จากบทความการใช้ ESP8266 กับจอแสดงผลกราฟิกแบบ OLED ซึ่งเขียนด้วยภาษาไพธอนจะพบว่าการทำงานนั้นสะดวกรวดเร็วในระดับดี แต่เมื่อต้องใช้กับไมโครคอนโทรลเลอร์ตัวอื่นที่ไม่สามารถใช้ Micropython หรือ CircuitPython ได้นั้นจะต้องทำอย่างไร ซึ่งหนึ่งในหลายทางเลือกคือไลบรารี u8glib หรือ u8g2 (Universal 8 bit Graphics Library) ที่ออกแบบมาเพื่อทำงานกับกราฟิกแบบ 8 บิตแบบโมโนโครมทั้งผ่านการสื่อสารแบบ I2C หรือ SPI โดยบทความนี้ใช้อุปกรณ์ต่อเชื่อมกันดังภาพที่ 1 ด้วยการใช้ OLED แบบ I2C
บทความนี้กล่าวถึงฟังก์ชันการใช้งานของบัส SPI ของเฟรมเวิร์ก Arduino เพื่อใช้กับ STM32F030F4P6, STM32F103C8, STM32F401, esp8266 และ esp32 ซึ่งการทำงานของบัสนี้ต้องการสายสัญญาณสำหรับสื่อสารระหว่างกันอย่างน้อย 3 เส้น คือ SCLK, MISO และ MOSI สำหรับทำหน้าที่ส่งสัญญาณนาฬิการะหว่างกันของผู้ส่งและผู้รับ ทำหน้าที่รับข้อมูลจากผู้ส่ง และใช้สำหรับส่งข้อมูลไปให้ผู้รับ
จากการใช้สายสัญญาณ 3 เส้นจะพบว่า สามารถส่งและรับข้อมูลพร้อมกันได้ ซึ่งแตกต่างกับการสื่อสารแบบบัส I2C ที่ใช้สาย SDA เพียงเส้นเดียวในการสื่อสาร ดังนั้น อาจจะกล่าวได้ว่า ด้วยความเร็วในการสื่อสารที่เท่ากัน บัสแบบ SPI จะรับและส่งข้อมูลได้โดยไม่ต้องรอสายสัญญาณว่าง ขณะที่ I2C จะต้องรอให้ว่างก่อน ด้วยหลักคิดนี้จึงทำให้ SPI รับ/ส่งข้อมูลได้รวดเร็วกว่า
นอกจากนี้ SPI ใช้วิธีการเลือกปลายทางที่ต้องการสื่อสารด้วยการสั่งให้ปลายทางรู้ด้วยการส่งสัญญาณไปที่ขา SS ของอุปกรณ์ปลายทาง ดังนั้น เมื่อเชื่อมต่อกับหลายอุปกรณ์จึงส่งผลให้ SPI ต้องการจำนวนขาในการทำงานที่มากกว่า ขณะที่ I2C ใช้การระบุคำแหย่งของอุปกรณ์ในการสื่อสารระหว่างกัน โดยยังคงใช้สาย SDA เพียงเส้นเดียวทำให้ประหยัดขาได้มากกว่า
หลังจากได้ใช้คำสั่ง HAL สำหรับสั่งงาน Cortex-M0/M3/M4 ไปกันพอสมควร ครั้งนี้มาประยุกต์เพื่อขับเคลื่อนหุ่นยนต์รถ 2 ล้อให้เดินหน้า ถอยหลัง หันซ้าย หันขวา และหยุดกันบ้าง ดังนั้น ในบทความนี้กล่าวถึงการประยุกต์ใช้ GPIO เพื่อส่งสัญญาณ 0 หรือ 1 ไปยังพอร์ตที่ต่อกับภาคขับมอเตอร์ดังภาพที่ 1 เพื่อให้ตัวหุ่นนั้นเคลื่อนที่
