I am master！使用Nucleo334打造新一代的调试利器。

    通常，我们调试一个芯片的时候，往往是编写程序---下载---更改---下载。。。这种方法固然好，但是像我这样的懒人不大喜欢，我喜欢找一种一劳永逸的方法来解决。于是，开始动手写了这个I am Master！顾名思义，就是将Nucleo作为一个主机，与我们需要使用的软件进行通信。可能这样说你不是很理解，没关系，下面还会一 一介绍的。
   电脑作为控制端，通过串口与我们的Nucleo进行通信，而Nucleo根据电脑发送的字符，解析，并且产生一定的时序，与我们需要使用的芯片进行通信。



    比如，电脑端通过串口向Nucleo发送 input 0 1 2，代表Nucleo需要将 0 1 2这三个引脚设置成为输入状态. 在我的程序中，将Nucleo左边的A0~A5作为IO部分，分别对应编号0-5。可以用于执行比较简单的任务。

注意：为了保证电脑端有一个良好的人机界面，大家务必使用能够满足linux终端要求的串口软件。比如puTTy，smartty。或者是超级终端。像一般的串口软件无法完成这个项目的要求。因为他们不能够改变字体的颜色。这里推荐大家使用smarTTY，如果使用puTTY的话需要更改我上传的程序。因为当我们按下Enter的时候，puTTY发送的是'\r'，而smarTTY发送的是'\n'。在附件中有最新的smarTTY的安装版软件。

    如果在使用smarTTY的时候，发现换行符不能正确显示，请进行这样的设置：





版本更新介绍：

V1.0.0支持函数：

• input
• output
• set
  
• reset
• toggle
• read
• spi
• spi-config
• man
  

V1.0.1新增函数：

• servo
• i2c-online
• i2c-write
• i2c-read
  
  

V1.0.2更新说明：

• 将i2c-online更改为i2c-scan
• i2c-read命令新增参数-a 可以用于在读取中指定一个寄存器地址。例如：从设备地址为0x90，寄存器地址为0x00的设备处读取1个字节可以使用 i2c-read -d 0x90 -a 0x00 -r 1 。需要注意的是：如果寄存器地址多于1个字节，只能先使用先写地址，在读的方式。例如：从设备地址为0x90，寄存器地址为0x0100的设备处读取1个字节只能分成两部：(1) i2c-write -d 0x90 0x01 0x00  (2) i2c-read -d 0x90 -r 1
  
• 新增函数clear,用于清屏。
  
  

V1.0.3更新说明：

• 为了在STM32系列中的可移植性，进行了一些并无实际卵用的更新。新建了config.h头文件。STM32F3系列的其余Nucleo包马上就会放出。
  
• 修复了在不输入任何字符，仅按下回车的情况下，提示Unknow command的bug。
  

  
V1.0.4更新说明：

• 上电之后SPI的模式被修改为模式0，时钟为4Mhz。
• SPI读取（由-r参数指定的）数据被缓冲，使相临两次读取的时间由原先的100us缩减为7us。                                                                                                               
• 串口数据改为中断输入方式，使用RingBuffer（1KB）进行缓存。
  
• 支持发送命令文件。即将所有要发送的命令写入文件，每一条命令占用一行，通过smarTTY直接发送文件。具体的细节请参考本帖第6楼。
  
  

v2.0.0（重要更新）。

• 优化代码结构。如果仅仅为了使用，而不是阅读代码的话，那么这次更新并无卵用。
• 不再使用占用大量CPU时间的printf，改为termiosXXX函数。
• 从gcc库中移植getopt。为命令行解释提供了统一的方法。
• shell函数解析的时候，将使用 "" 引起的字符作为一个参数。不管""内的字符是不是含有空格。例如：输入spi [ "Hello world" 0x24 0xff ] ,经过shell解析传给spi的命令参数为：argv[0]==spi , argv[1] =[ , argv[2] ="Hello world" ，argv[3]= 0x24, argv[4]=0xff, argv[5] = ] 。注意："Hello world"是一个参数，不同于windows和linux，这里为参数保留了引号。
• 修改spi-config，如果spi-config未提供任何参数，将显示出现在spi的模式。包括模式，时钟频率，Msb/Lsb First。如果提供参数，将对参数进行解析。
  
  

：



吐槽，意见，或者建议请联系（PS有没有E语好的大神，帮忙翻译一下man的说明部分）：
qianfanguijin@163.com
qianfanguijin@gmail.com

版权声明：
本软件仅供与学习交流之用，未经允许，不得用于商业用途。


如果你有其他的板子而不是334，请查看这个帖子地址：
https://www.stmcu.org.cn/module/forum/thread-601818-1-1.html

请管理员不要删除这些评论，这些评论的位置留以后更新之用。。。

使用入门：

• 从附件中下载工程文件I am master 和 smarTTY软件并解压。
• 打开工程，将hex文件下载至Nucleo334.将使用HSI作为时钟源。
• 打开smarTTY，新建一个串口通信，115200，8bit，无校验，停止位1.
  

