ARMコアで学ぶ！組込みマイコンの基礎【2日間開催】

IoTデバイスのプラットフォームとして

ARMコアを内蔵したARMマイコンは、非常に多機能ですが、
その分、設定項目が多く取り扱いが大変です。
まずは、中核であるARMコアの概要を解説し、
その後に基本的な周辺機能であるGPIOの使い方を学びます。

・ARMコアの概要
・STM32マイコンの構成
　ハンズオンで使用するNUCLEO-L152REボードに搭載されている、STM32L152RE MCUの概要を説明します。
・開発環境の説明
　ハンズオンで使用する開発環境※の説明をします。

開発環境※
　IAR Embedded Workbench（IAR Systems）の無償評価版（コードサイズ制限版 *期間制限なし）を使用します。
IAR Embedded Workbench


＜図２　講座で使用する開発環境＞

・GPIOとハードウェア
組込みマイコンを活用するには、ハードウェアの知識が必要です。
Arduinoなどの便利な環境を使用する場合は、マイコン内部のハードウェアが
極力隠ぺいされていますので、ハードウェアを意識しなくて
プログラミングができてしまいます。

しかし、その分、マイコンの機能や性能を100％活かすことができない場合も多々あります。
マイコンを活用にするには、ハードウェアを含めたARMマイコンのアーキテクチャを理解し、
適切な設定を行うことが不可欠です。

GPIOをひとつとっても、ハードウェアを意識したプログラムによる設定が必要となります。
図３は、STM32マイコンの標準的なGPIOの構成です。

FET（電界効果トランジスタ）や電気抵抗などの電子回路がありますが、
ソフトウェアのコマンドにより、これらのハードウェアが切り替わります。

そのため、接続先の電子回路に合わせて、入力モードならプルアップオン、
プルダウンオンなどの設定、出力モードなら、プッシュプル、
オープンドレインなどの設定を適切に記述する必要があります。


ディジタルデザインテクノロジ-No14　　P.35から引用
＜図３　GPIOの構成＞

講座では、GPIOのハードウェアと、
ソフトウェアによる設定方法を解説し、組込みマイコンの定番である
「LEDチカチカ」と押しボタンスイッチからの入力を実習します。
また、時間があれば、GPIOを使用した電子工作を行います。

■1日目
１．マイコンとは？
　　制御用マイコンの構成
２．マイコンのアーキテクチャ
　　ARM
３．STM32マイコンのアーキテクチャ
４・開発環境の説明と準備　（ハンズオン）
　　サンプルプログラムのコンパイルとマイコンへの書き込み
５．STM32マイコンのGPIOの解説
６．GPIOからの出力とLEDチカチカ　（ハンズオン）
７．GPIOからの入力とスイッチ入力　（ハンズオン）
８．GPIOを使用した電子工作（時間があれば実施）　（ハンズオン）

2回目では、組込みマイコン活用に欠かせない、割込み処理をハンズオンを交えながら学習します。

・ループによるポーリング処理から、割り込み処理へ
リアルタイム応答性や省電力性が要求される組込みシステムやIoTデバイスの開発においては、
Arduinoなどの、roop()関数内に、コードを記述する方法ではなく、
割込みを使用した、イベント駆動の「ぶつ切れ」のプログラミング方法が良く使われます。
極端な話、高い省電力性が要求されるシステムのプログラムでは、
main()関数は省電力モードへの移行命令以外何も無く、すべての処理は割込み処理関数内で記述する手法もあります。
このように、プログラミングの考え方も、ループ処理から割り込み処理ベースへ変えていく必要があります。
これらを、独学で学ぶのは大変です。そこで、まずは、座学で基礎知識を身に着け、
ハンズオンでSTM32マイコンの割込みを使用したプログラミングの体験を行います。
また、時間があれば、割込みと、systickタイマー、GPIOを使用した電子工作を行います。

・STM32マイコン周辺概要
　STM32マイコンには数多くの周辺機能がありますが、多機能であるが故、限られた時間内で説明するには、無理があります。
　そこで、STM32マイコン周辺機能の概要について説明します。

■2日目
１．割込みとは？
２．STM32の割り込み概要
３．systickタイマーの概要
４．割り込みを使用したプログラミング　（ハンズオン）
５．STM32の周辺機能の概要
６．STM32の省電力機能の概要
７．割込みをプログラミングを使用した電子工作（時間があれば実施）　（ハンズオン）

ARMマイコン(STM32)の構成を理解する。
STM32のGPIOを活用できる。
STM32マイコンの割り込みを理解する。

そろそろArduinoからステップアップしたい方
本格的なIoTデバイス、マイコン応用システムの開発をお考え方
社内システム担当者、新規事業担当者
ハードウェアビジネスの起業家、個人事業主

トライアングルエレクトロニクス　代表
久保幸夫

IoTや組み込みシステム、ネットワーク系の技術教育、執筆、講師活動を行う。
テックスでは、Raspberry Pi やIoT関連の講師を担当。（下記参考）

『話題の小型パソコン基板Raspberry Piで電子工作入門〜イメディオ電子工作部』
https://teqs.jp/report/140827.php

IoTシステム構築実習講座
〜さくらのIoT PlatformでArduinoマイコンをクラウド接続〜
https://teqs.jp/report/170201.php


講師のSTM32マイコン関連の著書



ディジタル・デザイン・テクノロジ　No.14　　2012年7月
http://www.kumikomi.net/digital-design/contents/0014.php
マイコンでハードウェア制御 超入門
LED点滅からセンサ読み取りとモータ駆動まで!!

他　
日経ネットワーク、電気と工事、電子工作マガジンなどで
記事を担当する。

PC実習型（ハンズオン）

※筆記用具をお持ちください

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大阪市住之江区南港北2-1-10　アジア太平洋トレードセンター（ATC）内 ITM棟6階
（ニュートラム南港ポートタウン線　トレードセンター前駅下車）
https://teqs.jp/about_us/access.php/

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