임종수의 STM32 Cortex-M 완벽활용서 Vol. 1 버무림/임종수

이 책은 여러분을 STM32 MCU Coding 전문가로 만들어 줄 선물과 같은 책이다.

누구나 살아가면서 하고 싶은 일이 있을 것이고, 그리고 정렬적으로 그 일을 쟁취해 나가면서 성공한 자신의 모습을 상상해 본 경험이 있을 것이다. 비록, 그것이 당장은 꿈일지라도 언젠가는 삶의 무대에서 당당히 주인공이 되는 자신의 모습을 상상해 보고, 행복해 한 경험이 있을 것이다. 이 책은 MCU Coding 방법에 대한 여러 선물들을 잔뜩 포함하고 있다. 여러분이 Embedded Coding이라는 무대에서 당당히 주인공이 되어 여러분의 꿈을 실현하는 데 분명히 도움이 될 귀한 선물들로 가득하다.

무엇보다도 이 책은 여러분에게 단편적인 STM32 MCU에 대한 잔재주를 다루지 않는다. 또한, 이 책은 독자의 편의나 안락함을 고려하지 않는다. 오로지, 정렬과 인내심을 가지고, 자신이 꿈꾸는 제품 즉, 전자 회로를 설계하고, 그리고, 그 설계된 보드에 소프트웨어를 불어 넣어서 완전체를 만드는데 필요한, 그 무대의 시작에 해당하는 MCU에 대한 많은 내용을 수록하고 있다.

여러분은 이 책을 통하여 STM32 MCU에 대한 사용 방법뿐만 아니라 다양한 부품들에 대한 특성과 사용 방법, 그리고 회로적인 내용도 학습하게 될 것이다. 또한, 상용 제품에서 사용되고 있는 PC의 Windows Program과 여러분의 MCU가 어떻게 서로 데이터를 주고 받으며 통신하는지 그 전송 규약에 대해서 직접 개발하고, MCU에서 제공하는 데이터를 실시간으로 그래프와 데이터로 시각화하는 방법도 학습하게 될 것이다.
이 책에서 다루는 모든 source 파일을 포함한 자료는 필자의 naver cafe인 http://cafe.naver.com/limjongsulab를 참조하면 되고, 필자의 email address는 limjongsulab@naver.com이다.

필자가 저술한 Matlab, Simulink와 같은 기존의 책자들뿐만 아니라 앞으로 출간될 책자들, 그리고, 필자의 회사에서 추진하는 여러 교육 과정들과 최신 정보들에 대한 모두 사항들을 앞서 언급한 naver cafe에서 관리하고 있다. 이곳에서 여러분과 함께 질문과 답변을 통한 토론을 하였으며 한다. 그리고 유용한 자료들을 많이 등록하여 공유하였으면 한다.

또한, 이 책에서 사용하는 SJ_MCUBook_Apps program뿐만 아니라 SJ_MCUEval_Apps program, 그리고, SJ_MCUPro_Apps Program과 SJ_MCUBook_M3 보드를 포함한 다양한 제품들에 대한 자료와 구매는 필자의 homepage인 https://www.sujinpub.com/shop/ 를 참조하면 된다.

저자소개

제1장 STM32 MCU 소개 19
■ 학습 목표 19
1.1 STM32 MCU 종류와 특징 21
1.2 STM32 MCU 내부 구성도 24
1.3 STM32F MCU 관련 개발 도구들 소개 30
■ 연구 과제 44

제2장 CubeIDE, CubeMX, IAR, 그리고, KEIL 설치 방법 45
■ 학습 목표 46
2.1 CubeIDE 설치 방법 소개 47
2.2 CubeMX 설치 방법 소개 51
2.3 IAR Embedded Workbench 설치 방법 소개 52
2.4 KEIL MDK-ARM 설치 방법 소개 59
2.5 그 밖에 필요한 소프트웨어 소개 64
2.5.1 TERA Term 설치 방법 64
2.5.1 SJ_MCUBook_Apps 설치 방법 66
■ 연구 과제 74