Nucleo通电之后，通过串口发送这样的信息：

先来认识一个命令 man ，类似于linux中的man 。当你遇到某一个命令而不知道如何使用的时候，可以使用这个命令。比如获取input这个命令的解释:

这个命令的功能是将引脚设置成为输入模式，引脚的范围是0-5，对用Arduino接口的A0-A5.现在，我们在0号引脚上面挂接一个LED，在1号引脚上面挂在一个开关（平时为1，按下为0）。可以通过input，output两条命令来切换他们的模式：



在将引脚设置成为输出模式之后，就可以使用set，reset，toggle三条命令来设置引脚了。set是置1，reset是清零，toggle是反转。如果引脚的模式是输入模式，可以使用read来读取。如果read的参数不是0-5范围之内，那么显示的数值就会用N来代替。例如read 0 1 255
==> 1 1 N
显示0，1引脚的电平值为1，255是一个非法引脚。


其余命令的解释大家可以使用man来查看。我的英语很不好，man的解释大部分都是通过谷歌翻译的。大家可以帮助修改一下源文件的翻译，还请告知。谢谢！

！

在我们平时的调试中，光使用IO接口恐怕难以满足我们的要求。还需要一些更复杂的通信协议，比如说SPI。下面我们就来说说SPI的使用。

不管什么时候，man总是我们靠谱的好朋友。

在SPI通信上，使用板子上面表示的SPI引脚。这里就不详细解释了。可以看一下板子上面的丝印。

spi的参数有着固定的要求：

• [ 表示将CS信号线拉低。注意[也是一个参数，后面需要至少一个空格；
• r：9表示从SPI总线上读取多少个字符。后面的9代表读取9个字符，需要使用十进制表示。
• 其余的参数使用十六进制表示，不区分大小写。前缀可以加0x，也可以不加。想FF,ff,0xFF表示的都是同一个数。
• ] 表示将CS信号拉高。同样 ] 也是一个参数，需要后面至少一个空格。
  

好了，就这么多，下面就来通过spi这条命令，读写SPI存储芯片W25X16.他的数据手册在附件中，大家可以下载学习一下。
先看W25的一个指令表：


在原PDF的第17页。可以看到上面有一条指令是读ID，解释如下：


在面包板上面插好线之后，使用spi命令与之进行通信：

回应了两个数字，0xEF,0x14，正好与上表的数据吻合。说明通信正确。

通过查看数据手册可以看出，要想往一个地址内写数据，首先要写一个WriteEnable命令，在写完WriteEnable命令之后，StatusRegister寄存器中相应的WEL为会被置1，说明允许写。


在写完WriteEnable命令之后，可以看到WEL位已经被置1了，说明操作正确。

下面将第一扇区格式化，之后往里写如一些数据：

0x20是格式化命令，格式化命令之后WEL位被清零，说明不能在继续写数据。为了能够继续写数据，只好在重新发送一遍WriteEnable命令了。

读取一下格式化之后0x00处连续10个地址的数据：读取的命令是0x03

数据全是0xFF，说明格式化成功了。下面再将0x00连续地址处写如0x01 0x02 0x03 0x04 0x05 0x06 0x07 0x08 0x09 0x0A十个数字，写入之后再读取：

这里写入了10个数据，读取了11个数据，可以看到第11个数据是0xff，也就是没有被更改，写入和读取都正确。


好了，spi的操作就说到这里。
当然，你可能疑问，这使用了默认的模式3，如果我想使用模式0怎么办呢？大家可以使用man spi-config寻找答案。


：

一起来开发，定制你自己的命令

  可能你觉得这些命令远远不够用，或者你希望定制一个你自己的命令，比如man 你的名字。其实，定制一个这样的命令是一个很简单的事情。
  在串口中接受到的字符，最终是要交给shell [void shell ( char * cmd_str) ; ]这个程序来处理的，这个程序将串口接收到的一行字符，在空格处分割，并且转换成为int argc,char *argv[]的形式。这个形式是man函数的标准形式。argv[0]表示的需要调用的应用程序的名字。例如串口输入input 0 1 2，经过shell的处理之后:

• argc=4;
• argv[0]="input"
• argv[1]="0"
• argv[2]="1"
• argv[3]="2"
• argv[4]=NULL
  
  

