マイコン徹底入門:各種周辺回路編

STM32で始めるARM/Cortex-M3組み込み開発

 

　CQ出版発行の「マイコン徹底入門」は、STM32の各種周辺回路を含めて網羅的に基礎から解説するべく執筆したのものです。ところがページ数が膨大になり、商業出版に適する分量ではなくなってしまいました。そこで本編から割愛した原稿については、こちらで無償で公開を致します。この記事が皆さんのお役に立てば幸いです。

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Contents:

• 1. なぜマイコンを使えるようになったのか
• 2. 汎用入出力(GPIO)
  • 2.1. マトリックスLEDのダイナミック点灯
    • 2.1.1. マトリックスLEDとは
    • 2.1.2. 配線
      • 2.1.2.1. 5×7ドットマトリックスLED
      • 2.1.2.2. 8×8ドットマトリックスLED
    • 2.1.3. プログラム
      • 2.1.3.1. 5×7ドットマトリックスLED
      • 2.1.3.2. 8×8ドットマトリックスLED
  • 2.2. ロータリーディップスイッチ
  • 2.3. キャラクタ液晶の利用
    • 2.3.1. キャラクタ液晶とは
    • 2.3.2. 表示方法
    • 2.3.3. HD44780互換LCDコントローラ
      • 2.3.3.1. 接続
      • 2.3.3.2. 送受信タイミング
      • 2.3.3.3. データ・命令の内容
      • 2.3.3.4. アドレス
      • 2.3.3.5. 初期化処理
      • 2.3.3.6. 文字コード
    • 2.3.4. 実験のためのサンプルプログラム
      • 2.3.4.1. GPIO初期化関数
      • 2.3.4.2. 読み込み用関数
      • 2.3.4.3. 書き込み用関数
      • 2.3.4.4. 初期化処理
      • 2.3.4.5. メインルーチン
    • 2.3.5. 関数化したサンプルプログラム
  • 2.4. カラー液晶の利用
    • 2.4.1. ST7735
    • 2.4.2. 接続方法
    • 2.4.3. 初期化と塗りつぶし
    • 2.4.4. カラーバーの表示
    • 2.4.5. 多色の表示
    • 2.4.6. BMPファイルの表示
      • 2.4.6.1. BMPファイルの概要
      • 2.4.6.2. ヘッダの構造
      • 2.4.6.3. ファイルヘッダ
      • 2.4.6.4. 情報ヘッダ
      • 2.4.6.5. イメージデータ
    • 2.4.7. プログラムによる処理
      • 2.4.7.1. ボトムアップ
      • 2.4.7.2. 表示位置の指定
      • 2.4.7.3. ピクセルデータの送信
• 3. タイマ
  • 3.1. 入力スキャニング処理
    • 3.1.1. マトリクスキーパッド
      • 3.1.1.1. マトリクスキーパッドとは
      • 3.1.1.2. サンプルプログラム
    • 3.1.2. リードスイッチ
      • 3.1.2.1. サンプルプログラム(ターミナルへの出力)
      • 3.1.2.2. サンプルプログラム(マトリクスLEDへの表示)
    • 3.1.3. 転倒センサ
      • 3.1.3.1. 転倒センサの仕組み
      • 3.1.3.2. 特性の確認
      • 3.1.3.3. チャタリング
      • 3.1.3.4. サンプルプログラム(シリアル出力)
      • 3.1.3.5. サンプルプログラム(マトリックスLEDへの表示)
    • 3.1.4. 方位センサ
      • 3.1.4.1. RDCM-802
      • 3.1.4.2. サンプルプログラム(シリアル出力)
      • 3.1.4.3. サンプルプログラム(マトリックスLEDへの表示)
  • 3.2. FETを利用したHブリッジ
    • 3.2.1. FETとは
    • 3.2.2. MOSFETの駆動方法
    • 3.2.3. マイコンによるFETの制御方法
    • 3.2.4. フォトカプラを使用したFETの駆動
      • 3.2.4.1. フォトカプラの利用方法
      • 3.2.4.2. フォトカプラを利用したHブリッジ
    • 3.2.5. ドライバICを利用したFETの駆動
      • 3.2.5.1. フォトカプラによる駆動の問題点
      • 3.2.5.2. プッシュプル回路
      • 3.2.5.3. ドライバIC
    • 3.2.6. 熱設計
• 4. ADC
  • 4.1. 抵抗出力型センサの利用：CDSセンサ（光センサ）
• 5. USART
  • 5.1. XBee
    • 5.1.1. XBeeとは
    • 5.1.2. 通信テスト
      • 5.1.2.1. 接続方法
      • 5.1.2.2. ターミナルの設定方法
      • 5.1.2.3. コマンドモードへの移行
      • 5.1.2.4. チャンネル設定
      • 5.1.2.5. Pan ID設定
      • 5.1.2.6. アドレスの設定
        • 5.1.2.6.1. 自己のアドレスの指定
        • 5.1.2.6.2. 送信先のアドレスの指定
      • 5.1.2.7. シリアル通信速度の指定
      • 5.1.2.8. コマンドモード終了
      • 5.1.2.9. 一括設定
      • 5.1.2.10. 相互接続
    • 5.1.3. マイコンからの接続
      • 5.1.3.1. リセット
      • 5.1.3.2. USARTの初期設定
