STM32でNUTTXを使ってみる

UART通信

NuttxのUART通信はとても簡単です。
デバイスファイル(/dev/ttySx)をopenし、read/writeで通信することができます。
UARTのread/writeは全てバッファ経由で行われます。
read/writeともに256バイトのバッファを持っています。
writeしたデータは一旦カーネルバッファに格納され、カーネルが順次ポートに出力します。
アプリケーションはいつデータが全て出力されたかを知ることはできません。
ポートから入力したデータは、一旦カーネルがバッファに格納します。
アプリケーションはpoll関数を使ってカーネルバッファに受信したデータあるかどうかを確認することができます。
バッファにデータあるときはread関数を使ってカーネルバッファからアプリケーション領域にデータをコピーします。

多量のデータを送信するときは、カーネルバッファの空をチェックしながら、少しずつデータを送る必要が有ります。
多量のデータを受信するときは、USARTポートを使ってフロー制御を行う必要が有ります。

まず以下の手順でUARTを有効にします。

ここで厄介なのは、使えるUSART(UART)とアサインされるデバイスファイルがボードごとに違います。
また、一部のポートは、nshコンソールやsyslogの出力先としてアサインされています。
こちらで紹介しているUSBコンソールを有効にすると、さらに変わります。

	F4 Discovery(usbnsh)	F4 Discovery(nsh)	F3 Discovery	F103xx(Serial Console)	F103xx(USB Console)
USART1	×	×	×	/dev/ttyS0 concole syslog	/dev/ttyS0
USART2	/dev/ttyS0 syslog	/dev/ttyS0 console syslog	/dev/ttyS0 console syslog	/dev/ttyS1	/dev/ttyS1
USATR3	/dev/ttyS1	/dev/ttyS1	×	/dev/ttyS2	/dev/ttyS2
UART4	×	×	/dev/ttyS1	×	×
USART5	/dev/ttyS2	/dev/ttyS2	/dev/ttyS2	×	×
USART6	/dev/ttyS3	/dev/ttyS3	×	×	×

使えるUSART(UART)の情報は(少しだけ)以下に記載されていますが、
最終的には実際にUSART(UART)を有効にしてどのデバイスが追加されるか、実機で確認するしかありません。
使えないUSART(UART)をメニューで有効にするとコンパイルエラーとなります。

F4 Discovery
$HOME/nuttxspace/nuttx/configs/stm32f4discovery/include/board.h

F3 Discovery
$HOME/nuttxspace/nuttx/configs/stm32f3discovery/include/board.h

F103xx
$HOME/nuttxspace/nuttx/configs/stm32f103-minimum/include/board.h
記載なし

ここまで設定したらひたすらExitで抜けます。
新しい[.config]を使ってファームウェアをビルドし、新しいファームウェアをマイコンに書き込みます。
nshに接続するとttyS0とttyS1が有効になっています。

UARTの動作を確認するためのサンプルアプリを公開しています。
こちらの手順でapps/examplesディレクトリに追加してください。
以下の手順でサンプルアプリをファームに組み込みます。

$ make clean

              $ make menuconfig

Application Configuration > Examples で以下のアプリを追加してください。

UART通信でpoll関数を使うためには、Device DriversメニューでDisable driver poll interfacesを無効にする必要が有ります。

ここまで設定したらひたすらExitで抜けます。
新しい[.config]を使ってファームウェアをビルドし、新しいファームウェアをマイコンに書き込みます。
nshに接続するとuart_testアプリが追加されています。

	F4 Discovery(usbnsh)	F4 Discovery(nsh)	F3 Discovery	F103xx(Serial Console)	F103xx(USB Console)
USART1	×	×	×	/dev/ttyS0 UARTで使えない	/dev/ttyS0 RX PA10/TX PA9
USART2	/dev/ttyS0 UARTで使えない(※１)	/dev/ttyS0 UARTで使えない	/dev/ttyS0 UARTで使えない	/dev/ttyS1 TX PA2/RX PA3	/dev/ttyS1 TX PA2/RX PA3
USATR3	/dev/ttyS1 TX PB10/RX PB11	/dev/ttyS1 TX PB10/RX PB11	×	/dev/ttyS2 TX PB10/RX PB11	/dev/ttyS2 TX PB10/RX PB11
UART4	×	×	/dev/ttyS1 TX PC10/RX PC11	×	×
USART5	/dev/ttyS2 TX PC12/RX PD2	/dev/ttyS2 TX PC12/RX PD2	/dev/ttyS2 TX PC12/RX PD2	×	×
USART6	/dev/ttyS3 TXPC6/RX PC7	/dev/ttyS3 TX PC6/RX PC7	×	×	×

(※１)
デフォルトではsyslogの出力先
syslogの出力先をRAMLOGに変更すれば使える
TX PA2/RX PA3

/dev/ttyS1と/dev/ttyS2をクロス結線します。
ttyS1(TX)-ttyS2(RX)
ttyS1(RX)-ttyS2(TX)
recvの引数で実行すると、受信タスクを起動します。
受信タスクは/dev/ttyS2を待ちます。

nsh> uart_test recv

              receive from /dev/ttyS2

              task_create name:recvTask priority:100

              recvTask ready to receive from /dev/ttyS2

              nsh>

recvに続いてsendの引数で実行すると、送信タスクを起動します。
送信タスクは/dev/ttyS1に送信します。
受信タスク側では受信した文字を表示します。

nsh> uart_test send

              send to /dev/ttyS1

              task_create name:sendTask priority:100

              sendTask start PID:5 device=/dev/ttyS1 loop:10 wait:1
              system_timer:5967

              nsh> recvTask buffer=this is /dev/ttyS1 - 0

              recvTask buffer=this is /dev/ttyS1 - 1

              recvTask buffer=this is /dev/ttyS1 - 2

              recvTask buffer=this is /dev/ttyS1 - 3

              recvTask buffer=this is /dev/ttyS1 - 4

              recvTask buffer=this is /dev/ttyS1 - 5

              recvTask buffer=this is /dev/ttyS1 - 6

              recvTask buffer=this is /dev/ttyS1 - 7

              recvTask buffer=this is /dev/ttyS1 - 8

              recvTask buffer=this is /dev/ttyS1 - 9

              sendTask end PID:5 system_timer:6977

APIの使い方に間違いがあるかもしれません。
こちらのドキュメントで確認してください。

ファームの書き込み方法と、nshへの接続方法はこちらに紹介しています。
STM32F4 Discovery
STM32F3 Discovery
STM32F103RB Nucleo
STM32F103 BluePill/BlackPill
STM32F103 VEボード
STM32F407 VGボード

続く．．．