จากบทความก่อนหน้านี้ได้ทดลองควบคุมการนำออกสัญญาณดิจิทัลด้วยการขับวงจรแอลอีดีที่เชื่อมต่อกับบอร์ดไมโครคอนโทรลเลอร์ STM32 ทั้งแบบ Cortex-M0, Cortex-M3 และ Cortex-M4 ในบทความนี้กล่าวถึงการใช้งานขาเพื่อนำเข้าสัญญาณดิจิทัล และใช้ตัวอย่างการต่อวงจรสวิตช์เพื่อควบคุมการติดหรือดับของหลอดแอลอีดีดังภาพที่ 1
บทความนี้กล่าวถึงการใช้งาน ADC (Analog to Digital Converter) ของ STM32 ที่มีความละเอียด 12 บิต ทำให้สามารถอธิบายค่าแรงดันแอนาล็อกได้ 4096 ระดับ (0 ถึง 4095) ของแรงดัน 0 ถึง 3V3 ซึ่งสามารถปรับระดับความละเอียดให้เป็น 12บิต 10 บิต 8 บิต หรือ 6 บิตได้เพื่อแลกกับความเร็วในการทำงาน โดยใช้ชุดคำสั่ง HAL ที่มากับชุดพัฒนาของ STM32CubeIDE/STM32CubeMX และในการทดลองได้เลือกใช้อุปกรณ์ดังภาพที่ 1 ซึ่งเป็นบอร์ดต้นแบบของ dCoreM0 ของทางทีมงานเรา
จากบทความก่อนหน้านี้ได้ทดลองเขียนโปรแกรมเพื่อศึกษาองค์ประกอบของไฟล์ต่าง ๆ ที่ต้องใช้งานซึ่งจะพบว่ามีรายละเอียดและขั้นตอนเยอะพอสมควร แต่เป็นพื้นฐานสำคัญสำหรับผู้ต้องการศึกษาการเขียนโปรแกรมควบคุม Cortex-M0 ผ่านชิพ STM32F030F4P6 (ภาพที่ 1), Cortex-M3 ด้วย STM32F103C (ภาพที่ 32) และ Cortex-M4 ด้วย STM32F401CCU6 (ภาพที่ 27) อย่างจริงจัง และมีประโยชน์ต่อการศึกษาโครงสร้างการเขียนโปรแกรมด้วยเครื่องมือเขียนโปรแกรมอย่าง STM32CubeIDE (ภาพที่ 2) ซึ่งเป็นเครื่องมือหลักที่จะใช้ในบทความชุดนี้ เนื่องจากเป็นการรวมชุดพัฒนาสำหรับ ARM ของบริษัท ST แบบครบครันทั้ง CubeMX สำหรับออกแบบการใช้งานชิพ เครื่องมือชุดคอมไพล์เลอร์ เครื่องมือดีบักโปรแกรมผ่าน ST-Link ลงชิพ และชุดแก้ไขโค้ดอยู่ในตัวเดียว แถมรองรับการใช้งานทั้งระบบปฏิบัติการ Windows, Linux และ macOS
บทความนี้เป็นชุดบทความเขียนโปรแกรมที่มุ่งเน้นกับ Cortex-M0 ผ่านทาง STM32F030F4P6 หรือไมโครคอนโทรลเลอร์ STM32 รุ่นอื่น ๆ ในแบบที่ใช้ CMSIS ซึ่งเป็นเฟิร์มแวร์ (firmware) ของ ARM ที่เรียบเรียงจากชุดบทความ Bare Metal : STM32 Programming ของ vivonomicon.com โดยไม่ใช้เฟรมเวิร์กของ Arduino และในบทความตอนที่ 1 เป็นเรื่องของการเตรียมความพร้อม ประกอบด้วยการสร้างไฟล์ลิงค์สำหรับเชื่อมโยงส่วนต่าง ๆ ของโค้ดเข้าด้วยกัน และไฟล์ส่วนของการทำงาน หลังจากนั้นนำไฟล์ผลลัพธ์อัพโหลดเข้าไมโครคอนโทรลเลอร์เป็นการเสร็จสิ้นขั้นตอนการพัฒนาโปรแกรม
