Bạn đã bao giờ nghe về việc lập trình STM32? Đây là một lĩnh vực thú vị và hứa hẹn mang đến nhiều triển vọng cho tương lai của bạn. Trên thực tế, việc học lập trình trên dòng chip STM32 đem lại không chỉ kiến thức mà còn là sự hoàn thiện kỹ năng của bạn. Vậy tại sao lại nên chọn STM32 và cần những kiến thức gì để tiếp cận với việc lập trình STM32? Hãy cùng khám phá trong bài viết này.
Tại sao nên chọn STM32?
STM32 là dòng chip 32-bit của hãng STMicrochip, sử dụng công nghệ lõi ARM Cortex mạnh mẽ, có hiệu năng tốt và giá cả phải chăng. Đặc biệt, nó phù hợp với nhiều công ty và người dùng hiện nay. Những lý do nên chọn STM32 bao gồm:
- Tốc độ xử lý cao và hỗ trợ nhiều ngoại vi. Dòng chip phân khúc thấp như STM32F0x cũng có thể hoạt động lên tới 48Mhz, 64kB Flash, 16kB RAM, 8 bộ Timer 16 bit, 1 bộ Timer 32 bit, 10 bộ ADC 12 bit, 8 bộ USART, 2 bộ SPI, 2 bộ I2C.
- Giá thành rẻ nhưng mang lại hiệu suất lớn.
- học lập trình stm32 dễ dàng do có sự hỗ trợ lớn từ cộng đồng.
- Dễ dàng tìm việc làm vì STM32 được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng của các công ty nhỏ và vừa.
- Công cụ lập trình miễn phí và có đầy đủ tài liệu hướng dẫn.
Mặc dù có nhược điểm như bất kỳ dòng chip nào khác, STM32 vẫn là sự lựa chọn tối ưu khi học lập trình.
Hình 1: Lập trình STM32 trên kit Bluepill
Lập trình STM32 cần những kiến thức gì?
Kiến thức về ngôn ngữ lập trình
Lập trình STM32 sử dụng hai ngôn ngữ chính là C và C++. Để thành thạo lập trình vi điều khiển , bạn cần phải nắm vững ngôn ngữ C. Đây là nền tảng và phần cốt lõi của việc lập trình, nó chính là ngôn ngữ giao tiếp giữa con người và máy tính.
Thông thạo ngôn ngữ lập trình c không chỉ có nghĩa là bạn hiểu và sử dụng các quy tắc, cú pháp mà còn biết cách lập trình theo các phương pháp khác nhau. Có ba phương pháp chính để lập trình STM32:
- Lập trình tuyến tính: Thường được sử dụng khi viết hàm, các chương trình cấu trúc đơn giản theo một chiều.
- Lập trình hướng cấu trúc (POP) hay còn gọi là lập trình hướng thủ tục: phương pháp này chia bài toán thành nhiều khối, sử dụng các câu lệnh điều kiện để điều hướng chương trình. Mục đích của phương pháp này là đơn giản hóa việc lập trình.
- Lập trình hướng đối tượng (OOP): là phương pháp được sử dụng nhiều trên tầng ứng dụng. Phương pháp này giúp việc bảo trì và nâng cấp code dễ dàng hơn.
Để hiểu rõ hơn về lập trình hướng đối tượng, bạn có thể đọc thêm: Sự khác nhau giữa lập trình hướng cấu trúc và hướng đối tượng.
Kiến thức về kiến trúc vi điều khiển
Vi điều khiển có kiến trúc tương tự nhau dù bạn sử dụng bất kỳ dòng vi điều khiển nào. Để dễ dàng tiếp cận việc lập trình trên vi điều khiển, bạn cần hiểu rõ về công dụng và cách hoạt động của nó.
Hơn nữa, việc học ngôn ngữ lập trình C trên Turbo C hoặc Dev C chỉ tập trung vào giải thuật và ngữ pháp. Tuy nhiên, để lập trình trên vi điều khiển, bạn sẽ phải tìm hiểu về bộ nhớ, kiểu dữ liệu và cấu trúc dữ liệu.
