STM32G031J6M6マイコンを使ってI2C低電圧キャラクタ液晶モジュール(SB1602B)を動かしてみた

32ビットマイコンが今なら120円。
ということで STM32マイコン STM32G031J6M6 を買ってみた。

これでストロベリーリナックス I2C低電圧キャラクタ液晶モジュール（１６ｘ２行）を動かしてみる。

ピンヘッダをつける

細ピンヘッダとＤＩＰ変換基板をはんだ付けする。

データシートを確認する

I2C低電圧キャラクタ液晶モジュールの電源電圧 2.7V ～ 3.6V

STM32G031 の電源電圧 1.7V ～ 3.6V

STM32G031 の絶対最大定格より
FT(5V tolerant I/O)ピンとその他のI/Oピンを含めて各ピン入出力15mAまでに抑えておこう。

今回は電源電圧3.3V(3V3)に決めたので３端子レギュレータで3.3Vを供給する。

STM32とLCDを接続

STM32G031J6M6の

pin 1 (PB9) — 赤色LED(Vf=2V) — 抵抗R(3k) — VDD(3V3)
pin 2 (VDD) — VDD(3V3)
pin 3 (VSS) — GND
pin 4 (NRST) を I2CLCD のリセットピン(#1)と接続
pin 5 (I2C2_SCL) を I2CLCD のSCLピン(#2)と接続
pin 6 (I2C2_SDA) を I2CLCD のSDAピン(#3)と接続

pin 4 (NRST) は GNDとの間にリセット用タクトスイッチを入れて, 抵抗R(3.9k)でプルアップしておく。
pin 5, 6 (SCL, SDA) は抵抗R(3k)でプルアップしておく。
抵抗値に深い意味はない(そこにあったので)。

I2C低電圧キャラクタ液晶モジュール（１６ｘ２行）の

pin 1 (~RST) — STM32G031J6M6 pin#4
pin 2 (SCL) — STM32G031J6M6 pin#5
pin 3 (SDA) — STM32G031J6M6 pin#6
pin 4 (VSS) — GND
pin 5 (VDD) — VDD(3V3)

接続した後に気になったのでI/Oピンに流れる電流を計算してみる。

LCDに流れる電流は無視できるほど小さいのでLEDのピンに流れる電流を計算する。

直列接続なのでI/Oピンに流れる電流と抵抗器に流れる電流は同じとみなすと単なるLED電流計算になるので
VDD = 3.3V, LEDの順方向電圧Vf = 2.0 V, R = 3kΩ
の場合に

抵抗器に流れる電流を計算すると

$$ \begin{aligned} I &= \frac{V}{R} \\ &= \frac{V_{DD} - V_f}{R} \\ &= \frac{3.3 - 2.0}{3000} \\ &= 0.43 ~\mathrm{mA} \end{aligned} $$

気にする必要などなかった。

ブレッドボードで配線する

ニッケル水素電池(1.2V)を４直列から３端子レギュレータNJU7223F33で3.3V電源を作る。

LCDの下はこうで

これでOK

まだ何も起きない。(あたりまえ)
STM32マイコンにプログラムを書き込まないと。

STM32CubeIDEでプログラムを書く

STM32CubeIDEのバージョンは

プロジェクトを新規作成

File -> New でSTM32 プロジェクトを選択して,
MCU: STM32G031J6, Cプロジェクトを選んで新規作成する。

クロックはHSI RC発振 (16MHz)を16分周して生成した1MHzをSYSCLKにしておけばいいんとちゃいますか。

PB9をGPIO_Output
I2C2を100kHzで駆動

この設定でCubeIDEに生成してもらったmain.cの USER CODE BEGIN ～ END の間をいじる。(それ以外に書いたものは消されるよ)

エディタに慣れないしC++を使いたくなるがそれはとにかく,
液晶モジュールのAVR用サンプルコードを見ながらちょいちょいと書いてみる。

Core/Src/main.c

C

/* USER CODE BEGIN Header */
/**
 ******************************************************************************
 * @file           : main.c
 * @brief          : Main program body
 ******************************************************************************
 * @attention
 *
 * <h2><center>&copy; Copyright (c) 2021 STMicroelectronics.
 * All rights reserved.</center></h2>
 *
 * This software component is licensed by ST under BSD 3-Clause license,
 * the "License"; You may not use this file except in compliance with the
 * License. You may obtain a copy of the License at:
 *                        opensource.org/licenses/BSD-3-Clause
 *
 ******************************************************************************
 */
/* USER CODE END Header */
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"

/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */

#include <stdint.h>
#include <i2c_lcd.h>

/* USER CODE END Includes */

/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD */

/* USER CODE END PTD */

/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */

/* USER CODE END PD */

/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PM */

/* USER CODE END PM */

/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
I2C_HandleTypeDef hi2c2;

/* USER CODE BEGIN PV */

/* USER CODE END PV */

/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
static void MX_I2C2_Init(void);
/* USER CODE BEGIN PFP */

/* USER CODE END PFP */

/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */

/* USER CODE END 0 */

/**
 * @brief  The application entry point.
 * @retval int
 */
int main(void) {
	/* USER CODE BEGIN 1 */

	/* USER CODE END 1 */

	/* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

	/* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
	HAL_Init();

