Записки программиста

Некоторое время назад мы познакомились с цветными TFT-дисплеями на базе контроллера ST7735. Дисплеи эти весьма неплохи, но не лишены недостатков. В частности, максимальная диагональ таких дисплеев составляет 1.8 дюйма, а разрешение ограничено 128x160 пикселями, что может подходить не для всех проектов. Поэтому сегодня речь пойдет о TFT-дисплеях на базе ILI9341, имеющих среди прочих преимуществ больший размер и большее разрешение.

В рамках статьи Учимся работать с SDHC/SDXC-картами по протоколу SPI мы освоили использование SD-карт подобно блочным устройствам в *nix системах, то есть, читая и записывая блоки размером 512 байт. Навык этот, бесспорно, полезен, но настоящая крутизна заключается в умении работать с файловыми системами на эти картах. Написать соответствующую библиотеку с нуля — это проект далеко не на один и не на два вечера, как в случае с какими-нибудь OLED-экранчиками. Поэтому даже такой изобретатель колес, как я, в данном случае был вынужден использовать что-то готовое. А именно, библиотеку FatFs.

Сегодня SD-карты используются повсюду. Они втыкаются в ноутбуки, планшеты, телефоны, видеокамеры, роутеры, фоторамки, диктофоны, электронные книги, mp3-плееры, одноплатные компьютеры и даже квадрокоптеры — словом, они везде. Часто о них думают, как об относительно медленных устройствах, способных хранить пару гигабайт информации. Однако в наши дни уже доступны SD-карты объемом 512 Гб и скоростью чтения-записи 90 Мбайт/сек (не мегабит!). Теоретически же объем хранимой информации ограничен 2 Тб. А чем еще прекрасны SD-карты, это тем, что с ними можно работать по незамысловатому протоколу, основанному на SPI.

Если зайти на eBay и ввести в поиске «ST7735», можно найти немало модулей с дисплеем на базе данного контроллера. Модули обычно бывают двух типов — с TFT-дисплеем диагональю 1.44" и разрешением 128x128 пикселей, а также с диагональю 1.8" и разрешением 128x160 пикселей. Последние в большинстве случаев также имеют и разъем для подключения SD-карт. Дисплеи позволят отображать 65536 цветов в палитре R5G6B5. Интересны данные модули тем, что будучи чуть-чуть дороже популярных 0.96-дюймовых OLED-экранчиков на базе SSD1306 предлагают существенно большие разрешение и диагональ, а также в ~30 тысяч раз больше цветов.

Разбираясь, какие сейчас существуют отладочные платы на базе ICE40, я обратил особое внимание на BlackIce II. Дело в том, что мне стало надоедать постоянно возиться с проводами при подключении сторонних модулей к iCEstick. Для решения этой проблемы BlackIce II имеет множество Pmod-разъемов, является совместимой с Arduino-шилдами, а также имеет распаянные 4 Мбит SRAM и разъем для подключения SD-карты. Интересно, что на плате есть не только FPGA ICE40HX4K, но и микроконтроллер STM32L433. Так получилось, что микроконтроллеры STM32 меня тоже интересуют. Было бы удобно иметь устройство «два в одном». Наконец, плата является полностью открытым проектом, и самое главное — она черная! В общем, я решил обзавестись такой.

Ранее в статье Микроконтроллеры STM32: работа с экранчиком 1602 по I2C мы научились выводить текст на HD44780-совместимый ЖК-индикатор с I2C-адаптером на базе чипа PCF8574. Эти индикаторы хороши тем, что они не дороги, имеют подсветку и позволяют выводить крупный текст. Но при этом они не могут похвастаться большой скоростью перерисовки, широким углом обзора, или возможностью выводить графическую информацию. Плюс к этому, они довольно громоздки, что в определенных задачах может быть неудобно. Поэтому сегодня мы поговорим о популярных OLED-дисплеях на базе чипа SSD1306, лишенных названных недостатков.

Текстовые ЖК-дисплеи с I2C-адапетором являются крайне популярными устройствами среди любителей электроники. Да и в массово производимой технике, от кофе-машин до 3D-принтеров, такие дисплеи встречаются нередко. На AliExpress устройство можно купить за 100 рублей (1.75$) — дешевле вы найдете разве что этот же экранчик без I2C или семисегментные индикаторы. Давайте же разберемся, как подружить такой дисплей с микроконтроллером STM32.

Благодаря заметке Микроконтроллеры STM32: работа с внешним EEPROM мы научились работать с внешней EEPROM-памятью с I2C-интерфейсом. Сегодня же мы научимся использовать флеш-память с SPI-интерфейсом на примере популярных чипов AT45DBxx. Существуют разные модификации этих чипов, отличающиеся в основном объемом памяти. При написании этой заметки я использовал AT45DB161E объемом 16 Мбит (2 Мб). Но, по идее, все описанное ниже справедливо и для других чипов этой серии.

Одна из проблем с микроконтроллерами STM32 заключается в том, что большинство из них не имеют встроенного EEPROM. Исключением являются только микроконтроллеры серий STM32L0 и STM32L1 с ультра низким энергопотреблением. Это довольно странно после работы с AVR, где EEPROM есть у всех микроконтроллеров. Существует несколько решений, но в рамках этой заметки мы рассмотрим самое очевидное — использование внешнего EEPROM на примере чипа с I2C-интерфейсом 24LC64.

Ранее мы познакомились с несколькими отладочными платами на базе микроконтроллеров STM32 — это Blue Pill, платами серии Nucleo, и даже такой экзотикой, как Кракен. Все это здорово, но что, если нам захочется использовать микроконтроллер не в прототипе, а в полноценном готовом устройстве? Не вкорячивать же в него плату Nucleo! Поэтому сегодня мы разберемся, как работать с STM32 напрямую, то есть, прямо на макетной плате, на примере микроконтроллера STM32F103C8T6. Казалось бы, тема эта несложная, однако есть пара подводных граблей, про которые стоит знать.