제3장 GPIO 사용 방법 75
■ 학습 목표 76
3.1 GPIO 내부 구조와 전기적 특성 분석 78
3.2 GPIO port 제어 방법 88
■ 연구 과제 104

제4장 Interrupt 소개와 외부 interrupt 처리 방법 105
■ 학습 목표 107
4.1 KEIL을 이용한 외부 interrupt 사용 방법 108
4.2 GPIO 외부 인터럽트 사용 실례 128
■ 연구 과제 131

제5장 전원과 Clock 설정 방법 133
■ 학습 목표 134
5.1 전원 공급과 감시 체계 135
5.2 STM32 MCU의 전력 mode 139
5.3 Clock 설정 방법 143
5.3.1 HSI clock 소개 147
5.3.2 PLL(Phase locked loop) 소개 148
5.3.3 LSE clock 소개 148
5.3.4 그 밖의 clock 소개 149
■ 연구 과제 151

제6장 Timer와 WatchDog Timer 사용 방법 153
■ 학습 목표 154
6.1 Timer 동작 원리 상세 분석 156
6.2 예제를 통한 Timer 사용 방법 164
6.3 Watchdog Timer 사용 방법 173
6.4 ADM8613(WatchDog) 사용 방법 179
6.5 Timer를 이용한 micro second delay 함수 구현 방법 185
■ 연구 과제 190

제7장 PWM 생성 및 사용 방법 191
■ 학습 목표 192
7.1 PWM 소개와 사용 방법 193
7.2 여러 Timer들 동기화 방법 203
7.2.1 Timer들 동기화를 위한 Reset Mode 206
7.2.2 Timer들 동기화를 위한 Gated Mode 208
7.2.3 Timer들 동기화를 위한 Trigger Mode 209
■ 연구 과제 218

제8장 UART 사용 방법과 전송 규격 작성 방법 219
■ 학습 목표 220
8.1 STM32 Library 구조 소개 221
8.2 CubeIDE를 이용한 UART 사용 방법 229
8.3 Windows Program과 UART 통신 방법 248
8.4 전용 UART2USB 부품 사용시 주의사항 260
■ 연구 과제 262

제9장 RTC 사용 방법 263
■ 학습 목표 263
9.1 RTC 소개와 CubeMX에 대한 자세한 설명 265
9.2 RTC 사용 방법과 PC 사이의 통신 방법 276
9.3 L476 RTC project를 F103, F303과 L496에 적용 방법 290
9.3.1 L476 RTC code를 F103에 적용 방법 290
9.3.2 L476 RTC code를 F303에 적용 방법 297
9.3.3 L476 RTC code를 L496에 적용 방법 301
9.4 RTC 관련 HAL 함수들 사용 방법 303
■ 연구 과제 312

제10장 I2C 사용 방법과 관련 소자들 사용 방법 313
■ 학습 목표 314
10.1 I2C 통신 소개 315
10.2 SJ_MCUBook_M3 교육용 보드 소개 319
10.3 AT24C256C EEPROM 사용 방법 322
10.4 AT24C256C EEPROM Coding 방법 329
10.5 SJ_MCUBook_M3 UART port 사용 342
10.6 M24M02-DR EEPROM 사용 방법 344
10.7 ADP5062 Li-Ion Battery Charger 사용 방법 346
10.8 DS3231M RTC 사용 방법 350
10.9 STM32F10xxC/D/E I2C bug 및 기타 주의 사항 358
■ 연구 과제 362

제11장 SPI 사용 방법과 관련 소자들 사용 방법 365
■ 학습 목표 366
11.1 SPI 사용 방법 소개 367
11.2 TLV5638 DAC 사용 방법 377
11.3 TLV5638 DAC Coding 방법 385
11.4 Timer를 이용한 TLV5638 DAC 출력 방법 394
11.5 AD5687R과 AD5689R DAC 사용 방법 401
■ 연구 과제 419

제12장 DMA 사용 방법 421
■ 학습 목표 422
12.1 STM32 MCU의 DMA 소개 423
12.2 UART DMA와 IDLE interrupt 사용 방법 430
12.3 Buffer의 필요성과 double buffering 소개 447
12.4 DMA 전송과 Circular Queue(Ring Buffer) 구현 방법 453
12.5 본격적인 UART DMA 구현 방법 461
12.6 SPI DMA Coding 방법 480
12.7 DMA Coding 관련 주의 사항 487
■ 연구 과제 492

