W artykule przedstawiamy sposób prostej implementacji na mikrokontrolerze STM32F107 znanej i popularnej od lat gry Tetris. Autor projektu wykorzystał peryferia zestawu STM32Butterfly2 i moduł z tanim monochromatycznym wyświetlaczem LCD z telefonu Nokia 3310.

Sposób połączenia modułu KAmodLCD z zestawem STM32Butterfly2, który zamienia ten zestaw w konsolę do grania, pokazano na rysunku 1. W aplikacji wykorzystano joystick znajdujący się na płytce „motyla”, który dołączono do wyprowadzeń mikrokontrolera w zestawie „na sztywno”. Do zaprogramowania mikrokontrolera potrzebny będzie programator JTAG, można użyć zgodnego z ST-Link/v2 programatora ZL30PRGv2 (fotografia 2). Projekt programistyczny utworzono za pomocą pakietu Atollic TrueSTUDIO Lite.

Rys. 1. Schemat ilustrujący połączenia niezbędne do prawidłowego działania Tetrisa na STM32Butterfly2

Z istniejących plików projektu interesują nas znajdujące się w katalogu src (pliki źródłowe) plik main.c i stm32f10x_it.c. W pierwszym znajduje się główna część programu, w drugim procedury obsługi przerwań.

Fot. 2. Wygląd programatora JTAG/SWD o nazwie ZL30PRGv2

Funkcja main to główna funkcja każdego programu, od niej rozpoczyna się jego wykonywanie. Na jego początku znajdują się procedury konfigurujące peryferia mikrokontrolera. W przykładowym projekcie procedury konfiguracyjne umieszczono w osobnych funkcjach, które kolejno wywołuje na początku funkcji main(), dlatego przed funkcją main należy umieścić deklaracje funkcji:

void RCC_Configuration(void);
void GPIO_Configuration(void);
void EXTI_Configuration(void);
void NVIC_Configuration(void);

Ciała tych funkcji znajdują się na listingu 1.

List. 1. Ciała funkcji inicjujących mikrokontroler

//Funkcje konfiguracyjne
//Funkcja konfigurująca porty GPIO

void GPIO_Configuration(void)
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;						//inicjalizacja struktury konfiguracji GPIO

  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOE | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);	//uruchomienie taktowania dla portu GPIOE

  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_14 | GPIO_Pin_15;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
  GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);				//ustawienie pinów 14 i 15 portu GPIOE jako wyjść

  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10 | GPIO_Pin_11 | GPIO_Pin_12;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING  ;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;
  GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);				//ustawienie pinów 8, 9, 10, 11 i 12 portu GPIOE jako wejść
}

//Funkcja konfigurująca system sygnałów taktowania

void RCC_Configuration(void)
{
  ErrorStatus HSEStartUpStatus;

  RCC_DeInit();								//reset ustawień RCC
  RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);							//włącz HSE

  HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();				//oczekiwanie na gotowość HSE

  if (HSEStartUpStatus == SUCCESS)
  {
	FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);		//włączenie buforu dla pamięci Flash
	FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);					//ustawienie opóźnień dla pamięci Flash

	RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);					//taktowanie rdzenia sygnałem 1:1 (72MHz)
	RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);					//taktowanie magistrali APB2 sygnałem 1:1 (72MHz)
	RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);					//taktowanie magistrali APB1 sygnałem 1:2 (36MHz)

	RCC_PREDIV2Config(RCC_PREDIV2_Div5 );				//ustawienie PLL2 1:5*8  (25MHz/5*8=20Mhz)
	RCC_PLL2Config(RCC_PLL2Mul_8);
	RCC_PLL2Cmd(ENABLE);
	while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLL2RDY) == RESET) {} 		//oczekiwanie na uruchomienie PLL2

  	RCC_PREDIV1Config(RCC_PREDIV1_Source_PLL2,RCC_PREDIV1_Div5);	//ustawienie PLL1 PLL2CLK/5*9 (20MHz/5*9=72MHz)
	RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_PREDIV1, RCC_PLLMul_9);
 	 RCC_PLLCmd (ENABLE);
  	while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET) {} 		//oczekiwanie na uruchomienie PLL1

	RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);		//ustawienie pętli PLL1 jako źródła sygnału zegarowego dla systemu
  while (RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08) {}			//oczekiwanie aż pętla PLL1 stanie się źródłem sygnały zegarowego dla sytemu
  }
}

//Funkcja konfigurująca GPIO jako źródła przerwań (kontroler EXTI)

void EXTI_Configuration(void)
{
  EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;  					//inicjalizacja struktury konfiguracji przerwań EXTI

  GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOE, GPIO_PinSource8);		//aktywowanie funkcji EXTI pinów joystick'a
  GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOE, GPIO_PinSource9);
  GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOE, GPIO_PinSource10);
  GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOE, GPIO_PinSource11);
  GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOE, GPIO_PinSource12);

  EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line8 | EXTI_Line9 | EXTI_Line10 | EXTI_Line11 | EXTI_Line12;
  EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
  EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling; 			//przerwanie przy zboczu opadającym

  EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;					//uaktywnienie kontrolera EXTI
  EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
}

//Funkcja konfigurująca kontroler przerwań NVIC

void NVIC_Configuration(void)
{
  NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; 				//inicjalizacja struktury konfiguracji kontrolera przerwań

  NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1); 			//wybór grupy priorytetów

  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI9_5_IRQn;		//konfiguracja przerwania od GPIO piny od 5 do 9
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
  NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI15_10_IRQn; 		//konfiguracja przerwania od GPIO piny od 10 do 15
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
  NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}