      • 5.1.3.3. XBeeモジュールの初期設定
      • 5.1.3.4. 通信の実行
• 6. I2C
  • 6.1. シリアル液晶
    • 6.1.1. ST7032iの特徴
      • 6.1.1.1. ST7032iの利用方法
      • 6.1.1.2. 送信データの構成
      • 6.1.1.3. コントロールバイト
      • 6.1.1.4. 命令体系
      • 6.1.1.5. 初期化手順
    • 6.1.2. テストプログラム
      • 6.1.2.1. I2Cコントロールの関数化
      • 6.1.2.2. 初期化手順
      • 6.1.2.3. 文字の表示
    • 6.1.3. 関数化したサンプルプログラム
  • 6.2. FMラジオ
• 7. バックアップレジスタ
  • 7.1. バックアップレジスタとは
  • 7.2. バッテリバックアップ
  • 7.3. バックアップレジスタの利用方法
    • 7.3.1. クロックの供給
    • 7.3.2. バックアップドメインへのアクセス許可
    • 7.3.3. フラグのクリア
    • 7.3.4. リセットの検出
    • 7.3.5. バックアップレジスタの読み込み
    • 7.3.6. 書き込みデータの取得
    • 7.3.7. バックアップレジスタへの書き込み
  • 7.4. タンパー検出機能
    • 7.4.1. タンパーとは
    • 7.4.2. タンパー検出機能の使用方法
      • 7.4.2.1. タンパーピンの設定
      • 7.4.2.2. 検出エッジの設定
      • 7.4.2.3. タンパー割込みの有効化
      • 7.4.2.4. 割込みハンドラの作成
• 8. リアルタイムクロック
  • 8.1. リアルタイムクロックとは
  • 8.2. リアルタイムクロックの利用
    • 8.2.1. RTCの初期化手順
      • 8.2.1.1. クロックの供給とバックアップドメインへのアクセス許可
      • 8.2.1.2. バックアップドメインの初期化
      • 8.2.1.3. LSEクロックの有効化
      • 8.2.1.4. クロック源の選択
      • 8.2.1.5. RTCの有効化
      • 8.2.1.6. 同期待ち処理
      • 8.2.1.7. RTC割込みの有効化
      • 8.2.1.8. カウント速度の設定
    • 8.2.2. RTCの利用手順
      • 8.2.2.1. RTCへの時刻設定
      • 8.2.2.2. 割込みハンドラの作成
      • 8.2.2.3. RTCのカウンタ値の取得
  • 8.3. RTCフラグの取得
  • 8.4. アラーム機能
    • 8.4.1. アラーム値の設定
    • 8.4.2. 割込みハンドラの作成
  • 8.5. タンパーピン出力
• 9. 外部割込み/イベントコントローラ(EXTI)
  • 9.1. EXTI割込み(ライン0-4)
    • 9.1.1. クロックの供給とGPIOの初期化
    • 9.1.2. EXTIとして使用するGPIOの指定
    • 9.1.3. EXTIの初期化
    • 9.1.4. NVICの設定
    • 9.1.5. 割込みハンドラの作成
  • 9.2. EXTI割込み(ライン5-15)
  • 9.3. ソフトウェア割り込み
• 10. 低電力モード
  • 10.1. 低電力モードの種類
  • 10.2. WFIとWFE
  • 10.3. 低電力モードを利用する前に:クロック周波数の変更
  • 10.4. SLEEPモード
    • 10.4.1. クロックの供給
    • 10.4.2. SLEEPDEEPビットのリセット
    • 10.4.3. WFI命令の実行
    • 10.4.4. モード移行・復帰の留意事項
  • 10.5. STOPモード
    • 10.5.1. GPIOによるモード復帰
      • 10.5.1.1. STOPモードへの移行
      • 10.5.1.2. HSEクロックの再開
    • 10.5.2. RTC Alarmによるモード復帰
      • 10.5.2.1. WFI
        • 10.5.2.1.1. EXTI割込みの有効化
        • 10.5.2.1.2. 割込みハンドラの作成
      • 10.5.2.2. WFE
  • 10.6. STANDBYモード
    • 10.6.1. WAKEUPピンによる復帰
      • 10.6.1.1. WAKEUPピンの有効化
      • 10.6.1.2. STANDBYモードへの移行
      • 10.6.1.3. StandByフラグの確認
    • 10.6.2. RTCアラームによる復帰
• 11. 独立型ウォッチドッグタイマ
  • 11.1. 無限ループの例(値のチェック漏れ)
    • 11.1.1. アクセス可否の設定
    • 11.1.2. カウント速度の設定
    • 11.1.3. カウント数の設定
    • 11.1.4. カウント値の設定
    • 11.1.5. 独立型ウォッチドッグの有効化
  • 11.2. 無限ループの例(変数型の設定ミス)
  • 11.3. 割込みを利用したカウンタリセット
• 12. DAC
• 13. フラッシュメモリプログラミング
  • 13.1. フラッシュメモリの特徴
  • 13.2. 書き換えの基本的手順
    • 13.2.1. フラッシュのアンロック
    • 13.2.2. フラッシュの消去
    • 13.2.3. フラッシュへの書き込み
  • 13.3. サンプルプログラム(メッセージの記録)
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