Lập trình STM32 yêu cầu chúng ta hiểu về kiến trúc của nó, bao gồm cấu trúc bộ nhớ và ngoại vi của vi điều khiển.
Cách sử dụng các ngoại vi, chuẩn giao tiếp
Ngoại vi của vi điều khiển (MCU) giống như các giác quan của con người, trong đó vi xử lý (MPU) là bộ não. Ngoại vi có chức năng tương hỗ với MPU để giao tiếp với môi trường.
Để làm chủ vi điều khiển, bạn cần nắm vững cách sử dụng các ngoại vi. Mỗi vi điều khiển có danh sách ngoại vi khác nhau tùy thuộc vào nhà sản xuất. Bạn có thể tìm hiểu thêm trong Datasheet của linh kiện đó.
Lập trình STM32 chính là học cách sử dụng các ngoại vi của chip STM32 để tương tác với người lập trình hoặc với môi trường.
Phân tích bài toán ứng dụng thành các bài toán lập trình
Để thực sự làm chủ một vi điều khiển, bạn cần biết cách phân tích bài toán thực tế thành các bài toán lập trình. Sau đó, bạn phải phân chia công việc và hoàn thiện sản phẩm cùng với nhau.
Những người có khả năng phân tích vấn đề thường phải hiểu rõ cả phần cứng và phần mềm. Một chuyên gia như vậy sẽ có vị trí Architet Software và nhận mức lương cao.
Khi học lập trình STM32, chúng ta cần áp dụng những kiến thức này để tạo ra các sản phẩm thực tế, đồng thời nâng cao khả năng phân tích và giải quyết vấn đề. Khi bạn đạt được thành quả, việc học sẽ trở nên dễ dàng hơn.
Các công cụ cần thiết để học lập trình STM32
- Bài 1: Cài đặt STM32 CubeMx và Keil C
- Hướng dẫn cài đặt package cho STM32 CubeMx và Keil C
- Hướng dẫn cài đặt và sử dụng ST Link Utility cài driver mạch nạp
- Hướng dẫn Download và sử dụng Hercules Terminal công cụ cổng COM ảo
Kiến trúc bộ nhớ STM32 và phần lõi ARM
- Tổng quan về vi xử lý lõi ARM Cortex M3, M4, M7, M9
- Tổng quan về hệ sinh thái STM32 Cube
- Cấu trúc và bản đồ bộ nhớ STM32f103
Các bài hướng dẫn lập trình STM32 điều khiển các ngoại vi sử dụng HAL
Điều khiển các ngoại vi (peripheral) là kiến thức bắt buộc để có thể hoàn thiện việc lập trình trên bất kỳ loại vi điều khiển nào. Cơ bản, các ngoại vi hoạt động tương tự nhau. Khi đã thành thạo việc sử dụng các ngoại vi, bạn có thể dễ dàng thay đổi dòng chip điều khiển.
- Bài 2: Tổng quan về KIT STM32F103C8T6 Blue Pill
- Bài 3: Lập trình STM32 GPIO, điều khiển Led bằng nút nhấn
- Bài 4: Lập trình ngắt ngoài STM32 EXTI
- Bài 5: Lập trình Timer STM32 chớp tắt led dùng ngắt
- Bài 6: STM32 Timer chế độ inputcapture và output compare
- Bài 7: STM32 Timer chế độ PWM nhiều kênh
- Bài 8: Lập trình STM32 đọc ADC một kênh
- Bài 9: Lập trình STM32 ADC nhiều kênh dùng DMA
- Bài 10: Giao thức I2C, lập trình STM32 với Module RTC DS3231
- Bài 11: Lập trình STM32 với giao thức UART
- Bài 12: Lập trình STM32 với giao thức SPI
- Bài 13: Lập trình STM32 RTC, hẹn giờ thời gian thực
- Bài 14: Sử dụng STM32 Independent Watchdog
- Bài 15: Sử dụng STM32 Window Watchdog
- Bài 16: Lập trình STM32 USB CDC truyền dữ liệu qua cổng COM
- Bài 17: Lập trình STM32 USB HID chuột máy tính
- Bài 18: Lập trình STM32 USB HID Bàn phím máy tính
- Bài 19: Lập trình STM32 USB HID Custom
- Bài 20: Lập trình STM32 flash đọc, ghi, xóa dữ liệu
- Bài 21: Lập trình STM32 Bit Banding điều khiển GPIO
Lập trình STM32 giao tiếp với cảm biến và thiết bị
- Bài 1: Tạo Delay Us với Timer và cách hoạt động của Systick
- Bài 2: STM32 với nút nhấn 3 chế độ click, double click và long click.