处理之后，shell去一个cmdList列表中寻找名字叫做input的函数。如果找到了，将控制权和argc，argv一起交给input函数。而input就是我们需要编写的，只需要遍历argv，读取每一个引脚的编号，并且设置成为输出即可。具体shell函数在cmdList中寻找input函数的方法在后文中会详细讲到。
下面是一个简单的input函数的实现：
int input(int argc,char *argv[])
{
  int i=0;
  for(i=0;i<argc;i++)
  {
    //设置argv表示的引脚为输入方式
  }
}

好了，下面就来说说定制命令的详细步骤：

• 每一个命令都需要一个入口函数，格式是int test (int argc,char *argv[])。
• 每一个命令都需要一个解释函数，用于man的调用。格式是void manTest(void)；当然，函数的名字可以自己取。
• 计算函数名字的hash，用于shell快速寻找函数的入口点。不过这个hash只是特别简单的计算方法，在后续的更新中，会考虑更换他的计算方法。目前的方法主要是将函数的名字的各个字符异或（^ ）。在工程文件下tools/computer_xor下有一个xor.exe，是用于计算hash的。只要在控制台下调用这个程序，参数写你需要求的字符串。例如：
• 上面算出的test的hash值是0x16，记下这个数字，我们在后续中会使用到。
• 打开commands.h，在里面添加两个函数的声明：test和manTest：
• 打开commands.c文件，在cmdList中添加manTest和test：     
• 新建一个源文件，test.c，并添加到工程中。写上test和manTest两个函数的实现：
• 好了，目前一切需要做的已经做好了，编译，下载，打开smarTTY，稍微测试一下：
  
  

更多更有趣的功能欢迎你来实现！


！

在v1.0.1版本中，新增了四个命令，servo，用于控制舵机的。函数的参数在500~2500之间，代表在舵机的50000us中，高电平占用的时间。比如servo 1000代表高电平是1000us，占空比是1000/50000=2%。但是写完之后发现控制舵机并没有什么卵用。因此这里就不再多废话了，主要是讲如何使用I2C接口。

I2C

    STM32F1和STM32F4使用的I2C接口是一类，用起来各种复杂，不好用。但是STM32F3的I2C却非常好用。之前看见有人说STM32的I2C是鸡肋，只能说明他没有用过STM32F3的。下面就说说I2C如何使用。主要操作的芯片是LM75，一个温度传感器。
首先介绍三个命令：

• i2c-online:用于获取挂接在I2C接口上所有芯片的设备地址。
• i2c-write:将数据通过I2C接口发送出去。必须指定的参数：-d（设备地址）。
• i2c-read：通过I2C接口读取制定数量字节。必须指定的参数：-d（设备地址），-r（读取的字节数）。
• 注：在V1.0.2版本中，将命令i2c-online改名为i2c-scan
• 注：在V1.0.2版本中，i2c-read新增参数-a，用于指定需要读取的寄存器地址。
  
  

为了编写程序的简便，I2C的操作使用流的方式，即只能采用内置的通信方式（START，STOP）。不能指定RESTART。一般的I2C的读取操作是 START+devAddr[Write]+regAddr+ReStart+devAddr[Read]+{some bytes}+STOP。由于不能采用ReStart，所以像这样的读取应该分成先写在读两部分，即：

• START+devAddr[Write]+regAddr+STOP
• START+devAddr[Read]+{read some bytes}+STOP
  

• devAddr代表设备地址
• regAddr代表需要读取或者写入的寄存器地址。
  

我的I2C总线上挂接了一个LM75，但是我懒得查数据手册去找他的设备地址，所以可以使用i2c-online查看所有在线的i2c设备的设备地址：

注：在V1.0.2种将i2c-online更改为i2c-scan，并根据设备地址添加了提示。如下图。


通过这条命令查出了唯一的地址，0x90 。那么这个地址就是LM75的设备地址了。之后我们要进行的读和写的操作都要靠这个地址。其实这条命令的实现很简单，只不过从0-127挨个询问，看设备是否应达就行，通过逻辑分析仪抓包如下：（只截取了部分）



好了，有了地址就可以进行操作了，先来看看LM75的寄存器：

从上图中可以看出，0x00是温度寄存器的地址。要想读这个地址处的数值，必须首先发送寄存器地址：



i2c-write必须要有-d参数，用于指示设备地址。其余的数据是要发送的数值。如果想通过i2c发送0x00 0x01 0x02 0x03 这四个数字可以使用这样的命令：

• i2c-write -d 0x90 0x00 0x01 0x02 0x03
  
• i2c-write 0x00 0x01 0x02 0x03 -d 0x90
• i2c-write 0x00 0x01 -d 0x90 0x02 0x03
• ...
  
