنا شامل ہے۔

اکثر پوچھے گئے سوالات [عمومی سوالنامہ]

1. STM32 مائکروکونٹرولر کیا ہے؟

STM32 STMicroelectronics سے 32 بٹ مائکروکنٹرولر انٹیگریٹڈ سرکٹس کے ایک مجموعہ کی نمائندگی کرتا ہے۔ہر مائکروکنٹرولر کے اندر ، آپ کو پروسیسر کور ، جامد رام ، فلیش میموری ، ایک ڈیبگنگ انٹرفیس ، اور کئی پیری فیرلز ملیں گے۔

2. ایس ٹی ایم 32 اتنا مقبول کیوں ہے؟

STMicroelectronics کے مائکروکونٹرولرز کا STM32 کنبہ اپنی وسعت اور بازو پر مبنی 32 بٹ فن تعمیر کے لئے جانا جاتا ہے۔ان کی استعداد اور تخصیص بخش اختیارات صارفین کو ابتداء کے معاملے میں ایک انوکھا چیلنج پیش کرتے ہیں۔

3. آپ ایس ٹی ایم 32 کو کس طرح پروگرام کرتے ہیں؟

ایس ٹی ایم 32 مائکروکونٹرولرز کے ساتھ کام کرنے اور بنیادی مثالوں کو چلانے کے لئے ضروری ٹولز جیسے ایس ٹی ایم 32 کیوبیمکس اور ایس ٹی ایم 32 کیوبائڈ انسٹال کرکے شروع کریں۔اس کے بعد ، GPIO کنٹرول سے واقف ہونے کے لئے HAL ڈرائیوروں کا استعمال کرتے ہوئے نیوکلیو L476RG بورڈ پر ایک سادہ ایل ای ڈی پلک جھپکنے والے منصوبے کو نافذ کریں۔اگلا ، UART مواصلات کو دریافت کریں اور بورڈ کی بنیادی خصوصیات کے بارے میں مزید معلومات حاصل کریں۔حقیقی دنیا کے ڈیٹا کو جمع کرنے کے لئے B-L475E-IOT01A ڈویلپمنٹ بورڈ کا استعمال کرتے ہوئے سینسروں کو مربوط کریں۔آخر میں ، STM32 کے ذریعہ چلنے والا ایک مکمل IOT سسٹم بنانے کے لئے تمام عناصر کو یکجا کریں۔

4. ایس ٹی ایم 32 کہاں استعمال ہوتا ہے؟

ایس ٹی ایم 32 مائکروکونٹرولرز کو متعدد ایپلی کیشنز میں اپنی جگہ ملتی ہے ، جس میں بنیادی پرنٹر کے افعال سے لے کر جدید گاڑیوں کے سرکٹ بورڈ تک شامل ہیں۔ایس ٹی ایم 32 مائکروکونٹرولرز کا استعمال کرتے ہوئے فرم ویئر اور ایمبیڈڈ سسٹمز کرافٹ کرنے کی صلاحیت الیکٹرانکس اور مواصلات کے شعبوں میں کسی بھی انجینئر کے لئے قابل قدر مہارت ہے۔

5. کیا STM32 میں وائی فائی ہے؟

STM32WX سیریز STM32 MCU کی پیش کشوں کو وائرلیس رابطے کے اختیارات کے ساتھ تقویت بخشتی ہے۔ان میں سب گیگاہرٹز اور 2.4 گیگا ہرٹز فریکوینسی حدود دونوں میں کاروائیاں شامل ہیں۔ان کی صارف دوست فطرت ، انحصار اور موافقت انہیں صنعتی اور صارفین کی درخواستوں کی متنوع صفوں کے ل suitable موزوں بناتی ہے۔