- Bài 3: STM32 với LED 7 đoạn
- Bài 4: STM32 với LCD1602 chế độ 8 Bit và 4 Bit
- Bài 5: STM32 với LCD I2C sử dụng module PCF8574
- Bài 6: STM32 với DHT11 theo chuẩn giao tiếp 1 Wire
- Bài 7: STM32 với DS18B20 đọc nhiệt độ chuẩn 1 wire
- Bài 8: STM32 với TFT LCD ST7735 giao thức SPI
- Bài 9: STM32 với Keypad
- Bài 10: STM32 với Oled LCD SSD1306
- Bài 11: STM32 với DFplayer
- Bài 12: STM32 với RFID RC522
- Bài 13: STM32 với SRF05
- Bài 14: STM32 với TFT LCD ILI9341
- Bài 15: STM32 với Servo
Lập trình STM32 với các ngoại vi cấp cao trên STM32F407
- Bài 1: Lập trình STM32 DAC tạo sóng Sin
- Bài 2: Lập trình STM32 SDIO giao tiếp với thẻ nhớ
- Bài 3: Lập trình STM32 USB HID Host giao tiếp với chuột và bàn phím máy tính
- Bài 4: Lập trình STM32 USB MSC Host đọc dữ liệu từ USB
- Bài 5: Lập trình STM32 FSMC
Lập trình hệ điều hành với STM32 Freertos
- Bài 1: Tổng quan về hệ điều hành thời gian thực RTOS
- Bài 2: Cách sử dụng Task trong lập trình STM32 Freertos
- Bài 3: Cách sử dụng Binary Semaphore trong lập trình STM32 Freertos
- Bài 4: Cách sử dụng Counting Semaphore trong lập trình STM32 Freertos
- Bài 5: Cách sử dụng Queue trong lập trình STM32 Freertos
Kiến thức nâng cao
- Hướng dẫn Debug trên Keil C
- Cách sử dụng sprinf để in Log trên STM32
- Khóa code với Option Bytes
- Lập trình STM32 Bootloader
- Ring Buffer là gì, nhận dữ liệu UART sử dụng Ring Buffer
- STM32 Lowpower Mode
- Hướng dẫn phân tích bài toán lập trình
- Thiết kế phần cứng, thiết kế mạch in STM32
Download tài liệu lập trình STM32
- Hướng dẫn download tài liệu lập trình STM32
Khóa học lập trình STM32 với dự án thực tế
Đăng kí theo đường link: khóa học lập trình STM32
Kết
Việc học lập trình STM32 hay bất kỳ dòng vi điều khiển nào đều cần thời gian để tiếp thu kiến thức từ từ. Dù bạn sử dụng phương pháp học nào, bạn cũng cần thời gian để nắm bắt kiến thức đó.
Hãy nhớ rằng, việc học lập trình vi điều khiển không phải lúc nào cũng dễ dàng như việc học lập trình các ngôn ngữ khác. Tuy nhiên, khi bạn đã thành thạo, bạn có thể làm được nhiều điều hơn rất nhiều. Cơ hội trước mắt cũng sẽ mở rộng hơn rất nhiều.
Nếu bài viết này hữu ích với bạn, hãy chia sẻ với bạn bè hoặc đồng nghiệp của bạn. Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào, hãy để lại bình luận. Hãy cùng gia nhập cộng đồng lập trình tại Hội anh em nghiện lập trình.