  

设备地址0x90必须紧跟在-d的后面。除了i2c-write的位置之外，出现在什么地方都是可以的。


在发送完寄存器地址之后，就可以读取寄存器中的数值了。查看数据手册，可以看到LM75的温度寄存器由两个字节组成。在发送的时候先发送高字节，在发送低字节。

之后将两个字节合并成一个16位的有符号数字，数字使用2的补码表示。正温度有正的有符号数表示（最高为是0），负温度的最高位是1 。之后将数据去掉符号右移5位，加上符号，乘以0.125就是所需的温度值。这里有几个事例值，感兴趣的话可以算一下：

先使用i2c-read来读取一下这两个字节：高字节在前：




最后来计算一下结果：0x16C0 >> 5 =0xB6 =186
所以温度值为186*0.125=23.25

可以看出，烟台的晚上还是非常凉爽的！

注：在V1.0.2版本中，i2c-read函数新增参数-a，用于指定寄存器地址（寄存器地址只能为1个字节。如果寄存器地址多于1个字节，只能使用先写在读的方式进行操作）。



另外，需要补充一点的是，i2c-write和i2c-read在正确写入和读取的时候不会输出任何信息的。只有在发生错误的时候才会进行提示：










。

V1.0.4命令文件说明

    在1.0.4版本中，新增了直接发送命令文件这一特色。下面就针对命令文件结合TCP/IP芯片W5100，进行一下说明。
   
    5100使用SPI方式进行通信，并且仅仅支持模式0. 还需要注意的是，对5100芯片进行读写的时候，SPI的速率不能太低。在之前的操作中，发现使用256KHz的SPI进行通信，不能正常的进行读写。因此在1.0.4版本中，将SPI的时钟频率提升到了4MHz。
    上图是SPI通信的协议图。分为3部分。第一部分是操作码。读的时候，操作码是0x0F
，写的时候操作码是0xF0 。 第二部分是5100寄存器地址，2个字节，分为两次发送。第三部分是需要写的数据。1个字节。


    看一下相关的寄存器：
   
比如说设置本机IP，就要分四次来写（本机IP由4个字节组成，每次只能对1个字节进行读写），如果设置成为192.168.1.3，那么应该使用这样的命令：

• spi [ 0xf0 0x00 0x0f  0xc0 ]
• spi [ 0xf0 0x00 0x10 0xa8 ]
• spi [ 0xf0 0x00 0x11 0x01 ]
• spi [ 0xf0 0x00 0x12 0x03 ]
  
  

除了本机IP，还需要设置网关IP，子网掩码，MAC地址，共需要20次操作：

1. spi [ 0xf0 0x00 0x01 0xc0 ]
   
2. spi [ 0xf0 0x00 0x02 0xa8 ]
   
3. spi [ 0xf0 0x00 0x03 0x01 ]
   
4. spi [ 0xf0 0x00 0x04 0x01 ]
   
5. 
   
6. spi [ 0xf0 0x00 0x05 0xff ]
   
7. spi [ 0xf0 0x00 0x06 0xff ]
   
8. spi [ 0xf0 0x00 0x07 0xff ]
   
9. spi [ 0xf0 0x00 0x08 0x00 ]
   
10. 
    
11. spi [ 0xf0 0x00 0x09 0xde ]
    
12. spi [ 0xf0 0x00 0x0a 0xad ]
    
13. spi [ 0xf0 0x00 0x0b 0xbe ]
    
14. spi [ 0xf0 0x00 0x0c 0xef ]
    
15. spi [ 0xf0 0x00 0x0d 0xfe ]
    
16. spi [ 0xf0 0x00 0x0e 0xed ]
    
17. 
    
18. spi [ 0xf0 0x00 0x0f 0xc0 ]
    
19. spi [ 0xf0 0x00 0x10 0xa8 ]
    
20. spi [ 0xf0 0x00 0x11 0x01 ]
    
21. spi [ 0xf0 0x00 0x12 0x03 ]
    
22. 
    
23. spi [ 0x0f 0x00 0x01 r:1 ]
    
24. spi [ 0x0f 0x00 0x02 r:1 ]
    
25. spi [ 0x0f 0x00 0x03 r:1 ]
    
26. spi [ 0x0f 0x00 0x04 r:1 ]
    

复制代码

在每次给5100通电的时候，都需要重新发送一下这样的字符，太麻烦了，所以索性将这些命令保存在一个txt文件中，直接通过smarTTY发送文件：

点击smarTTY中的send a binary file（在上图中用圆圈圈出），选择w5100.txt ：

最后四个命令是读取网关的ip地址。在设置完这些寄存器之后，就可以使用windows上的ping命令来测试一下了：


断开5100的网线再ping一下：



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