제13장 ADC와 내부 온도센서, 그리고, NTC 사용 방법 493
■ 학습 목표 494
13.1 ADC의 개념과 종류 495
13.2 ADC 관련 datasheet 보는 방법 501
13.3 CubeMX를 이용한 기본적인 ADC 설정 방법 506
13.4 CubeMX를 이용한 ADC 사용 방법 524
13.5 그 밖의 ADC 설정 방법 536
13.6 온도 측정 방법 545
13.6.1 NTC를 이용한 온도 측정 방법 545
13.6.2 STM32F MCU 내부 온도 sensor를 이용한 온도 측정 방법 549
■ 연구 과제 555

제14장 DAC 사용 방법과 Interrupt 우선순위 557
■ 학습 목표 558
14.1 STM32 MCU DAC 특징 정리 559
14.2 DAC 사용 방법 570
14.3 Interrupt 우선순위 579
■ 연구 과제 594

제15장 RS-485와 LCD 사용 방법 595
■ 학습 목표 596
15.1 RS-485 통신에 대한 소개와 사용 방법 597
15.2 LCD 16×2 사용 방법 606

제16장 IAR, KEIL, CubeIDE, 그리고, CubeMX 사용 방법 정리 613
■ 학습 목표 613
16.1 IAR Embeded Workbench 사용 방법 정리 615
16.1.1 임의의 외부 header file including 방법 615
16.1.2 CMSIS error가 발생하는 경우 617
16.1.3 Debugging 동작에서 빠져나올 때 주의 사항 617
16.1.4 예상했던 데이터의 개수보다 적개 데이터가 생성되는 경우 618
16.1.5 MCU 자원 사용 현황 확인 방법 619
16.1.6 source file 경로 불일치 error가 발생한 경우 622
16.1.7 임의의 source files를 project에서 제외하는 방법 624
16.1.8 Semihosting 기능을 이용한 printf() 함수 사용 방법 625
16.1.9 bootloader와 application image를 하나로 만드는 방법 625
16.1.10 2 image들에 대한 debugging 방법과 CubeIDE 주의 사항 640
16.1.11 Project Active로 변경하는 방법과 파일 수정에 따른 붉은 점 646
16.1.12 CSTACK overflow Error 647
16.1.13 IAR C-STAT 사용 방법 정리 648
16.1.14 새로운 project 추가 방법 651
16.1.15 Breakpoint에서 실행이 멈추지 않는 경우 653
16.1.16 부분적으로 최적화를 설정하는 방법 654
16.1.17 가변 크기를 가지는 배열 정의를 위한 option 656
16.1.18 hex file이 안 만들어 지는 경우 657
16.2 KEIL MDK-ARM 사용 방법 관련 정리 658
16.2.1 임의의 MCU를 위해 새로운 Project 생성 방법 658
16.2.2 Project 이름 변경 방법 666
16.2.3 hex file만 downloading 방법 667
16.2.4 외부에서 얻은 파일과 library files가 일치하지 않은 경우 669
16.2.5 uint32_t에 음수 값을 할당하면 무조건“0” 672
16.3 CubeMX와 CubeIDE 사용시 주의 사항 674
16.3.1 IAR Project를 CubeIDE로 불러들이는 방법 674
16.3.2 CubeMX와 ST-Link emulator 설정 방법 682
16.3.3 새로운 *.c file 추가 할 때 주의 사항 685
16.3.4 Floating Point Unit(FPU) Enabling 685
16.3.5 필요한 HAL 함수 이름이 기억나지 않는 경우 686
16.4 Nucleo 보드 사용시 주의 사항 687
16.4.1 Nucleo 보드에 있는 emulator로 다른 보드 debugging하는 방법 687
16.4.2 Nucleo 보드에서 제공하는 UART 통신이 잘 안 되는 경우 689
16.4.3 Leakage Current 개념 정리 690

부록 1 SJ_MCUBook_M3 회로도 693
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