	/* USER CODE BEGIN Init */

	/* USER CODE END Init */

	/* Configure the system clock */
	SystemClock_Config();

	/* USER CODE BEGIN SysInit */

	/* USER CODE END SysInit */

	/* Initialize all configured peripherals */
	MX_GPIO_Init();
	MX_I2C2_Init();
	/* USER CODE BEGIN 2 */

	i2c_lcd_init(&hi2c2);

	/* USER CODE END 2 */

	/* Infinite loop */
	/* USER CODE BEGIN WHILE */
	// １行目の表示
	i2c_lcd_puts(&hi2c2, "Strawberry Linux");
	// ２行目にカーソルを移動
	i2c_lcd_set_ddram_address(&hi2c2, 0x40);
	i2c_lcd_puts(&hi2c2, "I2C \xb4\xb7\xbc\xae\xb3 \xd3\xbc\xde\xad\xb0\xd9");

	icon_code_t i = 0;
	while (1) {
		/* USER CODE END WHILE */

		/* USER CODE BEGIN 3 */

		i2c_lcd_show_icon(&hi2c2, 0x1fff ^ (1 << i));
		i = (i + 1) % 13;
		HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_9, 0);
		HAL_Delay(100);
		HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_9, 1);
		HAL_Delay(1000);
	}
	/* USER CODE END 3 */
}

/**
 * @brief System Clock Configuration
 * @retval None
 */
void SystemClock_Config(void) {
	RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = { 0 };
	RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = { 0 };

	/** Configure the main internal regulator output voltage
	 */
	HAL_PWREx_ControlVoltageScaling(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1);
	/** Initializes the RCC Oscillators according to the specified parameters
	 * in the RCC_OscInitTypeDef structure.
	 */
	RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI;
	RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
	RCC_OscInitStruct.HSIDiv = RCC_HSI_DIV16;
	RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = RCC_HSICALIBRATION_DEFAULT;
	RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_NONE;
	if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK) {
		Error_Handler();
	}
	/** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks
	 */
	RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK | RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
			| RCC_CLOCKTYPE_PCLK1;
	RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_HSI;
	RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
	RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;

	if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_0) != HAL_OK) {
		Error_Handler();
	}
}

/**
 * @brief I2C2 Initialization Function
 * @param None
 * @retval None
 */
static void MX_I2C2_Init(void) {

	/* USER CODE BEGIN I2C2_Init 0 */

	/* USER CODE END I2C2_Init 0 */

	/* USER CODE BEGIN I2C2_Init 1 */

	/* USER CODE END I2C2_Init 1 */
	hi2c2.Instance = I2C2;
	hi2c2.Init.Timing = 0x00000103;
	hi2c2.Init.OwnAddress1 = 0;
	hi2c2.Init.AddressingMode = I2C_ADDRESSINGMODE_7BIT;
	hi2c2.Init.DualAddressMode = I2C_DUALADDRESS_DISABLE;
	hi2c2.Init.OwnAddress2 = 0;
	hi2c2.Init.OwnAddress2Masks = I2C_OA2_NOMASK;
	hi2c2.Init.GeneralCallMode = I2C_GENERALCALL_DISABLE;
	hi2c2.Init.NoStretchMode = I2C_NOSTRETCH_DISABLE;
	if (HAL_I2C_Init(&hi2c2) != HAL_OK) {
		Error_Handler();
	}
	/** Configure Analogue filter
	 */
	if (HAL_I2CEx_ConfigAnalogFilter(&hi2c2, I2C_ANALOGFILTER_ENABLE)
			!= HAL_OK) {
		Error_Handler();
	}
	/** Configure Digital filter
	 */
	if (HAL_I2CEx_ConfigDigitalFilter(&hi2c2, 0) != HAL_OK) {
		Error_Handler();
	}
	/* USER CODE BEGIN I2C2_Init 2 */

	/* USER CODE END I2C2_Init 2 */

}

/**
 * @brief GPIO Initialization Function
 * @param None
 * @retval None
 */
static void MX_GPIO_Init(void) {
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = { 0 };

	/* GPIO Ports Clock Enable */
	__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
	__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();

	/*Configure GPIO pin Output Level */
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_9, GPIO_PIN_RESET);

	/*Configure GPIO pin : PB9 */
	GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_9;
	GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
	GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
	GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
	HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);

}

/* USER CODE BEGIN 4 */

/* USER CODE END 4 */

/**
 * @brief  This function is executed in case of error occurrence.
 * @retval None
 */
void Error_Handler(void) {
	/* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */
	/* User can add his own implementation to report the HAL error return state */
	__disable_irq();
	while (1) {
	}
	/* USER CODE END Error_Handler_Debug */
}

#ifdef  USE_FULL_ASSERT
/**
  * @brief  Reports the name of the source file and the source line number
  *         where the assert_param error has occurred.
  * @param  file: pointer to the source file name
  * @param  line: assert_param error line source number
  * @retval None
  */
void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
{
  /* USER CODE BEGIN 6 */
  /* User can add his own implementation to report the file name and line number,
     ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */
  /* USER CODE END 6 */
}
#endif /* USE_FULL_ASSERT */

/************************ (C) COPYRIGHT STMicroelectronics *****END OF FILE****/
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